CN116082842A - 一种耐高低温的硅脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种耐高低温的硅脂及其制备方法，涉及润滑油技术领域。一种耐高低温的硅脂，按重量分剂，包括以下原料：硅油70‑80份、聚四氟乙烯10‑20份、纳米氮化钛2‑5份、抗氧化剂0.2‑1份、极压抗磨损添加剂0.5‑2份、抗腐蚀添加剂0.2‑1份和防锈添加剂0.1‑0.5份。本申请制备的硅脂润滑油具有良好的泵送性、抗极压抗磨损性、润滑性、防水防潮性以及在高低温环境下的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及润滑油技术领域，具体而言，涉及一种耐高低温的硅脂及其制备方法。
背景技术
人类进入工业社会以来，各种机械设备应运而生，机械设备汇总各个零件无时无刻不在发生着相对运动，摩擦磨损是摩擦过程中普遍存在的现象，据统计，世界三分之一以上的一次性能源的损失来自摩擦，因此，减小摩擦与磨损造成的经济损失具有重大的意义。而润滑是降低摩擦、减小或避免磨损的有效技术。目前大多数润滑剂是以加入多种润滑添加剂来提高其性能，而传统的添加剂是通过物理吸附，以及化学反应来实现良好的摩擦学性能，不能做到材料的零磨损和对材料的损伤起到修复作用。润滑添加剂在很大程度上决定了润滑剂的使用性能，开发和研制新型的自修复润滑添加剂，以此来调合润滑油品，从而降低摩擦、减少磨损，对国民经济具有发展意义。
润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质。目前广泛应用的基础油包括矿物油、植物油和合成油，其中矿物油的使用历史久远，现阶段的使用量也最大，植物油最大的优势在于可生物降解，有利于环境保护。合成油的历史相对较短，因为其具有稳定性好和润滑寿命长的优点是近年来学者们研究的方向，因此研究出在各方面具有优异性能的基于合成油的润滑脂具有重大意义。
发明内容
本申请的目的在于提供一种耐高低温的硅脂，此硅脂具有良好的泵送性、抗极压抗磨损性、润滑性、防水防潮性以及在高低温环境下的稳定性。
本申请的另一目的在于提供一种耐高低温的硅脂的制备方法，该制备方法简单方便。
本申请解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本申请实施例提供一种耐高低温的硅脂，按重量分剂，包括以下原料：硅油70-80份、聚四氟乙烯10-20份、纳米氮化钛2-5份、抗氧化剂0.2-1份、极压抗磨损添加剂0.5-2份、抗腐蚀添加剂0.2-1份和防锈添加剂0.1-0.5份。
另一方面，本申请实施例提供一种耐高低温的硅脂的制备方法，包括以下步骤：
将硅油和聚四氟乙烯置于反应釜中，升温混合均匀后，再加入其他原料，搅拌均匀，得到成脂混合料；
将成脂混合料进行研磨，得到所述硅脂。
相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
1、本申请采用硅油作为基础油，其具有稳定性好的优点，搭配聚四氟乙烯作为增稠剂，两者具有优异的耐高低温和抗水性，可以使得整个硅脂润滑油具有耐高低温和防水性效果，在-30～230℃温度范围内均具有稳定性能，适用于更广泛的环境范围。
2、本申请在硅油和增稠剂的基础上还添加氮化钛、抗氧化剂、挤压抗磨添加剂、抗腐蚀添加剂和防锈添加剂，其中氮化钛在高温下依然具有稳定的润滑和耐磨性，提高硅脂润滑油的使用温度范围，其中挤压抗磨添加剂、抗腐蚀添加剂和防锈添加剂可以分别提高硅脂润滑油的防水抗腐蚀性和耐磨性。
3、本申请的优选方式中还添加纳米蒙脱石、纳米石墨粉和植物蜡，一方面蒙脱石起到增粘性和各原料在润滑油中的分散性，石墨粉在高温摩擦下形成石墨润滑膜，提高其润滑性和耐磨性；另一方面蒙脱石、石墨粉和氮化钛均为纳米材料，其制备的润滑脂中的固体纳米颗粒不仅可以提高润滑脂的导热系数，还因为纳米粒子的类滚珠轴承作用提升工件表面的光洁度，填充金属材料的受损部位，降低了金属材料的表面粗糙度，进而降低了切削时的切削力，提高润滑效果。另外，植物蜡本身具有优秀的减摩抗磨特性，搭配纳米粒子的优秀传热性和分散稳定性，可以在摩擦界面防止堵塞，提高其自修复能力。
综上，本申请制备的硅脂润滑油具有良好的泵送性、抗极压抗磨损性、润滑性、防水防潮性以及在高低温环境下的稳定性。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本申请。
一种耐高低温的硅脂，按重量分剂，包括以下原料：硅油70-80份、聚四氟乙烯10-20份、纳米氮化钛2-5份、抗氧化剂0.2-1份、极压抗磨损添加剂0.5-2份、抗腐蚀添加剂0.2-1份和防锈添加剂0.1-0.5份。
本申请采用硅油作为基础油，其具有稳定性好的优点，搭配聚四氟乙烯作为增稠剂，两者具有优异的耐高低温和抗水性，可以使得整个硅脂润滑油具有耐高低温和防水性效果，在-30～230℃温度范围内均具有稳定性能，适用于更广泛的环境范围。
本申请在硅油和增稠剂的基础上还添加氮化钛、抗氧化剂、挤压抗磨添加剂、抗腐蚀添加剂和防锈添加剂，其中氮化钛在高温下依然具有稳定的润滑和耐磨性，提高硅脂润滑油的使用温度范围，其中挤压抗磨添加剂、抗腐蚀添加剂和防锈添加剂可以分别提高硅脂润滑油的防水抗腐蚀性和耐磨性。
在本申请的一些实施例中，上述硅脂还包括以下重量份的原料：纳米蒙脱石0.5-2份、纳米石墨粉1-3份和植物蜡5-10份。
本申请还添加纳米蒙脱石、纳米石墨粉和植物蜡，其中植物蜡为巴西棕榈蜡、甘蔗蜡或月桂蜡。一方面蒙脱石起到增粘性和各原料在润滑油中的分散性，石墨粉在高温摩擦下形成石墨润滑膜，提高其润滑性和耐磨性；另一方面蒙脱石、石墨粉和氮化钛均为纳米材料，其制备的润滑脂中的固体纳米颗粒不仅可以提高润滑脂的导热系数，还因为纳米粒子的类滚珠轴承作用提升工件表面的光洁度，填充金属材料的受损部位，降低了金属材料的表面粗糙度，进而降低了切削时的切削力，提高润滑效果。另外，植物蜡本身具有优秀的减摩抗磨特性，搭配纳米粒子的优秀传热性和分散稳定性，可以在摩擦界面防止堵塞，提高其自修复能力。
在本申请的一些实施例中，上述硅脂由以下重量份的原料组成：硅油76份、聚四氟乙烯13份、纳米氮化钛3份、抗氧化剂0.5份、极压抗磨损添加剂1份、抗腐蚀添加剂0.5份、防锈添加剂0.3份、纳米蒙脱石1份、纳米石墨粉2份和植物蜡6份。
在本申请的一些实施例中，上述抗氧化剂为辛基丁基二苯胺。
在本申请的一些实施例中，上述极压抗磨损添加剂为伯/仲烷基磺酸钠。
在本申请的一些实施例中，上述抗腐蚀添加剂为辛基丁基二苯胺。
在本申请的一些实施例中，上述防锈添加剂为二壬基萘磺酸钡。
一种耐高低温的硅脂的制备方法，包括以下步骤：
将硅油和聚四氟乙烯置于反应釜中，升温混合均匀后，再加入其他原料，搅拌均匀，得到成脂混合料；
将成脂混合料进行研磨，得到所述硅脂。
在本申请的一些实施例中，上述升温后的温度为75-85℃，所述搅拌时间为1-3h。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油75kg、聚四氟乙烯15kg、纳米氮化钛3kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.5kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)1kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.5kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.2kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到75℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌2h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例2
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油80kg、聚四氟乙烯18kg、纳米氮化钛4kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.8kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)1.5kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.2kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.5kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到80℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌2.5h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例3
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油70kg、聚四氟乙烯12kg、纳米氮化钛2kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.2kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)0.5kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)1kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.2kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到74℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌1.5h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例4
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油70kg、聚四氟乙烯10kg、纳米氮化钛5kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)1kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)2kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.2kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.1kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到80℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌1h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例5
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油78kg、聚四氟乙烯12kg、纳米氮化钛2kg、纳米蒙脱石1.2kg、纳米石墨粉2kg、植物蜡8kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.8kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)1.8kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.6kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.2kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到80℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、纳米蒙脱石、纳米石墨粉、植物蜡、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌2h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例6
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油76kg、聚四氟乙烯13kg、纳米氮化钛3kg、纳米蒙脱石1kg、纳米石墨粉2kg、植物蜡6kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.5kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)1kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.5kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.3kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到70℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、纳米蒙脱石、纳米石墨粉、植物蜡、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌2h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例7
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油72kg、聚四氟乙烯20kg、纳米氮化钛2kg、纳米蒙脱石2kg、纳米石墨粉3kg、植物蜡5kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.2kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)2kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)1kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.1kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到72℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、纳米蒙脱石、纳米石墨粉、植物蜡、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌3h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例8
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油70kg、聚四氟乙烯10kg、纳米氮化钛3kg、纳米蒙脱石0.5kg、纳米石墨粉1.5kg、植物蜡10kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.3kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)2kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.5kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.5kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到75℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、纳米蒙脱石、纳米石墨粉、植物蜡、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌3h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实施例9
一种耐高低温的硅脂，由以下方法制备而成：
备料：称取硅油76kg、聚四氟乙烯10kg、纳米氮化钛2kg、纳米蒙脱石0.8kg、纳米石墨粉2.5kg、植物蜡10kg、抗氧化剂(辛基丁基二苯胺)0.3kg、极压抗磨损添加剂(伯/仲烷基磺酸钠)1.2kg、抗腐蚀添加剂(辛基丁基二苯胺)0.5kg和防锈添加剂(二壬基萘磺酸钡)0.2kg。
混合：先将硅油和聚四氟乙烯加入至反应釜中，边升温边搅拌，温度达到80℃时开始保温，并加入纳米氮化钛、纳米蒙脱石、纳米石墨粉、植物蜡、辛基丁基二苯胺、伯/仲烷基磺酸钠、辛基丁基二苯胺和二壬基萘磺酸钡，持续搅拌2h后成脂。
研磨：将成脂后的混合料转移至三辊研磨机上进行研磨，得到本实施例的硅脂润滑油。
实验例
将本申请实施例1和实施例5-7制备的硅脂进行外观、锥入度、滴点、四球烧结负荷、梯姆肯、腐蚀性、蒸发量和钢网分油等项目的测试，其结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出，本申请实施例制备的耐高温防卡润滑脂的各项性能均符合相关规定，其具有较好的粘度、防水防潮性、耐腐蚀性和润滑性能。
综上所述，本申请实施例的一种耐高低温的硅脂及其制备方法，其具有以下优点：
1、本申请采用硅油作为基础油，其具有稳定性好的优点，搭配聚四氟乙烯作为增稠剂，两者具有优异的耐高低温和抗水性，可以使得整个硅脂润滑油具有耐高低温和防水性效果，在-30～230℃温度范围内均具有稳定性能，适用于更广泛的环境范围。
2、本申请在硅油和增稠剂的基础上还添加氮化钛、抗氧化剂、挤压抗磨添加剂、抗腐蚀添加剂和防锈添加剂，其中氮化钛在高温下依然具有稳定的润滑和耐磨性，提高硅脂润滑油的使用温度范围，其中挤压抗磨添加剂、抗腐蚀添加剂和防锈添加剂可以分别提高硅脂润滑油的防水抗腐蚀性和耐磨性。
3、本申请的优选方式中还添加纳米蒙脱石、纳米石墨粉和植物蜡，一方面蒙脱石起到增粘性和各原料在润滑油中的分散性，石墨粉在高温摩擦下形成石墨润滑膜，提高其润滑性和耐磨性；另一方面蒙脱石、石墨粉和氮化钛均为纳米材料，其制备的润滑脂中的固体纳米颗粒不仅可以提高润滑脂的导热系数，还因为纳米粒子的类滚珠轴承作用提升工件表面的光洁度，填充金属材料的受损部位，降低了金属材料的表面粗糙度，进而降低了切削时的切削力，提高润滑效果。另外，植物蜡本身具有优秀的减摩抗磨特性，搭配纳米粒子的优秀传热性和分散稳定性，可以在摩擦界面防止堵塞，提高其自修复能力。
综上，本申请制备的硅脂润滑油具有良好的泵送性、抗极压抗磨损性、润滑性、防水防潮性以及在高低温环境下的稳定性。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.一种耐高低温的硅脂，其特征在于，按重量分剂，包括以下原料：硅油70-80份、聚四氟乙烯10-20份、纳米氮化钛2-5份、抗氧化剂0.2-1份、极压抗磨损添加剂0.5-2份、抗腐蚀添加剂0.2-1份和防锈添加剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高低温的硅脂，其特征在于，还包括以下重量份的原料：纳米蒙脱石0.5-2份、纳米石墨粉1-3份和植物蜡5-10份。
3.根据权利要求2所述的一种耐高低温的硅脂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：硅油76份、聚四氟乙烯13份、纳米氮化钛3份、抗氧化剂0.5份、极压抗磨损添加剂1份、抗腐蚀添加剂0.5份、防锈添加剂0.3份、纳米蒙脱石1份、纳米石墨粉2份和植物蜡6份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐高低温的硅脂，其特征在于，所述抗氧化剂为辛基丁基二苯胺。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐高低温的硅脂，其特征在于，所述极压抗磨损添加剂为伯/仲烷基磺酸钠。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐高低温的硅脂，其特征在于，所述抗腐蚀添加剂为辛基丁基二苯胺。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐高低温的硅脂，其特征在于，所述防锈添加剂为二壬基萘磺酸钡。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的耐高低温的硅脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅油和聚四氟乙烯置于反应釜中，升温混合均匀后，再加入其他原料，搅拌均匀，得到成脂混合料；
将成脂混合料进行研磨，得到所述硅脂。
9.根据权利要求8任一项所述的一种耐高低温的硅脂的制备方法，其特征在于，所述升温后的温度为75-85℃，所述搅拌时间为1-3h。
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