潤滑脂組合物的制作方法
【專利摘要】用于特重載極端壓力應(yīng)用的潤滑脂組合物包含主要量的合成基礎(chǔ)油、鋰復(fù)合增稠劑、至少一種極端壓力劑和基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量%的二硫化鉬。
【專利說明】潤滑脂組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請通常涉及用于極端壓力應(yīng)用的潤滑脂組合物。
[0002]背景
[0003]對于能夠在廣泛溫度范圍內(nèi)且在極端壓力下供應(yīng)良好磨損性質(zhì)的高性能潤滑脂組合物的需要已經(jīng)確定下來。
[0004]已經(jīng)開發(fā)了符合用于采礦和非公路施工設(shè)備的特重載性能要求的專用潤滑脂。這些潤滑脂用于其中存在高壓的各種應(yīng)用中，包括在鏟斗和裝載機(jī)上的銷和套管、振動(dòng)篩、粉碎機(jī)、傳送機(jī)和包括在低溫下泵送潤滑脂穿過長供應(yīng)管線的重型設(shè)備潤滑系統(tǒng)。
[0005]遠(yuǎn)程應(yīng)用的關(guān)鍵特點(diǎn)在于潤滑脂提供優(yōu)異的低溫泵送性和啟動(dòng)性。潤滑脂在較高溫度下面對的操作條件下不應(yīng)該軟化和流動(dòng)，從而維持環(huán)境安全的產(chǎn)品，但是，在較低溫度下還應(yīng)該展示出良好的低溫泵送性。然而，提供溫暖天氣粘著力或保持力的特點(diǎn)會(huì)妨礙低溫性能和操作。
[0006]另外，非常希望潤滑脂提供優(yōu)異的極端壓力保護(hù)作用。該性質(zhì)是關(guān)鍵的，因?yàn)橐鹱畲箅y題的許多潤滑點(diǎn)是銷和套管組合件，它們經(jīng)受振蕩運(yùn)動(dòng)和沖擊加荷。如果潤滑脂過度流態(tài)化或粘性不足，這種運(yùn)動(dòng)會(huì)引起潤滑劑從接觸區(qū)損失，導(dǎo)致早期組件失效和高成本的計(jì)劃外停工期。
[0007]由于對于較高性能的需求不斷增加，將希望提供展示出改善的潤滑性質(zhì)且特別是改善的低溫泵送性和產(chǎn)品粘著性以及優(yōu)異的極端壓力性能的潤滑脂。
`[0008]概述`
[0009]一方面，本 申請人:提供潤滑脂組合物，其包含主要量的合成基礎(chǔ)油、鋰復(fù)合增稠劑、至少一種極端壓力劑和基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的二硫化鑰。
[0010]另一方面，本 申請人:提供制造潤滑脂組合物的方法，其包括將主要量的合成基礎(chǔ)油、鋰復(fù)合增稠劑、至少一種極端壓力劑和基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的~ 硫化鑰共混在一起。
[0011 ] 又一方面，本 申請人:提供潤滑軸承、表面及其他潤滑過的組件的方法，其包括使用潤滑脂組合物，所述潤滑脂組合物包含主要量的合成基礎(chǔ)油、鋰復(fù)合增稠劑、至少一種極端壓力劑和基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的二硫化鑰。
[0012]發(fā)明詳述
[0013]潤滑粘度的油
[0014]潤滑脂組合物包含主要量的合成基礎(chǔ)油。如在本文中所使用，術(shù)語“主要量”是指基礎(chǔ)油在所述潤滑脂組合物中的濃度為至少約50重量％?；谒鰸櫥M合物的總重量計(jì)，基礎(chǔ)油在所述潤滑脂組合物中的量為50-95重量％，通常為55-90重量％且常常為60-85
重量％。
[0015]合成基礎(chǔ)油包括烴油如烯烴低聚物(包括聚a -烯烴基礎(chǔ)油)、被鹵基取代的烴油、氧化烯聚合物、羧酸和多元醇的酯、多元羧酸和醇的酯、含磷酸的酯、聚合四氫呋喃、基于聚硅氧烷的油及其混合物。[0016]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述合成基礎(chǔ)油包含至少一種聚a-烯烴基礎(chǔ)油。聚a-烯烴基礎(chǔ)油(PAOs)及其制造在本領(lǐng)域中是公知的。PAOs通常衍生自具有約4-約30個(gè)碳原子、通常約4-約20個(gè)碳原子且常常約6-約16個(gè)碳原子的單體。合適的PAOs可包括衍生自1-己烯、1-辛烯、1-癸烯或其混合物的PAOs。這些PAOs在40°C下可具有在5-1500mm2/s范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)粘度。
[0017]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)油為在40°C下具有大于IOOmmVs的運(yùn)動(dòng)粘度的高粘度基礎(chǔ)油。在另一實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)油為不同基礎(chǔ)油的共混物，所述不同的基礎(chǔ)油在40°C下都具有大于25mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度，其中所述共混物在40°C下具有大于100mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度。 [0018]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)油在40°C下具有30mm2/s-600mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度；在另一實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)油在40°C下具有100mm2/S-300mm2/S的運(yùn)動(dòng)粘度；且在又一實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)油在40°C下具有150mm2/S-250mm2/S的運(yùn)動(dòng)粘度。
[0019]復(fù)合皂增稠劑
[0020]除了所述基礎(chǔ)油之外，所述潤滑脂組合物還包含增稠劑體系，所述增稠劑體系包含C12-C24羥基羧酸的鋰皂和C2-C12 二羧酸的鋰皂。
[0021]合適的C12-C24羥基羧酸可包括12-羥基硬脂酸、12-羥基蓖麻油酸、12-羥基山崳酸和10-羥基棕櫚酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述C12-C24羥基脂肪酸為12-羥基硬脂酸。
[0022]所述C2-C12 二羧酸可為C4-C12或C6-Cltl脂族二羧酸。合適的C2-C12 二羧酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、庚二酸、壬二酸、十二烷二酸和癸二酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用壬二酸或癸二酸。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方案中，鋰復(fù)合增稠劑在所述潤滑脂組合物中的量基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)為2-30重量％、5-20重量％或10-15重量％。
[0024]極端壓力劑
[0025]合適的極端壓力劑的實(shí)例包括硫化的動(dòng)物或植物脂肪或油；硫化的動(dòng)物或植物脂肪酸酯；含磷的三價(jià)或五價(jià)酸的完全或部分酯化的酯；硫化的烯烴；二烴基多硫化物；硫化的狄爾斯-阿德耳反應(yīng)加成物(Diels-Alder adducts);硫化的二環(huán)戍二烯；脂肪酸酯與單不飽和烯烴的硫化或共-硫化混合物；脂肪酸、脂肪酸酯和a-烯烴的共-硫化共混物；被官能基取代的二烴基多硫化物；噻醛；噻酮；環(huán)硫化合物；含硫縮醛衍生物；萜烯與非環(huán)狀烯烴的共-硫化共混物和多硫化物烯烴產(chǎn)物；磷酸酯或硫代磷酸酯的胺鹽等及其組合。
[0026]所述極端壓力劑在所述潤滑脂組合物中的量基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)在0.25-5重量％范圍內(nèi)，通常在0.5-3重量％范圍內(nèi)。
[0027]二硫化鉬
[0028]二硫化鑰由于其低摩擦性質(zhì)而廣泛用作固體潤滑劑。二硫化鑰具有片晶晶格樣結(jié)構(gòu)且其可以在滑動(dòng)表面之間容易地剪切以減少摩擦。所述二硫化鑰通常具有約30i!m以下、通常0.1-20 u m的平均原始粒度。
[0029]二硫化鑰在所述潤滑脂組合物中的量基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)為至少5重量％，例如5-20重量％。在其他實(shí)施方案中，二硫化鑰在所述潤滑脂組合物中的量基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)在5-15重量％范圍內(nèi)或在5-10重量％范圍內(nèi)。
[0030]仵詵的添加劑[0031]可將各種其他潤滑脂添加劑加入所述潤滑脂組合物中，其量足以賦予所希望的效果(例如，氧化穩(wěn)定性、膠粘性等)。合適的添加劑包括殺真菌劑和抗菌劑；著色劑；剪切穩(wěn)定性添加劑；抗磨劑/抗焊劑；阻燃劑如氧化鈣；油性添加劑；防腐劑如堿金屬亞硝酸鹽，例如亞硝酸鈉；防滲油劑如聚丁烯；抑泡劑如甲基丙烯酸烷基酯聚合物和二甲基硅氧烷聚合物；氧化抑制劑如位阻酚或胺，例如苯基-a-萘胺；金屬減活劑如雙亞水楊基丙二胺、三唑衍生物、噻二唑衍生物、巰基苯并咪唑；復(fù)合有機(jī)氮和胺；摩擦改進(jìn)劑；導(dǎo)熱添加劑；導(dǎo)電劑；彈性體相容劑；粘度改進(jìn)劑如聚甲基丙烯酸酯型聚合物、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、水合的苯乙烯-異戊二烯共聚物、聚異丁烯和分散劑型粘度改進(jìn)劑；降傾點(diǎn)劑如聚甲基丙烯酸甲酯；多效添加劑如硫化的二硫代氨基甲酸氧鑰、硫化的有機(jī)二硫代磷酸氧鑰、氧鑰單酸甘油酯(oxymolybdenum monoglyceride)、氧鑰二乙基化的酰胺(oxymolybdenum diethylate amide)、胺-鑰絡(luò)合物和含硫的鑰絡(luò)合物等。[0032]也可以加入固體材料如石墨、滑石粉、金屬粉末和各種聚合物如聚乙烯蠟以賦予特殊性質(zhì)。
[0033]件質(zhì)
[0034]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述潤滑脂組合物展示出使用ASTM D2596-10 (“測量潤滑脂的極限壓力性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(四球法)(StandardTest Method for Measurement ofExtreme-Pressure Properties of Lubricating Grease (Four-Ball Method)，，)測量的優(yōu)異的極端壓力性質(zhì)。在該試驗(yàn)中，可進(jìn)行兩項(xiàng)測定:加荷磨損指數(shù)和燒結(jié)點(diǎn)。
[0035]加荷磨損指數(shù)是在所施加的加荷下潤滑劑防止磨損的能力的度量。該指數(shù)越大，潤滑脂的潛在承載性質(zhì)越好。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述潤滑脂組合物具有至少85的加荷磨損指數(shù)值；在另一實(shí)施方案中，所述潤滑脂組合物具有至少100的加荷磨損指數(shù)值；在又一實(shí)施方案中，所述潤滑脂組合物具有至少115的加荷磨損指數(shù)值；在又一實(shí)施方案中，所述潤滑脂組合物具有至少130的加荷磨損指數(shù)值。
[0036]燒結(jié)點(diǎn)為滑動(dòng)表面在其下粘住且隨后燒結(jié)的最低施加負(fù)荷的度量，其指示已經(jīng)超過了潤滑脂的極端壓力水平。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述潤滑脂組合物具有大于500kg，例如至少600kg或至少700kg或至少800kg的燒結(jié)點(diǎn)。
[0037]潤滑脂組合物在低溫(-22 T)下的泵送性使用如在“潤滑工程師手冊(TheLubrication Engineers Manual)，，,第三版,Association for Iron & Steel Technology,第156-157頁,2007中所述的林肯集中潤滑系統(tǒng)模擬器(Lincoln Ventmeter)試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)。該試驗(yàn)評(píng)價(jià)潤滑脂在較低溫度下流動(dòng)穿過集中潤滑系統(tǒng)的能力。
[0038]實(shí)施例:提供以下實(shí)施例來說明本發(fā)明。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于在這些實(shí)施例中描述的特殊情況和細(xì)節(jié)。
[0039]實(shí)施例1
[0040]潤滑脂組合物通過將以下組分共混在一起來制備:65.8重量％的PAO基礎(chǔ)油的混合物、18.5重量％的Li復(fù)合增稠劑、2.5重量％極端壓力劑、5.0重量％的MoS2和8.2重量％抗磨及其他常規(guī)添加劑。
[0041]實(shí)施例2
[0042]將本發(fā)明的潤滑脂(實(shí)施例1)與設(shè)計(jì)用于非公路應(yīng)用的多種商業(yè)特重載極端壓力潤滑脂相比較。商業(yè)潤滑脂A不含MoS2。商業(yè)潤滑脂B含有5重量％的此32。結(jié)果列在表I中。
[0043]表1
[0044]
【權(quán)利要求】
1.潤滑脂組合物，其包含: a)主要量的合成基礎(chǔ)油； b)鋰復(fù)合增稠劑； c)至少一種極端壓力劑；和 d)基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的二硫化鑰。
2.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述潤滑脂具有通過ASTMD2596-10所測定的至少85的加荷磨損指數(shù)值。
3.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述潤滑脂具有通過ASTMD2596-10所測定的至少600kg的燒結(jié)點(diǎn)。
4.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述合成基礎(chǔ)油包含至少一種聚a-烯烴基礎(chǔ)油。
5.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述合成基礎(chǔ)油在40°C下具有150mm2/s-250mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度。
6.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述鋰復(fù)合增稠劑在所述潤滑脂組合物中的濃度基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)在2-30重量％范圍內(nèi)。
7.權(quán)利要求1的潤滑脂組合物，其中所述極端壓力劑在所述潤滑脂組合物中的濃度基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)在0.25-5重量％范圍內(nèi)。
8.制造潤滑脂組合物的方法，其包括將以下組分共混在一起: a)主要量的合成基礎(chǔ)油； b)鋰復(fù)合增稠劑； c)至少一種極端壓力劑；和 d)基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的二硫化鑰。
9.潤滑軸承、表面及其他潤滑過的組件的方法，其包括使用包含以下組分的潤滑脂組合物: a)主要量的合成基礎(chǔ)油； b)鋰復(fù)合增稠劑； c)至少一種極端壓力劑；和 d)基于所述潤滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的二硫化鑰。
【文檔編號(hào)】C10M169/04GK103608442SQ201280030783
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月27日
【發(fā)明者】S·貝雷特, G·L·費(fèi)根 申請人:雪佛龍美國公司