一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成：微納米天然礦物微粉5%-45%，油溶性納米金屬顆粒2%-15%，性能調(diào)節(jié)劑5%-30%，催化劑1%-5%，表面改性劑3%-20%，分散介質(zhì)30%-70%。本發(fā)明提供的一種環(huán)境友好型高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，具有良好的理化相容性，并可顯著改善其潤(rùn)滑抗磨特性，提升潤(rùn)滑油的服役壽命，延長(zhǎng)換油周期，顯著降低能量和資源消耗；適用范圍廣，能夠在摩擦副表面誘發(fā)形成富含Si的保護(hù)層，顯著提高摩擦表面的磨損抗力和潤(rùn)滑能力，實(shí)現(xiàn)裝備運(yùn)行表面的原位在線強(qiáng)化與修復(fù)；其制備采用油基“細(xì)化-改性-分散”一體化工藝，具有效率高、成本低、效果好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種潤(rùn)滑劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,機(jī)械裝備正朝著高速、重載、智能和高精度方向發(fā)展，其設(shè)計(jì)運(yùn)行條件日益苛刻，因摩擦磨損造成的局部微損傷成為其過(guò)早失效的重要誘因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年因摩擦導(dǎo)致的能源消耗約占一次性能源總量的1/3~1/2 ;2007年中國(guó)工程院發(fā)布的摩擦學(xué)調(diào)查報(bào)告指出:2006年我國(guó)因摩擦磨損造成的損失高達(dá)9500億元，占當(dāng)年⑶P的4.5%，且失效設(shè)備約有80%的損壞部件是源于各種形式的磨損。一些大型設(shè)備極易因關(guān)鍵部件在高溫、重載和貧油等工況下的磨損造成性能的急劇減弱或喪失。因此，機(jī)械關(guān)鍵零部件苛刻工況下的摩擦磨損仍是造成能源消耗、環(huán)境污染和制約設(shè)備安全可靠性的核心科學(xué)問(wèn)題之一。而這一難題的解決，不僅依賴于材料和裝備技術(shù)的提升，而且更大程度取決于減摩和潤(rùn)滑技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新。
[0003]提高機(jī)械設(shè)備的摩擦磨損性能和使用壽命主要有以下幾種途徑:①遵照經(jīng)典摩擦學(xué)原理，實(shí)施摩擦系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)；②依據(jù)材料設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，開(kāi)發(fā)新型高性能材料利用先進(jìn)的表面技術(shù)，改善材料的表面狀態(tài)和性能；④基于多因素協(xié)同作用，致力于潤(rùn)滑條件的改善。上述方法均在不同程度上改善了機(jī)械設(shè)備的摩擦磨損特性，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜、運(yùn)行條件日漸苛刻，其快速磨損問(wèn)題仍未得到根本解決。相對(duì)而言，除采用先進(jìn)的表面技術(shù)對(duì)材料表面進(jìn)行局部改性外，改善潤(rùn)滑條件則是降低設(shè)備的摩擦磨損、提高其安全可靠性的較為經(jīng)濟(jì)且行之有效的途徑。
[0004]微納米潤(rùn)滑添加劑因其在高溫潤(rùn)滑、承載能力及環(huán)境友好等方面的優(yōu)異特性成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。目前，國(guó)內(nèi)外研究者已對(duì)微納米潤(rùn)滑材料的設(shè)計(jì)、制備、分散及其摩擦學(xué)行為與機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，相繼開(kāi)發(fā)了納米金屬單質(zhì)、納米氧化物、納米硼酸鹽、納米碳酸鹽、納米有機(jī)顆粒和納米稀土等多種納米潤(rùn)滑添加劑，如張書達(dá)等發(fā)明了納米金剛石等碳質(zhì)潤(rùn)滑添加劑(專利號(hào)CN1414074A)用于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑；楊海濱發(fā)明了納米金屬潤(rùn)滑添加劑(專利號(hào)CN1255532A)顯著提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性；張啟峰等基于納米BN、納米Cu、Mo等成功復(fù)合納米金屬陶瓷潤(rùn)滑添加劑(專利號(hào)CN101186856A)。上述傳統(tǒng)的納米材料盡管具有粒度均勻可控、易于分散、摩擦學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，但其具有制備成本高、效率低、對(duì)設(shè)備易產(chǎn)生腐蝕等副作用，大大限制了其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何開(kāi)發(fā)功能全面、成本低廉、節(jié)能環(huán)保的新型潤(rùn)滑添加劑成為國(guó)內(nèi)外研究者所面臨的一項(xiàng)新的理論和技術(shù)難題。
[0005]上世紀(jì)80年代解密于前蘇聯(lián)的軍工技術(shù)一 “摩擦表面原位修復(fù)技術(shù)”，突破了傳統(tǒng)的潤(rùn)滑添加劑設(shè)計(jì)理念，給人們帶來(lái)了全新的思路。其基本原理是以一種復(fù)合礦物微粉為原料，制備金屬磨損修復(fù)劑，能夠在金屬表面形成一種高硬度、耐腐蝕的修復(fù)層，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。我國(guó)自上世紀(jì)90年代，先后從俄羅斯、烏克蘭引入這項(xiàng)技術(shù)，并開(kāi)展金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的研發(fā)工作。如董偉達(dá)開(kāi)發(fā)了一種機(jī)械零件摩擦表面的修復(fù)方法(專利號(hào)1391059A);金元生等發(fā)明了一種金屬磨損表面形成保護(hù)層的制劑及其制備方法(專利號(hào)CN1858294A)。但迄今為止，與國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品相比，我國(guó)在該類自修復(fù)材料的組分優(yōu)化、分散穩(wěn)定性、適用范圍等方面還存在很大的提升空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，能夠滿足多種工況下機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑和抗磨需求。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉5%-45%
油溶性納米金屬顆粒2%-15%
性能調(diào)節(jié)劑5%-30%
催化劑1%-5%
表面改性劑3%-20%
分散介質(zhì)30%-70%。
[0009]前微納米天然礦物微粉平·均粒徑為3-10 μ m，所述微納米天然礦物微粉以天然蛇紋巖、天然凹凸棒粘土、天然膨潤(rùn)土、天然海泡石中的一種或其混合物為原料制得。
[0010]前述油溶性納米金屬顆粒為納米鎳、納米鉍、納米銅、納米稀土化合物中的一種或其混合物。
[0011]前述納米鎳的粒徑為IO-1OOnm ;所述納米秘的粒徑為10_50nm ;所述納米銅的粒徑為10-50nm ;納米稀土化合物的粒徑為20_80nm。
[0012]前述催化劑為長(zhǎng)鏈有機(jī)貴金屬多胺鹽，由磷酸銨鹽、氨基磺酸鹽、釕-乙酰氨基催化劑、吡啶氨基鎳中的兩種組成，摩爾比為1:2-1:10。
[0013]前述表面改性劑至少為硅烷偶聯(lián)劑、長(zhǎng)鏈有機(jī)酸、二烷基二硫代磷酸鋅、十六烷基三甲基溴化銨、六偏磷酸鈉、磺酸鈣中的一種。
[0014]性能調(diào)節(jié)劑至少含有T307極壓抗磨劑、T151分散劑、T153分散劑、T154分散劑、T202抗氧腐蝕劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑或T602降凝劑中的一種。
[0015]分散介質(zhì)為PA08、PA012、PA040 聚 α 烯烴基礎(chǔ)油或 150SN、350SN、500N、650SN 加
氫基礎(chǔ)油中的一種。
[0016]一種制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，其特征在于:包括以下步驟:
1)將復(fù)合礦物微粉按設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500-1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5-4.0小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為300-800度，保溫時(shí)間為0.5-5.0小時(shí)；
2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和分散介質(zhì)按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為3500-4500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為
2.0-8.0小時(shí)，得到濃縮液；
3)將油溶性納米金屬粉體按設(shè)計(jì)比例添至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為500-1000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5-4.0小時(shí)；4)將步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式壓力過(guò)濾器中過(guò)濾，即得高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑。
[0017]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明提供的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，
1)具有良好的理化相容性，并可顯著改善其潤(rùn)滑抗磨特性，提升潤(rùn)滑油的服役壽命，延長(zhǎng)換油周期，顯著降低能量和資源消耗；
2)能夠在動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，在金屬摩擦副表面誘發(fā)形成強(qiáng)化保護(hù)膜，改善摩擦副的表面形貌，提高其力學(xué)性能和磨損抗力，提高設(shè)備的服役效率并延長(zhǎng)其服役壽命；
3)作為一種無(wú)S、P復(fù)合潤(rùn)滑劑，除對(duì)機(jī)械裝備具有節(jié)能、減噪、減振、動(dòng)力維護(hù)等功效外，還能顯著降低設(shè)備的有毒尾氣排放，屬于一種環(huán)境友好型潤(rùn)滑制劑；
4)對(duì)多種重載機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵摩擦副的材質(zhì)、接觸方式和潤(rùn)滑油均具有良好的使用效果，具有很寬廣的適用范圍。
[0018]本發(fā)明采用的油基“細(xì)化一改性一分散”一體化制備方法，降低了對(duì)原料粉體粒度的要求，縮短了制備流程，效率高、成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的優(yōu)選實(shí)施例的摩擦系數(shù)測(cè)試圖；. 圖2是本發(fā)明的磨損率測(cè)試圖；
圖3是采用基礎(chǔ)油的磨損表面形貌圖；
圖4是采用基礎(chǔ)油+5%復(fù)合潤(rùn)滑劑的磨損表面形貌圖；
圖5是采用基礎(chǔ)油的磨損表面元素組成圖；
圖6是采用基礎(chǔ)油+5%復(fù)合潤(rùn)滑劑的磨損表面元素組成圖；
圖7為采用基礎(chǔ)油的磨損截面形貌圖；
圖8為采用基礎(chǔ)油+5%復(fù)合潤(rùn)滑劑的磨損截面形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0021]實(shí)施例1
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉45%
油溶性納米金屬顆粒2%
性能調(diào)節(jié)劑5%
催化劑1%
表面改性劑3%
分散介質(zhì)44%。
[0022]微納米天然礦物微粉平均粒徑為3 μ m，是以天然蛇紋巖為原料制得。
[0023]油溶性納米金屬顆粒為納米銅、納米鎳和納米氧化鈰按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)3:1:1組成。納米銅的粒徑為50nm ;納米鎳的粒徑80nm,納米氧化鋪的粒徑為60nm。
[0024]催化劑由釕-乙酰氨基催化劑和吡啶氨基鎳組成，其摩爾比為1:2。[0025]表面改性劑由油酸、二烷基二硫代磷酸鋅和磺酸鈣按照摩爾比2:1:2組成。
[0026]性能調(diào)節(jié)劑為T307極壓抗磨劑、T153分散劑、T202抗氧腐蝕劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑和T602降凝劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:5:1:1:1組成。
[0027]分散介質(zhì)為聚α烯烴基礎(chǔ)油ΡΑ08。
[0028]制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，包括以下步驟: 1)將復(fù)合礦物微粉按照設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為4.0小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為300度，保溫時(shí)間為5.0小時(shí)；
2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和ΡΑ08基礎(chǔ)油按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為4500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為2.0小時(shí)，最終形成均一、穩(wěn)定的乳黃色濃縮液；
3)將油溶性納米金屬粉體按照設(shè)計(jì)的比例添加至步驟2)所形成的乳黃色濃縮液中，進(jìn)一步在高能研磨腔中研磨，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5小時(shí)，形成均勻穩(wěn)定的深褐色濃縮液。
[0029]4)步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式過(guò)濾器中以去除懸浮在溶液中的大顆粒磨屑或少量的催化劑結(jié)晶顆粒，即得。
[0030]實(shí)施例2
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉25%
油溶性納米金屬顆粒10%
性能調(diào)節(jié)劑10%
催化劑3%
表面改性劑12%
分散介質(zhì)40%。
[0031]微納米天然礦物微粉平均粒徑為3 μ m的天然蛇紋巖和直徑為10nm、長(zhǎng)約500nm天然凹土纖維按照質(zhì)量比10:1組成。
[0032]油溶性納米金屬顆粒為納米銅、納米鉍和納米氧化鑭按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2:2:1。納米銅的粒徑為50nm ;納米秘的粒徑20nm ;納米氧化鑭的粒徑為50nm。
[0033]催化劑由氨基磺酸鹽和釕-乙酰氨基催化劑組成，其摩爾比為5:1。
[0034]表面改性劑由為硅烷偶聯(lián)劑、二烷基二硫代磷酸鋅和十六烷基三甲基溴化銨、按照摩爾比1:2:2組成。
[0035]性能調(diào)節(jié)劑為T153分散劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑和T602降凝劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)5:1:1組成。
[0036]分散介質(zhì)為聚α烯烴基礎(chǔ)油ΡΑ012。
[0037]制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，包括以下步驟:
I)將復(fù)合礦物微粉按照設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為4.0小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為550度，保溫時(shí)間為2.5小時(shí)；
2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和ΡΑ012基礎(chǔ)油按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為3.0小時(shí)，最終形成均一、穩(wěn)定的深黃色濃縮液；
3)將油溶性納米金屬粉體按照設(shè)計(jì)的比例添加至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘,時(shí)間為4.0小時(shí),形成均勻穩(wěn)定的黃褐色濃縮液。
[0038]4)步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式過(guò)濾器中以去除懸浮在溶液中的大顆粒磨屑或少量的催化劑結(jié)晶顆粒，即得。
[0039]實(shí)施例3
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉5%
油溶性納米金屬顆粒15%
性能調(diào)節(jié)劑15%
催化劑5%
表面改性劑5%
潤(rùn)滑油載體55%。
[0040]微納米天然礦物微 粉由直徑為10nm、長(zhǎng)約500nm天然凹土纖維和天然膨潤(rùn)土按照質(zhì)量比1:20組成。
[0041]油溶性納米金屬顆粒為納米鎳、納米鉍和納米氟化鑭按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:2: 2。納米鎳的粒徑為80nm ;納米秘的粒徑20nm ;納米氟化鑭的粒徑為80nm。
[0042]催化劑由氨基磺酸鹽和吡啶氨基鎳組成，其摩爾比為10:1。
[0043]表面改性劑由為硅烷偶聯(lián)劑、十六烷基三甲基溴化銨和磺酸鈣按照摩爾比1: 1: 3組成。
[0044]性能調(diào)節(jié)劑為T154分散劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑和T602降凝劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)8:1:1組成。
[0045]分散介質(zhì)為聚α烯烴基礎(chǔ)油ΡΑ040。
[0046]制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，包括以下步驟:
I)將復(fù)合礦物微粉按照設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為650度，保溫時(shí)間為1.0小時(shí)；
2 )將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和ΡΑ040基礎(chǔ)油按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為8.0小時(shí)，最終形成均一、穩(wěn)定的黃褐色濃縮液；
3)將油溶性納米金屬粉體按照設(shè)計(jì)的比例添加至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘,時(shí)間為2.0小時(shí),形成均勻穩(wěn)定的黃褐色濃縮液。
[0047]4)步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式過(guò)濾器中以去除懸浮在溶液中的大顆粒磨屑或少量的催化劑結(jié)晶顆粒，即得。
[0048]實(shí)施例4
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉15%
油溶性納米金屬顆粒5%性能調(diào)節(jié)劑20%
催化劑4%
表面改性劑20%
潤(rùn)滑油載體36%。
[0049]微納米天然礦物微粉由平均粒徑為3 μ m的天然蛇紋巖和天然膨潤(rùn)土按照質(zhì)量比3:1組成。
[0050]油溶性納米金屬顆粒為納米銅和納米氟化鑭按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:4。納米鎳的粒徑為80nm ;納米氟化鑭的粒徑為80nm。
[0051]催化劑由磷酸銨鹽和釕-乙酰氨基催化劑組成，其摩爾比為4:1。
[0052]表面改性劑由為硅烷偶聯(lián)劑、二烷基二硫代磷酸鋅和磺酸鈣按照摩爾比2:2:1組成。
[0053]性能調(diào)節(jié)劑為T151分散劑、T153分散劑和T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)5:4:1組成。
[0054]分散介質(zhì)為650SN加氫基礎(chǔ)油。
[0055]制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，包括以下步驟:
I)將復(fù)合礦物微粉按照設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為700度，保溫時(shí)間為1.0小時(shí)；
2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和650SN基礎(chǔ)油按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為6.0小時(shí)，最終形成均一、穩(wěn)定的褐色濃縮液；
3)將油溶性納米金屬粉體按照設(shè)計(jì)的比例添加至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘,時(shí)間為2.0小時(shí),形成均勻穩(wěn)定的黃褐色濃縮液。
[0056]4)步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式過(guò)濾器中以去除懸浮在溶液中的大顆粒磨屑或少量的催化劑結(jié)晶顆粒，即得。
[0057]實(shí)施例5
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉10%
油溶性納米金屬顆粒10%
性能調(diào)節(jié)劑30%
催化劑1%
表面改性劑9%
潤(rùn)滑油載體40%。
[0058]微納米天然礦物微粉由平均粒徑為3 μ m的天然蛇紋巖和海泡石按照質(zhì)量比6:4組成。
[0059]油溶性納米金屬顆粒為納米鉍和納米銅按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2:3。納米鉍的粒徑為20nm ;納米銅的粒徑為50nm。
[0060]催化劑由氨基磺酸鹽和吡啶氨基鎳中的兩種組成，其摩爾比為9:1。
[0061]表面改性劑由硅烷偶聯(lián)劑、十六烷基三甲基溴化銨和磺酸鈣按照摩爾比3:1:1組成。
[0062]性能調(diào)節(jié)劑為T151分散劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑和T602降凝劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)6:3:1組成。
[0063]分散介質(zhì)為長(zhǎng)城500SN加氫基礎(chǔ)油。
[0064]制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，包括以下步驟:
I)將復(fù)合礦物微粉按照設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為750度，保溫時(shí)間為0.5小時(shí)；
2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和500SN基礎(chǔ)油按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為8.0小時(shí)，最終形成均一、穩(wěn)定的深褐色濃縮液；
3)將油溶性納米金屬粉體按照設(shè)計(jì)的比例添加至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘,時(shí)間為0.5小時(shí),形成均勻穩(wěn)定的深褐色濃縮液。
[0065]4)步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式過(guò)濾器中以去除懸浮在溶液中的大顆粒磨屑或少量的催化劑結(jié)晶顆粒，即得。
[0066]實(shí)施例6
一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成:
微納米天然礦物微粉5%
油溶性納米金屬顆粒5%
性能調(diào)節(jié)劑12%
催化劑3%
表面改性劑5%
潤(rùn)滑油載體70%
微納米天然礦物微粉由直徑為10nm、長(zhǎng)約500nm的天然凹土纖維組成。
[0067]油溶性納米金屬顆粒為納米鎳和納米鉍按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:1。納米鎳的粒徑為80nm ;納米秘的粒徑為20nm。
[0068]催化劑由釕-乙酰氨基催化劑和吡啶氨基鎳中組成，其摩爾比為3:2。
[0069]表面改性劑由硅烷偶聯(lián)劑、十六烷基三甲基溴化銨和六偏磷酸鈉按照摩爾比2:2:1組成。
[0070]性能調(diào)節(jié)劑為T307極壓抗磨劑、T154分散劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑和T602降凝劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2:6:1:1組成。
[0071]分散介質(zhì)為150SN加氫基礎(chǔ)油。
[0072]制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，包括以下步驟:
I)將復(fù)合礦物微粉按照設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為4.0小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為800度，保溫時(shí)間為0.5小時(shí)；
2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和150SN基礎(chǔ)油按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為8.0小時(shí)，最終形成均一、穩(wěn)定的紅褐色濃縮液；3)將油溶性納米金屬粉體按照設(shè)計(jì)的比例添加至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為4.0小時(shí)，形成均勻穩(wěn)定的深褐色濃縮液。
[0073]4)步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式過(guò)濾器中以去除懸浮在溶液中的大顆粒磨屑或少量的催化劑結(jié)晶顆粒，即得。
[0074]實(shí)驗(yàn)1:將制備好的復(fù)合潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的比例添加至長(zhǎng)城⑶15W-40柴油機(jī)潤(rùn)滑油中，采用德國(guó)Optimal SRV-1V型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了其摩擦學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)載荷為50N、頻率10-30Ηζ、時(shí)間90分鐘。如圖1和圖2所示，復(fù)合潤(rùn)滑劑存在時(shí)，摩擦系數(shù)為
0.180-θ.210，基礎(chǔ)油潤(rùn)滑時(shí)摩擦學(xué)系數(shù)為0.110-θ.135，平均摩擦系數(shù)降低約30%，其上下試樣的磨損率分別較基礎(chǔ)油潤(rùn)滑時(shí)降低41%和43%。復(fù)合潤(rùn)滑劑存在時(shí)，摩擦表面的損傷程度較基礎(chǔ)油潤(rùn)滑時(shí)顯著減輕，摩擦表面很平整光滑、無(wú)明顯的劃痕和犁溝等損傷痕跡，且含有較多的Si元素，分別如圖3-圖6所示。由圖7和圖8所示的磨損截面分析發(fā)現(xiàn)復(fù)合潤(rùn)滑劑能在摩擦副表面誘發(fā)形成厚約1.2 μ m的均勻保護(hù)膜。
[0075]實(shí)驗(yàn)2:將制備好的復(fù)合潤(rùn)滑劑按照重量分?jǐn)?shù)2%的比例添加至FBK 46#高級(jí)汽輪機(jī)油中進(jìn)行軸承臺(tái)架試驗(yàn)。試驗(yàn)在常州光洋軸承有限公司進(jìn)行，采用的設(shè)備為杭州軸承質(zhì)檢中心研制的ABLT-1型軸承壽命試驗(yàn)機(jī)，軸承為NUP309NEV型全填充圓柱滾子軸承。首先按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6391-2003/IS0281:1990對(duì)滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷和額定壽命的測(cè)試要求，將軸承在FBK 46#汽輪機(jī)油潤(rùn)滑時(shí)運(yùn)行48小時(shí)，產(chǎn)生一定的預(yù)損傷；然后將復(fù)合潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%加至汽輪機(jī)油中，經(jīng)30分鐘怠速運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)，每隔48小時(shí)停機(jī)對(duì)軸承振動(dòng)及游隙、內(nèi)圈滾道粗糙度及圓度、振動(dòng)、噪聲、輥?zhàn)颖砻嫘蚊策M(jìn)行分析檢測(cè)。經(jīng)48小時(shí)修復(fù)后，軸承的上述指標(biāo)均顯著改善，而經(jīng)192小時(shí)修復(fù)后，軸承的上述指標(biāo)均得到有效的恢復(fù)，其中輥?zhàn)拥谋砻娲植诙燃皥A度優(yōu)于新軸承的原始狀態(tài)。
[0076]實(shí)驗(yàn)3:將制備好的復(fù)合潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的比例添加至冷床鏈子減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，其潤(rùn)滑系統(tǒng)采用的是320#重負(fù)荷齒輪油，用油量為300升，換油周期為24個(gè)月。試驗(yàn)在鞍鋼股份有限公司無(wú)縫鋼管廠熱一工作區(qū)進(jìn)行，一臺(tái)減速機(jī)為320#齒輪油潤(rùn)滑，另一臺(tái)為含有5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合自修復(fù)劑的320#齒輪油，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)I小時(shí)后，兩臺(tái)減速機(jī)進(jìn)行同樣條件的作業(yè)，分別記下初始的工作電流和箱體溫度，并檢測(cè)潤(rùn)滑油的粘度指數(shù)、酸值、雜質(zhì)、乳化等理化性能參數(shù)，然后持續(xù)2周后對(duì)比兩臺(tái)設(shè)備上述指標(biāo)的變化。結(jié)果表明:復(fù)合潤(rùn)滑劑的存在，能使平均工作電流和箱體工作溫度分別降低18.1%和25.7%，具有優(yōu)異的節(jié)能降溫效果。同時(shí)，復(fù)合潤(rùn)滑劑存在時(shí)，持續(xù)運(yùn)行2周后，油液的粘度及機(jī)械雜質(zhì)含量略有上升，酸值并未上升，反而略有下降，抗乳化性能保持不變，表明復(fù)合潤(rùn)滑劑能夠很好的維持潤(rùn)滑油的理化性能指標(biāo)，二者之間具有良好的理化相容性，顯著降低其變質(zhì)傾向。
[0077]實(shí)驗(yàn)4:將制備好的復(fù)合潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的比例添至皮帶減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，其潤(rùn)滑系統(tǒng)采用的是工業(yè)齒輪油，用油量為50升/臺(tái)，換油周期為6個(gè)月。試驗(yàn)在鞍鋼股份有限公司化工總廠C104工段和C105工段各選I臺(tái)DCY350輸煤焦皮帶減速機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。電機(jī)功率75KW，電壓380V，2臺(tái)減速機(jī)均服役了 5年以上，工作時(shí)伴有異常噪聲。將復(fù)合潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%.的比例添至減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)，測(cè)試試驗(yàn)前后電機(jī)工作電流、齒輪箱油溫，評(píng)價(jià)其節(jié)能效果。結(jié)果表明:復(fù)合潤(rùn)滑劑能夠顯著改善減速機(jī)齒輪摩擦副之間的配合間隙，降低其摩擦磨損，使工作電流和油溫分別降低約16%和33%，起到節(jié)能降耗的效果。據(jù)估計(jì)，每臺(tái)減速機(jī)每年可節(jié)電約25000元。
[0078]實(shí)驗(yàn)5:將制備好的復(fù)合潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%添至離心水泵潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。試驗(yàn)在鞍鋼股份有限公司無(wú)縫鋼管廠進(jìn)行。所用水泵為熱二工作區(qū)SM401型離心送水泵。電機(jī)功率為90KW，電壓為380V。設(shè)備用油為TSE68抗磨汽輪機(jī)油，用量為10L，換油周期為6個(gè)月。分別考察有無(wú)自修復(fù)劑狀態(tài)下I周之內(nèi)水泵的工作狀態(tài)差異，即工作平均電流、電機(jī)端軸溫、軸承箱油溫、水泵端軸溫、水泵工作壓力等變化情況。對(duì)比可見(jiàn)，復(fù)合潤(rùn)滑劑添加后，水泵的工作電流下降明顯，達(dá)到了 8.6%;關(guān)鍵部件如電機(jī)、軸承、泵軸等工作溫度降幅達(dá)8.2%~19.0%，表明運(yùn)行部件之間的摩擦磨損顯著降低。同時(shí)，水泵的工作壓力得到很好的保持，工作狀態(tài)穩(wěn)定。對(duì)節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益初步評(píng)估可見(jiàn)，每臺(tái)水泵按照年工作時(shí)間90%，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電約19000元，顯著節(jié)約了設(shè)備的運(yùn)行成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，泵體各組成部件之間配合良好，摩擦磨損較低，能夠有效的提高水泵的工作效率和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命，降低維修費(fèi)用。
[0079]實(shí)驗(yàn)6:將制備好的復(fù)合潤(rùn)滑劑用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能降耗試驗(yàn)。在中國(guó)重汽選用兩臺(tái)服役工況及折舊程度相似的汽車作為比較對(duì)象。兩臺(tái)車分別運(yùn)行了約8萬(wàn)公里，裝配的是斯太爾發(fā)動(dòng)機(jī)，噪聲、振動(dòng)較大。兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均更換機(jī)油，并向其中一臺(tái)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的復(fù)合自修復(fù)劑，對(duì)比兩臺(tái)汽車在30km/tT80km/h范圍內(nèi)的等速油耗。發(fā)現(xiàn)換油后持續(xù)運(yùn)行約3000km后，添加有復(fù)合潤(rùn)滑劑的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲、振動(dòng)顯著減小，其等速油耗較無(wú)復(fù)合潤(rùn)滑劑的發(fā)動(dòng)機(jī)降低約7.2^12.9%，節(jié)能效果顯著。
[0080]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的·保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成: 微納米天然礦物微粉5%-45%
油溶性納米金屬顆粒2%-15% 性能調(diào)節(jié)劑5%-30% 催化劑1%-5% 表面改性劑3%-20% 分散介質(zhì)30%-70%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述微納米天然礦物微粉平均粒徑為3-10 μ m，所述微納米天然礦物微粉以天然蛇紋巖、天然凹凸棒粘土、天然膨潤(rùn)土、天然海泡石中的一種或其混合物為原料制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述油溶性納米金屬顆粒為納米鎳、納米鉍、納米銅、納米稀土化合物中的一種或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述納米鎳的粒徑為IO-1OOnm ;所述納米秘的粒徑為10_50nm ;所述納米銅的粒徑為10_50nm ;納米稀土化合物的粒徑為20-80nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述催化劑為長(zhǎng)鏈有機(jī)貴金屬多胺鹽，由磷酸銨鹽、氨基磺酸鹽、釕-乙酰氨基催化劑、吡啶氨基鎳中的兩種組成，摩爾比為1:2-1:10。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述表面改性劑至少為硅烷偶聯(lián)劑、長(zhǎng)鏈有機(jī)酸、二烷基二硫代磷酸鋅、十六烷基三甲基溴化銨、六偏磷酸鈉、磺酸鈣中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:性能調(diào)節(jié)劑至少含有T307極壓抗磨劑、T151分散劑、T153分散劑、T154分散劑、T202抗氧腐蝕劑、T605粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑或T602降凝劑中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑，其特征在于:分散介質(zhì)為PA08、PA012、PA040聚α烯烴基礎(chǔ)油或150SN、350SN、500N、650SN加氫基礎(chǔ)油中的一種。
9.一種制備高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑的方法，其特征在于:包括以下步驟: I)將復(fù)合礦物微粉按設(shè)計(jì)的比例稱量，采用攪拌磨法均勻混合并進(jìn)行預(yù)先熱活化處理；高速攪拌研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500-1500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5-4.0小時(shí)；熱活化處理采用馬弗爐，溫度為300-800度，保溫時(shí)間為0.5-5.0小時(shí)； 2)將步驟I)處理得到的復(fù)合礦物微粉、表面改進(jìn)劑、反應(yīng)催化劑、性能調(diào)節(jié)劑和分散介質(zhì)按照設(shè)定的比例同時(shí)加入至高能研磨腔中研磨；轉(zhuǎn)速為3500-4500轉(zhuǎn)/分鐘,時(shí)間為·2.0-8.0小時(shí)，得到濃縮液； 3)將油溶性納米金屬粉體按設(shè)計(jì)比例添至步驟2)所形成的濃縮液中，進(jìn)一步高能研磨，轉(zhuǎn)速為500-1000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為0.5-4.0小時(shí)；
4)將步驟3)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入1000目袋式壓力過(guò)濾器中過(guò)濾，即得高速重載裝備用復(fù)合潤(rùn)滑劑。
【文檔編號(hào)】C10M169/04GK103589487SQ201310542096
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】張保森, 程江波 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院