一种耐磨润滑油及其制备方法与流程

1.本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种耐磨润滑油及其制备方法。


背景技术：

2.发动机在运转时，如果一些摩擦部位得不到适当的润滑，就会产生干摩擦。干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化，造成机件的损坏甚至卡死。因此，必须对发动机中的摩擦部位给予良好的润滑。当润滑油流到摩擦部位后，就会粘附在摩擦表面上形成一层油膜，减少摩擦机件之间的阻力，而油膜的强度和韧性是发挥其润滑作用的关键。润滑油中的添加剂分散性和稳定性差，易团聚沉淀，导致润滑油在工件表面形成的油膜强度和韧性不足，并且抗磨效果较差。
3.因此，如何提高添加剂分散性和稳定性、如何在工件表面形成高强度和韧性的油膜，如何提高抗磨性能是研究者必须要面对的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种耐磨润滑油及其制备方法。
5.为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
6.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油80-100份、改性粘结剂10-20份、改性纳米陶瓷粉3-5份、分散剂1-5份和防腐剂1-5份。
7.进一步的，所述润滑基础油包括矿物基础油、合成基础油、植物油基础油中的一种或多种。
8.进一步的，所述改性粘结剂包括液体树脂、虫胶片和海藻胶，所述液体树脂、虫胶片和海藻胶质量比为2-5:1-3：1-2。
9.进一步的，所述液体树脂为液体松香树脂。
10.进一步的，所述分散剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、三聚甘油单月桂酸酯、硬脂酸单甘油酯、季铵化物中的一种或几种。
11.进一步的，所述防腐剂为硫磷烷基酚锌盐、硫磷丁辛基锌盐和硫磷二烷基锌盐中的任一种或多种。
12.一种耐磨润滑油的制备方法，包括以下步骤：
13.步骤一、将耐磨陶瓷粉碎，粒径在20-100nm，得纳米陶瓷粉；
14.步骤二、在纳米陶瓷粉中加入硅烷偶联剂和乙醇溶液，升温至50-60℃，搅拌20-30min，过滤，用去离子水冲洗，去除未反应完全的硅烷偶联剂，得改性纳米陶瓷粉；
15.步骤三、将虫胶片加入乳酸丁酯中，搅拌溶解，然后加入液体树脂和海藻胶，升温至70-80℃，搅拌1-2h，搅拌均匀后得改性粘结剂；
16.步骤四、将改性粘结剂、改性纳米陶瓷粉、分散剂和防腐剂加入润滑基础油中，再加入硅烷偶联剂，升温至60-70℃，采用搅拌机搅拌，搅拌速度为800-1000r/min，搅拌2-3h，
得耐磨润滑油。
17.进一步的，步骤二中，所述纳米陶瓷粉：硅烷偶联剂：乙醇溶液质量比为1:0.1-0.2:1-2。
18.进一步的，步骤四中，润滑油混合物总量：硅烷偶联剂质量比为1:0.1-0.15。
19.进一步的，所述乙醇溶液为50-75％的乙醇溶液。
20.进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种。
21.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
22.本发明中加入改性纳米陶瓷粉，纳米陶瓷粉中纳米颗粒多为球形，在摩擦过程中起到球轴承的作用，并且具有较强的机械性能，与润滑油混合后，有效提高润滑油的耐磨擦性能，并且纳米陶瓷颗粒可以填充在工件表面的损伤部位，可实现摩擦表面的原位修复。
23.本发明中加入改性粘结剂，改性粘结剂不仅能提高润滑油中各组分的粘结性，防止分层沉淀，还可以提高润滑油与工件的粘结力，并在工件表面形成高强度和韧度的油膜，保护工件，防止干摩擦，磨损工件；改性粘结剂中包括液体树脂、虫胶片和海藻胶；液体树脂可提高油膜的与工件的粘结强度，减少油膜损坏；虫胶片中含有大量的虫胶树脂，虫胶树脂是一种由羟基羧酸脂肪酸和倍半萜烯酸构成的一个具有弹性的网络结构，可增强油膜的延展性，可有效提高润滑油的韧性、耐磨性和机械性能；海藻胶的加入有助于提高润滑油的稳定性和薄膜成型性，有助于润滑油在工件表面形成稳定的油膜，保护工件表面。
24.本发明在制备过程中，首选对纳米陶瓷粉进行了改性，纳米陶瓷粉经过硅烷偶联剂和乙醇溶液改性后，具有疏水亲油性能，大大提高了纳米陶瓷粒与润滑油的粘合性能，减少分层、团聚的问题，提高了润滑油的抗水性和抗气候性；
25.本发明在制备过程中，将改性粘结剂、改性纳米陶瓷粉、分散剂和防腐剂加入润滑基础油混合，并通过硅烷偶联剂改性，硅烷偶联剂将其偶合连接，这样可以提高改性粘结剂和改性纳米陶瓷粉在润滑油中的粘合性、分散性及稳定性，并且提高润滑油整体的稳定性能，能连带润滑油中其它添加剂一起吸附到工件上，使各种添加剂的作用得到最充分的发挥，解决了改性添加剂在润滑油中因分散性和稳定性不足产生的沉淀，导致润滑油在工件表面形成油膜强度和韧性不足的问题。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
27.实施例1
28.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油80份、改性粘结剂10份、改性纳米陶瓷粉3份、分散剂1份和防腐剂1份。
29.进一步的，所述润滑基础油为矿物基础油；所述分散剂为脂肪酸甘油酯；所述防腐剂为硫磷丁辛基锌盐。
30.进一步的，所述改性粘结剂包括液体树脂、虫胶片和海藻胶，所述液体树脂、虫胶片和海藻胶质量比为3:1:1；所述液体树脂为液体松香树脂。
31.一种耐磨润滑油的制备方法，包括以下步骤：
32.步骤一、将耐磨陶瓷粉碎，粒径在20-100nm，得纳米陶瓷粉；
33.步骤二、在纳米陶瓷粉中加入硅烷偶联剂和乙醇溶液，所述乙醇溶液为75％的乙醇溶液，所述纳米陶瓷粉：硅烷偶联剂：乙醇溶液质量比为1:0.2:2，升温至50℃，搅拌30min，过滤，用去离子水冲洗，去除未反应完全的硅烷偶联剂，得改性纳米陶瓷粉；
34.步骤三、将虫胶片加入乳酸丁酯中，搅拌溶解，然后加入液体树脂和海藻胶，升温至75℃，搅拌1h，搅拌均匀后得改性粘结剂；
35.步骤四、将改性粘结剂、改性纳米陶瓷粉、分散剂和防腐剂加入润滑基础油中，再加入硅烷偶联剂，润滑油混合物总量：硅烷偶联剂质量比为1:0.1，升温至65℃，采用搅拌机搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌2h，得耐磨润滑油。
36.进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
37.实施例2
38.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油90份、改性粘结剂15份、改性纳米陶瓷粉4份、分散剂3份和防腐剂3份。
39.进一步的，所述润滑基础油为矿物基础油；所述分散剂为脂肪酸甘油酯；所述防腐剂为硫磷丁辛基锌盐。
40.进一步的，所述改性粘结剂包括液体树脂、虫胶片和海藻胶，所述液体树脂、虫胶片和海藻胶质量比为3:1:1；所述液体树脂为液体松香树脂。
41.一种耐磨润滑油的制备方法，与实施例1制备方法相同。
42.实施例3
43.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油100份、改性粘结剂20份、改性纳米陶瓷粉5份、分散剂5份和防腐剂5份。
44.进一步的，所述润滑基础油为矿物基础油；所述分散剂为脂肪酸甘油酯；所述防腐剂为硫磷丁辛基锌盐。
45.进一步的，所述改性粘结剂包括液体树脂、虫胶片和海藻胶，所述液体树脂、虫胶片和海藻胶质量比为3:1:1；所述液体树脂为液体松香树脂。
46.一种耐磨润滑油的制备方法，与实施例1制备方法相同。
47.对比例1
48.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油100份、改性纳米陶瓷粉5份、分散剂5份和防腐剂5份。
49.进一步的，所述润滑基础油为矿物基础油；所述分散剂为脂肪酸甘油酯；所述防腐剂为硫磷丁辛基锌盐。
50.一种耐磨润滑油的制备方法，包括以下步骤：
51.步骤一、将耐磨陶瓷粉碎，粒径在20-100nm，得纳米陶瓷粉；
52.步骤二、在纳米陶瓷粉中加入硅烷偶联剂和乙醇溶液，所述乙醇溶液为75％的乙醇溶液，所述纳米陶瓷粉：硅烷偶联剂：乙醇溶液质量比为1:0.2:2，升温至50℃，搅拌30min，过滤，用去离子水冲洗，去除未反应完全的硅烷偶联剂，得改性纳米陶瓷粉；
53.步骤三、将改性纳米陶瓷粉、分散剂和防腐剂加入润滑基础油中，升温至65℃，采用搅拌机搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌2h，得耐磨润滑油。
54.进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
55.对比例2
56.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油100份、改性粘结剂20份、分散剂5份和防腐剂5份。
57.进一步的，所述润滑基础油为矿物基础油；所述分散剂为脂肪酸甘油酯；所述防腐剂为硫磷丁辛基锌盐。
58.进一步的，所述改性粘结剂包括液体树脂、虫胶片和海藻胶，所述液体树脂、虫胶片和海藻胶质量比为3:1:1；所述液体树脂为液体松香树脂。
59.一种耐磨润滑油的制备方法，包括以下步骤：
60.步骤一、将虫胶片加入乳酸丁酯中，搅拌溶解，然后加入液体树脂和海藻胶，升温至75℃，搅拌1h，搅拌均匀后得改性粘结剂；
61.步骤二、将改性粘结剂、分散剂和防腐剂加入润滑基础油中，升温至65℃，采用搅拌机搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌2h，得耐磨润滑油。
62.对比例3
63.一种耐磨润滑油，包括以下重量份组分：润滑基础油100份、液体树脂20份、纳米陶瓷粉5份、分散剂5份和防腐剂5份。
64.进一步的，所述润滑基础油为矿物基础油；所述分散剂为脂肪酸甘油酯；所述防腐剂为硫磷丁辛基锌盐。
65.进一步的，所述改性粘结剂包括液体树脂、虫胶片和海藻胶，所述液体树脂、虫胶片和海藻胶质量比为3:1:1；所述液体树脂为液体松香树脂。
66.一种耐磨润滑油的制备方法，包括以下步骤：
67.步骤一、将耐磨陶瓷粉碎，粒径在20-100nm，得纳米陶瓷粉；
68.步骤二、将液体树脂、纳米陶瓷粉、分散剂和防腐剂加入润滑基础油中，升温至65℃，采用搅拌机搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌2h，得耐磨润滑油。
69.进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
70.为了综合评价本发明所制备的润滑油的应用性能，分别对实施例与对比例润滑油的存储稳定性和耐磨性能进行测试。
71.储存稳定性测试：
72.方法：取实施例1-3和对比例1-3制得的润滑油各100ml，于25℃下，分别静置0天、15天、30天、60天和180天后，观察润滑油的团聚、分层、沉淀现象，结果见表1；
73.外观评价标准：
74.1、分散稳定，无团聚、分层、沉淀现象；
75.2、分散较稳定，有轻微的团聚、分层、沉淀现象；
76.3、分散不稳定，有明显团聚、分层、沉淀现象；
77.4、分散极不稳定，有严重的团聚、分层、沉淀现象；
78.表1各实施例和对比例制得的润滑油储存后团聚、分层、沉淀情况
79.测试样品0天15天30天60天180天实施例111111实施例211111实施例311111
对比例111123对比例211112对比例312234
80.从表1中数据可以看出，实施例1-3中在基础油中加入改性剂后制备的润滑油，其存储稳定性明显优于对比例1-3所制备的润滑油，分散性和稳定性好。
81.抗磨性能测试：按照标准sh/t0189-1992进行测试，采用mrs-10a四球摩擦磨损试验机，试验条件荷载392n，温度25℃，时间60min，转速1200r/min，通过磨斑直径的大小来判断测试样品的抗磨性能，磨斑直径见表2。
82.表2各实施例和对比例制得的润滑油抗磨性能情况
[0083][0084]
从表2中可以看出，实施例1-3所制得的润滑油，其磨斑直径明显小于对比例1-3中制备的润滑油，采用本发明配方和方法制备的润滑油抗磨性能明显提高。
[0085]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。