供金属润滑用的特压添加剂.pdf

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摘要
申请专利号:

CN86102743

申请日:

1986.03.20

公开号:

CN86102743A

公开日:

1986.10.01

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开

IPC分类号:

C10M135/10; //(C10M135/10 C10M131:14 C10N30:06)(C10M135/10,131:14,159:02,C10N30:06,40:26)

主分类号:

C10M135/10; //

申请人:

克利福德·R·斯隆

发明人:

克利福德·R·斯隆

地址:

加拿大不列颠哥伦比亚省登曼岛登曼路

优先权:

1985.03.20 加拿大 477,059

专利代理机构:

中国专利代理有限公司

代理人:

罗宏;卢新华

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内容摘要

众所周知,氯化石蜡可用作润滑金属的特压润滑添加剂。由于这类添加剂具有高度腐蚀性,故不适于某些方面的应用,如润滑内燃机。本发明解决了以往氯化石蜡添加剂的腐蚀问题。本发明是由分量较多的氯化石蜡和少量碱土金属磺酸盐,如磺酸钡或磺酸钙以及择优的一种基础矿物油和溶剂混合而成。得到的添加剂可加入标准机油中,以改善内燃机在特压条件下的性能。

权利要求书

1: 1、一种特压润滑添加剂,包括 1)30~70%(容积)的氯化石腊。 2)0.5~10%(容积)的一种碱土金属磺酸盐。 2、按照权利要求1中的特压润滑添加剂,其中氯化石腊占上述添加剂的40~60%(容积)。 3、按照权利要求2中的特压润滑添加剂,其中碱土金属磺酸盐占上述添加剂的0.5~3%(容积)。 4、按照权利要求1中的特压润滑添加剂,其中氯化石腊占上述添加剂约5
2: 5%(容积),碱土金属磺酸盐占上述添加剂约1%(容积)。 5、权利要求1,2,3或4中所述润滑添加剂,其中碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。 6、一种特压润滑添加剂,包括: 1)30~70%(容积)的氯化石腊, 2)30~70%(容积)的一种矿物油,多种矿物油精或溶剂; 3)0.5~10%(容积)的一种碱土金属磺酸盐。 7、按照权利要求中6所述特压润滑添加剂,其中氯化石腊占上述特压润滑添加剂的50%(容积)。 8、权利要求7中所述(耐)特压润滑添加剂,其中碱土金属磺酸盐占所述(耐)特压润滑添加剂的1~3%(容积)。 9、权利要求6,7,或8中的(耐)特压润滑添加剂,其中碱 土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。 10、一种特压润滑添加剂,包括: 1)约51.5%(容积)的一种氯化石腊; 2)约31%(容积)的一种溶剂; 3)约15.5%(容积)的一种矿物油; 4)约1%(容积)的磺酸钙; 5)约1%(容积)的多种矿物油精。 11、一种马达油,包括: 1)10至30份(容积)的一种普通马达油; 2)以及权利要求1.3.6.8或10中所述特压润滑添加剂1份(容积)。 12、一种马达油,包括: 1)20份(容积)的普通马达油; 2)权利要求1.3.6.8或10中所述特压润滑添加剂1份(容积)。 13、生产特压润滑添加剂的一种方法,其步骤包括: 1)将40~60%(容积)的氯化石腊与10~20%(容积)的一种矿物油混合; 2)将0.5~3%(容积)的矿物油精与0.5~10%(容积)的一种碱土金属磺酸盐混合; 3)将步骤1)及2)所得混合物与20~40%(容积)的一种溶剂混合。 14、权利要求13中所述碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。 15、生产特压润滑添加剂的一种方法,其步骤包括: 1)使约51.5%(容积)的氯化石腊和约15.5%(容积)的矿物油混合; 2)将约1%(容积)的多种矿物油精与1%(容积)的一种碱土金属磺酸盐混合; 3)把步骤1)及2)所得混合物与约31%(容积)的一种溶剂混合。 16、权利要求15中所述碱土金属磺酸盐系磺酸钙或磺酸钡。 17、一种汽油或柴油燃料调节剂,包括权利要求1.3.6.8.或10中所述的添加剂。 18、一种特压润滑添加剂,包括: 1)大量的氯化石腊,和 2)少量碱土金属磺酸盐。

说明书


本发明主要涉及润滑添加剂领域,确切地讲,是介绍一种(耐)特压添加剂,该添加剂适于加入机油及其它润滑剂中。

    我们已知某些氯基化合物,如称作氯化石腊的石腊烃化合物的氯衍生物,可用做润滑添加剂,以改善特压条件下润滑添加剂的性能。在正常润滑条件下,两金属表面由一层润滑剂薄膜将其分开,以尽量减少摩擦力。但在两金属表面处于特压条件时,在二者的接触部位,所有液体润滑剂都被挤出。然而,我们发现,加入如氯化石腊这样的(耐)特压添加剂后,两表面间产生的热能引起添加剂中的氯原子释放出来,与表面金属结合,形成氯化物,如与铁结合,则产生氯化铁。这层氯化物表面涂层,其摩擦系数与未经润滑的金属表面的摩擦系数比起来要小得多。氯化铁表面涂层旨在填充两表面间的凹陷部位,导致在相互作用处产生较光滑的表面,以及减小摩擦力和损耗。

    氯化石腊已作为(耐)特压添加剂在诸如金属加工业中得到应用。但由于氯化石腊的腐蚀性,它不适于内燃机或其它对腐蚀敏感领域的应用。在加热条件下,氯化石腊可释放出具有腐蚀性的盐酸。

    本发明提供一种(耐)特压添加剂,该剂主要由氯化石腊组成,但腐蚀性较低。因此它适用作内燃机润滑剂或其它必须避免腐蚀之处。

    依照本发明之一,可提供一种(耐)特压润滑添加剂,它包含大量氯化石腊和少量碱土金属磺酸盐(最好选用磺酸钙或磺酸钡)。用含有或不含矿物油精的矿物油做添加剂的基础油,再加入一种溶剂以延长产品的贮存寿命。一方面,本发明的添加剂包含30~70%(容积)的氯化石腊和0.5~10%(容积)的磺酸钙;另一方面,该添加剂包含约51.5%(容积)的氯化石腊,约31%(容积)的溶剂,约15.5%(容积)的矿物油,约1%(容积)的矿物油精以及约1%(容积)的磺酸钙。依照本发明,还可提供一种适用于作为内燃机马达油的润滑剂,也就是用一份上述(耐)特压润滑添加剂加至10~30份的标准马达油之中。依照本发明的最佳方案,是把约1份(耐)特压添加剂加至20份标准马达油中即可制成。同样根据这项发明。将上述(耐)特压添加剂加至各种润滑脂、液压油、润滑切削油、齿轮箱油、自动传动润滑液、空调制冷剂或渗透油中,以改善它们在特压条件下的性能。依照本发明,(耐)特压润滑添加剂还可加至汽油或柴油燃料调节剂中,以提供一种改良的汽油或柴油燃料调节剂。

    依照本发明,还提供了生产润滑剂(耐)特压添加剂的方法,该方法包括下列步骤:

    1)把约占最终产物容积51.5%的氯化石腊与约占最终产物容积15.5%的一种基础润滑油混合。

    2)把约占最终产物1%(容积)的磺酸钙与约占最终产物1%(容积)的矿物油精混合;

    3)把氯化石腊/矿物油混合物与磺酸钙/矿物油精混合物以及约31%(容积)的溶剂混合。

    这一分溶剂可以部份地与最初的石腊/矿物油混合物混合。

    本发明中选用的最佳氯化石腊由C-I-L公司出售,商标名为CERECLOR 63L,其分子简式为:C15.5H26.8Cl16.31。已知该产物与钢接触时,具有轻度腐蚀性,并分解成盐酸和氯化氢。其它级别的CERECLOR也适用。将约占最终产物51.5%(容积)的氯化石腊添加剂与约15.4%(容积)的一种基础矿物油慢速完全混合,以避免产生泡沫。将该混合物加热至约150°F,以促进混合过程和防止组分后来发生分离。最好选用Shell Canada Limited,(加拿大壳牌有限公司)出售,商标名为VITREA №220的矿物油。接着,将磺酸钙与矿物油精分别混合。理想的组合是约占最终产物1%(容积)的磺酸钙添加剂和约1%(容积)的矿物油精。优选的磺酸钙是由Lubrizol公司出售、商标名为LUBRIZOL 78的磺酸钙。该产物系强碱性磺酸钙,硫代-β-萘酚(TBN)值约为400,含钙的重量占15.0~16.0%,硫的重量占1.25~1.8%。以加拿大壳牌有限公司出售、商标名为SHELL SOL。的矿物油精产品较好,其组成为89~94%(容积)的饱和物、6~15%(容积)的芳香族化合物、及最多不过0.1%(容积)的硫组成。

    然后将磺酸钙/矿物油精混合物与氯化石腊/矿物油混合物混合,芳烃溶剂的量为占最终产物的约30.9%(容积)。溶剂的作用旨在使得该混合物变稀薄,因此可延长产物的贮藏寿命,这样石腊可以在悬浮液中保留较长时间而不致出现分层。加拿大壳牌有限公司出售、商标名为CYCLO-SOL    53的芳烃溶剂较为适用。为了掩盖油和溶剂的气味,可加入少量工业香料,例如由FELTON国际公司出售的Felton    Solvent    Mask    C#962,加入香料的量为每45加伦氯化石腊中可加入一升。也可将部分溶剂加入最初的CERECLOR/矿物油混合物中。

    混合时应该不使产物出现泡沫。再者,可加温到约150°F时混合各组份,以防止组份的结晶和沉积。如此混合后的最终产物即本项发明的(耐)特压添加剂。

    对本发明润滑添加剂样品作了如下分析。由于氯化石腊的等级及各组份的比例不同,这些指标的数值也随之而变化。

    比重@70°F(21.1℃)    1.15。

    倾点    -27°F(-32.8℃)

    粘度@40℃    72.9赛波特通用粘度计流出秒数

    (SUS)(13.8里沲)

    粘度@100℃    37.5赛波特通用粘度计流出秒数

    (SUS)(3.41里沲)。

    闪点(PMCC)    108°F(42.2℃)

    TBN(ASTM    D2896)    6.73

    铜板腐蚀试验(ASTM    D130)

    1小时@254°F(123.3℃)    1a

    介电强度    26.5千伏

    含水量    0.00%

    光谱分析:铁    7

    铬    7

    铜    2

    铅    33

    铝    9

    硅    4

    锡    13

    钠    10

    镁    11

    银    1

    镍    5

    锌    11

    钙 1000+

    经实验结果证明,本发明与三种标准机油的相容性很好。为了试验腐蚀失重,将低碳钢片置于210°F(98.9℃)至220°F(104.4℃)温度的该产品中7天。当放在ESSO    UNIFLO    10/40油中时,没有测到腐蚀失重。将本发明添加剂以6%(容积)的数量加入UNIFLO中时,仍然未测到腐蚀失重。

    利用特压测试机很容易检测本发明作为(耐)特压润滑剂的效力。该机器利用马达转动钢轴承座,便静止钢轴承与旋转钢轴座相接触;通过来回移动,把钢轴嵌入旋转臂末端,该臂搁在与旋转轴接触部位。该旋转臂依次由第二根旋转臂以杠杆操纵其另一末端,在此端可对其加上重量。安装这些臂是为产生多杠杆作用,故在第二根臂的末端加上的一小重量,根据杠杆原理,通过旋转轴座的接触点能得到显著放大。由于接触面小,因此静止轴承加给旋转轴座的压力就很大。开始时,让轴承座在标准马达油浴中旋转,使该臂末端所带测试轴承置于旋转轴座上而不加额外压力。检查测试轴承发现,由于摩擦的缘故,在轴承表面出现了大约1毫米宽的小伤痕。然后转动测试轴,换另一面对准轴座。同样将测试轴承与旋转座相接触,所不同的是,这次在多杠杆仪器的末端加上大约4磅的压力,从而在接触点产生更大的压力。检查测试轴承,发现在其表面形成了一块较大的伤痕,大约4毫米宽。

    重复这项实验,这次仅仅将一定量本发明的(耐)特压润滑添加剂加至旋转轴座在其中旋转的机油浴液中。同样,将测试轴承转向新的一面,对准轴座,令其与旋转轴座接触,而不附加压力。经测试轴承检查发现伤痕明显减少。当再重复试验,在杠杆系统末端加上4磅压力(1.81公斤)的重量,检查测试轴承,此时伤痕宽度不足1毫米,故伤痕仍然小于最初无附加压力仅含机油情况时产生的伤痕。的确,在仅有马达油浴液的情况下,在轴承表面形成的是个深半圆槽;但是,当测试轴承与旋转轴座的接触点马达油加上添加剂的浴液中时,肉眼看来,在轴承表面上仅有一小块光滑区域。即使在杠杆系统的末端所加重量从4磅加到6磅时,测试轴承上的伤痕无明显增大,与最初无附加压力、仅仅在马达油浴中时相比,伤痕在宽度上并不比1毫米大。确实,与仅在马达油中时出现的凹陷小伤痕相比,采用添加剂使伤痕表面显得光亮。

    除了作为马达油的(耐)特压添加剂外,本发明润滑添加剂还可加至其它润滑剂和流体中,例如润滑脂〔最好用约10%(容积)的添加剂〕、金属切削油润滑剂、工业齿轮润滑剂、液压油(不包括水力制动用液体)、自动传动润滑液、动力转向装置液、渗透油、空调制冷剂、或用作黄铜涂层。在所有上述应用中,本发明添加剂的目的是在特压条件下减小摩擦力和金属损耗,并减少腐蚀。我们还发现,将本发明(耐)特压添加剂产品加入汽油或柴油燃料调节器中,可改善内燃机的性能,这是通过在发动机上端,润滑了与燃料接触的活动金属部件而达到的。

    虽然,磺酸钙作为一种合适的磺酸盐已专门抵消氯化石腊的腐蚀性,但其它碱土金属磺酸盐也具有相似的特性,例如磺酸钡,亦可在本发明中采用。尽管我们只叙述了该发明的最佳实施例,然而本发明的范围却不限于此,这在下面的权利要求中加以规定。

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众所周知,氯化石蜡可用作润滑金属的特压润滑添加剂。由于这类添加剂具有高度腐蚀性,故不适于某些方面的应用,如润滑内燃机。本发明解决了以往氯化石蜡添加剂的腐蚀问题。本发明是由分量较多的氯化石蜡和少量碱土金属磺酸盐,如磺酸钡或磺酸钙以及择优的一种基础矿物油和溶剂混合而成。得到的添加剂可加入标准机油中,以改善内燃机在特压条件下的性能。。

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