本發(fā)明屬于潤滑脂技術領域，特別是涉及一種渦輪蝸桿潤滑脂組合物及制備方法。
背景技術：
常見的渦輪蝸桿傳動是由鋼制的渦輪和銅制的蝸桿相嚙合來傳遞運動和動力的。常見的渦輪蝸桿傳動是鋼質蝸桿和銅制蝸輪相嚙合來傳遞運動和動力的。它除具有體積小、速比大、運轉平穩(wěn)、噪音低和承載能力高的優(yōu)點外，不易潤滑是這種傳動形勢的主要缺陷。蝸桿與蝸輪齒面間的相對滑動速度大，但用于形成潤滑油楔的特定方向的速度分量偏小。造成潤滑脂不易進入齒間嚙合區(qū)，從而造成摩擦損失。因此，渦輪蝸桿傳動相對于其它齒輪傳動形式來講效率偏低，溫度偏高。當承受重載或沖擊載荷時，銅質蝸輪還會發(fā)生膠合失效。在工業(yè)應用中，為了彌補改傳動形式的固有缺陷，就需要選用品質優(yōu)良的專用潤滑脂，即渦輪蝸桿脂。它能在一定程度上提高渦輪傳動的效率，降低溫升，并有效抑制膠合的發(fā)生。
蝸桿傳動由于齒面間的滑動較大且齒的接觸時間比齒輪傳動相對較長，摩擦磨損情況突出。因此，不宜采用一般齒輪油來潤滑。一般要求基礎油的粘度較大，并有較高的粘度指數(shù)，油性要好，且含有某些特殊添加劑，總的要求有一下幾點：
(1)潤滑脂要有良好的減摩特性，摩擦系數(shù)要小。
(2)在較高溫度時要有好的抗氧化老化性能，潤滑脂的安定性要好。
(3)添加劑要適合鋼-銅摩擦副的特殊要求。
既要有好的抗極壓性能和減摩、抗磨性能，還要對銅不起腐蝕作用。適用于鋼對鋼齒輪副的潤滑脂對鋼制齒面的點蝕和瞬時高溫膠合有抑制作用，但對蝸桿副未必有針對性。因鋼與銅的接觸和膠合機理與之不盡相同，且常用的硫磷、氯型添加劑對青銅且有很強的腐蝕性，易促使蝸輪齒面產(chǎn)生腐蝕、微孔和白斑、綠斑，反而使磨損增加。因此，蝸輪脂在配制時對基礎油和添加劑的復合、選配就較復雜些。
(4)渦輪蝸桿脂要有較好的低溫性能，亦即基礎油的傾點要低。這一點對于蝸桿傳動常用高粘度的潤滑脂來說尤其重要，因為當環(huán)境溫度低于零度以下時，蝸桿傳動起動過程中由于油的凝固將造成嚙合區(qū)缺油現(xiàn)象，產(chǎn)生嚴重事故。
本發(fā)明提供一種用于渦輪蝸桿的潤滑脂組合物及制備方法，用于渦輪蝸桿的潤滑脂的基礎組分比例為：基礎油85～90％；稠化劑9～10％；以基礎組分的量為抗氧劑0.5～1％；防銹劑0.05％；結構改善劑0.5～2％，增粘劑0.5～1％。本發(fā)明配方科學合理，制備工藝簡單，提供的潤滑脂不僅具有優(yōu)良的抗水性、抗氧化性好，還具有機械安定性好、抗極壓性好、高低溫性能和防腐效果極佳等優(yōu)點，可較好的滿足渦輪蝸桿的潤滑使用要求，該潤滑脂的使用溫度范圍為-30～150℃。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對上述渦輪蝸桿潤滑脂出現(xiàn)使用性能差導致潤滑不良等問題，提出一種用于渦輪蝸桿的潤滑脂組合物及其制備方法，該潤滑脂具有突出的抗水性、抗氧化性好、機械安定性好、抗極壓性好、高低溫性能和防腐防護效果極佳的優(yōu)點。
在保證其通用性能前提下，通過合理控制潤滑脂的配方組成和制備工藝獲得一種性能優(yōu)良的潤滑脂。
本發(fā)明的技術如下：
一種渦輪蝸桿潤滑脂組合物，其特征在于按組合物的總重量百分數(shù)計，包括以下組分：
基礎油 85～90％；
稠化劑 10～15％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
其中，稠化劑為脂肪酸與堿的水溶液反應生成，其中脂肪酸為12-羥基硬脂酸和癸二酸的混合物，堿為氫氧化鋰和與氫氧化鈣的混合物。
基礎油是合成油的混合物，具體為美孚PAO100：美孚PAO40＝4:1?；A油100℃粘度范圍在10～30mm2/s。優(yōu)選100℃黏度為10～20mm2/s?；A油的凝點不大于-30℃.
抗氧劑為酚類抗氧劑，抗氧劑為液體高相對分子質量酚。優(yōu)選抗氧劑為液體高相對分子質量酚(Ciba，L135)；
防銹劑為苯并三氮唑。
極壓抗磨劑為二丁基二硫代氨基甲酸鉬或1,3,4-三唑取代物。
增粘劑選用乙丙共聚物。
本發(fā)明所使用的潤滑脂制備方法和步驟如下：
將60％的基礎油加入反應釜中，投入12-羥基硬脂酸和癸二酸，加熱使其完全融化，再在釜內加入20％的基礎油使溫度降至80～85℃，加入30％的氫氧化鋰和氫氧化鈣的水溶液，加熱到85～92℃開始皂化；皂化結束升溫，物料溫度升至100～110℃，滴加剩余氫氧化鋰的水溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后物料溫度升至最高溫度190～200℃，恒溫5～8分鐘。加入剩余的20％基礎油，使釜內溫度降到160～170℃，加入抗氧劑，攪拌均勻。繼續(xù)降溫，降到80℃以下加入防銹劑、極壓抗磨劑和增粘劑，繼續(xù)攪拌。待稠度合適，經(jīng)研磨和脫氣等后處理工序得到成品潤滑脂。
本發(fā)明的潤滑脂具有下述優(yōu)點：獨特的混合稠化劑類型，使得該潤滑脂的抗水性能和剪切性能突出；適宜的基礎油種類與配比，賦予潤滑脂優(yōu)良的低溫和粘溫性能，能夠很好的滿足渦輪蝸桿附件本身-30～70℃的寬溫使用要求；合理的配方和適宜的工藝條件獲得了均勻的皂纖維結構，有效的提高了潤滑脂的膠體穩(wěn)定性，制備的潤滑脂不僅具有突出的抗水性、抗氧化性，還具有分油率低、蒸發(fā)損失小、剪切穩(wěn)定性高、高低溫性能和防腐防護效果好等特點，可較好的滿足渦輪蝸桿的使用要求，該潤滑脂的使用溫度范圍為-30～150℃。
根據(jù)本發(fā)明所述的實例性實施方案渦輪蝸桿潤滑脂與市售潤滑脂的典型數(shù)據(jù)見下表：
具體實施方式
實施例1：各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 85％；
12-羥：癸二酸＝5:1 15％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將125g 12-羥基硬脂酸、25g癸二酸和510基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入170g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入7.66g單水氫氧化鋰和3.83g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的15.32g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入170g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑10g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑20g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
由上表可知，本發(fā)明的潤滑脂具有較好的剪切安定性、抗水性、膠體安定性、抗氧化安定性、防銹防腐蝕性以及蒸發(fā)損失小等性能特點。
實施例2：各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 86％；
12-羥：癸二酸＝5:1 14％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將117g 12-羥基硬脂酸、23g癸二酸和520基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入170g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入7.15g單水氫氧化鋰和3.57g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的14.30g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入170g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑10g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑20g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
由上表可知，本發(fā)明的潤滑脂具有較好的剪切安定性、抗氧化安定性、抗水性、防銹防腐蝕性以及蒸發(fā)損失小等性能。
實施例3：各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 87％；
12-羥：癸二酸＝5:1 13％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將108g 12-羥基硬脂酸、22g癸二酸和520基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入180g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入6.64g單水氫氧化鋰和3.32g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的13.27g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入170g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑10g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑10g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
由上表可知，本發(fā)明的潤滑脂具有突出的抗氧化安定性和剪切安定性，較好的耐低溫性、抗水性、膠體安定性、抗氧化安定性和蒸發(fā)損失小等性能特點。
實施例4:各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 88％；
12-羥：癸二酸＝5:1 12％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將100g 12-羥基硬脂酸、20g癸二酸和530基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入180g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入6.13g單水氫氧化鋰和3.06g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的12.25g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入170g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑10g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑10g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
由上表可知，本發(fā)明的潤滑脂具有蒸發(fā)損失小，剪切安定性、抗水性、膠體安定性、抗氧化安定性均較好等性能特點。
實施例5：各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 90％；
12-羥：癸二酸＝5:1 10％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將83g 12-羥基硬脂酸、17g癸二酸和540基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入180g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入5.11g單水氫氧化鋰和2.55g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的10.21g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入180g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑5g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑5g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
施例6：各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 91％；
12-羥：癸二酸＝5:1 9％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將75g 12-羥基硬脂酸、15g癸二酸和540基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入190g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入4.59g單水氫氧化鋰和2.30g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的9.19g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入180g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑5g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑10g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
由上表可知，由于超出配方要求，該樣品的稠度已經(jīng)超出性能指標要求，不符合該產(chǎn)品規(guī)格，所以不能按照此配方進行生產(chǎn)。
施例7：各組分按組合物的總重量計，包括：
PAO 100：PAO 40＝4:1 84％；
12-羥：癸二酸＝5:1 16％；
按上述兩組份總量，加入以下添加劑質量百分比：
將135g 12-羥基硬脂酸、25g癸二酸和500基礎油(凝點為-30℃，100℃黏度為20mm2/s)投入到反應釜中，加熱到至完全熔化，再加入170g基礎油使釜內溫度降至85～92℃，加入8.05g單水氫氧化鋰和4.03g氫氧化鈣配置的水溶液進行皂化，皂化結束后升溫，升溫至100～110℃，滴加剩余的16.11g氫氧化鋰(1：5水)溶液，滴加結束后開始升溫排水，排水結束后升溫至195～200℃后，自然降溫，溫度到180℃左右時加入170g基礎油待溫度降至160～170℃時，加入抗氧劑5g，溫度繼續(xù)下降至80℃一下時加入極壓抗磨劑10g，防銹劑0.5g，增粘劑10g。經(jīng)研磨、脫氣等后處理工藝得到渦輪蝸桿潤滑脂。本發(fā)明配方工藝制得的潤滑脂性能列于下表：
由上表可知，由于超出配方要求，該樣品的稠度已經(jīng)超出性能指標要求，不符合該產(chǎn)品規(guī)格，所以不能按照此配方進行生產(chǎn)。
按照本發(fā)明所列原料和制備方法制備出的渦輪蝸桿潤滑脂和現(xiàn)有市售潤滑脂性能比較可以看出：
(1)本發(fā)明的潤滑脂的延長工作錐入度與工作錐入度的差值明顯小于市售潤滑脂，這與本發(fā)明的潤滑脂具有剪切穩(wěn)定性高具有一致性；
(2)本發(fā)明的潤滑脂浸泡在水中并在較高溫度下保持一定時間，實驗后水中無油層出現(xiàn)，且浸入水中的潤滑脂保持完好，無乳化和變色出現(xiàn)，明顯好于市售潤滑脂，這與本發(fā)明的潤滑脂具有突出的抗水性具有一致性；
(3)本發(fā)明的潤滑脂在規(guī)定的溫度和時間下，其分油量和蒸發(fā)損失量小，明顯好于市售潤滑脂，這與本發(fā)明的潤滑脂具有膠體安定性好、蒸發(fā)損失小具有一致性；
(4)本發(fā)明的潤滑脂在滴點、低溫轉矩(-30℃)、鋼片腐蝕等結果上均較佳，這與本發(fā)明的潤滑脂具有耐高低溫性能和防腐防銹性能好具有一致性。
本發(fā)明提出的一種渦輪蝸桿潤滑脂配方及制備方法，已經(jīng)通過較佳的實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發(fā)明內容、精神和范圍內對本文所述的組分和方法進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內容中。