本发明属于特种润滑油脂技术领域，尤其涉及一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂。
背景技术：
乳化液泵曲轴箱是煤矿液压装备的核心部件之一，由于液压支护机组安装在井下，受井工煤矿井下环境和液压支护系统协同工作要求限制，常年经受潮湿、腐蚀气氛、粉尘、冲击震动的影响，使得乳化液泵的柱塞、柱塞填料密封、
曲轴、曲轴密封、轴瓦、连杆销子等的非正常磨损加剧，同时出现润滑油泄漏而造成破坏性机械事故和地下水资源污染，加剧了煤矿生产与环境的矛盾。因此液压支护的乳化液泵的曲轴箱经常出现曲轴过度磨损、柱塞和曲轴表面点蚀和非正常磨损、柱塞缸泄漏、曲轴箱进水、轴瓦磨损以及润滑油泄漏等现象，造成乳化液泵频繁升井。经统计，因井下高湿度、腐蚀气氛、可飞扬粉尘导致机械润滑油性能不足，造成的乳化液泵曲轴箱、柱塞机构失效比例超过了72％，现有的润滑油无法在上述恶劣环境下长期发挥润滑效果，并且润滑效果不佳，达不到要求，同时出现润滑油泄漏而造成破坏性机械事故和地下水资源污染，目前还没有任何文献和专利公开关于乳化液泵曲轴箱专用的润滑剂，因此研发一种乳化液泵曲轴箱专用全季长效复合固体润滑剂很有市场前景。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，克服了现有技术中没有专门应用于乳化液泵曲轴箱的润滑剂，现有的润滑油无法在上述恶劣环境下长期发挥润滑效果，并且润滑效果不佳，达不到要求，同时现有润滑油容易出现泄漏而造成破坏性机械事故和地下水资源污染等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，由基础油、分散剂和微纳及超细固相复合物制成，所述基础油包括环烷基和聚异丁烯，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺，其中各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2～8％，己烯基双硬脂酰胺1～5％，微纳及超细固相复合物0.5～12％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：1～1：5。
优选的，各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2.85～5.69％，己烯基双硬脂酰胺2.10～4.02％，微纳及超细固相复合物0.78～11.02％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：3。
优选的，所述微纳及超细固相复合物由高分子氟化物、超细鳞片石墨、二硫化钨的胶体复合物、氧化铅和纳米锡粉制成，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物5～15％，超细鳞片石墨5～15％，二硫化钨的胶体复合物40～58％，氧化铅4～10％，纳米锡粉26～35％。
优选的，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物7.150～12.369％，超细鳞片石墨7.321～14.143％，二硫化钨的胶体复合物43～55％，氧化铅5～8％，纳米锡粉30～33％。
优选的，所述高分子氟化物为高分子共晶聚四氟乙烯，其中高分子共晶聚四氟乙烯的粒度为20～50nm。
优选的，所述超细鳞片石墨的粒度为1.2～7.9μm，氧化铅的粒度为1.7～9.0μm，纳米锡粉的粒度为20～50nm。
优选的，所述二硫化钨的胶体复合物为二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物，其中二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物的粒度为0.91～3.5μm。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明复合固体润滑剂的微纳及超细固相复合物是在微米和超细尺度上的复配，形成协同效应，通过分散剂将微纳及超细固相复合物均匀的分散于复合固体润滑剂的基础油组织中，使得复合固体润滑剂具有优异的抗磨、减震、止漏、抗水、防粉尘和极压性能，通过微纳及超细固相复合物在固液界面上的量子尺寸效应和表面效应，显著提高润滑性能和承载能力、自动止漏能力，从而实现复合固体润滑剂在煤矿支护系统的乳化液泵曲轴箱领域的全季长效润滑和自动止漏；
(2)本发明复合固体润滑剂提高了在苛刻工况条件中乳化液泵曲轴箱润滑效果的可靠性，实现煤矿支护系统的乳化液泵曲轴箱的全季长效润滑，同时实现乳化液泵曲轴箱自动止漏的目的，减少对乳化液曲轴箱的维护工作量和润滑油对环境的污染，并延长其使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
本发明公开了一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，由基础油、分散剂和微纳及超细固相复合物制成，所述基础油包括环烷基和聚异丁烯，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺，其中各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2～8％，己烯基双硬脂酰胺1～5％，微纳及超细固相复合物0.5～12％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：1～1：5。
实施例2
本发明公开了一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，由基础油、分散剂和微纳及超细固相复合物制成，所述基础油包括环烷基和聚异丁烯，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺，其中各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2～8％，己烯基双硬脂酰胺1～5％，微纳及超细固相复合物0.5～12％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：1～1：5。
优选的，各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2.85～5.69％，己烯基双硬脂酰胺2.10～4.02％，微纳及超细固相复合物0.78～11.02％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：3。
实施例3
本发明公开了一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，由基础油、分散剂和微纳及超细固相复合物制成，所述基础油包括环烷基和聚异丁烯，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺，其中各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2～8％，己烯基双硬脂酰胺1～5％，微纳及超细固相复合物0.5～12％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：1～1：5。
优选的，各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2.85～5.69％，己烯基双硬脂酰胺2.10～4.02％，微纳及超细固相复合物0.78～11.02％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：3。
优选的，所述微纳及超细固相复合物由高分子氟化物、超细鳞片石墨、二硫化钨的胶体复合物、氧化铅和纳米锡粉制成，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物5～15％，超细鳞片石墨5～15％，二硫化钨的胶体复合物40～58％，氧化铅4～10％，纳米锡粉26～35％。
优选的，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物7.150～12.369％，超细鳞片石墨7.321～14.143％，二硫化钨的胶体复合物43～55％，氧化铅5～8％，纳米锡粉30～33％。
实施例4
本发明公开了一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，由基础油、分散剂和微纳及超细固相复合物制成，所述基础油包括环烷基和聚异丁烯，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺，其中各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2～8％，己烯基双硬脂酰胺1～5％，微纳及超细固相复合物0.5～12％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：1～1：5。
优选的，各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2.85～5.69％，己烯基双硬脂酰胺2.10～4.02％，微纳及超细固相复合物0.78～11.02％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：3。
优选的，所述微纳及超细固相复合物由高分子氟化物、超细鳞片石墨、二硫化钨的胶体复合物、氧化铅和纳米锡粉制成，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物5～15％，超细鳞片石墨5～15％，二硫化钨的胶体复合物40～58％，氧化铅4～10％，纳米锡粉26～35％。
优选的，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物7.150～12.369％，超细鳞片石墨7.321～14.143％，二硫化钨的胶体复合物43～55％，氧化铅5～8％，纳米锡粉30～33％。
优选的，所述高分子氟化物为高分子共晶聚四氟乙烯，其中高分子共晶聚四氟乙烯的粒度为20～50nm。
优选的，所述超细鳞片石墨的粒度为1.2～7.9μm，氧化铅的粒度为1.7～9.0μm，纳米锡粉的粒度为20～50nm。
实施例5
本发明公开了一种乳化液泵曲轴箱用全季长效复合固体润滑剂，由基础油、分散剂和微纳及超细固相复合物制成，所述基础油包括环烷基和聚异丁烯，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺，其中各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2～8％，己烯基双硬脂酰胺1～5％，微纳及超细固相复合物0.5～12％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：1～1：5。
优选的，各组分按质量百分含量计为：聚乙烯吡咯烷酮2.85～5.69％，己烯基双硬脂酰胺2.10～4.02％，微纳及超细固相复合物0.78～11.02％，基础油补足余量，其中补足余量的基础油中环烷基和聚异丁烯的质量比为1：3。
优选的，所述微纳及超细固相复合物由高分子氟化物、超细鳞片石墨、二硫化钨的胶体复合物、氧化铅和纳米锡粉制成，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物5～15％，超细鳞片石墨5～15％，二硫化钨的胶体复合物40～58％，氧化铅4～10％，纳米锡粉26～35％。
优选的，各组分按质量百分含量计为：高分子氟化物7.150～12.369％，超细鳞片石墨7.321～14.143％，二硫化钨的胶体复合物43～55％，氧化铅5～8％，纳米锡粉30～33％。
优选的，所述高分子氟化物为高分子共晶聚四氟乙烯，其中高分子共晶聚四氟乙烯的粒度为20～50nm。
优选的，所述超细鳞片石墨的粒度为1.2～7.9μm，氧化铅的粒度为1.7～9.0μm，纳米锡粉的粒度为20～50nm。
优选的，所述二硫化钨的胶体复合物为二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物，其中二硫化钨和氢氧化铝胶体复合物混合的重量比例为1:1～1:10，其中二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物的粒度为0.91～3.5μm。
以下实施例中各组分均为市购产品，其中高分子共晶聚四氟乙烯38％caf2-62％baf2粒度为20～50nm，超细鳞片石墨粒度为1.2～7.9μm，二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物(即将二硫化钨加入到al(oh)3胶体中)的粒度为0.91～3.5μm，红色氧化铅粒度为1.7～9.0μm，纳米锡粉粒度为20～50nm，其中质量百分含量为1％的质量为100g。
实施例6
以质量百分含量计：聚乙烯吡咯烷酮占8％，己烯基双硬脂酰胺占1％，微纳及超细固相复合物占12％，余量为基础油环烷基和聚异丁烯，其中环烷基和聚异丁烯的质量比为1:1，即环烷基和环烷基均为39.5％，其中微纳及超细固相复合物的高分子共晶聚四氟乙烯占15％、超细鳞片石墨占5％、二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物占58％、红色氧化铅10％、纳米锡粉12％，将微纳及超细固相复合物利用聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺分散到环烷基和聚异丁烯中形成固体润滑剂。
实施例7
以质量百分含量计：聚乙烯吡咯烷酮占2％，己烯基双硬脂酰胺占5％，微纳及超细固相复合物占0.5％，余量为基础油环烷基和聚异丁烯，其中环烷基和聚异丁烯的质量比为1:5，即环烷基为15.4％，环烷基均为77.1％，其中微纳及超细固相复合物的高分子共晶聚四氟乙烯占5％、超细鳞片石墨占15％、二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物占40％、红色氧化铅8％、纳米锡粉32％，将微纳及超细固相复合物利用聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺分散到环烷基和聚异丁烯中形成固体润滑剂。
实施例8
以质量百分含量计：聚乙烯吡咯烷酮占2.85％，己烯基双硬脂酰胺占4.02％，微纳及超细固相复合物占11.02％，余量为基础油环烷基和聚异丁烯，其中环烷基和聚异丁烯的质量比为1:4，即环烷基为16.51％，环烷基均为65.60％，其中微纳及超细固相复合物的高分子共晶聚四氟乙烯占7.15％、超细鳞片石墨占14.143％、二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物占55％、红色氧化铅4％、纳米锡粉19.707％，将微纳及超细固相复合物利用聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺分散到环烷基和聚异丁烯中形成固体润滑剂。
实施例9
以质量百分含量计：聚乙烯吡咯烷酮占5.69％，己烯基双硬脂酰胺占2.1％，微纳及超细固相复合物占0.5％，余量为基础油环烷基和聚异丁烯，其中环烷基和聚异丁烯的质量比为1:2，即环烷基为30.57％，环烷基均为61.14％，其中微纳及超细固相复合物的高分子共晶聚四氟乙烯占12.369％、超细鳞片石墨占7.321％、二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物占42％、红色氧化铅5％、纳米锡粉33.31％，将微纳及超细固相复合物利用聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺分散到环烷基和聚异丁烯中形成固体润滑剂。
实施例10
以质量百分含量计：聚乙烯吡咯烷酮占3％，己烯基双硬脂酰胺占2.5％，微纳及超细固相复合物占6％，余量为基础油环烷基和聚异丁烯，其中环烷基和聚异丁烯的质量比为1:3，即环烷基为30.57％，环烷基均为61.14％，其中微纳及超细固相复合物的高分子共晶聚四氟乙烯占8％、超细鳞片石墨占10％、二硫化钨的氢氧化铝胶体复合物占50％、红色氧化铅6％、纳米锡粉26％，将微纳及超细固相复合物利用聚乙烯吡咯烷酮和己烯基双硬脂酰胺分散到环烷基和聚异丁烯中形成固体润滑剂。
实施例11
设立对比试验，选用市场购买的通用型喷射润滑油，产品名称为普速pusu2009。
实施例12
设立对比试验，选用市场购买的shthde润滑油。
通用机械全季长效自密封复合固体润滑剂特点
选用实施例6～12的润滑剂进行润滑性能检测，利用mrs-1j机械式四球长时抗磨损试验机检测抗磨损性能，载荷；392n，转速1200r/min，时间为60min，测试温度：室温；
利用mrs-10a四球摩擦试验机检测极压性能，测试润滑剂的pb值(最大无卡咬负荷)和pd值(烧结负荷)，主轴转速1450±50rpm，测试时间：10s；测试温度：室温；
检测结果见表1：
本发明固体润滑剂的使用量是传统润滑油的1/20，并且具有自动止漏能力，可以杜绝润滑油污染；并且本发明固体润滑剂在摩擦过程形成了复合固体润滑膜，其pb值均大于1400n，pd值均大于7800n，大大降低了磨损，明显优于传统润滑油，同时润滑有效性是传统润滑油的20倍，延长乳化液泵曲轴箱的维修周期是传统润滑油的5倍，减少维修造成的污染和成本80％，提高生产效率5％，磨损减少10倍，节约设备管理与使用成本30％。
本发明固体润滑剂的颜色及外观为灰黑色细腻膏体，锥入度为235-255mm，滴点为198℃，酸碱度≤0.1，钢网分油为1.2％，腐蚀情况合格，储存性能为5年。
本发明固体润滑剂降低了综合成本、延长使用寿命、提高综合效率、增加综合效益，重载、高温、粉尘、水淋、酸碱、辐照等极端条件均有适应性，润滑剂用量更少，有效润滑周期更长，维护管理更加方便，润滑与养护费用降低10％，降低磨损量80％，密封有效期延长60％。
本发明固体润滑剂抗磨、减震、止漏、长效、抗粉尘、抗水、耐酸碱功能比传统润滑油强大6～10倍，其原理是：
抗磨：本发明固体润滑剂为液相组织的润滑材料和固相组织的润滑材料复合而成，小分子团润滑油的表面极性吸附固体润滑材料聚集，结合了复合固体润滑材料的协同优化效果，在摩擦副挤压和滑动瞬间形成牢靠、结实的复合固体润滑膜，该复合固体润滑膜在摩擦、啮合运动发生时，原始油膜发挥着原来油膜应有的作用，同时夹带在双油膜中间的多层复合膜，在摩擦副啮合瞬间形成pd值大于7840n的复合固体润滑膜，该复合膜在油膜被冲破后，有效补偿和彻底隔断甲乙摩擦副的直接接触，实现齿轮传动力的柔性传递，从而克服了油润滑条件下，摩擦瞬间啮合过程冲击发生时的油膜破损，而导致摩擦副金属面直接摩擦磨损的缺陷。所以，固体润滑剂润滑条件下，不被破坏的复合固体润滑膜，阻断了摩擦副间的金属直接接触磨损，使摩擦副间的精度期数倍增加。
减震：固体润滑剂的减震原理是：齿轮、轴承摩擦挤压瞬间形成的复合固体润滑膜，永久性的存留在运动速度较快的摩擦面上，同时大于7840n的烧结负荷赋予了该复合固体润滑膜超强的冲击荷载能力，加之其柔性的层间结构可以缓解强大的震动冲击力。从而实现机械传动件运行过程的震动缓解。
止漏：固体润滑剂的特点为固液相合成组织，当液相组织与固相组织同时进入机械部件腔体时，在机械运动过程的震动条件下，固相组织向机械运动配合间隙方向沉积，不同直径颗粒的复合固体润滑剂在沉积效应下形成动态密封层，从而阻断箱体内润滑液从运动配合间隙向外渗漏。
长效：固体润滑剂中的液相组织环烷基和聚异丁烯等组分均为400℃以内不挥发、不氧化且安定性极其稳定的润滑材料，固体润滑剂中的固相组织的所有组分高分子氟化物、超细鳞片石墨、二硫化钨的胶体复合物、氧化铅和纳米锡粉均为400℃以内不氧化、安定性优异的固体润滑材料，依据该产品固液相的材料的特性，可以得出400℃以内机械运行的复合固体润滑剂不会失效。故此，通用机械所有传动摩擦件运行温度均不会超出80℃的状况下，不会造成复合固体润滑剂的失效。所以，该固体润滑剂一次加入，长期有效。
抗粉尘：该固体润滑剂具有超强的污染和黏附功能，当遭遇粉尘时迅速黏附并包裹粉尘颗粒，使粉尘表面形成超强的吸附润滑膜，迫使粉尘在摩擦副间的磨粒磨损功能消失。
抗水：固体润滑剂中的聚异丁烯不会遇水乳化和润滑功能丧失，其中的石墨、二硫化钨、氧化铅和纳米锡粉等固体润滑材料遇水后摩擦系数都有变小趋势。
耐酸碱：固体润滑剂的材料组成均为400℃以内性状安稳的物质，其组织结构也不是对酸碱敏感的间价。
本发明复合固体润滑剂的微纳及超细固相复合物是在微米和超细尺度上的复配，形成协同效应，通过分散剂将微纳及超细固相复合物均匀的分散于复合固体润滑剂的基础油组织中，使得复合固体润滑剂具有优异的抗磨、减震、止漏、抗水、防粉尘和极压性能，通过微纳及超细固相复合物在固液界面上的量子尺寸效应和表面效应，显著提高润滑性能和承载能力、自动止漏能力，从而实现复合固体润滑剂在煤矿支护系统的乳化液泵曲轴箱领域的全季长效润滑和自动止漏。
本发明复合固体润滑剂提高了在苛刻工况条件中乳化液泵曲轴箱润滑效果的可靠性，实现煤矿支护系统的乳化液泵曲轴箱的全季长效润滑，同时实现乳化液泵曲轴箱自动止漏的目的，减少对乳化液曲轴箱的维护工作量和润滑油对环境的污染，并延长其使用寿命。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。