专利名称：以天然矿物为主要成分的减摩修复剂、制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种修复剂，特别涉及一种以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，还涉及以上减摩修复剂的制备方法，还涉及以上减摩修复剂的应用。
背景技术：
普通的减摩修复剂，通常是合成物质或天然矿物的混合物，其成分较复杂，加工工艺也较复杂，所以成本较高。
比如中国申请008001330.6中公开了一种用于摩擦副处理的组合物，包括多种氧化物，且加工过程复杂，需要对水合氧化物进行脱水后才可使用。
中国申请02120826.3中公开了一种于用摩擦副处理的固体润滑组合物，包括多种矿物，成分复杂。
发明内容
本发明克服了现有技术中减摩修复剂加工过程复杂的缺点，提供了一种具有优质减摩、修复作用的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，还进一步提供了该减摩修复剂的制备方法；还进一步提供了该减摩修复剂的几种应用。
为了达到上述目的，本发明的一种以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，包括以下质量配比的组分天然蛇纹石矿物粉末30～79.5份，含镍化合物0.5～1.5份，表面改性剂20～69.5份。
作为一种优选方案，所述天然蛇纹石含有的成分为Mg5-6Fe0-1[Al0-1Si3-4]O10(OH)8。
作为进一步优选方案，所述天然蛇纹石含有的成分为K0.02Fe0.02Ca0.06Mn0.03Mg5.69P0.01Al0.17Si4.00O10(OH)8。
上述天然蛇纹石矿物粉末的颗粒直径优选≤10微米。
上述含镍化合物优选以下组分中的一种或多种的混合物Ni(OH)2·1/4H2O，NiCl2·6H2O，Ni(NO3)2·6H2O，或NiSO4·6H2O。该含镍化合物主要起催化剂作用，其中的Ni离子在摩擦条件下加速了复合陶瓷层的形成。
所述表面改性剂为以下组分中的一种或多种的混合物Span60，Tween60或Span80。其主要作用是对矿物粉末进行表面改性，从而提高矿物粉末的悬浮稳定性。以上表面改性剂均为已有产品，Span60的化学式可以为C24H46O6。
以上减摩修复剂的制备方法，包括以下步骤1、按照上述质量比的原料进行配比，混合2、将上述配比的原料经球磨机混合后在70～80℃的温度下均化处理18～24小时，再经球磨机研磨获得平均粒度0.5～1.2微米的粉体，即形成本发明的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂。
以上以天然矿物为主要成分的减摩修复剂为原料，作为应用，可以制成多种修复产品A.减摩修复凝胶60～70质量份的上述减摩修复剂与30～40质量份的润滑油混合，在70～80℃温度下搅拌2～3小时，即可得到减摩修复凝胶。
该制品既可直接涂敷于金属摩擦副表面，也可将该减摩修复剂凝胶按质量份为1～2与质量份为98～99的工业润滑油混合后使用。
B.减摩修复润滑脂1～3质量份的上述减摩修复剂与97～99质量份的工业润滑脂混合，在室温度下搅拌均化处理，即可得到减摩修复润滑脂，直接加入摩擦界面即可使用。
C.减摩修复润滑油0.5～2质量份的减摩修复剂与98～99.5质量份的工业润滑油混合，在70～80℃温度下搅拌2～3小时，即可得到减摩修复剂润滑油。
以上修复产品使用方法1、将一定比例的减摩修复产品，加入机器润滑系统，以润滑剂为介质，将其带入摩擦副界面，使摩擦副表面在机器运转中得到改性和修复；2、在机器解体拆检时，直接涂于零件损坏或磨损超限表面，经一定时间的相对摩擦加以修复；3、也可以是其他通过摩擦进行修复的方法。
减摩修复剂的有益效果在于1、对机器零部件有效减摩修复，节约能源和材料，符合循环经济的发展方向；2、以天然矿物为主要原料，添加适量催化剂和表面改性剂制成减摩修复剂粉体，成分简单，成本低廉、工艺简单；3、可制成不同用途的凝胶或以润滑脂或润滑油为基础的多种类型产品，适用于多种场合；4、可利用机器的工况实现自修复，无需人工成本；5、以天然原料为主，属环保类的工业产品。
图1示出本发明实施例的减摩修复剂的扫描电镜图像。
具体实施例方式
参照以下实施例，将详细叙述本实用新型的具体实施方式
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实施例1按照下述质量份数配比进行混合天然蛇纹石矿物粉末K0.02Fe0.02Ca0.06Mn0.03Mg5.69P0.01Al0.17Si4.00O10(OH)8矿物粉末 5.0kgNi(OH)2·1/4H2O 0.1kgSpan60 4.9kg将上述配比的原料经球磨机混合后在75℃温度下均化处理20小时，再经球磨机研磨获得平均粒度1.0微米左右的减摩修复剂粉体。图1示出该减摩修复剂的扫描电镜图像。
在将上述粉体0.08kg与工业润滑油9.92kg混合后，在75℃温度下搅拌2小时，得到减摩修复润滑油。
以上述减摩修复润滑油为样品进行四球摩擦实验，结果表明该润滑油摩擦系数较基础油降低38％，磨斑直径减小25％。72小时环-盘磨损实验表明，以该润滑油为润滑介质时，摩擦副在最初2小时内的磨损量只是对比基础油摩擦副的50％；36小时后，使用该减摩修复润滑油的摩擦副的磨损量只是对比基础油摩擦副的2％；72小时后，摩擦副不再出现磨损，其质量反而增加1‰。
实验表明，本发明的修复剂对机械金属摩擦副有着明显的减摩和修复作用，具有很好的工业应用前景。
由于本实施例使用的天然蛇纹石矿物粉末，所以其成分由于不同地点的矿产物而不同，其中主要成分可以为Mg5-6Fe0-1[Al0-1Si3-4]O10(OH)8，其他量较少的成分可以微量变化，但对实现本发明的目的影响不大。
实施例2将实施例1所制成的减摩修复剂粉体3.0kg，与工业润滑油2.0kg，在75℃温度下搅拌2.5小时，即可得到减摩修复剂凝胶。
在铁路机车大修后走行约5-6万公里时，对机车柴油机进行水阻试验和机油化验。根据柴油机状态，按与润滑油箱总油量与上述减摩修复剂凝胶的质量比为98～99∶1～2的比例，添加上述的减摩修复凝胶。添加后机车运行延长至两个中修期即走行60万公里时方进行拆检测试，并与执行现行检修规程的运行一个中修期即30万公里的机车进行比较。结果表明柴油机各气缸压缩压力、爆发压力和功率及特性曲线均在正常值范围之内。主要摩擦副，如缸套活塞环组，仍保持良好状态。其磨耗量低于未加减摩修复剂只运行一个中修期即30万公里的机车。例如，缸套磨损均值(以缸套直径的增大变化量标称)加减摩修复剂走行60万公里的为0.040mm；而未加减摩修复剂走行30万公里的为0.059mm。活塞环侧隙加减摩修复剂走行60万公里的为0.027mm而未加减摩修复剂走行30万公里的为0.053mm。经60万公里的运行，有的活塞环的厚度和活塞环闭口间隙无变化。这说明本发明不但减摩而且有修复功能。缸套活塞环组有望延长使用到90万公里，即其使用寿命延长两倍。由于减少中修次数，延长零件使用寿命，可给铁路企业带来巨大经济效益。
权利要求
1.一种以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，包括以下质量配比的组分天然蛇纹石矿物粉末30～79.5份，含镍化合物0.5～1.5份，表面改性剂20～69.5份。
2.根据权利要求1所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，其特征在于，所述天然蛇纹石含有的成分为Mg5-6Fe0-1[Al0-1Si3-4]O10(OH)8。
3.根据权利要求2所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，其特征在于，所述天然蛇纹石含有的成分为K0.02Fe0.02Ca0.06Mn0.03Mg5.69P0.01Al0.17Si40.0O10(OH)8。
4.根据权利要求1所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，其特征在于，所述天然蛇纹石矿物粉末的颗粒直径≤10微米。
5.根据权利要求1所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，其特征在于，所述含镍化合物为以下组分中的一种或多种的混合物Ni(OH)2·1/4H2O，NiCl2·6H2O，Ni(NO3)2·6H2O，或NiSO4·6H2O。
6.根据权利要求1所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，其特征在于，所述表面改性剂为以下组分中的一种或多种的混合物Span60，Tween 60或Span80。
7.根据权利要求1到6任一所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，其特征在于，是由包括以下步骤的制备方法制备而成的I、按照所述质量比将各组分进行配比；II、将第I步中配比好的原料经球磨机混合后，在70～80℃的温度下均化处理18～24小时，再经球磨机研磨获得平均粒度0.5～1.2微米的粉体。
8.如权利要求1到7任一所述的以天然矿物为主要成分的减摩修复剂的制备方法，包括以下步骤I、按照所述质量比将各组分进行配比；II、将第I步中配比好的原料经球磨机混合后，在70～80℃的温度下均化处理18～24小时，再经球磨机研磨获得平均粒度0.5～1.2微米的粉体。
9.一种含有如权利要求1至7任一所述的减摩修复剂的减摩修复凝胶，含有60～70质量份的所述减摩修复剂与30～40质量份的润滑油。
10.根据权利要求9所述的减摩修复凝胶，其特征在于，是由包括以下步骤的方法制备而成的将所述配比的减摩修复剂与润滑油相混合，在70～80℃温度下搅拌2～3小时。
11.一种含有如权利要求1至7任一所述的减摩修复剂的减摩修复润滑脂，含有相混合的1～3质量份的所述减摩修复剂与97～99质量份的工业润滑脂。
12.一种含有如权利要求1至7任一所述的减摩修复剂的减摩修复润滑油，含有0.5～2质量份的减摩修复剂与98～99.5质量份的工业润滑油。
13.根据权利要求12所述的减摩修复润滑油，其特征在于，是由包括以下步骤的方法制备而成的将以上配比的减摩修复剂与工业润滑油相混合，在70～80℃温度下搅拌2～3小时。
全文摘要
本发明公开了一种以天然矿物为主要成分的减摩修复剂，包括以下质量配比的组分天然蛇纹石矿物粉末30～79.5份，含镍化合物0.5～1.5份，表面改性剂20～69.5份。通过以下制备方法制备将上述配比好的原料经球磨机混合后，在70～80℃的温度下均化处理18～24小时，再经球磨机研磨获得平均粒度0.5～1.2微米的粉体。本发明还公开了含有该减摩修复剂的减摩修复凝胶、减摩修复润滑脂、减摩修复润滑油。本发明的减摩修复剂，具有优质减摩、修复作用，可以大大延长零件的使用寿命，且以天然矿物为原料，加工工艺简单，成本低。
文档编号C09K3/14GK1919954SQ20051009299
公开日2007年2月28日 申请日期2005年8月26日 优先权日2005年8月26日
发明者白志民, 尤肃生 申请人:北京优越科技有限公司