有机金属盐组合物用于减轻白色腐蚀裂纹形成的用途制造技术

本发明专利技术涉及有机金属盐组合物作为润滑添加剂和/或润滑添加剂组合物用于减轻白色腐蚀裂纹(WEC)形成的用途。裂纹(WEC)形成的用途。裂纹(WEC)形成的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机金属盐组合物用于减轻白色腐蚀裂纹形成的用途


[0001]本专利技术涉及有机金属盐组合物作为润滑添加剂和/或润滑添加剂组合物用于减轻白色腐蚀裂纹(WEC)形成的用途。
[0002]该盐组合物特别适用于与包含第一金属组分、第二金属组分和包含第一金属组分的颗粒的活化复合物组合。

技术介绍

[0003]由脂肪酸制备的有机金属盐经常被掺入到油和油脂中以提供具有特殊性能的润滑组合物。有机金属盐可以基于不同的金属元素，其中铜基添加剂因其在此类润滑剂中的有效性而是优选的。
[0004]几种类型的铜化合物，包括铜的二硫代磷酸盐、二硫代氨基甲酸盐、磺酸盐、羧酸盐、乙酰丙酮盐和酚盐，以及铜的硬脂酸盐和棕榈酸盐，已显示出显著降低的摩擦和磨损。
[0005]当在液体润滑剂或油脂、燃料、切削液和液压流体中用作多功能添加剂以减少摩擦和磨损时，铜基有机金属化合物可以提供最大的益处。
[0006]此类可用于减少摩擦和磨损的有机金属盐组合物已在WO 2017/005967和US10144896中进行了描述。然而，并非所有的有机金属盐组合物都能防止或减轻上述导致重型机械设备(诸如风力涡轮机)故障的问题。
[0007]风力涡轮机是经受异常高的力和扭矩的设备的示例。其他工业设备也可能经受类似的力。特别是，此类设备中的轴承可能会经受由所述高的力和扭矩引起的增加的负载和高应力，这最终会导致意外和过早的故障。
[0008]这种广泛的摩擦故障由因形成亚表面三维分支裂纹而导致的金属疲劳引起。裂纹以白色腐蚀微结构为边界，因此命名为白色腐蚀裂纹(WEC)。
[0009]这些裂纹不同于在恶劣操作条件下发生的其他类型的常规微观结构变化和影响。尚未发现它们与常规磨损有关，并且WEC会影响金属表面和亚表面两者。因此，普通润滑并非该问题的解决之道。
[0010]WEC通常在中等的速度和载荷下发展，最终导致过早故障。使用标准程序评估疲劳寿命时，这些故障是不可预测的。这些问题并非特定于特定设备制造商或组件设计。WEC出现在具有不同的轴承类型、润滑剂和钢材品级的各种工业应用中。这是一个特别严重的问题，因为尚未完全了解WEC的原因。在实验室测试设备上重现WEC的形成也很困难。因此，对于WEC形成的机制或根本原因尚无共识。
[0011]似乎导致WEC的关键因素是钢表面的摩擦化学氢渗透，其尤其是在高滑动能量条件下导致氢脆化。已发现用某些类型的润滑剂配方时WEC可能更普遍，因为润滑剂是导致所述脆化的氢的潜在来源之一。因此，现有技术的常规润滑剂和润滑添加剂实际上会增加WEC的风险。例如，基于高活性硫磷化学的极压抗磨添加剂导致这种风险增加。这些类型的添加剂能损坏金属表面，并且实际上可以促进微点蚀，从而导致过早的WEC故障。因此，迫切需要有效和持久的技术对策来解决WEC问题。
[0012]已被推动为减轻WEC的一种潜在解决方案是使用含有高粘度聚
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α
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烯烃基础油料的润滑剂。粘度通常被认为是润滑剂最重要的特性之一。如果油的粘度太低，则润滑剂将不会提供足够的膜来分隔运动部件。在流体动力润滑期间，较高粘度的润滑剂抵抗剪切或“一层润滑剂从另一层剥离”。由于存在更耐用和坚固的润滑膜，这有助于最大限度地减少金属与金属的接触。这在某些苛刻的条件下尤其有利，诸如冲击荷载和连续重荷载，其中较高粘度的润滑剂或更有可能保持其正常的流体动力膜状态。因此，理论上这应该会减少导致WEC问题的裂纹扩展。然而，使用粘度过高的润滑剂也存在重大缺陷。它们具有较差的低温性能和更大的流动阻力。粘度过大的润滑剂流动不足会导致由于可泵性差而造成的乏油润滑(lubrication starvation)。这个问题在寒冷的环境条件下尤其严重，实际上会增加金属与金属直接接触和表面损坏的风险。因此，仍然需要对于WEC问题的改进解决方案。
[0013]此外，尽管在润滑添加剂和润滑油配方技术方面都取得了进步，但仍然需要提供针对更多具体问题(诸如上述的WEC)的防护的润滑油添加剂，这些具体问题导致重型机械设备故障。

技术实现思路

[0014]因此，本专利技术的目的是至少减轻上述缺点，特别是与WEC的形成有关的缺点。
[0015]本专利技术的另一个目的是提供可用于防止或至少减轻机械设备中白色腐蚀裂纹形成的润滑添加剂和/或润滑添加剂组合物。
[0016]本专利技术的一个额外目的是提供一种不仅减少摩擦而且能够提高磨损防护的添加剂组合物，该组合物由铜基有机金属盐与其他合适的组分组合而成。
[0017]本专利技术的又一个目的是提供高性能润滑剂，该润滑剂通过保护机械部件免受接触疲劳破坏，可以确保机械系统的长寿命运行；还可以保护摩擦表面免受氢磨损；并能够通过选择性转移自我修复磨损和损伤。
[0018]这些目的可以通过使用本文所述的润滑剂组合物保护摩擦表面来实现。
[0019]本专利技术由独立权利要求的特征限定。在从属权利要求中限定了一些特定实施方案。
[0020]令人惊讶和出乎意料地发现，与现有润滑剂相比，本文所述的有机金属盐组合物以优异的方式减轻WEC。
[0021]已知与其他组分组合的这种类型的有机金属盐减少了摩擦并提供了针对常规磨损的改进的防护，但此类添加剂以前从未用作针对WEC的技术解决方案。
[0022]因此，本专利技术涉及有机金属盐组合物作为润滑添加剂和/或润滑添加剂组合物用于减轻白色腐蚀裂纹(WEC)形成的用途。
[0023]所使用的有机金属盐组合物衍生自铜和至少一种长链一元羧酸(通常为脂肪酸)，用于产生具有改进的减轻WEC形成的能力的润滑添加剂组合物。这种润滑添加剂组合物可以用其他合适的组分一起配制，从而不仅可以减少WEC，还可以减少摩擦。
[0024]除了提供减少的WEC之外，这些润滑添加剂组合物还具有进一步的优点，诸如能够提高磨损防护、更长的换油期和减少的维护以及延长的操作寿命。
[0025]这些润滑添加剂组合物也不包含大量的可促进WEC形成的磷基或硫基化合物，因此本专利技术中的这些添加剂组合物不会造成高活性磷基或硫基化合物典型的侵蚀性化学侵
袭，也不会使经润滑的机械设备中摩擦表面的状况变差。
[0026]用本文所述的有机金属盐组合物和润滑剂组合物实现的另一个优点是它们在各种浓度和各种条件下在所有四种类型的烃类基础油(I
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IV类)中具有高溶解度。这是对用作润滑剂的常规有机金属盐的改进，因为它们通常并不特别可溶于II
‑
IV类烃油。
[0027]高溶解度是指基于视觉评估，组合物与基础油完全混溶，并且在储存时不分离或形成沉淀物或凝胶。评估通常在18℃至24℃范围内的温度下进行。
附图说明
[0028]图1是图示被根据本专利技术的润滑添加剂处理的钢膜阻挡的氢的量的曲线图，使用未经处理的膜作为参考。
具体实施方式
[0029]定义
[0030]在本文中，术语“长链羧酸”旨在涵盖具有长度为C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.有机金属盐组合物用于减轻白色腐蚀裂纹(WEC)形成的用途，所述有机金属盐组合物包含一种或更多种长链一元羧酸的铜盐。2.根据权利要求1所述的有机金属盐组合物的用途，其中所述长链羧酸是不饱和酸。3.根据权利要求1所述的有机金属盐组合物的用途，其中所述长链羧酸是亚麻酸、亚油酸或油酸，优选油酸。4.根据权利要求1所述的有机金属盐组合物的用途，其中所述一种或更多种长链羧酸的铜盐是油酸铜。5.根据权利要求1所述的有机金属盐组合物的用途，其中所述组合物包含一种或两种不同的长链一元羧酸的盐。6.根据权利要求1所述的有机金属盐组合物的用途，其中所述组合物使用使长链羧酸与碳酸铜反应的步骤来制备。7.根据权利要求5所述的有机金属盐组合物的用途，其中所述羧酸与所述碳酸盐反应物的铜的摩尔比在1:1至20:1的范围内。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：AB纳诺技术公司，
类型：发明
国别省市：