用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于摩擦改进剂技术领域，具体涉及一种用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂及其制备方法和应用。所述用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂，由全氟烷基乙基醇与含苯二羧酸或含苯二酸酐在催化剂作用下进行反应，再与碱进行成盐反应得到。本发明专利技术的氟化摩擦改进剂具有长链全氟烷基端链，通过乙基醇与苯环刚性结构成酯相连，再形成不同类型羧酸碱，其所含酯基的极性、长链氟烷基的氟油溶解性、长链羧酸盐的分散性、化合物长链线性纤维结构，既提供了在含氟润滑脂中的油溶性和油膜吸附性，又提供了一定的抗磨取向性和油脂分散性，各方面的协同作用使该系列化合物适合用于对全氟聚醚润滑油脂进行性能改善。脂进行性能改善。

【技术实现步骤摘要】
用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于摩擦改进剂
，具体涉及一种用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]润滑油脂是工业生产生活中不可缺少的材料，广泛应用于各个领域。改善润滑油脂的性能对节约能源、原材料，延长机械使用寿命具有重要的意义。润滑油脂分为润滑油和润滑脂，润滑脂一般由基础油、稠化剂和添加剂混合而成，其中占比最高的是基础油，约占75％以上；其次是稠化剂，约占15～20％；添加剂仅占少于5％左右，但起到改善润滑脂摩擦性能，延长使用寿命的关键作用。
[0003]润滑脂具有独特的流变性能，在常温和静止状态下呈固体状态，能够保持自己的形状而不流动，能吸附在金属表面而不滑落。在高温或受到一定外力作用时，它又像液体一般流动，对机械表面形成油膜给与其一定润滑，保护其不受损伤。正由于其独特的流变性能，润滑脂能够满足机械零件变速运动的使用要求，既能在机械零件高速运动时提供足够的黏度和较小的摩擦力矩，又能在低速或静止时黏度变大，不容易流失。目前，世界上最广泛使用润滑脂润滑的典型机械零件是滚动轴承。据估计，大概有80％以上的滚动轴承和20％的滑动轴承是使用润滑脂润滑。但从润滑脂的应用领域来看，各种机械设备都离不开润滑脂。
[0004]随着电子工业、航空航天产业、机器人产业和电动元器件技术的快速发展，对小型化、高转速、长寿命、精密化和低噪声设备的要求越来越高，成为轴承和其它机械设备发展的重要方向。当机械设备在高温环境下高速运转时，作为其重要组成部分的润滑脂将经受严峻考验，这对润滑脂的性能提出了更高的要求。
[0005]一般来说传统润滑脂的使用在120℃以下，如钙基润滑脂使用温度不高于60℃，通用锂基润滑脂的使用温度不高于120℃。最高使用温度超过120℃的润滑脂一般称为高温润滑脂，如复合锂基润滑脂、复合钡基润滑脂、复合铝基润滑脂、聚脲润滑脂、膨润土润滑脂、硅脂、全氟聚醚脂、氟硅脂等。复合皂类高温润滑脂其最高使用温度极限一般不超过200℃，如需在更高温度下使用则可选聚脲脂或苯基含量较高的硅脂，其短时间可使用至200℃以上，而长期使用在200
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250℃的润滑脂则以聚四氟乙烯稠化的含氟润滑脂最受推崇。
[0006]含氟润滑脂一般是由氟硅型基础油(全氟聚醚油或氟硅油)、稠化剂聚四氟乙烯(PTFE)细粉与添加剂调配精制而成。所用原料氟硅基础油和PTFE均具有其特殊优良的性能，因此含氟润滑脂兼具有优异的热稳定性、化学惰性、抗辐射性、低饱和蒸气压、良好的润滑性以及黏温特性等。当然，一些其它固体也适合作为含氟润滑脂的稠化剂，如蒙脱土、三聚氰基二酰胺、氮化硼、氧化锌、石墨粉等。稠化剂成分对含氟润滑脂的传热、抗磨和润滑性能有很大影响，具体根据需求进行配方设计。含氟润滑脂目前已广泛用于航空航天、智能机器、纺织印染、3D打印、食品加工等行业，也适用于精密仪器、办公设备、无尘室设备的零部件的终生全寿命润滑，用途广泛，发展前景广阔。
[0007]含氟润滑脂极性很低，与通常使用的润滑油脂添加剂不容，所以不能使用常规添加剂作为其成分添加到配方中。针对不同工况需求开发具有特殊功能的含氟润滑脂一直是当前生产商所关注的方向。而为了提高产品的相关性能，合成制备合适的能够与含氟基础油脂兼容的添加剂也一直是生产厂家所关注的重要方向。
[0008]专利CN111100724A中提到以全氟羧酸盐作为含氟润滑脂的添加剂来改善其安定性，延长了润滑脂的使用和贮存寿命。
[0009]专利CN109097163A提供了一种长寿命全天候的含氟润滑脂及其制备方法和应用，其中加入了0.02～1.2％防锈添加剂改善其防锈性能。
[0010]专利CN108715768A提供了一种长寿命高温轴承含氟润滑脂及其制备方法和应用，配方中加入添加剂0.01～0.5％以解决结焦积碳、蒸发过快和无法长期提供润滑保护等技术问题。
[0011]专利CN107557125A提供一种全氟聚醚型导电润滑脂及其制备方法，加入了少量导电炭黑添加剂解决了现有产品中缺乏导电性的技术问题。
[0012]专利CN111876220A提供一种耐化学介质氟硅润滑脂及其制备方法，配方中包括1～15％的高温性能改进剂。
[0013]专利111635803A提供了一种长寿命轴承含氟润滑脂及其制备方法，配方中含有抗磨极压添加剂1％～5％以提高抗磨和极压性能。
[0014]专利CN101724493A中提供了一种具有优良的导电性、摩擦系数低的的白色全氟聚醚润滑脂组合物，加入了1～50％的导电性氧化钛以提高导电与抗磨减摩性能。
[0015]专利CN101724495A中则以树枝或鳞片状银粉、导电氧化锌等作为添加剂加入到含氟润滑脂中，以满足该油脂导电、抗磨、长使用寿命的需求。
[0016]专利CN108264956A中以K型全氟聚醚的衍生物为添加剂添加到含氟润滑脂中，具有适配性高、降低噪音和摩擦系数、延长使用寿命等优点。
[0017]专利CN108699477A则提供了一种含氟润滑剂组合物，其具有充分的耐微振磨损性，即使在高温环境下使用也能够充分抑制其由轴承处漏出。该专利技术的润滑剂组合物加入了作为添加剂的多元醇酯、脲基润滑脂及二烷基二硫代磷酸锌等增加其综合性能。
[0018]专利CN102676285A则公开了一种全氟高温润滑脂，由基础油、稠化剂和添加剂组成，所述添加剂为磷氰、癸二酸钠、辛二酸钠、三氧化二锑的一种或几种。
[0019]从上述专利来看，其含氟润滑脂中都添加有不同类型的添加剂，其中包括市面常见的通用润滑油脂的普通碳烃类添加剂和不同种类的金属盐，或常见的无机抗磨剂。一方面普通碳烃类添加剂与氟油脂相容性较差，会在高温下有分油析出；另一方面无机型抗磨剂会产生大量灰分，最终仍会影响机械的使用寿命；而普通的长链全氟类羧酸盐则由于分子量低，结构过于柔软，在抗磨性能上存在先天缺陷。

技术实现思路

[0020]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂，灰分较少，没有无机盐成分，具有良好的减摩抗磨性能；本专利技术还提供其制备方法和应用。
[0021]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案如下：
[0022]所述用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂，其结构如式(Ⅰ)所示，
[0023][0024]其中，n为4～12之间的整数；X为苯、萘、联苯或降冰片烯；Y为Na、K、Mg、Ca、Ba、Ce或NH4。
[0025]优选地，所述氟化摩擦改进剂的结构式为CFn
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AF1
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Y、CFn
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Y、CFn...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂，其特征在于：结构如式(Ⅰ)所示，其中，n为4～12之间的整数；X为苯、萘、联苯或降冰片烯；Y为Na、K、Mg、Ca、Ba、Ce或NH4。2.根据权利要求1所述的用于含氟润滑脂的氟化摩擦改进剂，其特征在于：氟化摩擦改进剂的结构式为CFn
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Y、CFn
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AF8
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Y中的一种，其中n为分子式左侧氟碳链的碳数，为4～12之间的整数；Y为羧酸所接的阳离子原子，为Na、K、Mg、Ca、Ba、Ce或NH4；所述CFn
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Y结构式为所述CFn
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Y结构式为所述CFn
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Y结构式为所述CFn
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Y结构式为所述CFn
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AF7
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Y结构式为所述CFn
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【专利技术属性】
技术研发人员：王汉利，姜滢，王军，李勇，卢丹，孙英鹏，
申请(专利权)人：山东华夏神舟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：