本發(fā)明涉及一種低載荷潤滑油，主要應(yīng)用于微電機(jī)及其它精密儀器中含油軸承的潤滑，屬于潤滑油及潤滑油添加劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，微型電機(jī)的用量與日俱增，尤其是在汽車及家電領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。但是，微型電機(jī)運(yùn)行過程中，由于鋼軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與軸承產(chǎn)生摩擦，引起噪音和磨損進(jìn)而出現(xiàn)電機(jī)使用壽命縮短等問題。一般微型電機(jī)使用的含油軸承具有多孔結(jié)構(gòu)，主要由鐵、銅、鉛、鋅以及碳等粉末為原料經(jīng)過燒結(jié)壓制而成，潤滑油通過注入到多孔中，在非運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，潤滑油充滿其孔隙；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸回轉(zhuǎn)因摩擦而發(fā)熱，軸瓦熱膨脹使孔隙減小，于是，潤滑油溢出，進(jìn)入軸承間隙；當(dāng)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，軸瓦冷卻，孔隙恢復(fù)，潤滑油又被吸回孔隙而實(shí)現(xiàn)終身潤滑?，F(xiàn)代微型電機(jī)產(chǎn)品具有向高性能、小體積方向發(fā)展的趨勢(shì)，越來越高的轉(zhuǎn)速對(duì)潤滑油提出了更高的要求。

專利US19950413306提供的一種用于微電機(jī)中含油軸承的潤滑油組合物，主要包括基礎(chǔ)油和含有至少一種具有12～30碳原子烴基的亞磷酸氫二烴酯和磷酸三烴酯中選擇的化合物，用來降低摩擦系數(shù)和改善對(duì)軸承材料的適應(yīng)性；專利JP2007046030A公開了一種含油軸承用潤滑劑，其使用1～100％質(zhì)量分?jǐn)?shù)離子液體配合含磷潤滑劑配制的含油軸承組合物，具有蒸汽壓低、著火危險(xiǎn)性小、耐熱性優(yōu)異、防靜電等優(yōu)點(diǎn)，然而由于離子液體的加入，導(dǎo)致潤滑劑產(chǎn)品的低溫性能差，無法在較低溫度下保持流動(dòng)狀態(tài)；專利CN103666691A公布了一種高速電機(jī)軸承潤滑油，采用低粘度的PAO作為基礎(chǔ)油，使用硫磷丁辛伯烷基鋅鹽作為抗磨劑加上其余添加劑組合而成，具有較好的潤滑性和極壓抗磨性；其中，硫磷丁辛伯烷基鋅鹽雖然有很好的極壓性能，然而其熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種低載荷潤滑油，能夠生成均勻且穩(wěn)定的保護(hù)膜隔開摩擦副表面，從而提高潤滑油的抗磨性能，降低并穩(wěn)定摩擦系數(shù)。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

一種低載荷潤滑油，其中包含有咪唑啉衍生物和含磷無灰抗磨劑。

按上述方案，所述低載荷潤滑油中，咪唑啉衍生物和含磷無灰抗磨劑的添加質(zhì)量百分比以低載荷潤滑油中的基礎(chǔ)油為基準(zhǔn)計(jì)，分別為0.2～2％和0.2～5％。

按上述方案，所述的咪唑啉衍生物，其結(jié)構(gòu)通式如式Ⅰ所示：

其中，R₁選自C₄～C₁₈烷基，R₂選自-NH₂或者-OH。

優(yōu)選地，所述的咪唑啉衍生物主要包括1-羥乙基-2-月桂基咪唑啉、1-羥乙基-2-油基咪唑啉、1-羥乙基-2-十八烷基咪唑啉、1-氨基乙基-2-月桂基咪唑啉、1-氨基乙基-2-油基咪唑啉、1-氨基乙基-2-十八烷基咪唑啉等，可以選自其中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。

按上述方案，所述的含磷無灰抗磨劑主要包括亞磷酸酯、磷酸酯、膦酸酯、硫代磷酸酯中的一種或者幾種混合物。

優(yōu)選地，所述的含磷無灰抗磨劑的結(jié)構(gòu)通式如式Ⅱ中所示：

其中，R選自H、C₂～C₂₀烷基、苯基或者C₁～C₅烷基化苯基。

優(yōu)選地，所述的含磷無灰抗磨劑主要選自亞磷酸二正丁酯、亞磷酸三丁酯、亞磷酸三壬苯基酯、亞磷酸三苯基酯、亞磷酸三異丙基酯、亞磷酸三異辛基酯、亞磷酸三月桂基酯、亞磷酸三異癸基酯、亞磷酸二苯基異癸基酯、亞磷酸乙基己基二苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三(丙基苯基)酯、二乙基磷酸酯、二丁基磷酸酯、二-2-乙基己基磷酸酯、二-十二烷基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、二油基磷酸酯、二-十八烷基磷酸酯、二正丁基己基膦酸酯、二正丁基苯基膦酸酯、二乙基苯基膦酸酯、硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸二-2-乙基己基酯、硫代磷酸二-2-十二烷基酯、丁基三苯基硫代磷酸酯等中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。

按上述方案，所述的低載荷為50～300N。

本發(fā)明提供一種低載荷潤滑油的配方。該低載荷潤滑油的配方，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)為：基礎(chǔ)油100份，含磷無灰抗磨劑0.2～5份，咪唑啉衍生物0.2～2份，抗氧劑0.1～1份，抗泡劑0.01～0.05份，粘度指數(shù)改進(jìn)劑2～8份。

按上述方案，所述基礎(chǔ)油為烴類基礎(chǔ)油。具體地，所述基礎(chǔ)油主要包括美國石油協(xié)會(huì)分類中的Ⅲ類或Ⅳ類(PAO)基礎(chǔ)油，可以選自其中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。

按上述方案，所述的抗氧劑為酚類抗氧劑，主要包括T502、T502A、T504、Irganox L115、Irganox L130、Irganox L134、Irganox L135等型號(hào)，可以選自其中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。

按上述方案，所述的抗泡劑為復(fù)合抗泡劑，為硅型抗泡劑和非硅型抗泡劑的混合物。該復(fù)合抗泡劑可以選自T921和T922等型號(hào)中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。

按上述方案，所述的粘度指數(shù)改進(jìn)劑為聚烷基甲基丙烯酸酯(PAMA)，主要包括Viscoplex 8-310、Viscoplex 12-413、Viscoplex 8-400等型號(hào)，可以選自其中的任意一種或幾種按任意比例的混合物。

本發(fā)明還提供上述低載荷潤滑油的制備方法，主要步驟如下：

1)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱取基礎(chǔ)油100份，含磷無灰抗磨劑0.2～5份，咪唑啉衍生物0.2～2份，抗氧劑0.1～1份，抗泡劑0.01～0.05份，粘度指數(shù)改進(jìn)劑2～8份，備用；

2)將基礎(chǔ)油加熱至50～70℃，分別加入抗氧劑、咪唑啉衍生物、抗泡劑、含磷無灰抗磨劑以及粘度指數(shù)改進(jìn)劑；所得混合物保持在50～70℃混合溶解均勻，即可得到低載荷潤滑油成品。

本發(fā)明所述低載荷潤滑油主要針對(duì)含油軸承低載荷的要求，可適用各種車用和家用微型電機(jī)如振動(dòng)馬達(dá)、光驅(qū)馬達(dá)、散熱風(fēng)扇馬達(dá)、玩具馬達(dá)中的含油軸承的潤滑，同時(shí)電子精密儀器的軸心及齒輪中心孔、散熱風(fēng)扇的軸芯、低溫環(huán)境的等低載荷的微型軸承的終身潤滑也可以使用本發(fā)明產(chǎn)品。

本發(fā)明的基本原理：摩擦系數(shù)是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值，它是和表面的粗糙度有關(guān)，而和接觸面積的大小無關(guān)；滑動(dòng)摩擦力是兩物體相互接觸發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的，一般來說，相同載荷的情況下，摩擦系數(shù)越大則動(dòng)摩擦力越大。在本發(fā)明中復(fù)合使用咪唑啉衍生物和含磷無灰抗磨劑，咪唑啉衍生物的五元雜環(huán)中含有兩個(gè)氮原子，在金屬表面能形成動(dòng)態(tài)吸附；而含磷無灰抗磨劑能與Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺等離子發(fā)生螯合作用，在金屬表面形成絡(luò)合物沉淀膜，膜的強(qiáng)度較大，但很難完全覆蓋整個(gè)金屬表面。本發(fā)明中，咪唑啉衍生物和含磷無灰抗磨劑的共同使用可以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，既可以增強(qiáng)保護(hù)膜的強(qiáng)度又可以最大限度地保持膜的完整性，保證摩擦表面相對(duì)光滑，有效降低摩擦系數(shù)并保持摩擦過程的相對(duì)穩(wěn)定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過含磷無灰抗磨劑與咪唑啉衍生物的協(xié)和作用，二者可以在摩擦副表面的吸附，然后在邊界條件下發(fā)生物理和化學(xué)變化，生成均勻且穩(wěn)定的保護(hù)膜隔開摩擦副表面，提高潤滑油的抗磨性能，降低并穩(wěn)定摩擦系數(shù)。

2、本發(fā)明所述的低載荷潤滑油針對(duì)低載荷的特點(diǎn)，通過利用不同添加劑之間的協(xié)同作用在降低摩擦系數(shù)的同時(shí)并保持摩擦系數(shù)的穩(wěn)定，抗磨性質(zhì)得到有效改善，摩擦系數(shù)可降低至0.08～0.1，大幅度降低摩擦副表面的磨損，穩(wěn)定微型電機(jī)運(yùn)行過程中的電流，降低噪音，延長微型電機(jī)的使用壽命。

3、本發(fā)明所述低載荷潤滑油制造方法簡單，且質(zhì)量高，可以含浸于含油軸承應(yīng)用于微型電機(jī)領(lǐng)域，延長電機(jī)的使用周期，而且能在低溫環(huán)境中使用。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中的潤滑油的摩擦系數(shù)曲線，其中A曲線代表PAO4基礎(chǔ)油，B曲線代表國外某品牌含油軸承專用油樣品，C曲線代表實(shí)施例1所制備的潤滑油成品。

圖2為實(shí)施例2中的潤滑油的摩擦系數(shù)曲線，其中A曲線代表PAO4和YUBASE6混合基礎(chǔ)油樣，B曲線代表實(shí)施例2所制備的潤滑油成品。

圖3為實(shí)施例3中的潤滑油的摩擦系數(shù)曲線，其中A曲線代表YUBASE 6基礎(chǔ)油樣，B曲線代表實(shí)施例3所制備的潤滑油成品。

其中，摩擦系數(shù)的測(cè)試條件為：載荷200N，頻率50Hz，振幅1.0mm，時(shí)間為2小時(shí)。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種低載荷潤滑油的配方，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：PAO4基礎(chǔ)油(100度粘度為4mm²s^-1)100份，硫代磷酸三苯酯2份，1-羥乙基-2-十八烷基咪唑啉0.4份，抗氧劑T502A 0.2份，抗泡劑T921 0.01份，粘度指數(shù)改進(jìn)劑Viscoplex 8-400 5份。

上述低載荷潤滑油的制備方法：稱取PAO4基礎(chǔ)油(100度粘度為4mm²s^-1)1000克加熱至60℃，分別加入2gT502A、4克1-羥乙基-2-十八烷基咪唑啉、0.1克T921、20克硫代磷酸三苯酯和50克Viscoplex 8-400，保持60℃攪拌至各組分完全溶解均勻，所得的淺色均勻油樣，即為低載荷潤滑油成品。

將本實(shí)施例所述低載荷潤滑油成品與PAO4基礎(chǔ)油進(jìn)行摩擦系數(shù)對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如圖1所示，本實(shí)施例所述低載荷潤滑油在經(jīng)過一段時(shí)間的磨合后測(cè)得其摩擦系數(shù)為0.07～0.08并保持很穩(wěn)定(如圖1，曲線C)，而相同條件下測(cè)得PAO4基礎(chǔ)油摩擦系數(shù)約為0.16～0.21(如圖1，曲線A)；同時(shí)，選取國外某品牌含油軸承專用油樣品，在相同條件下測(cè)得其摩擦系數(shù)為0.12～0.15(如圖1，曲線B)，較本實(shí)施例所述低載荷潤滑油摩擦系數(shù)高且波動(dòng)較大。

實(shí)施例2

一種低載荷潤滑油的配方，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：PAO4基礎(chǔ)油50份，YUBASE 6(Ⅲ類加氫基礎(chǔ)油，100度粘度為6mm²s^-1)50份，亞磷酸二正丁酯4.5份，1-氨基乙基-2-油基咪唑啉0.5份，抗氧劑Irganox L135 0.8份，抗泡劑T922 0.02份，粘度指數(shù)改進(jìn)劑Viscoplex 8-310 3份。

上述低載荷潤滑油的制備方法：稱取PAO4基礎(chǔ)油和YUBASE 6各500克混合加熱至60℃，分別加入8g Irganox L135、5克1-氨基乙基-2-油基咪唑啉、0.2克T922、45克亞磷酸二正丁酯和30克Viscoplex 8-310，保持60℃攪拌至各組分完全溶解均勻，所得的淺色均勻油樣，即為低載荷潤滑油成品。

將本實(shí)施例所述低載荷潤滑油成品與PAO4和YUBASE 6混合基礎(chǔ)油樣進(jìn)行摩擦系數(shù)對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如圖1所示，本實(shí)施例所述低載荷潤滑油成品測(cè)得其摩擦系數(shù)為0.08～0.09并保持穩(wěn)定(如圖2，曲線B)，而相同條件下測(cè)得混合基礎(chǔ)油摩擦系數(shù)約為0.17～0.2(如圖2，曲線A)。

實(shí)施例3

一種低載荷潤滑油的配方，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：YUBASE 6 100份，磷酸三甲酚酯3份，1-氨基乙基-2-十八烷基咪唑啉1.6份，抗氧劑Irganox L115 0.3份，抗泡劑T922 0.04份，粘度指數(shù)改進(jìn)劑Viscoplex 12-413 8份。

上述低載荷潤滑油的制備方法：稱取YUBASE 6 1000克混合加熱至70℃，分別加入3g Irganox L115、16克1-氨基乙基-2-十八烷基咪唑啉、0.4克T922、30克磷酸三甲酚酯和80克Viscoplex 12-413，保持70℃攪拌至各組分完全溶解均勻，所得的淺色均勻油樣，即為低載荷潤滑油成品。

將本實(shí)施例所述低載荷潤滑油成品與YUBASE 6油樣進(jìn)行摩擦系數(shù)對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如圖3所示，本實(shí)施例所述低載荷潤滑油成品測(cè)得其摩擦系數(shù)為0.07～0.11并保持基本穩(wěn)定(如圖3，曲線B)，而相同條件下測(cè)得混合基礎(chǔ)油摩擦系數(shù)約為0.17～0.22(如圖3，曲線A)。

應(yīng)用例

目前行業(yè)內(nèi)有關(guān)于軸承油標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0017-90，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足含油軸承對(duì)油品的要求，含油軸承專用油目前暫時(shí)還沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，將實(shí)施例1所得低載荷潤滑油應(yīng)用于大連某企業(yè)生產(chǎn)的含油軸承中(含油率在18％以上)并將含油軸承應(yīng)用于廣州某微電機(jī)企業(yè)生產(chǎn)的直流永磁微電機(jī)中，具體參數(shù)為工作電壓3V，功率1.5W，空載轉(zhuǎn)速8800rpm。經(jīng)過兩個(gè)月的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，此電機(jī)仍運(yùn)轉(zhuǎn)正常，運(yùn)行電流維持在0.172～0.195A，距離5cm進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)噪聲在20～24分貝；同等條件下將附圖1中B曲線代表的國外某品牌含油軸承專用油進(jìn)行測(cè)試，運(yùn)行電流和噪聲分別為0.176～0.225A和22～32分貝，相比較而言，本發(fā)明所得潤滑油產(chǎn)品電流和噪聲降低的同時(shí)也更穩(wěn)定；而后將應(yīng)用有本實(shí)施例油樣的微型電機(jī)裝配到某品牌理發(fā)電推子上面，經(jīng)過測(cè)定電推子工作穩(wěn)定，壽命長，完全符合廠家要求。

綜上所述，本發(fā)明主要針對(duì)含油軸承低載荷的要求，選取咪唑啉衍生物和含磷無灰抗磨劑進(jìn)行復(fù)配改進(jìn)抗磨性，尤其體現(xiàn)為降低摩擦系數(shù)和保持摩擦系數(shù)的穩(wěn)定。一般的潤滑油在低載荷下摩擦系數(shù)會(huì)在0.11～0.18之間波動(dòng)，而本發(fā)明所述低載荷潤滑油摩擦系數(shù)可以降低至0.07-0.08之間，良好的潤滑性能保證了含油軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流及噪音的降低。當(dāng)然，本發(fā)明中采用合適的基礎(chǔ)油和輔助添加劑，同時(shí)保證了產(chǎn)品的低溫性、抗氧性、抗泡性，并且不含任何金屬及氯，對(duì)人體無害，符合環(huán)保要求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。