一种高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂及其制备方法，属于化工材料组合技术领域。


背景技术：

2.在矿山、冶金、钢铁、火力发电、水泥等行业，有很多重负荷、超重负荷设备，如球磨机、烧结机的圆筒机、冲轧机、锻压机等，这些设备均使用大型开式齿轮作为动力传动和减速装置。这些开式齿轮，负荷重，切线应力大，滑动摩擦严重，粉尘污染严重，部分还处于露天作业，接触水汽，工作环境和条件极差，润滑难度极大。
3.目前，这些工作环境中的开式齿轮或轴承使用的润滑脂有三种情况：
4.(1)使用含有二硫化钼或石墨的锂基脂、复合锂基脂等勉强应付。这些润滑脂综合性能不足，承载能力、润滑能力不足，烧结负荷(pd值)小，只有五六百公斤，不能满足大型超重负荷开式齿轮的润滑要求；抗水能力弱，从而导致脂变稀或流失，润滑不足，工作性能下降或丧失，设备腐蚀，润滑脂和设备的工作寿命缩短；粘附性差，不能长时间粘附在齿轮的表面，齿轮咬合时，极易被挤出或甩出齿轮，造成设备损坏严重，设备使用寿命短，生产效率低等一系列问题；二硫化钼还会造成金属腐蚀，导致摩擦副界面损伤；二硫化钼和石墨还会对环境造成破坏。
5.(2)使用传统常规的专用国产开式齿轮脂。但这些专用脂的烧结负荷(pd值)小，一般只有五六百公斤，极压性能不足，不能满足大型超重负荷开式齿轮的润滑；粘附性差，不能长时间粘附在齿轮的表面，齿轮咬合时，极易被挤出或甩出齿轮，造成设备损坏严重，设备使用寿命短，生产效率低等一系列问题；另外，目前的国产专用开式齿轮脂都含有二硫化钼或石墨，会对环境造成破坏。
6.(3)使用进口的mobil、shell、kluber、brugarolas等国际品牌产品。现在国内高端开式齿轮脂基本被国外品牌垄断，价格昂贵，且供货不及时。另外，这些进口“高端”开式齿轮脂，为了解决脂的粘附性和内聚力，添加了沥青等物质。沥青毒性较大，对环境的破坏较严重，国内早已禁止在润滑油脂中使用；从技术上而言，沥青的内聚力不够强，在一些超重负荷的开式齿轮上不能进行有效而持久的附着；为了增加油脂的烧结负荷，添加剂了石墨或二硫化钼等固体润滑剂，对环保带来了很大压力。我国使用最广、最多的shell马力士系列(malleus gl)开式齿轮脂就是含有沥青和石墨的。
7.本申请目的在于研发一种承载能力超强，抗水能力优异，粘附性优异、性价比高，产品质量与美孚、壳牌等国外公司同类产品质量比肩甚至超越，且不含沥青、石墨或二硫化钼的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮润滑脂，节能环保，适用于各种工作环境，特别是高负荷、超高负荷、水汽环境下工作的开式齿轮的润滑，可以替代同类进口产品，对国内高端开式齿轮脂的市场具有重要的价值。


技术实现要素：

8.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂及其制备方法，以实现极压性能更好、粘附性更强、更加环保的目标，该脂适用于各种环境下工作的开式齿轮，特别是高温高湿环境下工作的各种重负荷、超重负荷的开式齿轮润滑。
9.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂，其特征在于，按照重量份数计，所述开式齿轮脂的原料包括100份基础油、15～35份润滑脂和15.77～49.83份功能添加剂；
10.所述的功能添加剂包括抗水剂、拉丝剂、高温抗氧剂、强力粘附剂、de成膜剂、内聚力补强剂、工业齿轮油复合添加剂、油性剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂、摩擦改进剂和光亮剂。
11.优选的，按照重量份数计，所述的基础油包括50份150bs、30份pao40和20份油溶性聚醚，所述油溶性聚醚为美国陶氏化学的osp220。
12.150bs、pao40均为大粘度基础油，可提供较高的油膜强度；pao40和油溶性聚醚osp 220的倾点低，可改善油脂的低温性能和泵送性。
13.优选的，所述的润滑脂为磺酸钙
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聚脲复合脂或复合锂基脂中的任意一种，磺酸钙
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聚脲复合脂为nlgi 2磺酸钙
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聚脲复合脂或nlgi 3磺酸钙
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聚脲复合脂，复合锂基脂为nlgi 2复合锂基脂或nlgi 3复合锂基脂。
14.磺酸钙
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聚脲复合脂是一款集抗重负荷、抗高温、抗水、耐酸碱、防锈于一身的优质多效润滑脂，也具有较好的泵送性；复合锂基脂是性能优良的高温润滑脂，滴点高，泵送性好。
15.优选的，按照重量份数计，所述的功能添加剂中各成分用量为：
16.抗水剂0.2～1.0份；
17.拉丝剂2.0～7.0份；
18.高温抗氧剂0.5～3.0份；
19.强力粘附剂3.0～10.0份；
20.de成膜剂1.0～5.0份；
21.内聚力补强剂1.0～5.0份；
22.工业齿轮油复合添加剂1.8～5.0份；
23.油性剂2.5～5.0份；
24.防锈添加剂0.56～1.80份；
25.铜腐蚀抑制剂0.01～0.03份；
26.摩擦改进剂3.0～6.0份；
27.光亮剂0.2～1.0份。
28.优选的，所述抗水剂为氢化苯乙烯双烯共聚物，抗水剂氢化苯乙烯双烯共聚物可大大提高油脂的抗水性，抗水性能能提高4～5倍；
29.所述拉丝剂为无规聚丙烯app，可大大改善油脂的拉丝性和粘附性；
30.所述高温抗氧剂为巴斯夫公司irganox l115和t516z中的至少一种，irganox l115和t516z为性能优秀的高温抗氧剂，能显著提高油脂的抗氧化能力，延长油脂的使用寿命；
31.所述强力粘附剂为强力粘鼠胶，强力粘鼠胶可大幅提高油脂的粘附性，提高其金属附着能力；
32.所述de成膜剂为环氧树脂油酸酯，环氧树脂油酸酯为性能优异的de成膜剂，可显著提高油脂的油膜厚度和强度，提高油脂的抗滑动摩擦、磨损能力；
33.所述内聚力补强剂为松香季戊四醇酯，松香季戊四醇酯为性能优异的内聚力补强剂，能显著提高油脂的内聚力，改善油脂的抗流散能力，提高其金属附着能力，弥补由于取消沥青而带来的油脂内聚力的不足的问题；
34.所述工业齿轮油复合添加剂为美国路博润的lz5060和德国莱茵化学rc9410中的任意一种，lz5060和rc9410是性能优秀的工业齿轮油复剂，合理使用，会具有很高的烧结负荷值，极压抗磨性特别突出；
35.所述油性剂为硫化猪油甲酯和硫化猪油乙酯中的任意一种，硫化猪油甲酯或硫化猪油乙酯为性能优良的油性剂，和lz5060&rc9410配合使用，能显著改善油脂的油膜厚度和强度，提高油脂的承载能力和抗冲击性能；
36.所述防锈添加剂为苯三唑脂肪铵盐t406和油酰肌氨酸
‑
十八铵盐中的至少一种，苯三唑脂肪铵盐t406是一种多效润滑油添加剂，能提高油品的减摩和防锈性能；油酰肌氨酸
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十八铵盐为一种优秀的环保型黑色金属防锈剂；
37.所述铜腐蚀抑制剂为苯骈三氮唑t706，具有很好的抗铜腐蚀能力；
38.所述摩擦改进剂为三聚氰胺氰尿酸酯，三聚氰胺氰尿酸酯能够改善油脂的界面特性，提高油脂的抗摩擦能力；
39.所述光亮剂为季戊四醇硬脂酸脂，可改善油脂的外观，也具有提高油脂的内聚力、改善油脂的抗流散能力的作用。
40.本发明还公开了所述高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
41.(1)将基础油原料通过计量泵入可抽真空的搅拌釜中，混合均匀成基础油，然后计量加入高温抗氧剂；
42.(2)将搅拌釜内搅拌加热至150
±
5℃，停止加热；
43.(3)计量加入抗水剂和拉丝剂，搅拌釜内启动真空，恒温搅拌60～90分钟，然后释放真空；
44.(4)启动冷油循环，将搅拌釜内物料降温至115
±
5℃后，停止降温；
45.(5)将计量好的de成膜剂、内聚力补强剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂、光亮剂依次加入搅拌釜中，搅拌至所有物料溶化均匀；
46.(6)将润滑脂和油性剂计量加入釜中，搅拌60～120分钟，至搅拌釜中物料为均匀半流体脂；
47.(7)启动冷油循环，待搅拌釜中物料温度降至50℃以下时，将工业齿轮油复合添加剂、强力粘附剂和摩擦改进剂计量加入搅拌釜中，继续搅拌30～60分钟，搅拌均匀得到所述的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂。
48.进一步的，步骤(1)中，所述的基础油包括50份150bs、30份pao40和20份美国陶氏化学的油溶性聚醚osp220。
49.进一步的，步骤(6)中，按照重量份数计，所述的润滑脂为15～35份，所述的润滑脂
为nlgi 2磺酸钙
‑
聚脲复合脂、nlgi 3磺酸钙
‑
聚脲复合脂、nlgi 2复合锂基脂或nlgi 3复合锂基脂中的任意一种。
50.进一步的，所述抗水剂0.2～1.0份；拉丝剂2.0～7.0份；高温抗氧剂0.5～3.0份；强力粘附剂3.0～10.0份；de成膜剂1.0～5.0份；内聚力补强剂1.0～5.0份；工业齿轮油复合添加剂1.8～5.0份；油性剂2.5～5.0份；防锈添加剂0.56～1.80份；铜腐蚀抑制剂0.01～0.03份；摩擦改进剂3.0～6.0份；光亮剂0.2～1.0份。
51.进一步的，所述抗水剂为氢化苯乙烯双烯共聚物；所述拉丝剂为无规聚丙烯；所述高温抗氧剂为巴斯夫公司的irganox l115和二异辛基二苯胺t516z中的至少一种；所述强力粘附剂为强力粘鼠胶；所述de成膜剂为环氧树脂油酸酯；所述内聚力补强剂为松香季戊四醇酯；所述工业齿轮油复合添加剂为美国路博润的lz5060和德国莱茵化学的rc9410中的任意一种；所述油性剂为硫化猪油甲酯和硫化猪油乙酯中的任意一种；所述防锈添加剂为苯三唑脂肪铵盐t406和油酰肌氨酸
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十八铵盐中的至少一种；所述铜腐蚀抑制剂为苯骈三氮唑t706；所述摩擦改进剂为三聚氰胺氰尿酸酯；所述光亮剂为季戊四醇硬脂酸脂。。
52.本发明的有益效果是：本发明所述的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂内聚力、粘附性强，金属附着性能、抗流散性能优异，抗极压、抗冲击能力突出，抗水性能突出，氧化安定性和热稳定性优异，不含沥青、石墨和二硫化钼，节能环保，特别适合高温高湿环境下工作的各种重负荷、超重负荷的开式齿轮润滑；所述开式齿轮脂可作为高端开式齿轮脂，替代进口的mobil、shell、kluber、brugarolas等国际品牌的同类产品。
具体实施方式
53.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
54.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
55.实施例1
56.本实施例提供一种以磺酸钙
‑
聚脲复合脂制成的稠度等级为nlgi 0的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂，原料配比参见表1。
57.表1磺酸钙
‑
聚脲复合脂制成稠度等级为nlgi 0开式齿轮脂的操作例11
‑
17的原料组成及配比
[0058][0059]
实施例2
[0060]
本实施例提供一种用复合锂基脂制成的稠度等级为nlgi 0的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂，原料配比参见表2。
[0061]
表2用复合锂基脂制成的稠度等级为nlgi 0脂的操作例21
‑
27的原料组成及配比
[0062][0063]
实施例1
‑
2中的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂制备方法包括以下步骤：
[0064]
(1)将50％150bs、30％的pao40和20％的油溶性聚醚osp220计量泵入可抽真空的搅拌釜中，混合均匀成基础油；计量加入高温抗氧剂；
[0065]
(2)搅拌加热至150
±
5℃，停止加热；
[0066]
(3)计量加入抗水剂和拉丝剂；启动真空，恒温搅拌60～90分钟；释放真空；
[0067]
(4)启动冷油循环，将搅拌釜内物料降温至115
±
5℃后停止降温；
[0068]
(5)将计量好的de成膜剂、内聚力补强剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂、光亮剂依次
加入搅拌釜中，搅拌至所有物料溶化均匀止；
[0069]
(6)将润滑脂和油性剂计量加入搅拌釜中，搅拌60～120分钟，至搅拌釜中物料为均匀半流体脂止；
[0070]
(7)启动冷油循环，待搅拌釜中物料温度降至50℃以下时，将工业齿轮油复合添加剂、强力粘鼠胶和摩擦改进剂计量加入釜中，继续搅拌30～60分钟；搅拌均匀得高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂。
[0071]
实施例1中以磺酸钙
‑
聚脲复合脂制成的稠度等级为nlgi 0的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂最优操作例14的性能数据见表3。
[0072]
表3磺酸钙
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聚脲复合脂制成的稠度等级为nlgi 0的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂最优操作例14的性能数据
[0073][0074]
实施例2中以复合锂基脂制成的稠度等级为nlgi 0的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂最优操作例24的性能数据见表4。
[0075]
表4复合锂制成的稠度等级为nlgi 0的高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂最优操作例24的性能数据
[0076][0077]
表5高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂的性能指标
[0078][0079]
表5中的内容为高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂的企业标准，通过表3、表4数据于表5中的数据进行对比可以看出，本申请技术方案得到的开式齿轮脂完全满足高粘附性超重负荷抗水型开式齿轮脂的性能指标。
[0080]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0081]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。