潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)通常涉及用于極端壓力應(yīng)用的潤(rùn)滑脂組合物。
[0002]背景
[0003]對(duì)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(rùn)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(rùn)滑脂。這些潤(rùn)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(rùn)滑脂穿過長(zhǎng)供應(yīng)管線的重型設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)。
[0005]遠(yuǎn)程應(yīng)用的關(guān)鍵特點(diǎn)在于潤(rùn)滑脂提供優(yōu)異的低溫泵送性和啟動(dòng)性。潤(rùn)滑脂在較高溫度下面對(duì)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(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂過度流態(tài)化或粘性不足，這種運(yùn)動(dòng)會(huì)引起潤(rùn)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(duì)于較高性能的需求不斷增加，將希望提供展示出改善的潤(rùn)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(rùn)滑脂。
`[0008]概述`
[0009]一方面，本 申請(qǐng)人:提供潤(rùn)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(rùn)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(qǐng)人:提供制造潤(rùn)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(rùn)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(qǐng)人:提供潤(rùn)滑軸承、表面及其他潤(rùn)滑過的組件的方法，其包括使用潤(rùn)滑脂組合物，所述潤(rùn)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(rùn)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(rùn)滑粘度的油
[0014]潤(rùn)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(rùn)滑脂組合物中的濃度為至少約50重量％?；谒鰸?rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)，基礎(chǔ)油在所述潤(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂組合物中的量基于所述潤(rùn)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(rùn)滑脂組合物中的量基于所述潤(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂組合物中的量基于所述潤(rùn)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(rùn)滑脂組合物中的量基于所述潤(rùn)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(rùn)滑脂添加劑加入所述潤(rùn)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(rùn)滑脂組合物展示出使用ASTM D2596-10 (“測(cè)量潤(rùn)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(cè)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(cè)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(rùn)滑劑防止磨損的能力的度量。該指數(shù)越大，潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂的極端壓力水平。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述潤(rùn)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(rùn)滑脂組合物在低溫(-22 T)下的泵送性使用如在“潤(rùn)滑工程師手冊(cè)(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(rùn)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(rùn)滑脂在較低溫度下流動(dòng)穿過集中潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂相比較。商業(yè)潤(rùn)滑脂A不含MoS2。商業(yè)潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂組合物，其中所述潤(rùn)滑脂具有通過ASTMD2596-10所測(cè)定的至少85的加荷磨損指數(shù)值。
3.權(quán)利要求1的潤(rùn)滑脂組合物，其中所述潤(rùn)滑脂具有通過ASTMD2596-10所測(cè)定的至少600kg的燒結(jié)點(diǎn)。
4.權(quán)利要求1的潤(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂組合物，其中所述鋰復(fù)合增稠劑在所述潤(rùn)滑脂組合物中的濃度基于所述潤(rùn)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(rùn)滑脂組合物，其中所述極端壓力劑在所述潤(rùn)滑脂組合物中的濃度基于所述潤(rùn)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(rùn)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(rùn)滑脂組合物的總重量計(jì)至少5重量％的二硫化鑰。
9.潤(rùn)滑軸承、表面及其他潤(rùn)滑過的組件的方法，其包括使用包含以下組分的潤(rùn)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(rùn)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(qǐng)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(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司