專利名稱：一種重負荷齒輪潤滑劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種潤滑劑及其制備方法，尤其是一種重負荷齒輪潤滑劑及其制備方法。
背景技術：
電力、化工、冶金等行業的滾筒磨煤機、雙進雙出磨煤機、破碎機、混料機及大型旋 轉反應爐等設備的齒輪，有最大直徑達數米，傳遞負荷高達數百噸，具有轉速低，傳動扭 矩大，所受應力種類為壓、彎應力，載荷為循環、沖擊、強烈摩擦、振動等苛刻的潤滑工 況，因此要求采用的潤滑劑具有良好的粘附性、極壓抗磨性和潤滑性。且開式齒輪傳動， 沒有嚴密的箱體，油池中的潤滑劑直接與空氣接觸，油品易受污染，油品易于混入沙塵， 增加齒輪的磨損，易混入的水分和腐蝕性物資，促使油品劣化、腐蝕齒輪。因此，開式齒 輪傳動采用連續潤滑，由于油品迅速劣化，需頻頻換油，會造成巨大的浪費，所以開式齒 輪多采用間歇式噴射式潤滑，因此要求潤滑劑具有良好的泵送性能。
現階段重負荷齒輪潤滑采用的潤滑劑可分為三種。第一種為主要是解決齒輪用潤滑劑 的粘附性能和低溫泵送性的矛盾、抗磨極壓性能等，產品為氟里昂溶劑瀝青類產品，由于 對臭氧層有破壞作用的氟里昂溶劑及對人體刺激性極大的含活性硫極壓添加劑的原因已 基本淘汰。第二種主要以對環境污染小的溶劑代替氟里昂溶劑，但采用的新型溶劑的揮發 性較氟里昂溶劑差，因此影響了粘附性能，從而潤滑性能有所減弱。同時由于采用的烴類 溶劑，閃點低，存在著火危險。第三種主要以合成油來解決低溫泵送性問題，但隨著市場 競爭的日益激烈，性價比較低，不具備市場競爭力。
因此，解決重負荷齒輪潤滑劑的粘溫性、粘附性與低溫泵送性之間的矛盾，同時研制 更高性價比的重負荷齒輪潤滑劑成為這一技術領域技術人員關注的焦點。
同時，由于電力、化工、冶金等行業的齒輪傳動，具有轉速低，傳動扭矩大，所受應 力種類為壓、彎應力，載荷為循環、沖擊、強烈摩擦、振動等特點，對重負荷型齒輪潤滑 劑極壓抗磨性具有極高的要求，因此，解決重負荷齒輪潤滑劑有效地極壓抗磨實際使用性 能，同時具備成本優勢的重負荷齒輪潤滑劑的添加劑組合也是這一領域技術人員研究的焦 點。
發明內容
本發明的目的在于解決上述重負荷齒輪潤滑劑存在的技術問題，而提供一種性價比高 的重負荷齒輪潤滑劑及其制備方法。
本發明所述的重負荷齒輪潤滑劑，它主要由基礎油、稠化劑、添加劑組成，其特征在 于所述的基礎油由含有下述重量百分比的組分組成精制礦物基礎油40-80%，烴類合成油 5-20%，聚異丁烯5-15%，復酯5-15%，聚甲基丙烯酸酯1-15%。
所述潤滑劑的組分中，還可加入有稀釋劑，采用的稀釋劑是油酸甲酯、丙烯酸、丙烯 酸甲酯、松節油、棕櫚酸甲酯和正溴丙垸中的一種或兩種以上的混合物，加入量為潤滑劑 重量百分比的1-5%。
所述的稠化劑是復合金屬皂和脲基復合的稠化劑，其中復合金屬皂稠化劑與脲基稠化 劑的重量百分比為95: 5至5: 95
所述的復合金屬皂是復合鋰，復合鈣或復合鋰鈣皂中的至少一種，脲類稠化劑是三型 脲或四型脲中的至少一種。
所述的添加劑是硼酸鹽添加劑和傳統的添加劑的配伍組合，并加入超精細固體粉末添 加劑。
所述的添加劑為含有下述占潤滑劑重量百分比的組分硼酸鹽添加劑3-10%,傳統的 硫磷添加劑1-5%，固體添加劑5-10%。
本發明選用的硼酸鹽添加劑是T361A硼酸鹽極壓抗磨添加劑；傳統添加劑是硫化異丁 烯、亞磷酸二正丁酯、硫代磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、丁基三苯基硫代磷酸酯、三苯基 硫代磷酸鹽、硫化烯烴棉籽油、苯三唑十八胺鹽、硫化棉籽油中的一種或兩種以上；選用 的固體粉末添加劑為膠體石墨、輕質碳酸鈣、二硫化鉬中的一種或兩種。
一種如上所述的重負荷齒輪潤滑劑的制備方法，該制備方法是將按上述基礎油配比 的基礎油打入事先已清洗好的反應釜，加入一定比例的金屬皂類和脲類復合稠化劑的基礎 脂，在加入占潤滑劑重量百分比的上述添加劑組合，升溫至80-90°C，混合，攪拌'恒溫 1-2小時，降溫至40-5(TC，冷卻出釜，均質，研磨，包裝，成品。
本發明在制備過程中，根據潤滑劑的低溫泵送性需求情況，還可在40-5(TC'加入占 潤滑劑重量百分比1-5%的稀釋劑，攪拌0.5小時，冷卻出釜，均質，研磨，包裝，成品。
本發明提供的重負荷齒輪潤滑劑可用于電力、化工、冶金等行業的滾筒磨煤機、雙進 雙出磨煤機、破碎機、混料機及大型旋轉反應爐等設備齒輪的潤滑，它具有很高的性價比。該潤滑劑具有以下性能特點
1) 具有優良的抗磨極壓性能，可承受高負荷，負荷承載能力高達2000mpa (20000kgf/cm2)以上;
2) 具有良好的粘附性，可以牢固的附著金屬表面，保護金屬不致磨損和腐蝕；
3) 具有良好的抗氧化性，使用壽命長；
4) 具有優異的低溫泵送性，在低溫的環境中仍能正常工作；
5) 防腐防銹性能優異，延長設備使用壽命。
本發明的復合稠化劑結合了復合金屬皂優異的極壓性能和脲類稠化劑抗磨性好的特 點，使重負荷齒輪潤滑劑具有良好的極壓抗磨基礎，從而在產品的極壓抗磨劑性能研發工 作上，即減少了研發難度和研發成本，又為本發明產品降低成本奠定了基礎，確保了該項 目產品具有極好的性價比優勢。
本發明所述的添加劑組合為重負荷齒輪提供了可靠的三重極壓抗磨潤滑與防護。
第一重保護是該項目產品使用的本公司自行開發生產的T361硼酸鹽極壓抗磨添加劑。 在高載荷下金屬表面產生高溫，該添加劑與不是生成化學膜來起潤滑作用，而是在摩擦副 表面上生成半固體(彈性的)、粘附力很強的、"非犧牲(Nonsacrificial)"的膜。兩個 滑動表面會產生電荷，膠體的帶電離子顆粒(如硼酸鹽分散體)朝一個表面或另一個表面 移動并沉積。這樣就在齒輪表面生成了硼酸鹽膜，而滑動又會改善膜對金屬的粘附性。一 般硼酸鹽膜的厚度是傳統的極壓劑形成極壓膜的10-20倍。這種膜能承受沖擊載荷。本公 司自行開發生產的硼酸鹽添加劑具有極高的極壓抗磨性能，四球實驗最大防卡咬載荷大于 190Kg，最大燒結載荷不小于800Kg，為重負荷齒輪的抗載荷和沖擊載荷提供可靠的保證。 這是形成第一重的保護。
第二重保護是選用了固體潤滑劑。固體潤滑劑將在摩擦過程中沉淀、吸附在金屬表面， 形成化學轉移膜，保護金屬表面，并起到增強抗振動能力。
由于重負荷齒輪高負荷、低速的苛刻工況條件，使得齒輪處于流體潤滑、混合潤滑和 邊界潤滑狀態，滑動條件下，如油膜變薄，齒輪面間的突起部分相互接觸，表面產生磨損。 磨削的金屬粉末再一次引起新的磨損，使摩擦急劇增加，加入固體添加劑減少了金屬間的 直接接觸的頻度，從而對摩擦副起到抑制和保護作用。同時，由于固體潤滑劑粒子附著或 沉積在齒輪表面的較低部位，起到了填平作用，因此減少了相對表面的粗糙度。其結果容 易維持油膜，使流體比例增大。此外，固體潤滑劑所特有的效果能使齒輪等滑動面的微小金屬凸出部分通過變形變成光滑，從而提高齒面的光滑性，同時有可降低潤滑劑的溫度。 因此，為齒輪提供有效的二重保護。
第三重保護是選用了傳統硫磷抗磨極壓添加劑。當摩擦面接觸壓力高時，兩金屬表面 的凹凸點互相嚙合，產生局部高壓、高溫，硫磷抗磨極壓添加劑將與金屬表面發生反應， 生成剪切強度低的硫化、磷化金屬保護膜，把兩摩擦副分開，從而防止齒面的磨損。這是 第三重保護；通過硼酸鹽極壓抗磨添加劑和固體添加劑的配伍使用，為摩擦副提供了全面、 有效的三重保護。
具體實施例方式
下面將結合具體實施例對本發明作詳細的介紹本發明所述的重負荷齒輪潤滑劑，它 主要由基礎油、稠化劑、添加劑組成。
本發明點之一是提供一種新型溶劑和基礎油配比。為解決重負荷齒輪對粘溫性能，粘 附性及低溫泵送性的問題，本發明采用的技術方案為采用高粘度指數、潤滑性好的礦物基 礎油，并采用與其精確配伍的烴類合成油等多組分特種合成油及高效增粘劑。其特點在于
它含有下述重量百分比的組分精制礦物基礎油40-80%，烴類合成油5-20%，聚異丁烯 5-15%，復酯5-15%，聚甲基丙烯酸酯1-15%。
對于冬季溫度較低的環境使用，采用加入稀釋劑的方案來解決低溫泵送性和粘附性的 問題。本發明所采用稀釋劑可以是油酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、松節油、棕櫚酸甲酯 和正溴丙垸中的一種或兩種以上的混合物，加入量為潤滑劑重量百分比的1-5%。
本發明點之二是提供一種新型的復合稠化劑。國內外的重負荷齒輪潤滑劑多采用復合 鋰皂、復合鋰鈣皂、復合鋁皂、磺酸鹽為稠化劑，本發明采用的稠化劑是復合金屬皂和脲 基復合的稠化劑。其中復合金屬皂稠化劑與脲基稠化劑的重量百分比為95: 5至5: 95
本發明采用的復合金屬皂可以是復合鋰，復合鈣或復合鋰鈣皂，脲類稠化劑可以是三 型脲或四型脲。
本發明點之三是提供一種具有無毒、環保、高效的三重極壓抗磨保護功能的添加劑組 合。本發明的添加劑組合方案是硼酸鹽添加劑和傳統的添加劑的配伍組合，并加入超精細
固體粉末添加劑，為重負荷齒輪提供了可靠的三重極壓抗磨潤滑與防護。其特點在于它
含有下述占潤滑劑重量百分比的組分..硼酸鹽添加劑3-10%，傳統的硫磷添加劑1-5%，固 體添加劑5-10%。
本發明選用的硼酸鹽添加劑是公司自行研制生產的T361A硼酸鹽極壓抗磨添加劑；本發明選用的傳統添加劑可以是硫化異丁烯、亞磷酸二正丁酯、硫代磷酸三苯酯、磷 酸三甲酚酯、丁基三苯基硫代磷酸酯、三苯基硫代磷酸鹽、硫化烯烴棉籽油、苯三唑十八 胺鹽、硫化棉籽油中的一種或兩種以上。
本發明選用的固體粉末添加劑可以為膠體石墨、輕質碳酸鈣、二硫化鉬中的一種或兩種。
該重負荷齒輪潤滑劑的制備方法如下
將按上述基礎油配比的基礎油打入事先已清洗好的反應釜，加入一定比例的金屬皂類 和脲類復合稠化劑的基礎脂，在加入占潤滑劑重量百分比的上述添加劑組合，升溫至 80-90°C，混合，攪拌，恒溫1-2小時，降溫至40-50'C，加入占潤滑劑重量百分比1-5% 的稀釋劑(根據需要)，攪拌0.5小時，冷卻出釜，均質，研磨，包裝，成品。
實施例1:
將180Kgl50BS基礎油和40Kg的PA016，三種增粘劑組合47. 5Kg 8000分子量的聚 異丁烯，28.5Kg復酯，38Kg的聚甲基丙烯酸酯打入事先已清洗好的反應釜，加入120Kg 錐入度為230-240的復合鋰鈣皂和三型脲基復合的基礎脂(其中復合鋰鈣和脲基稠化劑的 重量比為94: 6)，再加入36Kg的T361A硼酸鹽極壓抗磨添加劑；6. 8Kg的T405， 6. 8Kg 的T202; 2. 3Kg的二苯胺；14Kg的膠體石墨，9Kg的輕質碳酸鈣，混合，攪拌，升溫至80-90°C, 恒溫，攪拌1-2小時，降溫至40-50。C，加入占潤滑劑重量百分比的2%正溴丙烷，攪拌0.5 小時，冷卻出釜，均質，研磨，包裝，成品。
表1實施例1的檢驗數據
測試項目檢測結果方法
稠度等級25°C NLGI mm/10OOttGB/T269
滴點'c155GB/T3498
腐蝕(T2銅，離C，24h)合格GB/T7326
四球試驗PD kg100GB/T3142
燒結載荷PB kg620GB/T3142
實施例2:
將240Kgl50BS基礎油和80Kg的PAO16， 36Kg 12000分子量的聚異丁烯，48Kg復酯， 48Kg的聚甲基丙烯酸酯，打入事先已清洗好的反應釜，加入110Kg錐入度為230-2幼的復合鋰鈣皂和四型脲基復合的基礎脂(其中復合鋰鈣和脲基稠化劑的重量比為50: 50)，再 加入58Kg的T361A硼酸鹽極壓抗磨添加劑，8. 5Kg的T402, 8. 37Kg的T202， 2. 8Kg的二 苯胺，26Kg的膠體石墨，混合，升溫至80-90°C，攪拌l-2小時，冷卻出釜，均質，研磨， 包裝，成品。
表2實施例2的檢驗數據
測試項目檢測結果方法
稠度等級25°C NLGI咖/10000ftGB/T269
滴點'c150GB/T3498
腐蝕(T2銅，10(TC，24h)合格GB/T7326
四球試驗PD kg94GB/T3142
燒結載荷PB kg620GB/T314權利要求
1、一種重負荷齒輪潤滑劑，它主要由基礎油、稠化劑、添加劑組成，其特征在于所述的基礎油由含有下述重量百分比的組分組成精制礦物基礎油40-80％，烴類合成油5-20％，聚異丁烯5-15％，復酯5-15％，聚甲基丙烯酸酯1-15％。
2、 根據權利要求1所述的重負荷齒輪潤滑劑，其特征在于潤滑劑的組分中還可根據 潤滑劑的低溫泵送性需要，加入有稀釋劑，采用的稀釋劑是油酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸甲 酯、松節油、棕櫚酸甲酯和正溴丙烷中的一種或兩種以上的混合物，加入量為潤滑劑重量 百分比的1-5%。
3、根據權利要求l所述的重負荷齒輪潤滑劑，其特征在于所述的稠化劑是復合金屬皂 和脲基復合的稠化劑，且復合金屬皂稠化劑與脲基稠化劑的重量百分比為95: 5至5: 95。
4、 根據權利要求3所述的重負荷齒輪潤滑劑，其特征在于所述的復合金屬皂是復合 鋰，復合鈣或復合鋰鈣皂中的至少一種，脲類稠化劑是三型脲或四型脲中的至少一種。
5、 根據權利要求1所述的重負荷齒輪潤滑劑，其特征在于添加劑是硼酸鹽添加劑和 傳統的添加劑的配伍組合，并加入超精細固體粉末添加劑。
6、 根據權利要求5所述的重負荷齒輪潤滑劑，其特征在于添加劑為含有下述占潤滑 劑重量百分比的組分硼酸鹽添加劑3-10%，傳統的硫磷添加劑1-5%，固體添加劑5-10%。
7、 根據權利要求6所述的重負荷齒輪潤滑劑，其特征在于本發明選用的硼酸鹽添加 劑是T361A硼酸鹽極壓抗磨添加劑；傳統添加劑是硫化異丁烯、亞磷酸二正丁酯、硫代磷 酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、丁基三苯基硫代磷酸酯、三苯基硫代磷酸鹽、硫化烯烴棉籽油、 苯三唑十八胺鹽、硫化棉籽油中的一種或兩種以上；選用的固體粉末添加劑為膠體石墨、 輕質碳酸鈣、二硫化鉬中的一種或兩種。
8、 一種如權利要求l或2或3或4或5或6或7所述的重負荷齒輪潤滑劑的制備方 法，其特征在于該制備方法是將按上述基礎油配比的基礎油打入事先已清洗好的反應釜， 加入一定比例的金屬皂類和脲類復合稠化劑的基礎脂，在加入占潤滑劑重量百分比的上述 添加劑組合，升溫至80-9(TC，混合，攪拌，恒溫1-2小時'降溫至40-5CTC'冷卻出釜，均質，研磨，包裝，成品。
9、 根據權利要求8所述的重負荷齒輪潤滑劑的制備方法'其特征在于在制備過程中， 還可加入占潤滑劑重量百分比卜5%的稀釋劑，攪拌0.5小時，冷卻出釜，均質'研磨'包裝，成品。
全文摘要
一種重負荷齒輪潤滑劑及其制備方法，所述的潤滑劑主要由基礎油、稠化劑、添加劑組成，所述的基礎油由含有下述重量百分比的組分組成精制礦物基礎油40-80％，烴類合成油5-20％，聚異丁烯5-15％，復酯5-15％，聚甲基丙烯酸酯1-15％；制備方法是將按上述基礎油配比的基礎油打入事先已清洗好的反應釜，加入一定比例的金屬皂類和脲類復合稠化劑的基礎脂，在加入占潤滑劑重量百分比的上述添加劑組合，升溫至80-90℃，混合，攪拌，恒溫1-2小時，降溫至40-50℃，冷卻出釜，均質，研磨，包裝，成品；它具有優良的抗磨極壓性能，可承受高負荷；具有良好的粘附性，可以牢固的附著金屬表面，保護金屬不致磨損和腐蝕；具有良好的抗氧化性，使用壽命長；具有優異的低溫泵送性，在低溫的環境中仍能正常工作；具有防腐防銹性能優異，延長設備使用壽命等特點。
文檔編號C10M129/68GK101319165SQ20081006317
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月18日 優先權日2008年7月18日
發明者張連惠, 李元正 申請人:杭州得潤寶油脂有限公司