一种高速重载轴承润滑脂组合物及其制备方法与应用与流程

本发明涉及润滑脂，尤其涉及一种高速重载轴承润滑脂组合物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前社会中离不开各种机械设备，而机械设备无论多么复杂，都是由基础的各种连接件以及传动件组成。比如：电机、齿轮、轴承、皮带等等。而轴承主要用于降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。在轴承运动过程中，为减少摩擦、缓冲压力，延长轴承的使用寿命，需要使用润滑油或者润滑脂。润滑脂用以降低摩擦副的摩擦阻力、减缓摩擦副的磨损。还能起冷却、清洗和防止污染等作用。

2、随着现代化工程建设和工业的发展，大型机械设备和施工设备不断涌现，并且向着高速重载方向发展，高速重载轴承的应用范围越来越广。高速重载轴承多安装于大型设备的关键部位，其使用效果直接关系到设备的使用寿命和经济寿命，倘若轴承发生故障，设备维修周期长、费用高，不仅会影响正常生产作业，还会带来巨大的经济损失。分析轴承损坏的原因表明，40％左右的轴承损坏都与润滑不良有关。对于绝大多数设备而言，解决摩擦和磨损的主要手段就是加强润滑。因此高速重载轴承的润滑至关重要，润滑材料选择是否合理，将直接影响设备运行质量。

3、因此，在保证润滑脂各项性能稳定的前提下，如何同时提高润滑脂的高速及承载能力成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、目前，润滑脂相关的现有技术较难同时兼顾满足高转速和高载荷的使用工况，具体表现在：现阶段，高速润滑脂通常采用低粘度基础油，以有效降低高转速下的轴承温度，但较低的基础油黏度不能形成稳定的油膜，载荷较大的情况下油膜易破裂，导致摩擦副直接接触，影响轴承的使用寿命；重载极压型润滑脂通常使用大黏度基础油，并加入大量的硫、氯、磷型的极压抗磨剂，以满足重载的工况，但基础油黏度较大，易使高速轴承轴温过高，并使添加剂在高温下失活，影响润滑性能。而本发明经过大量研究后意外发现，采用长碳链二元酸锂皂和12-羟基硬脂酸锂皂作为稠化剂，矿物油和合成油作为复配的基础油，能够显著提高润滑脂的机械安定性和高低温性能；同时结合高极压质子型离子液体，能够进一步充分发挥各成分的功能，有利于满足高速重载轴承的使用要求。

2、基于此，本发明的具体技术方案如下：

3、本发明首先提供一种润滑脂组合物，包括：基础油、稠化剂和高极压质子型离子液体；

4、其中，所述基础油包括矿物油和合成油；

5、所述稠化剂包括12-羟基硬脂酸锂皂和c18～c23的长碳链二元酸锂皂。

6、本发明发现，12-羟基硬脂酸锂皂和上述碳原子数的长碳链二元酸锂皂作为稠化剂以及复配的基础油结合所述高极压质子型离子液体时，能够显著提高润滑脂的机械安定性和高低温性能，在各项性能稳定的前提下，同时满足高转速和重载荷工况轴承的润滑要求。

7、作为优选，12-羟基硬脂酸锂皂和所述c18～c23的长碳链二元酸锂皂的质量比为1～5：1。

8、更优选地，12-羟基硬脂酸锂皂和所述c18～c23的长碳链二元酸锂皂的质量比为3～5：1。

9、作为优选，所述高极压质子型离子液体的结构通式为a+b-，其中，a+为有机阳离子，b-为有机阴离子，所述有机阳离子为烷基胺类阳离子，所述阴离子为硼酸盐类阴离子。

10、更优选地，所述所述有机阳离子为季铵盐阳离子，所述阴离子为四氟硼酸盐阴离子。

11、作为优选，所述高极压质子型离子液体的制备方法包括：

12、将硼酸盐类物质与烷基胺类物质混合均匀，加入溶剂后，在110℃～120℃之间进行热处理，反应完成后经减压蒸馏除去溶剂，即可得到离子液体。

13、作为优选，以所述润滑脂组合物总质量为基准，所述高极压质子型离子液体的用量为2～6wt％。

14、作为优选，所述基础油中，所述矿物油和合成油的质量比为25～50：50～75。

15、作为优选，所述矿物油和合成油的质量比为30～40：60～70时，润滑脂的综合性能更佳。

16、作为优选，所述基础油的40℃粘度为90～120mm2/s。

17、作为优选，所述稠化剂由12-羟基硬脂酸、c18～c23的长碳链二元酸与氢氧化锂、氢氧化钙皂化而成；12-羟基硬脂酸、c18～c23的长碳链二元酸总量与氢氧化锂、氢氧化钙的质量比为10：1～3。

18、作为优选，所述润滑脂组合物中，包括如下重量份的组分：

19、基础油                          60～85份；

20、稠化剂                          8～16份；

21、高极压质子型离子液体            2～6份。

22、作为优选，所述润滑脂组合物中还含有抗氧剂，所述抗氧剂包括质量比为1：(1～3)二苯胺和n-苯基-α-萘胺。

23、作为优选，所述润滑脂组合物中还含有防锈剂，所述防锈剂包括质量比为1：(1～10)的苯并三氮唑和山梨糖醇单油酸酯。

24、作为优选，所述润滑脂组合物中，包括如下重量份的组分：

25、

26、

27、本发明进一步提供所述的润滑脂组合物的制备方法，包括：

28、(1)将部分复配基础油与12-羟基硬脂酸、长碳链二元酸进行混合，加热使物料溶化；而后加入部分氢氧化锂溶液和氢氧化钙溶液，在90～100℃下进行第一保温；

29、(2)而后加入剩余氢氧化锂溶液和氢氧化钙溶液，继续升温至100～110℃进行第二保温；保温结束后，升温至205～215℃下进行第三保温；

30、(3)加入部分复配基础油急冷，急冷后进行第四保温；而后依次加入离子液体、防锈剂和抗氧剂，过滤、均质结束后，进行脱气；

31、(4)后处理结束后，通过灌装管线进行罐装。

32、作为优选，所述第一保温的保温时间为85～95min；

33、所述第二保温的保温时间为85～95min；

34、所述第三保温的保温时间为1～5min；

35、所述第四保温的保温时间为25～35min。

36、本发明还提供所述的润滑脂组合物在高速重载轴承方面的应用。

37、基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：

38、本发明通过优化润滑脂组合物复配体系，能够显著提高润滑脂的机械安定性和高低温性能，在各项性能稳定的前提下，同时满足高转速和重载荷工况轴承的润滑要求。

技术特征：

1.一种润滑脂组合物，其特征在于，包括：基础油、稠化剂和高极压质子型离子液体；

2.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，其特征在于，在所述稠化剂中，所述12-羟基硬脂酸锂皂和c18～c23的长碳链二元酸锂皂的质量比为1～5：1。

3.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述基础油中，所述高极压质子型离子液体的结构通式为a+b-，其中，a+为有机阳离子，b-为有机阴离子，所述有机阳离子为烷基胺类阳离子，所述阴离子为硼酸盐类阴离子；

4.根据权利要求1～3任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述基础油中，所述矿物油和合成油的质量比为25～50：50～75；

5.根据权利要求1～4任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述稠化剂由12-羟基硬脂酸、c18～c23的长碳链二元酸与氢氧化锂、氢氧化钙皂化而成；12-羟基硬脂酸、c18～c23的长碳链二元酸总量与氢氧化锂、氢氧化钙的质量比为10：1～3。

6.根据权利要求1～5任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述润滑脂组合物中，包括如下重量份的组分：

7.根据权利要求1～6任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述润滑脂组合物中还含有抗氧剂，所述抗氧剂包括质量比为1：(1～3)二苯胺和n-苯基-α-萘胺；

8.根据权利要求1～7任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述润滑脂组合物中，包括如下重量份的组分：

9.权利要求1～8任一项所述的润滑脂组合物的制备方法，其特征在于，包括：

10.权利要求1～8任一项所述的润滑脂组合物或权利要求9所述制备方法制备的润滑脂组合物在高速重载轴承方面的应用。

技术总结
本发明涉及润滑脂技术领域，尤其涉及一种高速重载轴承润滑脂组合物及其制备方法与应用。所述润滑脂组合物包括：基础油、稠化剂和高极压质子型离子液体；其中，所述基础油包括矿物油和合成油；所述稠化剂包括12‑羟基硬脂酸锂皂和C18～C23的长碳链二元酸锂皂。本发明通过优化润滑脂组合物复配体系，能够显著提高润滑脂的机械安定性和高低温性能，在各项性能稳定的前提下，同时满足高转速和重载荷工况轴承的润滑要求。

技术研发人员：郑硕,张晓凯,刘亚春,梁瑀晨
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16