本发明专利技术涉及一种含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物及其制备方法。本发明专利技术提供的润滑剂组合物，包括的组分和各组分质量配比如下：层状硅酸盐矿物１０－２０；表面修饰剂０．１－５；金属催化物０．１－５；性能调节剂组合物１－１０；基础润滑剂７０－８０。制备方法如下：将层状硅酸盐矿物粉按比例混合、研磨，优选出颗粒度Ｄ９０≤３μｍ，之后加入到按表面修饰剂、金属催化物、性能调节剂不同比例配制的基础润滑剂中，进行研磨。使用方法是将其按０．２－１ｗｔ．％加入到设备现有的润滑剂系统中。本发明专利技术提供的润滑剂组合物具有良好的自修复效果、明显的节能降耗效果，摩擦表面形成的修复层提高了基体的硬度，降低了粗糙度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
目前在润滑油领域实用有效的极压抗磨剂均为含硫、磷、氯的物质，虽然有良好的 效果，但也会对环境产生不良的影响，所以研制无硫、磷、氯或低硫、磷、氯的产品为今后极 压抗磨添加剂发展的方向。近年来以天然硅酸盐矿物为混合物的化学制剂具有减摩和动态磨损自修复的作 用，以天然硅酸盐矿物为混合物的化学制剂作为润滑油添加剂需解决的主要问题是(1) 天然硅酸盐矿物的成分、粒度决定了混合物是否具有自修复的作用。粒度大的矿物微粒加 剧了摩擦副的磨损；粒度小的矿物微粒不能介入到摩擦副的润滑膜中，起不到自修复的作 用。(2)某些天然矿物微粒在室温条件下容易吸水，在其结构中形成水合物，需要对矿物微 粒进行脱水处理，但处理过程中需保证原来矿物微粒的性质不变。(3)天然矿物微粒是亲水 疏油的物质，要复配一些功能性修饰剂修饰天然矿物微粒，使其变成亲油疏水的物质，增加 矿物微粒的油溶性。(4)修饰后的矿物微粒加入到润滑油中需要考虑其在润滑油中的悬浮 性和分散性。已有的公开专利技术存在成分复杂，性能不稳定的缺陷；未考虑对润滑油性能的影 响；只涉及了其减摩抗磨的效果，未给出明确的动态磨损自修复效果等问题。如中国专利 CN1317041A，专利技术中未给出组合物的成分百分比范围；中国专利CN 1765803A，专利技术中含有 金属纳米复合粉和天然矿物纳米微粉，未给出天然矿物的成分百分比范围，成分复杂；如中 国专利CN 1464040A，专利技术中颗粒度过大，未考虑颗粒在润滑油中的分散和稳定性，也未给 出催化剂的成分；中国专利CN 185^94A，专利技术中矿物粉含量过高，未给出颗粒度范围；如 中国专利CN 1919954A，实例中铁路机车的缸套与活塞环侧隙，加减摩修复剂后比不加修复 剂的尺寸变化小，但未发现修复现象。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物，并通 过调整该组合物的配方及使用量使之适用于不同工况条件下的各种金属摩擦副(钢-钢， 钢-铜，钢-铝等)，还提供了该添加剂的制备方法及使用方法。本专利技术的技术方案为一种含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物，包 括的组分和各组分的重量份如下层状硅酸盐矿物粉表面修饰剂金属催化物性能调节剂组合物10-20，优选 12-18，最优 15-16 0. 1-5，优选 0. 5-4. 5，最优 1-3 0. 1-5，优选 0. 5-4. 5，最优 1-3 1-10，优选2-8，最优4-63基础润滑剂70-80所述的层状硅酸盐矿物粉是硅酸盐矿物粉和脱水后的硅酸盐矿物粉中的一种或 任意组合物。所述的层状硅酸盐矿物粉是高岭石、多水高岭石、白云母、黑云母、蛭石、伊利石、 坡缕石、海泡石、蛇纹石、滑石、叶腊石矿物粉中的一种或任意组合物。所述的脱水后的层状硅酸盐矿物粉，脱水温度为100°C -1300°C。所述的表面修饰剂是硅烷偶联剂、二甲基硅油、聚甲基硅油中的一种或任意组合 物。所述的金属催化物是元素周期表VIIIB族元素(铁!^e、钴Co、镍Ni、钌Ru、铑诎、 钯Pd、锇Os、铱Ir、钼Pt)和轻稀土元素(镧La、铈Ce、镨ft·、钕Nd、钐Sm、铕Eu，不含钷Rn) 化合物中的一种或任意组合物。所述的性能调节剂组合物是，(A) 一定量的基础油作稀释剂，和一定量的(B)至少 一种无灰分散剂，(C)至少一种金属清净剂，(D)至少一种抗氧抗腐蚀剂。所述的性能调节剂组合物，含至少20wt. %的基础油㈧。所述的基础油㈧为中粘度指数中间基润滑油或中粘度指数石蜡基基础油。所述的性能调节剂组合物，含无灰分散剂⑶10_50wt. %，优选20% -40%。所述的(B)为单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、高分子丁二酰亚胺。所述的性能调节剂组合物，含金属清净剂(C) 0. l-50wt. %，优选0. 5_45%。所述的(C)为烷基水杨酸钙，碱值(TBN)至少140。所述的性能调节剂组合物中含抗氧抗腐蚀剂⑶0. 01-30wt. %，优选 0. 1% -25%。所述的(D)为二烷基二硫代磷酸锌，是碱式锌盐和中性锌盐中的一种。所述的基础润滑剂是基础油、润滑油、润滑脂中的一种或任意组合物。本专利技术还提供了上述组合物的制备方法，包括如下步骤(1)将层状硅酸盐矿物粉进行脱水处理，脱水处理温度为100°C -1300°C。(2)将层状硅酸盐矿物粉进行混合，混合后研磨，优选出颗粒度D9tl < 3 μ m的矿物 粉。(3)将层状硅酸盐矿物粉加入到按表面修饰剂、金属催化物、性能调节剂、基础润 滑剂不同比例配制的润滑剂中，进行研磨。本专利技术所提供的上述组合物的使用方法将其按0. 2-lwt. %加入到润滑剂中。本专利技术提供的含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物具有以下优点(1)层状硅酸盐矿物微粒的成分和粒度等性质稳定，脱水后和修饰后的微粒之间 不会产生团聚。(2)修饰后的层状硅酸盐矿物微粒具有很好的油溶性。(3)含有性能调节剂使修饰后的层状硅酸盐矿物微粒在润滑剂中具有很好的悬浮 性和分散性。(4)含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物不仅具有良好的减摩抗磨性 能，并且具有磨损动态修复性能，即在金属摩擦副表面磨损过程中动态生成由Fe、C、0元素 组成修复层。附图说明图1盘的累计磨损量随时间变化曲线；图2摩擦系数随时间变化曲线；图3组合物作用后缸套内径尺寸磨损量；图4齿轮表面显微硬度(HV)图5往复式空气压缩机震动参数变化情况具体实施例方式本专利技术提供的含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物不仅具有良好的 减摩抗磨性能，并且具有磨损动态修复性能，即在金属摩擦副表面磨损过程中动态生成修 复层，修复层是由i^、c、0组成的新相结构。本专利技术提供的层状硅酸盐矿物质润滑剂组合物 的自修复作用机理为(1)最初阶段矿物微粒对摩擦表面的凹凸体进行磨削，清理表面的 污垢和氧化膜，同时使润滑油系统中的狗离子数量增加，矿物微粒中Si-O结构促使摩擦表 面形成薄氧化层，提高表面活性；在此过程中矿物微粒被激活，更容易发生结构层间滑移和 断裂，减少了对摩擦表面的磨损。被激活的矿物微粒不仅具有更高的表面活性，而且可提高 结构内的离子活性，更容易形成空穴电子位。(2)润滑油中的狗离子会主动占据空穴电子 位，矿物微粒带有大量的活性狗离子，在摩擦表面凹凸体处于高温高压的作用下，狗离子 与摩擦表面具有较高活性0离子结合，同时润滑油裂解出的C与表面活性！^离子形成化合 物。这样在原有的摩擦表面就形成了 Fe、C、0元素的修复层，并与原摩擦表面没有任何分 界。(3)当修复层达到一定厚度后，磨损得到抑制，导致摩擦表面活性降低，这时摩擦表面主 要吸附C元素，在表面形成Fe、C化合物，或者单质C结构，在修复层表面C元素含量较高， 此时摩擦表面就具有了较高表面硬度、较低摩擦系数和粗糙度。(4)当磨损进一步得到抑 制，在摩擦表面产生的能量也减少，修复层就不再增长，在摩擦副表面形成的修复层隔离了 金属之间的接触。在此过程中，矿物质润滑油添加剂实现了减摩抗磨和磨损动态自修复的 作用。所形成的具有新相结构的修复层具有高硬度、高弹性模量、低摩擦系数和低粗糙度， 明显降低了摩擦副运转时的震动、噪音、温度等能耗参数。本专利技术提供的含层状硅酸盐矿物本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种含层状硅酸盐矿物质的磨损自修复润滑剂组合物，包括以下质量配比的组分：层状硅酸盐矿物粉１０－２０份；表面修饰剂０．１－５份；金属催化物０．１－５份；性能调节剂组合物１－１０份；基础润滑剂７０－８０份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：岳文，王成彪，付志强，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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