專利名稱：一種重負荷自修復開式齒輪潤滑脂的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種潤滑脂，特別是涉及一種用于重負荷開式齒輪傳動系統(tǒng)的潤滑脂。
背景技術：
開式齒輪是原材料加工工業(yè)中最常見的傳動方式，廣泛應用于水泥、礦山、電廠、鋼鐵、化工、造紙等行業(yè)的大型設備，如回轉窯、管磨機、燒結窯、棒磨機、磨煤機、干燥機、造粒機、鼓式碎漿機、烘干爐等。大型開式齒輪傳動裝置通常起傳遞巨大動力的作用，其長壽命安全運行不僅取決于齒輪的設計及齒輪所使用的材料，更多的依賴于正確的裝配、高效的潤滑維護及優(yōu)質(zhì)的潤滑劑。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計除了由于設計、制造、安裝、操作和維護不當之外，齒輪損壞有近20%，甚至更多是由于潤滑不良和潤滑失效造成的。因此開式齒輪的 有效潤滑是極為關鍵的問題。開式齒輪工作環(huán)境惡劣，常處于大載荷或有沖擊負荷的工況條件，所用潤滑劑直接暴露于周邊環(huán)境,灰塵、雜質(zhì)、水等外部介質(zhì)很容易到達嚙合齒面。此外，開式齒輪的齒面加工精度相對較低，粗糙度大，而且長時間處于低速、重載和連續(xù)運轉的狀態(tài)。以上這些都給開式齒輪的潤滑帶來了許多不利的影響，也對開式齒輪潤滑劑提出了很高的要求。所以好的開式齒輪潤滑劑應具有優(yōu)異的減摩、抗磨、抗點蝕、抗極壓性能以保護齒面不發(fā)生磨蝕，同時還應具備低毒、無味、環(huán)境友好的特性，因為開式齒輪工作于暴露場合，其所用的潤滑劑直接與操作環(huán)境密切接觸。此外，大型開式齒輪齒面出現(xiàn)損傷時，傳統(tǒng)的方法一般是采用手工機械修復。此種方法耗時費力，低效，而且需要設備停運，修復效果一般。自修復開式齒輪潤滑劑能夠較為方便快捷地修復齒面擦傷、齒面劃傷、齒面劃痕和齒面塑性變形，修復潤滑還可以阻止既有點蝕的擴展和新點蝕的形成，避免被修復設備停止正常的工作運轉，節(jié)約設備的維護費用。因此，開式齒輪潤滑劑是否具備自修復性能也很關鍵，而現(xiàn)有已公開技術與產(chǎn)品難以滿足上述這些要求。目前常見的開式齒輪潤滑劑的產(chǎn)品主要有浙青質(zhì)開式齒輪油、精煉礦物油、潤滑月旨、合成型開式齒輪油/脂、膠粘潤滑劑等。含有浙青質(zhì)的齒輪潤滑劑通常含有一定量揮發(fā)性的溶劑，對設備操作人員及周圍環(huán)境會造成嚴重影響，因而其使用正受到越來越多的限制。近年來，以高粘度礦物油、合成油等作為基礎油，加入極壓抗磨劑及其它添加劑而制成的開式齒輪油也得到了廣泛的應用。這類開式齒輪油的缺點是粘度不夠高，易造成潤滑不良，漏油和嚴重飛濺，造成環(huán)境污染和浪費。而且這類產(chǎn)品為了保證油品的極壓抗磨性，需加入大劑量的含硫磷極壓抗磨劑，這些含硫磷的極壓劑往往是有毒、有刺激性氣味的化學品，易造成設備周圍空間的空氣及環(huán)境污染?，F(xiàn)有的開式齒輪潤滑脂大都用半流體脂潤滑，該類產(chǎn)品采用高黏度基礎油，二硫化鑰、石墨等固體潤滑劑和極壓抗磨添加劑精制而成，在很寬的溫度范圍內(nèi)都能保持適中的稠度，具有優(yōu)異的黏附特性、良好的防銹能力，而且，即使在高壓下也具有較強的耐水能力，不含對環(huán)境和人體有害的溶劑。如公開號為CN1970706的發(fā)明公開了一種開式齒輪脂組合物，其基礎油為高粘度合成油，稠化劑是復合磺酸鈣，輔以極壓劑、抗氧劑，稀釋劑等組成。但該類潤滑脂不具有自修復性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有開式齒輪脂存在的問題，提供ー種具有良好粘附性能和環(huán)保性能，特別是對受損傷齒輪具有修復功能的一種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，以滿足現(xiàn)代エ業(yè)發(fā)展對潤滑脂提出的要求。本發(fā)明的一種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，該產(chǎn)品是由分子中含有脲基的有機化合物稠化礦物油或合成油所制備的潤滑脂基礎脂和添加劑組成。重負荷開式齒輪潤滑脂包括如下組分和含量，其中，含量以潤滑脂重量百分數(shù)計基礎脂50 60wt%,極壓抗磨劑4 8wt%,油性劑I 4wt%,固體添加劑6 8wt%,防銹劑O. 5 I. 5wt%,增粘劑25 35wt%,自修復添加劑2 4wt%,抗氧劑O. 3 I. Owt % 所述的基礎脂是由分子中含有脲基的有機化合物稠化礦物油或合成油所制備，基礎脂稠化劑由ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯MDI和有機胺組成，摩爾比是I : I 3 ;基礎油是礦物油或聚 α烯烴合成油，稠化劑占潤滑脂基礎脂重量的6 ISwt %，基礎油占潤滑脂基礎脂重量的82 94wt%。由于脲基稠化劑不含金屬離子，避免了金屬離子對潤滑脂基礎油的催化氧化作用，因此脲基潤滑脂具有良好的氧化安定性和熱穩(wěn)定性，并具有一系列優(yōu)良的使用性能，如良好的泵送性、抗氧性、抗水淋性、較長的軸承壽命和低的噪音，可以較長時間用在200°C工作環(huán)境下，尤其是對大型開式齒輪重負荷、低轉速、高工作溫度等エ況特別適用。所述的極壓抗磨劑是硼酸鹽(T361)或硫磷丁辛伯烷基鋅鹽(T202)中的ー種或二者的混合物。硼酸鹽是ー種具有優(yōu)異穩(wěn)定性和載荷型的極壓抗磨劑，其極壓機理與含硫磷極壓劑不同。硼酸鹽極壓劑不與金屬表面起化學反應生成化學反應膜來起潤滑作用，而是在摩擦表面上生成半固體、粘著力很強的沉積膜，因而特別能承受沖擊負荷，而且不腐蝕金屬，因而適用于本發(fā)明中的開式齒輪脂。同時考慮到開式齒輪長期工作于低速、重載的情況，也選擇加入適量的硫磷型極壓抗磨劑。極壓抗磨添加劑的添加量為潤滑脂重量的4 8wt %,優(yōu)選 5 7wt %。所述的油性劑是硫化棉籽油(T404)、硫化烯烴棉籽油-I (T405)、苯三唑十八胺鹽(T406)中的ー種或兩種以上的混合物，其添加量為潤滑脂重量的I 4wt%。所述的固體添加劑是指粒徑為5 300納米的碳酸鈣顆粒和800目的微粉石墨。研究發(fā)現(xiàn)，將納米碳酸鈣和石墨引入開式齒輪潤滑脂的組成體系中將極大的提高開式齒輪潤滑劑的極壓、抗磨性能，而納米碳酸鈣和石墨與傳統(tǒng)含硫磷極壓抗磨劑相比無毒無味，其添加量為潤滑脂重量的6 8wt%。所述的防銹劑是指十二烯基丁ニ酸、石油磺酸鹽、ニ壬基萘磺酸鹽、苯并三氮唑中的ー種或兩種以上的混合物，添加量為潤滑脂重量的O. 5 I. 5wt%。所述的增粘劑是聚異丁烯PIB2300、高粘度復合酯3986、環(huán)氧中的ー種或兩種的混合物，其目的在于改善潤滑脂的粘附性能，添加量為潤滑脂重量的25 35wt%。所述的自修復添加劑為直徑50 IOOnm的納米銅粉，其目的在于賦予潤滑脂自修復性能，因為銅粉在摩擦過程中可以高效地吸附在摩擦副表面，形成具有一定厚度的沉積膜，使金屬原本粗糙的表層變得光滑，該膜層具有較低的剪切強度，可有效降低摩擦系數(shù)，同時補償摩擦副的磨損，添加量為潤滑脂重量的2 4wt%。所述的抗氧劑是指二苯胺、2，6_ 二叔丁基對甲酚中一種或二者的混合物，其添加量為潤滑脂重量的O. 3 I. Owt % ο本發(fā)明重負荷自修復開式齒輪脂具有如下優(yōu)點；1)良好的低溫流動性和金屬粘附性能，摩擦系數(shù)小，傳動效率高；2)優(yōu)異的極壓抗磨性，可有效防止齒輪過度磨損、擦傷、點蝕；3)具有較好的自修復性能；4)清潔、無味、低毒，環(huán)境友好。
具體實施例方式下面通過以下實例詳細描述，以便更容易了解本發(fā)明的目的、技術內(nèi)容、特點及性倉泛。實施例I :開式齒輪潤滑脂組合物包括表I實施例I
權利要求
1.一種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，由潤滑脂基礎脂和添加劑組成，其特征在于包括如下組分以潤滑脂重量百分數(shù)計基礎脂50 60wt%，極壓抗磨劑4 8wt%,油性齊[J I 4wt%,固體添加劑6 8wt%,防鎊劑O. 5 I. 5wt%,增粘劑25 35wt %，自修復添加劑2 4wt %，抗氧劑O. 3 I. Owt %。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于基礎脂是由分子中含有脲基的有機化合物構成的稠化劑稠化基礎油所制備，其基礎脂稠化劑體系由ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯和有機胺組成，基礎油是礦物油或聚α烯烴合成油，稠化劑占潤滑脂基礎脂重量的6 ISwt%，基礎油占潤滑脂基礎脂重量的82 94wt %。
3.根據(jù)權利要求2所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在干基礎脂稠化劑體系中二苯基甲烷ニ異氰酸酯和有機胺的摩爾比是I : I 3。
4.根據(jù)權利要求2所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在干基礎脂所用基礎油是礦物油或聚α烯烴合成油。
5.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在干極壓抗磨劑是硼酸鹽或硫磷丁辛伯烷基鋅鹽或二者的混合物。
6.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于油性劑是硫化棉籽油、硫化烯烴棉籽油、苯三唑十八胺鹽中的ー種或兩種以上的混合物。
7.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于固體添加劑是指粒徑為5 300納米的碳酸鈣顆粒及800目的微粉石墨。
8.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于防銹劑是指十二烯基丁ニ酸、石油磺酸鹽、ニ壬基萘磺酸鹽、苯并三氮唑中的一種或兩種以上的混合物。
9.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于增粘劑是聚異丁烯ΡΙΒ2300、高粘度復合酯3986、環(huán)氧樹脂中的一種或兩種的混合物。
10.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于自修復添加劑是直徑為50 IOOnm的納米銅粉。
11.根據(jù)權利要求I所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于抗氧劑是指ニ苯胺、2，6- ニ叔丁基對甲酚中ー種或ニ種的混合物。
12.根據(jù)權利要求5所述的ー種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于極壓抗磨劑添加量為潤滑脂重量的5 7wt%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清潔型的具有自修復功能的重負荷開式齒輪潤滑脂，該產(chǎn)品是由分子中含有脲基的有機化合物稠化礦物油或合成油所制備的潤滑脂基礎脂和添加劑組成?；A脂稠化劑由MDI和有機胺組成，摩爾比是1∶1～3；基礎油是礦物油或聚α烯烴合成油。重負荷開式齒輪潤滑脂包括如下組分和含量，含量以潤滑脂重量百分數(shù)計基礎脂50～60wt％，極壓抗磨劑4～8wt％，油性劑1～4wt％，固體添加劑6～8wt％，防銹劑0.5～1.5wt％，增粘劑25～35wt％，自修復添加劑2～4wt％，抗氧劑0.3～1.0wt％。本發(fā)明采用硼酸鹽為主要極壓抗磨劑并輔以含少量硫磷極壓劑，不僅提高了潤滑脂的極壓抗磨性能，并使得潤滑脂低毒、無味、環(huán)境友好。而且本發(fā)明利用軟金屬納米銅顆粒賦予了潤滑脂良好的自修復性能。本發(fā)明與傳統(tǒng)產(chǎn)品開式齒輪潤滑劑相比具有潤滑性能優(yōu)異、自修復、無味、環(huán)境友好等特點，可廣泛用于開式齒輪傳動機構的潤滑。
文檔編號C10N40/04GK102839040SQ20111016811
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權日2011年6月22日
發(fā)明者張熊, 馮樂剛, 秦儷萍, 強永席, 劉麗君, 馬麗, 張麗娟, 宋翃彬, 王曉波, 王俊明 申請人:中國石油天然氣股份有限公司