本发明涉及轮轨用减磨剂,尤其涉及一种环保型轮轨润滑减磨剂。
背景技术:
轮轨润滑减磨剂是工务部门进行轮轨减磨作业的必备产品,该产品对延长车轮和曲线外轨的使用寿命作用巨大,定期涂抹能降低轮缘和钢轨侧磨50%以上。每年工务部门要采购大量轮轨减磨剂用于曲线涂油减磨作业。
目前国内外所采用的轮轨润滑减磨剂大致可分为润滑脂、润滑油、油性润滑剂、固体润滑剂。由于轮轨的工况条件苛刻,钢轨与车轮之间的摩擦是非常复杂的,轮缘与轨道存在侧面的滑动摩擦同时还存在踏面的滚动摩擦,更为严重的是由于轮轨接触产生接触疲劳,在钢轨作用面产生细微裂纹,列车碾压时由于钢轨表面有水或油或油脂等液态物质,在高压力冲击载荷和摩擦状态下形成瞬间超高压力导致细微裂纹进一步发展,如果细微裂纹被贯通后可成片剥落,工务称鱼鳞伤损(又称油楔效应)。以上的润滑油和润滑脂以及润滑剂虽然有改善轮轨的磨损但在每平方厘米高达数吨的负荷及刚性冲击力、剪切力、扭震和滑动摩擦等作用下,所形成的油膜会很快被相互的作用力破坏碳化,同时对钢轨产生严重的油楔效应,反而更不利于行车安全,因此有必要进行改进。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,至少包括:
所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方式中,所述的环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,至少包括:
所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方式中,所述基础油在100℃下运动粘度为5~100mm2/s。
在一种优选的实施方式中,所述聚α烯烃为至少一种碳原子数2~26的α-烯烃得到的聚合物。
在一种优选的实施方式中,所述植物油选自:菜籽油、棕榈油、红花油、花生油、玉米油、米糠油、木棉籽油、芝麻油、亚麻油、蓖麻油、乳木果油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、大麻籽油、大豆油、棉籽油、葵花籽油、山茶油、米油、茶籽油、橄榄油中的任意一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中,所述稠化剂选自:羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、有机膨润土、二氧化硅,锂基酯,复合磺酸钙基脂中的任一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中,所述抗磨剂选自:二硫化钼、二烷基二硫代胺基甲酸盐、硫化烯烃、硫化脂肪、有机磷酸酯、烷基硫代磷酸盐、环烷酸铅,硼酸盐中的任意一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中,所述抗磨剂中还包括0.1~3重量份的石墨与石墨烯的混合物。
在一种优选的实施方式中,所述环保型轮轨润滑减磨剂中还包括粘度指数改进剂、金属减活剂、消泡剂、降凝剂、抗乳化剂中任意一种或几种的组合。
本发明的另一方面提供了环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,至少包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在40~90℃下搅拌均匀混合后,再均质和脱气,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
现在将在下文中详细地参照本发明的各示例性实施方式,其实施例在下文中描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明,但应当理解,本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反,本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式,还要涵盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其他实施方式。
为了解决上述技术问题,本发明第一个方面提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,至少包括:
所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的组合。
在一种优选的实施方式中,所述的环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,至少包括:
所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的组合。
基础油
本发明中,所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的混合。
酯类化合物
术语“酯类化合物”为脂肪酸和多元醇经过酯化反应得到。
所述脂肪酸没有特别限制,可以为3~28个碳原子的饱和脂肪族直链或支链的羧酸,具体可以列举的有:丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸、二十酸、异丁酸、新戊酸、2-甲基丁酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、叔丁基乙酸、2,2-二甲基戊酸、2,4-二甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2-甲基己酸、3-甲基己酸、5-甲基己酸、2-乙基己酸、3-乙基己酸、3,5-二甲基己酸、2,4-二甲基己酸、3,4-二甲基己酸、4,5-二甲基己酸、2,2-二甲基己酸、2-甲基庚酸、3-甲基庚酸、6-甲基庚酸、3-甲基庚酸、6-甲基庚酸、2-丙基戊酸、2,2-二甲基庚酸、3,5,5-三甲基己酸、2-甲基辛酸、2-乙基庚酸、3-甲基辛酸、2-乙基-2,3,3-三甲基丁酸、2-异丙基-2,3-二甲基丁酸、2,2,4,4-四甲基戊酸、2,2,3,3-四甲基戊酸、2,2,3,4-四甲基戊酸、2,2-二异丙基丙酸、2,2-二甲基辛酸、3,7-二甲基辛酸、2-丁基辛酸、异十三酸、2-(3′-甲基丁基)-7-甲基辛酸、2-(1′-甲基丁基)-5-甲基辛酸、2-己基壬酸、2-甲基十四酸、2-乙基十三酸、2-甲基十五酸、2-己基癸酸、2-庚基癸酸、2-(1′,3′,3′-三甲基丁基)-4,6,6-三甲基庚酸、2-(3′-甲基己基)-6-甲基壬酸、2-庚基十一酸、2-(1′,3′,3′-三甲基丁基)-5,7,7-三甲基辛酸、2-(3′-甲基己基)-7-甲基癸酸、异硬脂酸、异十九酸和异二十酸。
所述多元醇没有特别限制,优选为脂肪族多元醇,例如可以列举:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、丁二醇、新戊二醇等二元醇;甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等三元醇;二甘油、三甘油、季戊四醇、二季戊四醇、甘露醇、山梨糖醇等四元以上的多元醇。
酯类化合物可以通过上述脂肪酸和多元醇经过酯化反应得到,其中,酯化反应为本领域技术人员所熟知的那些。
在一些优选的实施方式中,所述酯类化合物选自:新戊二醇二月桂酸酯、新戊二醇二豆蔻酸酯、新戊二醇二棕榈酸酯、新戊二醇二硬脂酸酯、新戊二醇二异硬脂酸酯、三羟基丙烷油酸酯、三羟甲基丙烷三月桂酸酯、三羟甲基丙烷三豆蔻酸酯、三羟甲基丙烷三棕榈酸酯、三羟甲基丙烷三硬脂酸酯、三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯、甘油三月桂酸酯、甘油三硬脂酸酯、甘油三异硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯中的任意一种或几种的混合。
聚α烯烃
所述聚α烯烃为至少一种碳原子数2~26的α-烯烃得到的聚合物。
本发明中,聚α烯烃,40℃下运动粘度在10mm2/s~1000mm2/s的范围内且粘度指数为100以上最佳。如果40℃下运动粘度为10mm2/s以上,则蒸发损失少,另一方面,如果为1000mm2/s以下,则粘性阻力导致的动力损失不会变得过大。更优选的40℃运动粘度为50mm2/s以上且500mm2/s以下,特别优选为150mm2/s以上且300mm2/s以下。另外,如果粘度指数为100以上,则温度的变化导致的粘度变化小。所述粘度指数更优选为120~200。
本发明中的运动粘度和粘度指数是依据JISK2283测定的值。
聚醚
本发明中,所述聚醚并没有的特别的限定,可列举出:全氟聚醚油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任意一种或几种的混合。
植物油
本发明中,所述植物油并没有的特别的限定.
在一种优选的实施方式中,所述植物油选自:菜籽油、棕榈油、红花油、花生油、玉米油、米糠油、木棉籽油、芝麻油、亚麻油、蓖麻油、乳木果油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、大麻籽油、大豆油、棉籽油、葵花籽油、山茶油、米油、茶籽油、橄榄油中的任意一种或几种的混合。
本发明所使用的基础油在100℃下的运动粘度优选为5~1000mm2/s,更优选为10~500mm2/s,进一步优选为50~200mm2/s,最优选为60mm2/s。
基础油的粘度指数优选为10以上,基础油的倾点优选为-10℃以下,更优选为-20℃以下。润滑油基础油的闪点优选为120℃以上,更优选为200℃以上。
本发明中的基础油,可以为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中,所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油的混合。
在一种优选的实施方式中,所述甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3。
当然本发明,所述的基础油并不限于酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油这几种,还可以包括烷烃系基础油、环烷烃系基础油等常用的基础油。
稠化剂
本发明中,所述“稠化剂”是用来增加减磨剂的粘度,以使其粘度达到要求。
本发明中,所述稠化剂选自:羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、有机膨润土、二氧化硅,锂基酯,复合磺酸钙基脂中的任一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中,所述稠化剂为二氧化硅。
在一种更优选的实施方式中,所述稠化剂为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅之间的重量比为:(1~3):10。
在一种优选的实施方式中,所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的制备方法为:
称取10重量份的纳米二氧化硅、200mL甲苯、1~3重量份的硅烷偶联剂加入到反应器中超声分散1h,然后在70℃下搅拌反应10h,反应完毕后用无水甲醇洗涤3次,40℃真空干燥24h,得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述硅烷偶联剂,可以列举:乙烯基甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、p-苯乙烯基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺、N-(乙烯基苄基胺)-β-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等。
在一种优选的实施方式中,所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅为采用两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
本发明人意外的发现,采用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷共同改性纳米二氧化硅,其中γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷与γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为100:7。对于本发明的环保型轮轨润滑减磨剂对于高温成膜会起到意想不到的有益效果。
抗磨剂
本发明中,所述抗磨剂并没有特别的限定。
在一种优选的实施方式中,所述二硫化钼、二烷基二硫代胺基甲酸盐、硫化烯烃、硫化脂肪、有机磷酸酯、烷基硫代磷酸盐、环烷酸铅,硼酸盐中的任意一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中,所述抗磨剂中还包括0.1~3重量份的石墨与石墨烯的混合物。
其中,所述石墨与石墨烯的重量比为:100:(0.1~1)。
本发明中,所述的石墨并没有特别的限定,可以市售获得。
所述石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维晶体,碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中。基本单元为苯六元环,根据边界C原子所处位置不同可分为锅齿型和扶手椅型。C-C键长为0.142nm,每个C原子均为杂化,每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外,剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键,电子可在此区域内自由移动,从而使石墨烯具有优异的导电性能。同时,这种紧密堆积的蜂窝状结构也是构造其他碳材料的基本单元,单原子层的石墨烯可以包裹形成零维的富勒烯,单层或者多层的石墨烯可以卷曲形成单壁或者多壁的碳纳米管。
本发明所使用的石墨烯,可以是各种已知的石墨烯,例如通过机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等方法制备的石墨烯,也可以是经过进一步加工处理的石墨烯,例如单层石墨烯、氧化石墨烯、还原石墨烯、功能化石墨烯等,也可以通过市售获得。
在一种优选的实施方式中,所述石墨烯选自:氧化石墨烯、磺化氧化石墨烯、巯基化氧化石墨烯中的任意一种或几种的混合。
术语“氧化石墨烯”是石墨烯的一种衍生物,用强氧化剂处理过后的石墨烯包含C、H、O三种元素。与石墨相似,氧化石墨同样为二维层状结构,氧化石墨烯通过层间的氢键等作用力层层堆叠在一起。氧化石墨烯表面含有大量的含氧基团,例如羟基和羧基。
所述氧化石墨烯可以为粉末状,也可以为片状,为了进一步体现本发明的有益效果,优选为粉末状的氧化石墨烯。
本发明中,所述氧化石墨烯的制备方法可以为本领域技术人员所知的任何一种方法制备得到,也可市售购得。
目前常用的三种制备氧化石墨烯的方法,即Brodie法、Staudenmaier法和Hummers法,均是利用强酸加强氧化剂的组合对石墨进行处理。强质子酸进入到石墨层间形成石墨插层化合物(graphite intercalation compounds),随后强氧化剂对石墨进行氧化引入大量亲水的含氧官能团到石墨烯表面及边缘形成氧化石墨烯。由于含氧基团较强的亲水性,氧化石墨烯能完全的剥离并分散在水溶液当中。
术语“磺化氧化石墨烯”是指将磺酸基团引入氧化石墨烯上。
在一种优选的实施方式中,所述的磺化氧化石墨烯的磺化度为10%~25%,更优选地,所述磺化氧化石墨烯的磺化度为12%~22%,进一步优选地,所述的磺化氧化石墨烯的磺化度为17%。
磺化度的测量可以按照本领域已知的方法,例如电导滴定法、1H-NMR、元素分析法、气相色谱法、比色法、薄层分析法等进行。
磺化氧化石墨烯可以通过市售获得,也可以通过本领域技术人员所知的合成方法得到。
术语“巯基化氧化石墨烯”是指将巯基基团引入氧化石墨烯上。
巯基化氧化石墨烯可以通过市售获得,也可以通过本领域技术人员所知的合成方法得到。
在一种优选的实施方式中,所述石墨烯包括磺化氧化石墨烯与巯基化氧化石墨烯,且磺化氧化石墨烯与巯基化氧化石墨烯的重量比为10:1。
本发明人意外的发现,在抗磨剂中添加石墨和氧化石墨烯的混合物后,不仅能够大量的提高轮轨润滑减磨剂中的抗磨性能,还可以与稠化剂产生物理以及化学相互作用,形成复杂的网状结构,促使减磨剂在铁轨上形成分布比较均匀的膜,尤其是当石墨和氧化石墨烯的混合物与稠化剂硅烷偶联剂改性的二氧化硅相互配合使用,使得形成的保护膜具有非常的耐高低温性能,不管是在高温还是在低温环境下,该保护膜均可以均匀分布,且不受破坏。
防锈剂
本发明中,所述防锈剂并没有特别的限定,具体可以列举的有:羧酸、羧酸盐、磺酸盐、磷酸、磷酸盐、酯、醇和胺中的至少一种化合物,可以列举硬脂酸等一元羧酸,烷基或链烯基琥珀酸及其衍生物等二羧酸类,链烯基琥珀酸偏酯等脂肪酸的偏酯,脂肪酸、环烷酸、羊毛脂脂肪酸、链烯基琥珀酸、氨基酸衍生物等和金属(Ca、Ba、Mg等)的羧酸盐,石油磺酸、二壬基萘磺酸、烷基苯磺酸等磺酸和金属(Na、Ca、Ba、Zn等)的磺酸盐,磷酸酯、亚磷酸酯、二烷基二硫代磷酸、酸性磷酸酯的胺盐等磷化合物,脱水山梨糖醇单油酸酯、季戊四醇单油酸酯等多元醇的羧酸偏酯,高级脂肪酸醇酯,环己胺类化合物、吗啉、二乙醇胺衍生物等胺。还可以列举苯酚钙等和噻二唑衍生物、苯并三唑及其衍生物等金属钝化剂。
其它添加剂
在不损害本发明的目的的范围内,为了进一步提高性能,本发明的环保型轮轨润滑减磨剂可以含有抗氧化剂、摩擦调节剂、极压剂、金属减活剂、消泡剂、防静电剂、油性提高剂、极压剂、金属钝化剂、粘度指数改进剂等添加剂。
作为抗氧化剂,可以列举的有:酰胺类、酚类、硫类、二硫代磷酸锌等为好。作为酰胺类抗氧化剂的具体实例,可列举苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺、二苯胺、苯二胺、油酰胺、吩噻嗪等。作为酚类抗氧化剂的具体实例,可列举对叔丁基水杨酸苯酯、2,6-二叔丁基对苯基苯酚、2,2’-亚甲基二(4-甲基-6叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基-二(6-叔丁基-间甲酚)、四(亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯)甲烷,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯、正十八烷-β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙酸酯、2-正辛基-硫-4,6-二(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基)苯氧基-1,3,5-三嗪、4,4’-硫-二(6-叔丁基间甲酚)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑等受阻酚等。
作为摩擦调节剂,可列举出:脂肪族胺、脂肪族酰胺、脂肪族酰亚胺、醇、酯、酸性磷酸酯胺盐、亚磷酸酯胺盐等。
作为极压剂,可列举出:硫化烯烃、硫化油脂等。
作为金属减活剂,可列举出:苯并三唑等。
作为消泡剂,可列举出:聚硅氧烷化合物、酯系消泡剂等。
作为防静电剂,可列举出:多元氯代羧酸以及多元醇的部分酯的山梨糖醇单月桂酸酯、山梨糖醇三硬脂酸酯、山梨糖醇单油酸酯、山梨糖醇三油酸酯等山梨糖酯类,聚氧乙烯月硅酸酯、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等烷基酯类等。
作为油性提高剂,可列举出:油酸、硬脂酸等脂肪酸,月桂醇、油醇等醇,十八烷胺、十六烷胺等胺,磷酸三甲酚酯等磷酸酯,动植物油等。
作为极压剂,可列举出:磷类、二硫代磷酸锌、有机钼等。
作为金属钝化剂,可列举出:可列举苯并三唑、苯并咪唑、吲哚、甲基苯并三唑等。
作为粘度指数改进剂,可列举出:可列举出聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、聚苯乙烯等。
本发明中的环保型轮轨润滑减磨剂可以应用与所有的轨道交通的轮轨,在所有的轨道交通轮轨均具有较好的使用效果。
实施方式:
实施方式1:本发明的实施方式1提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,至少包括:
所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的混合。
实施方式2:本发明的实施方式2与实施方式1相同,不同点在于,所述的环保型轮轨润滑减磨剂,至少包括:
所述基础油为酯类化合物、聚α烯烃、聚醚、植物油中的任意一种或几种的混合。
实施方式3:本发明的实施方式3与实施方式1和实施方式2相同,不同点在于,所述基础油在100℃下运动粘度为5~100mm2/s。
实施方式4:本发明的实施方式4与实施方式1和实施方式2相同,不同点在于,所述聚α烯烃为至少一种碳原子数2~26的α-烯烃得到的聚合物。
实施方式5:本发明的实施方式5与实施方式1和实施方式2相同,不同点在于,所述植物油选自:菜籽油、棕榈油、红花油、花生油、玉米油、米糠油、木棉籽油、芝麻油、亚麻油、蓖麻油、乳木果油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、大麻籽油、大豆油、棉籽油、葵花籽油、山茶油、米油、茶籽油、橄榄油中的任意一种或几种的混合。
实施方式6:本发明的实施方式6与实施方式1和实施方式2相同,不同点在于,所述稠化剂选自:羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、有机膨润土、二氧化硅,锂基酯,复合磺酸钙基脂中的任一种或几种的混合。
实施方式7:本发明的实施方式7与实施方式1相同,不同点在于,所述抗磨剂选自:二硫化钼、二烷基二硫代胺基甲酸盐、硫化烯烃、硫化脂肪、有机磷酸酯、烷基硫代磷酸盐、环烷酸铅,硼酸盐中的任意一种或几种的混合。
实施方式8:本发明的实施方式8与实施方式1相同,不同点在于,所述抗磨剂中还包括0.1~3重量份的石墨与石墨烯的混合物。
实施方式9:本发明的实施方式9与实施方式1相同,不同点在于,所述环保型轮轨润滑减磨剂中还包括粘度指数改进剂、金属减活剂、消泡剂、降凝剂、抗乳化剂中任意一种或几种的组合。
实施方式10:本发明的实施方式1~9的环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在40~90℃下搅拌均匀混合后,再均质和脱气,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,购于国药化学试剂和阿里巴巴。
实施例1:
本发明的实施例1提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为12-羟基硬脂酸锂;
所述抗磨剂为二硫化钼;
所述防锈剂为三元酸防锈剂,购于绿帆,产品型号为:Fsail 3190;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述各原料量份称取后,在40℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例2:
本发明的实施例2提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为12-羟基硬脂酸锂;
所述抗磨剂为亚磷酸二正丁酯;
所述防锈剂为硬脂酸防锈剂;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在90℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例3:
本发明的实施例3提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为复合磺酸钙基脂;
所述抗磨剂为硫化异丁烯;
所述防锈剂为辛烯基琥珀酸淀粉酯;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例4:
本发明的实施例4提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为羟乙基纤维素;
所述抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸盐;
所述防锈剂为二壬基萘磺酸;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例5:
本发明的实施例5提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为有机膨润土;
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例6:
本发明的实施例6提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为二氧化硅,所述二氧化硅为MCM-41,购于吉仓纳米;
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例7:
本发明的实施例7提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;所述二氧化硅为MCM-41,购于吉仓纳米;所述硅烷偶联剂为:γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷;
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的制备方法为:
称取10g纳米二氧化硅、200mL甲苯、1g的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中超声分散1h,然后在70℃下搅拌反应10h,反应完毕后用无水甲醇洗涤3次,40℃真空干燥24h,得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例8:
本发明的实施例8提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;所述二氧化硅为MCM-41,购于吉仓纳米;所述硅烷偶联剂为:γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的制备方法为:
称取10g纳米二氧化硅、200mL甲苯、1g的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2g的γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中超声分散1h,然后在70℃下搅拌反应10h,反应完毕后用无水甲醇洗涤3次,40℃真空干燥24h,得到两种不同硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例9:
本发明的实施例9提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;所述二氧化硅为MCM-41,购于吉仓纳米;所述硅烷偶联剂为:γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的制备方法为:
称取10g纳米二氧化硅、200mL甲苯、1g的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2g的γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中超声分散1h,然后在70℃下搅拌反应10h,反应完毕后用无水甲醇洗涤3次,40℃真空干燥24h,得到两种不同硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述抗磨剂中还包括石墨和石墨烯的混合物;所述石墨烯为氧化石墨烯;
其中,石墨和氧化石墨烯的重量比为:100:1;石墨购于宁波海曙鼎创化工有限公司;氧化石墨烯购于中科炭美。
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例10:
本发明的实施例10提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;所述二氧化硅为MCM-41,购于吉仓纳米;所述硅烷偶联剂为:γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的制备方法为:
称取10g纳米二氧化硅、200mL甲苯、1g的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2g的γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中超声分散1h,然后在70℃下搅拌反应10h,反应完毕后用无水甲醇洗涤3次,40℃真空干燥24h,得到两种不同硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述抗磨剂中还包括石墨和石墨烯的混合物;所述石墨烯为磺化氧化石墨烯;
其中,环烷酸铅、石墨、磺化氧化石墨烯的重量比为:1000:100:1;石墨购于宁波海曙鼎创化工有限公司;
所述磺化氧化石墨烯的制备方法为:
(1)在烧瓶中加入10mL质量分数为3%的NaOH溶液和1g NaNO2,待NaNO2全部溶解后,向烧瓶中加入20mL冰水和3mL浓硫酸并不断搅拌,使烧瓶的温度为0℃条件下保持30min。
(2)将步骤(1)的溶液逐滴加入到盛有100mL质量浓度为10mg/mL氧化石墨烯溶液的烧瓶中,并将混合溶液在冰浴条件下持续搅拌4h,将产物离心并清洗几次,即得磺化氧化石墨烯。
所述磺化氧化石墨烯的磺化度为17%。
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例11:
本发明的实施例11提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油包括甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油,且甘油三硬脂酸酯、聚十二烯、聚乙烯醚、橄榄油之间的重量比为100:50:30:3;所述混合后的基础油,在100℃下运动粘度为60mm2/s。
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;所述二氧化硅为MCM-41,购于吉仓纳米;所述硅烷偶联剂为:γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;
所述稠化剂为两种不同的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅;
所述防锈剂为二烷基苯磺酸钙;
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的制备方法为:
称取10g纳米二氧化硅、200mL甲苯、1g的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2g的γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中超声分散1h,然后在70℃下搅拌反应10h,反应完毕后用无水甲醇洗涤3次,40℃真空干燥24h,得到两种不同硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
所述抗磨剂为环烷酸铅;
所述抗磨剂中还包括石墨和石墨烯的混合物;所述石墨烯为磺化氧化石墨烯、巯基化氧化石墨烯的混合物;
其中,环烷酸铅、石墨、磺化氧化石墨烯、巯基化氧化石墨烯的重量比为:1000:100:1:0.1;石墨购于宁波海曙鼎创化工有限公司;
所述磺化氧化石墨烯的制备方法为:
(1)在烧瓶中加入10mL质量分数为3%的NaOH溶液和1g NaNO2,待NaNO2全部溶解后,向烧瓶中加入20mL冰水和3mL浓硫酸并不断搅拌,使烧瓶的温度为0℃条件下保持30min。
(2)将步骤(1)的溶液逐滴加入到盛有100mL质量浓度为10mg/mL氧化石墨烯溶液的烧瓶中,并将混合溶液在冰浴条件下持续搅拌4h,将产物离心并清洗几次,即得磺化氧化石墨烯。
所述磺化氧化石墨烯的磺化度为17%。
所述巯基化氧化石墨烯的制备方法为:
将100重量份的氧化石墨烯加入到装有200mL二氯甲烷的锥形瓶中,超声30min。然后加入1重量份的2-巯基丙酸,室温下搅拌反应5h,过滤,并用二氯甲烷洗去多余的2-巯基丙酸,过滤,真空干燥6h,研磨即得到巯基化氧化石墨。
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
实施例12:
本发明的实施例12提供了一种环保型轮轨润滑减磨剂,以重量份计,包括:
所述基础油、稠化剂、抗磨剂、防锈剂同实施例11;
所述粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯;
所述金属减活剂为苯并三唑;
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对苯基苯酚;
环保型轮轨润滑减磨剂的制备方法,包括以下步骤:
将上述物质按照重量份称取后,在70℃下搅拌均匀混合后,再分别经过均质和脱气步骤,得到环保型轮轨润滑减磨剂。
对比例1:
本发明的对比例1与实施例5相同,不同点在于,所使用的基础油的牌号为韩国GS 600N。
对比例2:
本发明的对比例1与实施例9相同,不同点在于,所使用的抗磨剂中仅包括石墨。
对比例3:
本发明的对比例1与实施例9相同,不同点在于,所使用的抗磨剂中仅包括氧化石墨烯。
性能表征:
1、生物降解性能采用MITI(OECD 301C)试验方法,测定生物降解率。
2、抗磨性:将本发明实施例1~12以及对比例1~3得到的环保型轮轨润滑减磨剂加入到型号为MRS-10A四球摩擦试验机油容器中,启动试验机按预设标准试验条件(即,压力负载,400N;转速,1450rpm;时间,1800s)进行抗摩擦试验。试验用摩擦副为Ф12.7mm的标准Ⅱ级轴承钢珠。性能指标磨斑直径(mm)是指摩擦钢球经过磨损后在接触面上形成的圆形(或近似圆形)磨斑的直径。
3、抗腐蚀性:采用GB/T 5018测试标准。
4、盐雾试验:采用SH/T 0081,等级越高,防锈以及防腐蚀性越好。
5、抗水喷雾:采用SH/T 0643,抗水喷雾值越小,润滑油的粘附性和抗水性就越好。
6、润滑寿命:采用ASTM D 3336。
表1性能表征测试
以上数据可以看出,本发明中的环保型轮轨润滑减磨剂具有非常好的生物降解性能,本发明的实施例11和实施例12的生物降解性能可达到90%以上,且本发明的原料来源广泛且价格低廉;无原料浪费和污染,符合环保、可持续性发展的战略方针。另外,本发明中的减磨剂还具有非常好的抗磨性、抗腐蚀性、耐盐雾性以及较长的使用寿命。本发明中的环保型轮轨润滑减磨剂具有非常好的高低温成膜性,即轮轨润滑减磨剂可以在轮轨上形成严密的保护膜,这层严密的保护膜具有非常好耐高温、耐低温效果。最高使用环境温度可以高达150℃,最低使用环境温度可以低至零下60℃,尤其是本发明的实施例11和实施例12中的轨润滑减磨剂可以长期在150℃下工作,取得了本发明的有益效果。
本发明的实施例1~12得到的产品外观好,色浅且稠度达到00级使产品的附着力、成膜性、润滑性和固化性等各项性能均符合应用标准;产品不易燃烧、低温不冻结;喷涂施工方便,性能稳定,可自行干燥,无毒无害,可生物降解,符合环保特性要求。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。