專利名稱：以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油及其制備方法
技術領域：
本發明屬于潤滑技術領域，具體為一種以高錸酸鈣Ca (ReO4)2為減摩添加劑的寬溫度潤滑油及其制備方法。
背景技術：
寬溫度范圍的潤滑問題涉及航天、航空、核能、交通和材料等重要工程領域，極端工況下熱引擎和高溫運動機構及密封部件對潤滑油品的要求極為苛刻。現有的潤滑油只在較低溫度下服役，300°C以上便會因揮發、分解或氧化而失效；常用的固體潤滑劑最高使用溫度有限，如二硫化鑰、石墨分別只能工作到400 V、550 V左右，超過溫度便會因氧化而失去其潤滑功能。堿土和稀土金屬的氟化物雖可以在500°C以上的高溫環境中發揮其減摩作用，但在低溫的摩擦表面卻顯示不出其潤滑功能。為尋找適于環境溫度從室溫到高溫的寬溫度潤滑材料，國內外研究人員做了大量工作。例如1991年，Sutor解釋了 MoS2晶體結構與其減摩功能的關系，將硫代鑰酸鋅固體粉末噴到摩擦表面，取得明顯潤滑效果，但是受到固體潤滑機理的限制，室溫下摩擦系數過大。1997年，高洪光等按無機合成慣例以鑰酸鈉(Na2MoO4)為原料，用硫取代部分氧和鎳代替鈉得到硫代鑰酸鎳Ni (MoS2O2)，將這種微米粉末加入基礎油，并測定氮化硅球與陶瓷或不銹鋼板對摩時的摩擦系數，確認它可以用作潤滑油品的減摩添加劑，但是在300 400°C間仍然存在摩擦系數高的現象。2005年公布的發明專利CN03147353. 9含稀土氟化物自潤滑鎳基合金及其制備方法，以稀土氟化物為強化助劑和潤滑相，協同石墨潤滑相，期望達到室溫 600°C的優異摩擦磨損性能，但是存在室溫耐磨性差的不足。2009年Aouadi S. M.等設計和研究Mo2N/MoS2/Ag涂層的摩擦行為，使摩擦副表面的涂層隨環境溫度改變而生成具有潤滑功能的成分以達到減摩目的。探索雖取得部分效果，但不僅工藝繁瑣而成本高昂，還存在磨耗后不易及時恢復，難以保持其潤滑功能的缺點，也限制了在溫度循環變化過程的使用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油及其制備方法，解決室溫到高溫(> 600°C)的寬溫度范圍全程潤滑問題。本發明的技術方案是一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油，各組分與質量百分含量為減摩添加劑高錸酸鈣0. 2 1.5% ;表面活性劑0. 5 1% ;其中，0P-10占90 98%，十二烷基硫酸鈉占2 10% ；基礎油季戊四醇脂97. 5 99. 3%。
優選地，表面活性劑中，0P-10占96%，十二烷基硫酸鈉占4%。優選地，高錸酸鈣O. 5 1. 0%。優選地,季戊四醇脂98 99%。所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油的制備方法，包括以下步驟(I))將減摩添加劑高錸酸鈣加水制成水溶液，加水量以將添加劑完全溶解為準；(2))將0P-10和十二烷基硫酸鈉組成的表面活性劑加入基礎油季戊四醇脂中，經過80 100°C水浴條件加熱并超聲波振蕩處理10 30min后，靜置10 30min ;然后，力口入步驟⑴)得到的水溶液，再超聲振蕩處理10 30min ；(3))將步驟⑵)得到的油品在120 150°C油浴加熱條件下，以1000 1500r/min的轉速攪拌進行脫水處理，攪拌至無氣泡達到脫水目的，獲得寬溫度潤滑油。本發明與現有技術相比，其顯著優點是⑴本發明以高錸酸鈣Ca (ReO4) 2為減摩添加劑，具有優良的寬溫度潤滑效果，保持了基礎油的室溫潤滑性能，在高溫下潤滑油揮發分解后，添加劑能在摩擦表面形成有效的固體薄膜達到高溫潤滑功能。⑵本發明以高錸酸鈣Ca (ReO4)2為減摩添加劑，以聚乙二醇辛基苯基醚(0P-10)和十二烷基硫酸鈉(SDS)組成表面活性劑，以季戊四醇脂(PETE)為基礎油，在基礎油和減摩添加劑共同作用下，具有高 溫固體潤滑與低溫油膜潤滑協同作用的油潤滑功能，解決特殊工況下的寬溫度范圍全程潤滑問題，從室溫 高溫(> 6000C )的寬溫度范圍，摩擦系數僅為O. 2 O. 3，滿足極端工況下熱引擎和高溫運動機構及密封部件對潤滑油品的要求。⑶本發明相比添加MoS2為潤滑相的涂層固體潤滑，室溫的摩擦系數可由O. 25降低到O. 15，減小幅度達到40%，同時高溫下的摩擦系數相當。⑷本發明相比基礎油以Ni (MoS2O2)為潤滑添加劑的寬溫度范圍的減摩效果，全程平穩在 O. 2左右，避免了 300 400°C的過高現象。(5)本發明無需在摩擦副表面制作復雜的改性層，以潤滑油的連續或間斷潤滑方式，就可以滿足多種運動部件的潤滑需要，操作方便，應用面廣。(6))本發明中表面活性劑采用0P-10和十二烷基硫酸鈉組成的復合表面活性劑，其協同作用是利用親油親水能力的特性，在基礎油活化后復配加入有減摩添加劑的水溶液后，適宜進行乳化脫水。
具體實施例方式實施例1本實施例中，以高錸酸鈣Ca (ReO4)2為減摩添加劑的寬溫度潤滑油各組分與質量百分含量為減摩添加劑Ca (ReO4) 2 :0. 5% ;表面活性劑96%0P_10+4%十二烷基硫酸鈉0. 5% ；基礎油PETE (季戊四醇脂)99. 0%。利用高錸酸鈣易溶于水的特點，將其制成水溶液，加水量以將添加劑完全溶解為準；再將0P-10和十二烷基硫酸鈉組成表面活性劑加入基礎油季戊四醇脂中，通過表面活性劑的作用對基礎油活化，具體條件是90°c水浴加熱并超聲波振蕩處理IOmin后，靜置IOmin0加入高錸酸鈣水溶液，再超聲振蕩處理20min。然后在120°C油浴加熱條件下，對油品進行攪拌脫水，攪拌速度為lOOOr/min，攪拌至無氣泡達到脫水目的，獲得寬溫度潤滑油，對得到的寬溫度潤滑油裝瓶并密封保存。在UMT-2M摩擦磨損實驗機上測定摩擦系數，采用球盤摩擦方式，摩擦副由Si3N4陶瓷球和GH128高溫合金組成。在名義單位載荷為75. 3MPa和相對速度為7. 54mm/s時，潤滑油為間斷滴加方式，實驗中測得不同溫度下添加或未添加高錸酸鈣潤滑油的穩定摩擦系數如表I。該潤滑油在室溫 60(TC的摩擦系數顯著改善，可用于相關工況，適用于高溫密封部件的潤滑。表1. Ca (ReO4) 2添加劑對摩擦系數的改善效果
權利要求
1.一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油，其特征在于，各組分與質量百分含量為減摩添加劑高錸酸鈣O. 2 1. 5% ;表面活性劑0. 5 1% ;其中，0P-10占90 98%，十二烷基硫酸鈉占2 10% ；基礎油季戊四醇脂97. 5 99. 3%。
2.根據權利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油，其特征在于，優選地，表面活性劑中，0P-10占96%，十二烷基硫酸鈉占4%。
3.根據權利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油，其特征在于，優選地，高錸酸鈣O. 5 1.0%。
4.根據權利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油，其特征在于，優選地，季戊四醇脂98 99%。
5.根據權利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將減摩添加劑高錸酸鈣加水制成水溶液，加水量以將添加劑完全溶解為準；(2)將0P-10和十二烷基硫酸鈉組成的表面活性劑加入基礎油季戊四醇脂中，經過80 100°C水浴條件加熱并超聲波振蕩處理10 30min后，靜置10 30min ;然后，加入步驟⑴ 得到的水溶液，再超聲振蕩處理10 30min ；⑶將步驟⑵得到的油品在120 150°C油浴加熱條件下，以1000 1500r/min的轉速攪拌進行脫水處理，攪拌至無氣泡達到脫水目的，獲得寬溫度潤滑油。
全文摘要
本發明屬于潤滑技術領域，具體為一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤滑油及其制備方法。按質量百分含量計，減摩添加劑高錸酸鈣0.2～1.5％；表面活性劑0.5～1%；其中，OP-10占90～98%，十二烷基硫酸鈉占2～10%；基礎油季戊四醇脂97.5～99.3%。制備方法⑴)將減摩添加劑高錸酸鈣加水制成水溶液；⑵)將OP-10和十二烷基硫酸鈉組成的表面活性劑加入基礎油季戊四醇脂中，經過水浴條件加熱并超聲波振蕩處理后，加入步驟⑴)得到的水溶液，再超聲振蕩處理；⑶)將步驟⑵)得到的油品在油浴加熱條件下，攪拌進行脫水處理，獲得寬溫度潤滑油。依據本發明制備的潤滑油在室溫至＞600℃寬溫度范圍內，可實現從基礎油的油膜潤滑平穩過渡到高溫下固體薄膜潤滑狀態。
文檔編號C10M125/00GK103045332SQ20121056607
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者劉陽, 劉林林, 王俊海, 李曙, 丁筱筠, 段德莉, 張榮祿 申請人:中國科學院金屬研究所