本发明属于润滑剂技术领域，具体涉及一种用于铁路道岔，特别适用于铁路道岔滑床板的润滑剂及其制备方法和应用。
背景技术：
道岔是铁路轨道的关键部位之一，它的正常运转是行车安全的基本保证。滑床板作为道岔的重要零件，在整个尖轨长度范围内起到承托尖轨、扣压基本轨的作用。尖轨转换时，尖轨和滑床板之间的摩擦力是转换阻力的重要组成部分，设法减小这种摩擦力，是减小转换力的有效方法。目前，国内外铁路现场普遍采用在尖轨和滑床板间涂润滑剂的方法来减小尖轨的转换阻力。
一般，滑床板用润滑剂包括基础油、稠化剂、增粘剂、以及各种功能添加剂(如极压抗磨剂等)；其使用环境是裸露环境，局部承载很大，灰尘、风砂等外界污染严重。因此，滑床板用润滑剂除了需要具有极压抗磨性能外，还需要具有：(1)较好的粘附性能，能很好地附着在滑床板的表面，(2)优异抗水冲刷性能，可以在大雨冲刷下仍保证滑床板的润滑需求，(3)较好的抗外界污染性能，混入了风砂等污染物仍能具有较好的润滑性能，(4)其它性能，如使用视觉效果、环境友好性能、成本低等。
润滑剂的黏度越大，其粘附性能和抗水冲刷性能越好，且加入固体抗磨材料后的稳定性越好；但是这样粘稠的润滑剂不方便涂抹，不容易清洁，给下次涂抹作业带来不便。如果降低润滑剂的黏度，虽然便于涂抹，但是其粘附性能和抗水冲刷性能却显著降低。对于降雨频繁的地区，这样的润滑剂在滑床板上仅仅一天就流失殆尽；甚至在一场大雨后就不得不重新涂油。还有，黏度低的润滑剂，如果添加固体添加剂，稳定性变劣，很容易分层。此外，我国幅员辽阔，南北东西的气候气象条件迥然不同。一种黏度的润滑剂无法适应所有地区和气候条件。因此，黏度可以根据现场条件灵活调节的润滑剂也是实际铁路养护迫切需要的。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于铁路道岔的润滑剂。该润滑剂的粘附性和抗水冲刷性好，梅雨季节能保证涂抹一次，使用1个月～3个月，即使在大雨天气时，也能在滑床板上保持一天以上。本发明的润滑剂黏度可以灵活调整，适用于不同气候、季节。
为了实现上述技术效果，本发明采用了如下的技术方案：
一种用于铁路道岔的润滑剂，包括组合物a和组合物b；以所述润滑剂的总质量为基准，所述组合物a的质量百分比为2％～20％，余量为所述组合物b；所述组合物a的锥入度为265～295(0.1mm)；
其中，所述组合物a的原料包括如下重量份的组分：
基础油400～600份，皂基稠化剂300～500份，转化剂20～80份，复合剂20～60份，增粘剂40～80份，固体润滑剂70～90份，抗氧剂3～10份，极压抗磨剂15～50份，防锈剂2～6份，金属钝化剂0.2～1份；
所述组合物b的原料包括如下重量份的组分：
基础油650～900份，非皂基稠化剂40～80份，极压抗磨剂20～40份，抗氧剂3～10份，防锈剂2～5份，金属钝化剂0.2～1份；
其中，所述组合物a和组合物b中，所述基础油、所述极压抗磨剂、所述抗氧剂、所述防锈剂和所述金属钝化剂的组成相同。
优选地，所述组合物a的原料包括如下重量份的组分：
基础油450～550份，皂基稠化剂300～400份，转化剂40～60份，复合剂20～50份，增粘剂50～70份，固体润滑剂75～85份，抗氧剂4～8份，极压抗磨剂20～40份，防锈剂3～5份，金属钝化剂0.4～0.8份。
更优选地，所述组合物a的原料包括如下重量份的组分：
基础油450～500份，皂基稠化剂300～375份，转化剂40～50份，复合剂30～40份，增粘剂50～60份，固体润滑剂75～85份，抗氧剂4～8份，极压抗磨剂25～35份，防锈剂3.5～5份，金属钝化剂0.4～0.6份。
优选地，所述组合物b的原料包括如下重量份的组分：
基础油700～900份，非皂基稠化剂45～70份，极压抗磨剂20～35份，抗氧剂3～8份，防锈剂3～4.5份，金属钝化剂0.2～0.8份。
更优选地，所述组合物b的原料包括如下重量份的组分：
基础油730～870份，非皂基稠化剂50～70份，极压抗磨剂20～30份，抗氧剂3～6份，防锈剂3～4.5份，金属钝化剂0.3～0.5份。
优选地，所述组合物a和组合物b中，所述基础油的组成相同，选自矿物油和合成油中的一种或任意比例的两种。
进一步优选地，所述矿物油为40℃运动黏度450～650mm2/s的150bs。
优选地，所述合成油为聚α烯烃基础油(pao)，更优选为100℃运动黏度4～40mm2/s的pao。
优选地，所述组合物a和组合物b中，所述极压抗磨剂的组成相同，选自硫代磷酸三苯酯、二烷基多硫化物、二烷基二硫代磷酸锌盐和二烷基二硫代磷酸钼盐中的一种或者任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a和组合物b中，所述极压抗磨剂的组成相同，选自二烷基二硫代磷酸锌盐和二烷基二硫代磷酸钼盐中的一种或任意比例的两种。
优选地，所述组合物a和组合物b中，所述抗氧剂的组成相同，选自苯基-α-萘胺、丁基辛基二苯胺、烷基化苯胺、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸-(c7-c9支化)烷基酯和硫醚酚中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a和组合物b中，所述抗氧剂是3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸-(c7-c9支化)烷基酯。
优选地，所述组合物a和组合物b中，所述防锈剂的组成相同，选自二壬基萘磺酸钡盐、二壬基萘磺酸钙盐和二壬基萘磺酸锌盐中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a和组合物b中，所述防锈剂是二壬基萘磺酸钙盐。
优选地，所述组合物a和组合物b中，所述金属钝化剂的组成相同，选自苯并三氮唑及其衍生物中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a和组合物b中，所述金属钝化剂是苯并三氮唑。
优选地，所述组合物a中，所述皂基稠化剂选自复合磺酸钙皂和锂皂中的一种或任意比例的两种。
上述复合磺酸钙皂和锂皂都可以通过商业渠道获得，如路博润公司的高碱值磺酸钙(复合磺酸钙皂的一种)。
更优选地，所述组合物a中，所述皂基稠化剂是高碱值磺酸钙。
优选地，所述组合物a中，所述转化剂选自水、甲醇、异丙醇、正丁醇、己二醇、1,6-己二醇和丙二醇中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a中，所述转化剂选自正丁醇、己二醇和丙二醇中的一种或任意比例的多种。
优选地，所述组合物a中，所述复合剂选自乙酸、丙酸、磷酸、硼酸和癸二酸中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a中，所述复合剂是磷酸或硼酸。
优选地，所述组合物a中，所述增粘剂选自苯乙烯异戊二烯共聚物、乙丙共聚物、聚异丁烯和苯乙烯丁二烯共聚物中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a中，所述增粘剂选自乙丙共聚物、聚异丁烯和苯乙烯丁二烯共聚物中的一种或任意比例的多种。
最优选地，所述组合物a中，所述增粘剂为乙丙共聚物和聚异丁烯pb2400，两者的质量比为：
乙丙共聚物：聚异丁烯pb2400＝1:2。
优选地，所述组合物a中，所述固体润滑剂选自聚乙烯(pe)、聚四氟乙烯(ptfe)、三聚氰胺氰尿酸盐(mca)、二硫化钼和石墨中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物a中，所述固体润滑剂选自聚四氟乙烯(ptfe)、三聚氰胺氰尿酸盐(mca)、二硫化钼和石墨中的一种或任意比例的多种。
优选地，所述组合物b中，所述非皂基稠化剂选自聚乙烯(pe)、聚四氟乙烯(ptfe)、三聚氰胺氰尿酸盐(mca)、二硫化钼和石墨中的一种或任意比例的多种。
更优选地，所述组合物b中，所述非皂基稠化剂是聚四氟乙烯。
优选地，本发明提供的用于铁路道岔的润滑剂的黏度为40℃运动黏度150～1200mm2/s。
本发明还有一个目的在于提供上述润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
i.组合物a的制备
i-1.按照上述配比准备所述组合物a的各原料；
i-2.在反应容器中，加入所述基础油和皂基稠化剂，再加入所述转化剂，升温至80～90℃，用红外光谱监测至转化完成，然后升温至110～120℃，加入所述复合剂，然后加入所述增粘剂，升温至180～200℃保温1～2小时，然后降温至80～90℃，加入所述固体润滑剂和所述抗氧剂，继续降温至60～70℃，加入所述极压抗磨剂、防锈剂和金属钝化剂，搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，即得；
ii.组合物b的制备
ii-1.按照上述配比准备所述组合物b的各原料；
ii-2.在反应容器中先加入所述基础油、极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂和金属钝化剂，然后加入所述非皂基稠化剂，搅拌稠化1～2小时，即得；
iii.所述润滑剂的制备
根据所述质量百分比，将所述组合物a和组合物b混合，搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，即得。
优选地，所述步骤i-2中，所述红外光谱监测至转化完成，是指反应产物的红外光谱在862cm-1左右、876cm-1左右和883cm-1左右出现吸收峰，即表示转化完成。
本发明还有一个目的在于，提供上述润滑剂或通过上述方法制备得到的润滑剂在铁路道岔滑床板和转辙机润滑中的应用。
本发明的组合物a和组合物b分别采用皂基稠化剂和非皂基稠化剂，根据实际使用条件和要求，灵活调配组合物a和组合物b的混合比例，从而使得制备得到的润滑剂黏度和稠度符合实际需求(气候、季节及温度等)。
增粘剂可以增加润滑剂在滑床板表面的粘附性能，提供润滑剂的抗水冲淋性能。但是，一般而言，增粘剂的加入会导致润滑脂的稠度变大、低温性能变差，同时也会影响润滑剂的机械稳定性，导致润滑剂在使用过程中发生结构变化，影响正常使用。本发明的润滑剂中，组合物a中，增粘剂的质量百分比达到约5％，但是本发明的润滑剂依然保持了理想的稠度，最低使用温度低于-20℃。所以，本发明很好地解决了增粘剂对润滑剂性能的不利影响。
本发明提供的润滑剂最突出的优点是优异的抗水性、粘附性、易清洁和环保。涂抹一次，梅雨季节的使用寿命达到1个月～3个月；即使遭到特大暴雨的持续冲刷，也能保证至少一天以上的寿命。因此，本发明润滑剂的应用，将极大地减轻铁路道岔涂油养护的工作量。目前因为润滑剂附着力和抗水冲刷能力弱，在极端天气下，不得不在日间线路运输繁忙时进行涂油。这样不仅增加铁路养护的工作量，也增加了工作的危险性。而本发明提供的润滑剂即使在夏季突降大雨或连续强降雨时，涂油养护也可以基本在夜间进行，从而避免危险的日间涂油作业。另外，本发明提供的润滑剂涂抹到滑床板上后，不会污染轨道板，对环境的不利影响小；而且在下次涂抹操作时，滑床板上残留的润滑剂容易清洁。
附图说明
以下结合附图，对本发明作进一步的说明。
图1的照片示出的是加速稳定性试验中，实施例3的润滑剂在第3天的照片(左侧，1a)和第7天的照片(右侧，1b)。图中可以看出，第3天时，实施例3的润滑剂仍然是均匀粘稠的液体，第7天时润滑剂上层仅有少量油析出(＜5％,v/v)。
图2的照片示出的是加速稳定性试验中，实施例7的润滑剂在第5天的照片(左侧，2a)和第7天的照片(右侧，2b)。图中可以看出，第5天时，实施例7的润滑剂上层仅有少量油析出(＜5％,v/v)，第7天时润滑剂上层有较明显油析出(＜10％,v/v)。
图3的照片示出的是加速稳定性试验中，对比例6的润滑剂在第3天的照片(左侧，3a)和第7天的照片(右侧，3b)。图中可以看出，第3天时，对比例6的润滑剂上层已有少量油析出(＜10％,v/v)，第7天时润滑剂上层有明显的油析出，约占总体积的35％。
图4的照片示出的是加速稳定性试验中，对比例7的润滑剂在第1天的照片(左侧，4a)和第3天的照片(右侧，4b)。图中可以看出，第1天时，对比例7的润滑剂上层已有少量油析出(＜5％,v/v)，第3天时润滑剂上层有明显的油析出(＜10％,v/v)。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售产品。
实施例1～4一种组合物a
所述组合物a的组成见表1所示；通过如下步骤制备：
在反应容器中，加入所述基础油和皂基稠化剂，再加入所述转化剂，升温至80～90℃，用红外光谱监测至转化完成，然后升温至110～120℃，加入所述复合剂，然后加入所述增粘剂，升温至180～200℃保温1～2小时，然后降温至80～90℃，加入所述固体润滑剂和所述抗氧剂，继续降温至60～70℃，加入所述极压抗磨剂、防锈剂和金属钝化剂，搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，即得。
表1实施例1～4的组合物a的原料组成
实施例5一种组合物b及一种润滑剂
称取150bs746.4g，加入实施例1中的极压抗磨剂24.9g，抗氧剂4.35g、防锈剂3.915g、金属钝化剂0.435g，加入50g的聚四氟乙烯搅拌稠化，得到组合物b。
称取实施例1制备的组合物a170g，与上述制备得到的组合物b搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，得到40℃运动黏度为1052mm2/s的润滑剂。
实施例6一种组合物b及一种润滑剂
称取150bs和合成油pao10(比例2∶1)746.4g，加入实施例2中的极压抗磨剂24.9g，抗氧剂4.35g、防锈剂3.915g、金属钝化剂0.435g，加入50g的聚四氟乙烯搅拌稠化，得到组合物b。
称取实施例2制备的组合物a170g备用，与本实施例制备的组合物b混合，拌搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，得到40℃运动黏度为1020mm2/s的润滑剂。
实施例7一种组合物b及一种润滑剂
称取150bs和合成油pao10(比例1:2)773g，加入实施例3中的极压抗磨剂28.29g，抗氧剂4.72g、防锈剂4.25g、金属钝化剂0.47g，加入66.27g的聚四氟乙烯搅拌稠化，得到组合物b。
称取实施例3制备的组合物a123g，与本实施例制备的组合物b混合，搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，得到40℃运动黏度为542mm2/s的润滑剂。
实施例8一种组合物b及一种润滑剂
称取合成油pao10865.12g，加入实施例4中的极压抗磨剂29.16g，抗氧剂4.86g、防锈剂4.37g、金属钝化剂0.49g，加入68g的聚四氟乙烯搅拌稠化，得到组合物b。
称取实施例4制备的组合物a28g，与本实施例制备的组合物b混合，搅拌均匀，三辊轧油机轧三遍，得到40℃运动黏度为152mm2/s的润滑剂。
对比例1市售润滑剂1
润滑剂名称/型号：机油/铁路机车内燃机油；
生产厂家：天津日石；
40℃运动黏度：126mm2/s；
最低使用温度：-10℃。
对比例2市售润滑剂2
润滑剂名称/型号：道岔滑床板润滑油/interflonlubeeprail；
生产厂家：上海因弗珑化工有限公司；
40℃运动黏度：1200mm2/s；
使用温度范围：-20℃。
对比例3市售润滑剂3
润滑剂名称/型号：道岔滑床板润滑脂/interflongreaserls；
生产厂家：上海因弗珑化工有限公司；
nlgi等级：0000；
使用温度范围：-20℃。
对比例4市售润滑剂4
润滑剂名称/型号：道岔滑床板润滑脂/rhenusldu02gr；
生产厂家：德国rhenus；
nlgi等级：000；
使用温度范围：-20℃。
对比例5一种市售润滑剂5
润滑剂名称/型号：克鲁勃道岔润滑脂/klubrrailalo32-4000；
生产厂家：克鲁勃；
nlgi等级：600～750(0.1mm)；
使用温度范围：-30℃。
对比例6一种开式齿轮润滑剂
按照中国发明专利说明书cn106281583a(公开日2017年1月4日)实施例8的方法制备了1kg润滑剂：
在反应釜中加入150bs785g，15g硬脂酸铝混合搅拌，加热至120～140℃，冷却至温度50℃后，加入20g硫代磷酸三烷基苯酯、10g磷酸甲苯二苯酯、40g噻二唑衍生物、10g胺类抗氧剂、10g酚类抗氧剂、10g二壬基萘磺酸钙和100g硼酸钠，经过均质，得到锥入度为690(0.1mm)的润滑剂。
对比例7一种开式齿轮润滑剂
按照中国发明专利说明书cn111961518a(公开日2020年11月20日)的实施例1的方法制备了1kg润滑剂，锥入度为430(0.1mm)。
测试例本发明的润滑剂与各对比例的润滑剂的性能测定和比较1.润滑相关性能
锥入度(0.1mm)：按照gb/t269中全尺寸椎体方法测定。
40℃运动黏度(mm2/s)：按照gb/t265方法测定。
最低使用温度(℃)：按照sh/t0048方法测定，测试剪率为10s-1，在某一温度时，润滑剂的测试结果(相似黏度)为1500±50pa·s时，此温度为该润滑剂能满足使用的最低使用温度。
抗磨损性能(mm)：按照gb/t3142测定，测试条件为：室温，392n，1200r/min，60min。
pd(kgf)：按照sh/t0202测定。
腐蚀(钢片，100℃，24h)：按照sh/t0331测定。
抗水喷淋(剩余(常温，60s)％)：按照sh/t0643记载的方法测定。
环保性能：将各测试的润滑剂涂抹到滑床板上，通过目测，7d内，如果没有流到滑床板下面的垫板和道床上，则该润滑剂污染小，如果有少量润滑剂流到滑床板下面的垫板和道床上，则该润滑剂污染一般，如果有大量润滑剂流到滑床板下面的垫板和道床上，则该润滑剂污染大。
测定结果见表2。
表2的数据示出：本发明提供的润滑剂与各对比的润滑剂相比，极压抗磨性好，尤其突出的是粘附性能和抗水冲刷性能。
表2润滑剂相关性能测定结果
2.稳定性
取实施例3-6制备的润滑剂和对比例6-7制备的润滑剂各约100g，置于相同体积的透明玻璃容器中，密闭后放入烘箱中，在90℃条件下静置，观察并记录润滑剂的外观，结果见表3。
表3的结果示出：本发明的润滑剂在观察时间内基本没有显著分层，说明其结构稳定性好。
表3润滑剂稳定性观察结果
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
