一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂及其制备方法与流程

本技术涉及润滑材料，更具体地说，它涉及一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂及其制备方法。

背景技术：

1、轮缘是指铁路车轮型线的内侧部分，其有导向和防止脱轨的作用。列车在运行过程中由于倾斜，会造成车轮轮缘与钢轨内侧相接触，从而产生经常性摩擦，尤其是当列车运行在弯道路段时，由于离心力作用，车轮想钢轨挤压，造成钢轨的内侧面与车轮轮缘剧烈摩擦而严重损耗，缩短的钢轨和车轮的使用寿命。

2、目前主流措施是在机车上安装喷射装置，在运行过程中按照事先设定好的频率向轮缘内侧喷射润滑剂，其对降低轮轨磨损、延长轮轨使用寿命、减少噪音污染、降低牵引能耗起着重要作用，还可以节省大量生产、维修成本。

3、润滑脂在润滑的同时由于渗透、泄露、溢出及处理不当等原因，容易造成对土壤、水和空气的污染，破坏生态环境和生态平衡，已成为不可忽视的现实问题。国外对“环境友好”、“可生物降解”的绿色润滑剂研究始于20世纪70年代。到目前为止，国外的生物降解润滑剂的种类和数量都发展较快，主要有发动机油、液压油、润滑油和齿轮油；不同生物降解性产品所占的市场比例分别为液压油22％，齿轮油1％，润滑脂4％，其他种类8％。一般主要以植物油、合成酯为基础油，以锂皂、钙皂、复合锂皂、膨润土为稠化剂，通过添加各种不同用途的添加剂，制成可适应各种机械润滑需要的润滑脂。申请号为cn2012105663399的中国发明公开了一种机车轮缘用可生物降解润滑脂及制备方法，其采用一步皂化合成法，即硬脂酸锂-钙皂稠化己二酸二异辛酯与环氧大豆油，并添加抗氧剂、防锈剂、极压耐磨剂、增粘剂和石墨制备而成，发明人发现这种润滑脂的生物降解难度大，生物降解速率有待提升。

技术实现思路

1、为了提高润滑剂的生物降解率，降低润滑脂对土壤、水体等造成的污染，本技术提供一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂，采用如下的技术方案：

3、一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂，包括以下重量份的原料：三羟甲基丙烷酯35-58.4份、植物油30-40份、增稠剂5-10份、极压抗磨剂1-3份、抗氧剂0.5-2份、防锈剂0.1-1份、固体填料5-10份。

4、通过采用上述技术方案，合理控制各原料的用量，使制成的润滑剂生物降解性优异，不会对土壤、水体等造成污染，适用于机车轮缘的润滑和防护，而且具有优异的黏温性、良好的极压抗磨性、优异的抗水性和防锈性、良好的泵送性和成雾性。

5、可选的，所述三羟甲基丙烷酯的40℃运动粘度为40-80mm2/s，倾点≤-40℃、酸值≤0.1mgkoh/g。

6、通过采用上述技术方案，三羟甲基丙烷酯采用c5-c12饱和脂肪酸的三羟甲基丙烷酯，具有优异的低温性能，使润滑剂在低温状态下能正常喷射及成雾，对极压抗磨剂和抗氧剂有良好的感受性，从而确保添加剂能充分发挥效果，而且溶解能力强，对增稠剂、抗氧剂、防锈剂等添加剂有较好的溶解性，使润滑剂的体系稳定性提升，另外其具有良好的可生物降解性能，可避免乳化剂对土壤、水体的污染。

7、可选的，所述增稠剂选自水合硅酸镁凝胶和水合硅酸铝凝胶中的一种或两种。

8、通过采用上述技术方案，增稠剂的比表面积为200-400m2/g，能直接加入到润滑剂体系中，搅拌即可制备润滑剂，无需极性活化剂进行预处理，而且可以在体系中形成稳定的三维网络结构，可避免自身、添加剂和固体填料的沉降，提升润滑剂体系的稳定性，而且还能利用水合硅酸镁凝胶和水合硅酸铝凝胶触变流动性的特点，使润滑剂体系产生较高的触变性。

9、可选的，所述增稠剂包括质量比为1:1-1.25的水合硅酸镁凝胶和水合硅酸铝凝胶。

10、通过采用上述技术方案，以上用量比的水合硅酸镁凝胶和水合硅酸铝凝胶配合作用，能使润滑剂具有较好的体系稳定性，以防产生沉降。

11、可选的，所述极压抗磨剂选自二烷基二硫代钼或二烷基二硫代氨基甲酸钼中的一种。

12、通过采用上述技术方案，在高负荷压力的各点、尖端，二烷基二硫代钼和二烷基二硫代氨基甲酸钼能发生化学反应，促使有机钼分解，分解出二硫化钼和某些磷化物、硫化物、氮化物等，这些分解产物分散在油溶剂中，吸附并沉积在摩擦面上，二硫化钼形成膜，覆盖在抗磨损层上，从而达到减摩、抗磨、润滑的作用，在以上用量范围内，即可满足快速生物降解的要求，又能满足抗磨需求。

13、可选的，所述防锈剂选自二壬基萘磺酸钡和羧酸十二烯基丁二酸中的一种。

14、通过采用上述技术方案，防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，阻止氧等腐蚀介质与金属接触，起防锈作用。同时防锈剂还对水及一些腐蚀性物质有增溶、分散或减活作用，从而消除腐蚀性物质对金属的侵蚀。

15、可选的，所述抗氧剂选自n-苯基-α-苯胺和二异辛基二苯胺中的一种。

16、通过采用上述技术方案，提高润滑剂的抗氧化安定性，确保油脂能长期使用。

17、可选的，所述植物油选自大豆油和葵花籽油中的一种或两种。

18、通过采用上述技术方案，大豆油和葵花籽油的酸值≤0.1mgkoh/g、杂质≤0.1％，具有优异的可生物降解性，避免润滑剂对土壤、水体的污染，满足环保要求，而且大豆油和葵花籽油的脂类分子极性强，能吸附在金属表面，形成一层黏附分子油膜的油层，确保其润滑性，而且对固体填料具有优良的润湿性，能确保固体填料在润滑剂体系中能保持长时间的均匀分散。

19、可选的，所述固体填料选自钛白粉或碳酸钙微粉中的一种。

20、通过采用上述技术方案，碳酸钙微粉和钛白粉的粒径≥800，固体填料能在摩擦表面堆积，形成应力较低的单层或多层覆盖膜，能增强其油膜厚度和强度，同时可降低摩擦系数，增强承载能力。

21、第二方面，本技术提供一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂的制备方法，采用如下的技术方案：

22、一种机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

23、s1、将三羟甲基丙烷酯、植物油和增稠剂混合，以3000-35000r/min的转速搅拌25-30min；

24、s2、向步骤s1所得物中依次加入极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、固体填料，以1000-1500r/min的转速搅拌8-10min，记得机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂。

25、通过采用上述技术方案，将三羟甲基丙烷酯、植物油和增稠剂混合后，然后再依次加入其他添加剂，使润滑剂的分散稳定性好，且制备方法简单，可操作性强。

26、综上所述，本技术具有以下有益效果：

27、1.由于本技术采用适当的原料搭配，制成的机车轮缘用可生物降解半流体润滑剂具有优异的粘温性、极压抗磨性、抗水性、防锈性、泵送性和成雾性，能够有效减少机车轮缘和钢轨间的摩擦力，降低列车运行中的摩擦损耗，延长钢轨和车轮的使用寿命，还具有优异的可生物降解特性，避免了润滑剂可能由于渗透、泄露、溢出及机械故障(如喷嘴滴漏、喷射方向不准)等原因，造成对土壤、水体等的污染，破坏生态环境。