专利名称：白色固体润滑成膜膏的制作方法
技术领域：
本发明叙述了一种用固体润滑剂、基础油、金属皂、成膜剂等制成的白色润滑成膜膏。它适用于低速、中高负荷情况下的卡盘、导轨、齿轮和轴承等的润滑，且不沾污和污染设备和环境。
卡盘、导轨、齿轮一般沿用稀油润滑，但是，在低速、中高负荷情况下，稀油难以形成油膜，不能保证良好的润滑，造成爬行。稀油的渗漏对设备、产品和环境带来沾污和污染，同时稀油润滑往往有庞杂的供油系统。为此，人们在稀油中添加固体润滑剂粉末以减少渗漏，加入各种极压添加剂以改善其润滑性能，于是出现了各种极压性润滑油和脂以及含二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)等固体润滑剂的润滑脂等，如U.S.P 3，003，962、U.S.P 3，472，770所公开的锂基脂和钙基脂，但是这些脂只是将固体润滑剂作为稠化剂机械地加入脂中，因此其性能并无根本性的改善，如这类脂的承载能力一般都不高(烧结负荷不大于4000N)。中国科学院兰州化学物理所研制的GM-1型齿轮润滑成膜膏具有良好的润滑性和高承载能力，其烧结负荷达6730N以上，D4030值为0.50，涂成膜膏一次的使用寿命达半年到三年〔固体润滑，4(1984)1∶27～34〕，这种成膜膏的突出特点是藉摩擦作用在金属表面上形成一层固体润滑膜，而且固体润滑膜具有不生和补充能力，解决了一般固体润滑剂不能“补充”的缺陷。但是，GM-1型成膜膏中的MoS2、石墨等很容易造成沾污和污染，且难清洗干净，因此其应用受到了限制。还有，U.S.P 3，159，577、GB 2，043，684A所公开的润滑脂虽然也是白色或浅色，但承载能力不高·烧结负荷不高于3480N。
本发明的目的是提供一种白色或浅色润滑成膜膏，它除了具有优异的润滑性能外，还具有高承载能力和使用寿命长的优点，对设备和产品不造成沾污和污染，并可满足一些特殊环境的使用要求。
本发明的内容本发明的白色润滑成膜膏采用固体润滑剂、成膜剂、增粘剂以及基础油、金属皂等为原料，经高温炼制而成。其特点是既采用了油脂与固体润滑剂的复合润滑作用，又利用了各种固体润滑剂之间的协同效应，更重要的是利用了高分子化合物的摩擦聚合性能，使其在摩擦过程中与润滑剂在金属表面形成固体润滑膜，因此，齿轮或轴承等不必埋裹在成膜膏中，仅需在齿面上刷涂一层成膜膏即可，这与润滑油脂的使用方法有较大的不同。
制备过程是，先取基础油总量的三分之一左右，与脂肪酸在反应釜中混合，加热至约90℃，在不断搅拌下徐徐加入约2.5mol的氢氧化锂水溶液，进行皂化，待加完全部氢氧化锂水溶液，完全皂化后，再加入少量氢氧化锂溶液，使反应物呈微碱性。驱除反应产生的大部份水份，升温至140～150℃，将剩余的约三分之二基础油加入釜中，搅拌，继续升温至160～170℃，加入固体润滑剂和助润滑剂等填料，搅拌均匀，最后在190～210℃出釜，自然冷却至100℃左右时加入成膜剂、增粘剂，研磨，即为成品。
本发明的润滑成膜膏组成中，基础油可选用合成油或矿油，金属皂可用锂皂、钙皂、钠皂、铝皂或复合皂;固体润滑剂可选用PTFE、MCA(双氰胺-三聚氰胺络合物，Melamine-Cyanurate)、氟化石墨、氮化硼等;助润滑剂为氟化铈、氟化镧、三氧化二锑等;增粘剂为平均分子量小于700的环氧树脂、软化点小于50℃的酚醛环氧树脂或其他改性环氧树脂;成膜剂为油酸酯化的618环氧树脂(ED)、磷酸氢二铵等，氟化稀土也可以作成膜剂。按重量计，配方中金属皂占8～14%，PTFE占1～6%，MCA占8～18%，氟化稀土占1～5%，三氧化二锑≤5%，ED成膜剂占1～5%，磷酸氢二铵≤5%，增粘剂为1～5%。基础油占60～74%。
本发明的润滑成膜膏的主要性能与技术指标见下表。
(1)吉山四球试验机上于392N负荷下运转30分钟后球的磨痕宽度;
(2)吉山四球试验机上按GB-3142-82进行;
(3)在Timken试验机上于41.9rad/s，133.5N下，在环上涂敷一薄层成膜膏后运转时测得。
与已有技术相比，本发明具有如下优点和积极效果。
由于本发明利用了固体润滑剂间的协同效应，高分子化合物的摩擦聚合性能，使得高分子化合物和固体润滑剂在摩擦过程中在需要润滑的金属表面上形成了固体润滑膜。使得这种固体润滑成膜膏具有低摩擦系数、长寿命、高承载能力和不渗漏的优点，烧结负荷达6350～7850N。
由于本发明所阐述的成膜膏为白色或浅色，使得本成膜膏可以满足特殊的润滑要求，如食品、医药、纺织等行业的设备润滑。
本发明的润滑成膜膏曾在某机床附件厂的KP-200高速液压动力卡盘上试用，并与十余种油、脂、膏类润滑剂作了对比，参比的其它润滑剂的最大夹紧力为19260～29420N，都达不到使用要求，唯有本发明的成膜膏夹紧力达33520N，超过了要求指标，且无爬行。经1000次寿命试验夹紧力仍不低于33320N，性能稳定可靠，对设备无腐蚀。
实现本发明的方式和最佳实施例例18份硬脂酸和65份140＃齿轮油的约三分之一，置于反应釜中，加温至约90℃，徐徐加入约2.5mol的氢氧化锂水溶液，进行皂化，此时有大量水蒸汽溢出，待皂化完全后，加稍过量的氢氧化锂溶液，除去水份后升温至140～150℃，将剩余的齿轮油全部加入反应釜中，搅拌，继续升温至160～170℃，加入14份MCA，1份PTFE，1份LaF3搅拌，最后在190～210℃时从釜中放出反应物，冷却至100℃左右，加入已预热的3份6101环氧树脂和2份ED成膜剂，搅拌，研磨，包装。
例2制备工艺如例1，配方为140＃齿轮油65份，12羧基硬脂酸8份，MCA10份，PTFE4份，CeF33份，ED成膜剂2份，6101环氧树脂3份。
例3制备工艺同例1，配方中38＃汽缸油65份，硬脂酸8份，MCA12份，PTFE2份，LaF32份，ED成膜剂1份，634环氧树脂4份。
例4制备工艺同例1，配方是，硬脂酸10份，38＃汽缸油60份，MCA16份，PTFE1份，CeF31份，Sb2O31份，(NH4)2HPO41份，ED成膜剂1份，6101环氧树脂3份。
例5制备工艺同例1，配方为，硬脂酸10份，合成油68份，MCA8份，PTFE3份，CeF31份，ED成膜剂4份，634环氧树脂1份。
例6
制备工艺同例1，配方是矿油62份，12羧基硬脂酸10份，MCA8份，PTFE2份，LaF31份，Sb2O32份，ED成膜剂3份，(NH4)2HPO42份，6101环氧树脂2份。
以上实施例中各组份均以重量份数计，最佳实施例为例2。本发明的各实施例中，合成油和矿油指的是与140＃齿轮油和38＃汽缸油的理化性质相类似的油，氟化稀土之间可以互换使用，也可以混合使用，重要的是满足它们之间的比例关系。
权利要求
1.一种以矿油或合成油为基础油，金属皂为稠化剂的白色固体润滑成膜膏，其特征在于它是由高分子固体润滑剂MCA和聚四氟乙烯，助润滑剂三氟化铈、三氟化镧或三氧化二锑，增粘剂环氧树脂(平均分子量小于700)、酚醛环氧树脂(软化点小于50℃)或其他改性环氧树脂(软化点小于50℃)，以及成膜剂油酸酯化的618树脂(ED成膜剂)蛄姿崆舛ё槌伞
2.如权利要求1所述的白色固体润滑成膜膏，其特征在于MCA的含量为8～18%(重量)，聚四氟乙烯的含量为1～6%(重量)。
3.如权利要求1所述的白色固体润滑成膜膏，其特征在于助润滑剂的含量为1～5%，其中三氟化铈的含量为0～5%(重量)，三氟化镧的含量为0～5%，三氧化二锑的含量为0～4%。
4.如权利要求1所述的白色固体润滑成膜膏，其特征在于增粘剂的含量为1～5%(重量)，其中平均分子量小于700的环氧树脂为1～5%(重量)，软化点小于50℃的酚醛环氧树脂或其他软化点小于50℃的改性环氧树脂各占0～5%。
5.如权利要求1所述的白色固体润滑成膜膏，其特征在于成膜剂的含量为1～5%(重量)，其中ED成膜剂的含量为1～5%，磷酸氢二铵0～5%。
全文摘要
白色固体润滑成膜膏。本发明属润滑油脂的改进。卡盘、导轨、齿轮、轴承等一般沿用稀油润滑，但在低速、中高负荷情况下，稀油难以形成油膜，不能保证良好的润滑，造成爬行。本发明以矿油等为基础油金属皂为稠化剂，添加固体润滑剂MCA和PTFE；助润滑剂氟化稀土以及成膜剂和增粘剂等，经高温炼制而成。本成膜膏具有低剪切、长寿命高承载能力和可不断再生等优点，其烧结负荷达6350～7850N。使用本成膜膏，在摩擦过程中，可在金属表面形成固体润滑膜。
文档编号C10N20/06GK1032550SQ8710689
公开日1989年4月26日 申请日期1987年10月10日 优先权日1987年10月10日
发明者聂明德, 党鸿辛, 鄂吉胜, 周兆福 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所