专利名称:供金属润滑用的特压添加剂的制作方法
本发明主要涉及润滑添加剂领域，确切地讲，是介绍一种(耐)特压添加剂，该添加剂适于加入机油及其它润滑剂中。
我们已知某些氯基化合物，如称作氯化石腊的石腊烃化合物的氯衍生物，可用做润滑添加剂，以改善特压条件下润滑添加剂的性能。在正常润滑条件下，两金属表面由一层润滑剂薄膜将其分开，以尽量减少摩擦力。但在两金属表面处于特压条件时，在二者的接触部位，所有液体润滑剂都被挤出。然而，我们发现，加入如氯化石腊这样的(耐)特压添加剂后，两表面间产生的热能引起添加剂中的氯原子释放出来，与表面金属结合，形成氯化物，如与铁结合，则产生氯化铁。这层氯化物表面涂层，其摩擦系数与未经润滑的金属表面的摩擦系数比起来要小得多。氯化铁表面涂层旨在填充两表面间的凹陷部位，导致在相互作用处产生较光滑的表面，以及减小摩擦力和损耗。
氯化石腊已作为(耐)特压添加剂在诸如金属加工业中得到应用。但由于氯化石腊的腐蚀性，它不适于内燃机或其它对腐蚀敏感领域的应用。在加热条件下，氯化石腊可释放出具有腐蚀性的盐酸。
本发明提供一种(耐)特压添加剂，该剂主要由氯化石腊组成，但腐蚀性较低。因此它适用作内燃机润滑剂或其它必须避免腐蚀之处。
依照本发明之一，可提供一种(耐)特压润滑添加剂，它包含大量氯化石腊和少量碱土金属磺酸盐(最好选用磺酸钙或磺酸钡)。用含有或不含矿物油精的矿物油做添加剂的基础油，再加入一种溶剂以延长产品的贮存寿命。一方面，本发明的添加剂包含30～70%(容积)的氯化石腊和0.5～10%(容积)的磺酸钙;另一方面，该添加剂包含约51.5%(容积)的氯化石腊，约31%(容积)的溶剂，约15.5%(容积)的矿物油，约1%(容积)的矿物油精以及约1%(容积)的磺酸钙。依照本发明，还可提供一种适用于作为内燃机马达油的润滑剂，也就是用一份上述(耐)特压润滑添加剂加至10～30份的标准马达油之中。依照本发明的最佳方案，是把约1份(耐)特压添加剂加至20份标准马达油中即可制成。同样根据这项发明。将上述(耐)特压添加剂加至各种润滑脂、液压油、润滑切削油、齿轮箱油、自动传动润滑液、空调制冷剂或渗透油中，以改善它们在特压条件下的性能。依照本发明，(耐)特压润滑添加剂还可加至汽油或柴油燃料调节剂中，以提供一种改良的汽油或柴油燃料调节剂。
依照本发明，还提供了生产润滑剂(耐)特压添加剂的方法，该方法包括下列步骤1)把约占最终产物容积51.5%的氯化石腊与约占最终产物容积15.5%的一种基础润滑油混合。
2)把约占最终产物1%(容积)的磺酸钙与约占最终产物1%(容积)的矿物油精混合;
3)把氯化石腊/矿物油混合物与磺酸钙/矿物油精混合物以及约31%(容积)的溶剂混合。
这一分溶剂可以部份地与最初的石腊/矿物油混合物混合。
本发明中选用的最佳氯化石腊由C-I-L公司出售，商标名为CERECLOR 63L，其分子简式为C15.5H26.8Cl16.31。已知该产物与钢接触时，具有轻度腐蚀性，并分解成盐酸和氯化氢。其它级别的CERECLOR也适用。将约占最终产物51.5%(容积)的氯化石腊添加剂与约15.4%(容积)的一种基础矿物油慢速完全混合，以避免产生泡沫。将该混合物加热至约150°F，以促进混合过程和防止组分后来发生分离。最好选用Shell Canada Limited，(加拿大壳牌有限公司)出售，商标名为VITREA №220的矿物油。接着，将磺酸钙与矿物油精分别混合。理想的组合是约占最终产物1%(容积)的磺酸钙添加剂和约1%(容积)的矿物油精。优选的磺酸钙是由Lubrizol公司出售、商标名为LUBRIZOL 78的磺酸钙。该产物系强碱性磺酸钙，硫代-β-萘酚(TBN)值约为400，含钙的重量占15.0～16.0%，硫的重量占1.25～1.8%。以加拿大壳牌有限公司出售、商标名为SHELL SOL。的矿物油精产品较好，其组成为89～94%(容积)的饱和物、6～15%(容积)的芳香族化合物、及最多不过0.1%(容积)的硫组成。
然后将磺酸钙/矿物油精混合物与氯化石腊/矿物油混合物混合，芳烃溶剂的量为占最终产物的约30.9%(容积)。溶剂的作用旨在使得该混合物变稀薄，因此可延长产物的贮藏寿命，这样石腊可以在悬浮液中保留较长时间而不致出现分层。加拿大壳牌有限公司出售、商标名为CYCLO-SOL 53的芳烃溶剂较为适用。为了掩盖油和溶剂的气味，可加入少量工业香料，例如由FELTON国际公司出售的Felton Solvent Mask C＃962，加入香料的量为每45加伦氯化石腊中可加入一升。也可将部分溶剂加入最初的CERECLOR/矿物油混合物中。
混合时应该不使产物出现泡沫。再者，可加温到约150°F时混合各组份，以防止组份的结晶和沉积。如此混合后的最终产物即本项发明的(耐)特压添加剂。
对本发明润滑添加剂样品作了如下分析。由于氯化石腊的等级及各组份的比例不同，这些指标的数值也随之而变化。
比重@70°F(21.1℃) 1.15。
倾点 -27°F(-32.8℃)粘度@40℃ 72.9赛波特通用粘度计流出秒数(SUS)(13.8里沲)粘度@100℃ 37.5赛波特通用粘度计流出秒数(SUS)(3.41里沲)。
闪点(PMCC) 108°F(42.2℃)TBN(ASTM D2896) 6.73铜板腐蚀试验(ASTM D130)1小时@254°F(123.3℃) 1a介电强度 26.5千伏含水量 0.00%光谱分析铁 7铬 7铜 2铅 33铝 9硅 4
锡 13钠 10镁 11银 1镍 5锌 11钙 1000+经实验结果证明，本发明与三种标准机油的相容性很好。为了试验腐蚀失重，将低碳钢片置于210°F(98.9℃)至220°F(104.4℃)温度的该产品中7天。当放在ESSO UNIFLO 10/40油中时，没有测到腐蚀失重。将本发明添加剂以6%(容积)的数量加入UNIFLO中时，仍然未测到腐蚀失重。
利用特压测试机很容易检测本发明作为(耐)特压润滑剂的效力。该机器利用马达转动钢轴承座，便静止钢轴承与旋转钢轴座相接触;通过来回移动，把钢轴嵌入旋转臂末端，该臂搁在与旋转轴接触部位。该旋转臂依次由第二根旋转臂以杠杆操纵其另一末端，在此端可对其加上重量。安装这些臂是为产生多杠杆作用，故在第二根臂的末端加上的一小重量，根据杠杆原理，通过旋转轴座的接触点能得到显著放大。由于接触面小，因此静止轴承加给旋转轴座的压力就很大。开始时，让轴承座在标准马达油浴中旋转，使该臂末端所带测试轴承置于旋转轴座上而不加额外压力。检查测试轴承发现，由于摩擦的缘故，在轴承表面出现了大约1毫米宽的小伤痕。然后转动测试轴，换另一面对准轴座。同样将测试轴承与旋转座相接触，所不同的是，这次在多杠杆仪器的末端加上大约4磅的压力，从而在接触点产生更大的压力。检查测试轴承，发现在其表面形成了一块较大的伤痕，大约4毫米宽。
重复这项实验，这次仅仅将一定量本发明的(耐)特压润滑添加剂加至旋转轴座在其中旋转的机油浴液中。同样，将测试轴承转向新的一面，对准轴座，令其与旋转轴座接触，而不附加压力。经测试轴承检查发现伤痕明显减少。当再重复试验，在杠杆系统末端加上4磅压力(1.81公斤)的重量，检查测试轴承，此时伤痕宽度不足1毫米，故伤痕仍然小于最初无附加压力仅含机油情况时产生的伤痕。的确，在仅有马达油浴液的情况下，在轴承表面形成的是个深半圆槽;但是，当测试轴承与旋转轴座的接触点马达油加上添加剂的浴液中时，肉眼看来，在轴承表面上仅有一小块光滑区域。即使在杠杆系统的末端所加重量从4磅加到6磅时，测试轴承上的伤痕无明显增大，与最初无附加压力、仅仅在马达油浴中时相比，伤痕在宽度上并不比1毫米大。确实，与仅在马达油中时出现的凹陷小伤痕相比，采用添加剂使伤痕表面显得光亮。
除了作为马达油的(耐)特压添加剂外，本发明润滑添加剂还可加至其它润滑剂和流体中，例如润滑脂〔最好用约10%(容积)的添加剂〕、金属切削油润滑剂、工业齿轮润滑剂、液压油(不包括水力制动用液体)、自动传动润滑液、动力转向装置液、渗透油、空调制冷剂、或用作黄铜涂层。在所有上述应用中，本发明添加剂的目的是在特压条件下减小摩擦力和金属损耗，并减少腐蚀。我们还发现，将本发明(耐)特压添加剂产品加入汽油或柴油燃料调节器中，可改善内燃机的性能，这是通过在发动机上端，润滑了与燃料接触的活动金属部件而达到的。
虽然，磺酸钙作为一种合适的磺酸盐已专门抵消氯化石腊的腐蚀性，但其它碱土金属磺酸盐也具有相似的特性，例如磺酸钡，亦可在本发明中采用。尽管我们只叙述了该发明的最佳实施例，然而本发明的范围却不限于此，这在下面的权利要求
中加以规定。
权利要求
1.一种特压润滑添加剂，包括1)30～70%(容积)的氯化石腊。2)0.5～10%(容积)的一种碱土金属磺酸盐。
2.按照权利要求
1中的特压润滑添加剂，其中氯化石腊占上述添加剂的40～60%(容积)。
3.按照权利要求
2中的特压润滑添加剂，其中碱土金属磺酸盐占上述添加剂的0.5～3%(容积)。
4.按照权利要求
1中的特压润滑添加剂，其中氯化石腊占上述添加剂约51.5%(容积)，碱土金属磺酸盐占上述添加剂约1%(容积)。
5.权利要求
1，2，3或4中所述润滑添加剂，其中碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。
6.一种特压润滑添加剂，包括1)30～70%(容积)的氯化石腊，2)30～70%(容积)的一种矿物油，多种矿物油精或溶剂;3)0.5～10%(容积)的一种碱土金属磺酸盐。
7.按照权利要求
中6所述特压润滑添加剂，其中氯化石腊占上述特压润滑添加剂的50%(容积)。
8.权利要求
7中所述(耐)特压润滑添加剂，其中碱土金属磺酸盐占所述(耐)特压润滑添加剂的1～3%(容积)。
9.权利要求
6，7，或8中的(耐)特压润滑添加剂，其中碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。
10.一种特压润滑添加剂，包括
1)约51.5%(容积)的一种氯化石腊;2)约31%(容积)的一种溶剂;3)约15.5%(容积)的一种矿物油;4)约1%(容积)的磺酸钙;5)约1%(容积)的多种矿物油精。
11.一种马达油，包括1)10至30份(容积)的一种普通马达油;2)以及权利要求
1.3.6.8或10中所述特压润滑添加剂1份(容积)。
12.一种马达油，包括1)20份(容积)的普通马达油;2)权利要求
1.3.6.8或10中所述特压润滑添加剂1份(容积)。
13.生产特压润滑添加剂的一种方法，其步骤包括1)将40～60%(容积)的氯化石腊与10～20%(容积)的一种矿物油混合;2)将0.5～3%(容积)的矿物油精与0.5～10%(容积)的一种碱土金属磺酸盐混合;3)将步骤1)及2)所得混合物与20～40%(容积)的一种溶剂混合。
14.权利要求
13中所述碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。
15.生产特压润滑添加剂的一种方法，其步骤包括1)使约51.5%(容积)的氯化石腊和约15.5%(容积)的矿物油混合;2)将约1%(容积)的多种矿物油精与1%(容积)的一种碱土金属磺酸盐混合;3)把步骤1)及2)所得混合物与约31%(容积)的一种溶剂混合。
16.权利要求
15中所述碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。
17.一种汽油或柴油燃料调节剂，包括权利要求
1.3.6.8.或10中所述的添加剂。
18.一种特压润滑添加剂，包括1)大量的氯化石腊，和2)少量碱土金属磺酸盐。
专利摘要
众所周知，氯化石蜡可用作润滑金属的特压润滑添加剂。由于这类添加剂具有高度腐蚀性，故不适于某些方面的应用，如润滑内燃机。本发明解决了以往氯化石蜡添加剂的腐蚀问题。本发明是由分量较多的氯化石蜡和少量碱土金属磺酸盐，如磺酸钡或磺酸钙以及择优的一种基础矿物油和溶剂混合而成。得到的添加剂可加入标准机油中，以改善内燃机在特压条件下的性能。
文档编号C10N30/06GK86102743SQ86102743
公开日1986年10月1日 申请日期1986年3月20日
发明者克利福德·R·斯隆 申请人:克利福德·R·斯隆导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan