专利名称：一种低摩擦系数的锂基润滑脂组合物及制备方法
技术领域：
本发明属于润滑脂技术领域，特别是涉及一种低摩擦系数的锂基润滑脂组合物及 制备方法。
背景技术：
低碳生活对机械设备提出较高的要求，在许多机械领域，由于摩擦部位使用润滑 脂不当，会造成机械部件过大的噪音、过多的能量消耗和过早的失效，这些部位一般为轴 承、齿轮、涡轮蜗杆和丝杆等，这些机械部件不正常的运转和过短的寿命会直接影响设备正 常功能和使用效果。低摩擦的润滑脂在一定程度上可以延长机械部件的使用期限，降低设 备噪音，保证设备机械功能的发挥。通过开发和制作低摩擦系数的润滑脂来满足机械行业 润滑的需求。润滑脂通常分为皂基润滑脂和非皂基润滑脂，皂类是根据起增稠作用的金属化学 皂中的金属名称命名的，每种皂类都有其独特的性能，其中锂基皂基润滑脂是最常用的润 滑脂，大约占到我们日常使用润滑脂的70%左右，广泛事使用在汽车底盘、铁路轴承、大型 设备传动等润滑部位。低摩擦系数的锂基润滑脂是通过生产过程中合理的添加和控制不同 添加剂类型而制的，其主要机理是金属摩擦副运动中在表面以一定的速度形成低剪切速度 特性的物质，这种物质可以是化学的或者物理的。对于低摩擦系数的润滑脂的组成，专利文 献中涉及到低摩擦系数的润滑脂主要集中在汽车万向节润滑脂方面。专利号为CN 1321733A的专利提供了一种用于等速万向节的润滑脂，稠化剂为复 合锂、钙皂，添加剂为二硫化钼、二烷基二硫代氨基甲酸盐和磷酸酯，稠化剂为复合锂、钙 皂。具有优良的耐热性、机械安定性、极压性、抗磨性和较低的摩擦系数，可满足汽车万向节 润滑的要求。专利号为JP8120289 A的专利提供了一种用于万向节特别是三销节的润滑脂，稠 化剂为锂皂或复合锂皂，有机钼组分包括二硫代磷酸钼或二硫代氨基甲酸钼，二硫代磷酸 锌，硫_磷极压剂，非金属钙盐选自氧化蜡钙盐，磺酸钙、烷基磺酸钙。以上两个专利都是针对汽车万向节发明的润滑脂。CN 1321733A稠化剂为复合锂、 钙皂，JP8120289 A未提及基础油的种类。本专利发明的润滑脂组成物是通过选择不同添加剂，使其复配产生协同效应，从 而降低运动过程的摩擦力。验证的试验方法是一种符合国际(ASTM D)和中国石油行业标准 (SH/T)的通用仪器进行验证，具体方法为ASTM D5707(SH/T0721)，测试项目为摩擦系数。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有复合添加剂的锂基润滑脂，加入特种添加剂的润滑 脂具有较低的摩擦系数，测试方法为ASTM标准方法。在保证其它性能的前提下，通过控制在指定锂基润滑脂中的添加剂的组分和加入 量和选择适合的基础油获得一种低摩擦系数的抗磨润滑脂。
本发明的技术如下本发明提供的锂基润滑脂组合物的组分按组合物的总重量计，包括如下组分(1)稠化剂 5-15%(2)基础油 70-85%(3)添加剂 2-20%其中，稠化剂是由12-羟基硬脂酸和氢氧化锂反应生成的化合物。基础油包括酯类油和矿物油，酯类油和矿物油重量比例为1 9-1 1。按组合物的总重量计，添加剂包括(a) 二烷基二硫代磷酸钼盐0. 5% -5%;(b)烷 基化的酰胺氧基钼盐0. 5% -5% ； (c) 二烷基二硫代磷酸锌0. 5% -5% ； (d) 二烷基二硫 代氨基甲酸甲酯0.5% -5%。二烷基二硫代磷酸钼盐，烷基可以是2-乙基或2-乙基己基。烷基化的酰胺氧基钼盐，烷基可以是戊基或己基。二烷基二硫代磷酸锌，可以是丁基辛基伯烷基二硫代磷酸锌或丁基辛基仲烷基二 硫代磷酸锌。 二烷基二硫代氨基甲酸甲酯，烷基可以是丁基或戊基。本发明制备方法和步骤如下将全部12-羟基硬脂酸和部分矿物油加入反应釜中(矿物油和12-羟基硬脂 酸重量比为4 1)，加热到80-85°C，加入氢氧化锂水溶液，加热到90-100°C开始皂化； 皂化结束升温，升到210 220°C后用部分基础油在反应釜内进行冷却，冷却温度控制 在140-190°C，用余量基础油降温，降温到80°C以下后加入添加剂组分，当温度降低到 40-60°C经过三辊机压油三遍后罐装。由于前部反应中需要有水，而酯类油遇水会水解，所以此制备方法中前部基础油 不能用酯类油，必须用矿物油。本发明的润滑脂通过性能试验表明具有下述优点由于选用了合适的原料配 比，使得该润滑脂具有良好的降低摩擦系数的性能，使用该专利生产的润滑脂在符合 ASTMD5707(SH/T0721)的摩擦磨损实验SRV试验机上进行实验发现，其摩擦系数可以达 到0. 06-0. 09的范围内，而一般的抗磨润滑脂的摩擦系数采用相同的方法实验一般要达到 0. 11以上。低摩擦系数的润滑脂可以降低相对运动摩擦副的能量，延长被润滑部位的寿命， 从而保证设备的运转的可靠性。同时，低摩擦系数润滑脂的使用可以降低设备运行的噪音， 降低能耗，对环保具有一定的贡献，特别是在汽车底盘、大型齿轮和轴承上的使用具有一定 的优越性。本发明的摩擦系数测定采用SRV(高频、线性、摆动摩擦磨损)试验机，试验标准方 法为ASTM D5707或SH/T 0721. ASTM D-5707方法来测定润滑脂的摩擦磨损性能，测试条件 为温度50°C，负荷200N，振幅Imm ；频率50Hz ；时间120min。测定试验过程的摩擦系数和顶 球的磨痕直径，观察和记录摩擦系数的变化。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述。各实施例和比较例制备方法
将全部12-羟基硬脂酸和部分矿物油加入反应釜中(矿物油和12-羟基硬脂 酸重量比为4 1)，加热到80-85°C，加入氢氧化锂水溶液，加热到90-100°C开始皂化； 皂化结束升温，升到210 220°C后用部分基础油在反应釜内进行冷却，冷却温度控制 在140-190°C，用余量基础油降温，降温到80°C以下后加入添加剂组分，当温度降低到 40-60°C经过三辊机压油三遍后罐装。实施例1-5实施例1-5是按照上述制备方法制备，各组分含量及摩擦系数见表1 :由表中数据可以看出，按照本发明制备出的润滑脂，其摩擦系数在0. 05 0. 08范 围。表 1
组分实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5矿物油76. 5%75.15%41. 75%63. 5%50%酷类三羟甲基内烷酯8. 5%041. 75%15%10%油季戊四醇酯08. 35%0010%稠化剂5%5%10%10%15%添2-乙基二硫代磷酸钼盐0. 5%03%0. 5%0加2-乙基己基二硫代磷酸钼盐05%005%剂戊基化的酰胺氧基钼盐5%1%02%0己基化的酰胺氧基钼盐000. 5%02. 5%丁基辛基伯烷基二硫代磷酸锌2%02. 5%02. 5%丁基辛基仲烷基二硫代磷酸锌00. 5%05%0二丁基二硫代氨基甲酸甲酯2. 5%00. 5%4%5%二戊基二硫代氨基甲酸甲酯05%000总重量(g)10001000100010001000比较例1和比较例2:实施例1-5和比较例1、比较例2性能数据见表2表2
试验 项目例1例2例3例4例5比较例1比较例2试验方法摩擦系数0. 070. 050. 060. 060. 060. 110. 09ASTM D5707(50HZ, (SH/T0721)Imm0. 080. 060. 070. 070. 070. 120. 10200N,2h,50°C)滴点，V198197196197195196197GB/T 4929
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由表2数据可以看出，本发明的摩擦系数明显低于现有润滑脂。本发明提出的一种低摩擦系数的锂基润滑脂组合物及制备方法，已经通过较佳的 实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所 述的组分和方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有 相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精 神、范围和内容中。
权利要求
一种低摩擦系数的锂基润滑脂组合物，按组合物的总重量计，包括以下组分(1)稠化剂5 15％，稠化剂是由12 羟基硬脂酸和氢氧化锂反应生成的化合物，其12 羟基硬脂酸和氢氧化锂摩尔比例为1∶1.05；(2)基础油70 85％，基础油包括酯类油和矿物油；(3)添加剂2 20％，包括(a)二烷基二硫代磷酸钼盐0.5％ 5％；(b)烷基化的酰胺氧基钼盐0.5％ 5％；(c)二烷基二硫代磷酸锌0.5％ 5％；(d)二烷基二硫代氨基甲酸甲酯0.5％ 5％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的基础油中酯类油是季戊四醇酯或 三羟甲基丙烷酯中至少一种。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于基础油中酯类油和矿物油比例为 1:9-1:1。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的二烷基二硫代磷酸钼盐中，烷基 是2-乙基或2-乙基己基。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的烷基化的酰胺氧基钼盐中，烷基 是戊基或己基。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的二烷基二硫代磷酸锌是丁基辛 基伯烷基二硫代磷酸锌或丁基辛基仲烷基二硫代磷酸锌。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的二烷基二硫代氨基甲酸甲酯中， 烷基是丁基或戊基。
8.低摩擦系数的锂基润滑脂组合物的制备方法，其特征是将全部12-羟基硬脂酸和 部分矿物油加入反应釜中，矿物油和12-羟基硬脂酸重量比为4 1，加热到80-85°C，加入 氢氧化锂水溶液，加热到90-100°C开始皂化；皂化结束升温，升到210 220°C后用部分基 础油在反应釜内进行冷却，冷却温度控制在140-190°C，用余量基础油降温；降温到80°C以 下后加入添加剂组分，当温度降低到40-60°C经过三辊机压油三遍后罐装。
全文摘要
本发明涉及一种低摩擦系数的锂基润滑脂组合物及制备方法，主要解决现有技术中存在的润滑脂摩擦系数偏高的问题。本发明通过采用以重量百分计包括以下组分稠化剂5-15％，基础油70-85％，添加剂2-20％；二烷基二硫代磷酸钼盐0.5％-5％；烷基化的酰胺氧基钼盐0.5％-5％；二烷基二硫代磷酸锌0.5％-5％；二烷基二硫代氨基甲酸甲酯0.5％-5％。使用该发明生产的润滑脂在符合ASTM D5707(SH/T0721)的摩擦磨损实验，其摩擦系数可以达到0.06-0.09的范围内，特别是在汽车底盘、大型齿轮和轴承上的使用具有一定的优越性。
文档编号C10M169/00GK101955839SQ20101050547
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者刘庆廉, 吴宝杰, 张会情, 张兰英 申请人:中国石油化工股份有限公司