一种风力发电机主轴轴承润滑脂及其制备方法与流程

本发明涉及一种轴承润滑脂的制备方法，尤其涉及一种风力发电机主轴轴承润滑脂及其制备方法。

背景技术：

1、主轴作为风力发电机组支撑旋转的核心部件，因其较难的维护与保养，使得主轴轴承对润滑剂的使用寿命和使用稳定性有着很高的要求，除了具备低温性能、防腐蚀锈蚀性能、极压抗磨性能，同时要具备优异的粘附性能、抗水性能。确保风力发电机主轴轴承的有效润滑，在一定程度上可决定风力发电机的寿命与性能。

2、从目前风机主轴承失效分析来看，特别对于合成基础油制备的风电润滑脂来说，存在以下问题；(1)主轴润滑脂的粘附性能差，常温下可依附于轴承表面不流失，但在夏季高温条件下，粘度保持性变差，润滑脂容易从轴承缝隙中流失，造成轴承润滑失效；(2)风电设备一般处于偏远地区，海上、荒漠戈壁地区，受冬夏季交替影响，环境温度在-40℃-40℃之间，同时受到风沙、雨雪、盐雾的侵袭，抗水性能差，容易造成润滑脂流失及轴承锈蚀。

3、中国专利cn115058271a公开了一种重载轴承润滑脂及其制备方法，包括以下重量配比的组分：复合锂钙基脂占70.5％，增粘剂占13％，油性剂占3％，极压抗磨剂占3％，抗氧剂占0.5％，石墨添加剂占10％，其中复合锂钙基脂由86.5％的基础油，8％的十二羟基硬脂酸，3％的壬二酸，2％的氢氧化锂，0.5％的氢氧化钙混合制得；通过采用复合锂钙基润滑脂作为稠化剂，可以赋予润滑脂优异的抗磨、极压性能以及抗水性。然而，该专利中复合锂钙基脂的制备过程中仅采用基础油进行急冷操作，且降温过程简单，导致润滑脂的粘性较低，因此需要加入增粘剂，增粘剂用量达到13％，加入过多的增粘剂虽然可以提高润滑脂的黏性和抗水淋性能，但润滑脂的剪切稳定性会大幅下降进而导致高温下润滑脂变稀流失问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种风力发电机主轴轴承润滑脂，解决现有轴承润滑脂无法兼顾粘附性和剪切稳定性的问题。本发明的另一目的在于提出该轴承润滑脂的制备方法，解决现有制备工艺中依赖增粘剂提高润滑脂的黏性和抗水淋性能的问题。

2、技术方案：本发明所述的一种风力发电机主轴轴承润滑脂，由如下质量分数的原料制得：基础油76.33-81.04％、12-羟基硬脂酸6.5-7.0％、壬二酸2.01-2.2％、油基氢氧化锂2-2.7％、氢氧化钙0.32-0.82％、乙烯基硅油2-3％、添加剂5.43-9.65％。

3、优选地，所述基础油40℃的运动粘度为10-5000mm2/s；所述乙烯基硅油25℃的运动粘度为50000-200000mm2/s。本发明中采用的乙烯基硅油为高粘度乙烯基硅油，进一步辅助提升润滑脂的粘附性。

4、优选地，所述基础油包含聚α烯烃和茂金属聚α烯烃，所述基础油40℃的运动粘度为140-460mm2/s；所述乙烯基硅油25℃的运动粘度为80000-120000mm2/s。适当粘度的基础油有利于制备工艺中梯度降温操作，防止降温速度过快导致乙烯基硅油的结构改善作用下降。

5、优选地，所述聚α烯烃40℃的运动粘度为31-66mm2/s；所述茂金属聚α烯烃40℃的运动粘度为3000-4000mm2/s。

6、优选地，所述聚α烯烃选自pao6、pao8或pao10中的一种；所述茂金属聚α烯烃为mpao300，40℃的运动粘度为3350mm2/s。

7、优选地，所述添加剂由占原料总重0.4-0.6％的抗氧剂、3.03-6.05％的防锈剂和2-3％的极压抗磨剂组成；所述抗氧剂为胺型抗氧剂和酚型抗氧剂的混合物；所述油基氢氧化锂中氢氧化锂含量不低于36.3wt％。

8、优选地，所述极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼；所述的防锈剂为苯并三氮唑或环烷酸锌；所述胺型抗氧剂为烷基二苯胺t-534，酚型抗氧剂为l5135。

9、为了制备上述风力发电机主轴轴承润滑脂，本发明提供如下制备方法，包括如下步骤：

10、(1)将聚α烯烃与茂金属聚α烯烃混合后制得基础油，将不超过基础油总量50wt％的基础油投入反应釜，再投入12-羟基硬脂酸并加热至物料全部溶解；

11、(2)将氢氧化钙水溶液滴加至反应釜中，加热搅拌反应；

12、(3)将部分油基氢氧化锂滴加至反应釜中，加热搅拌反应；

13、(4)向反应釜内加入壬二酸和剩余油基氢氧化锂，加热搅拌反应；升温脱水后取样测游离碱，控制游离碱含量在0.05-0.15％，继续升温至220-230℃恒温3～5min，加入基础油总量15-25wt％的基础油急冷至170-190℃之间，加入加入乙烯基硅油搅拌0.3～1h。

14、(5)加入剩余的基础油梯度降温至140-150℃，均化后加入添加剂混匀即得润滑脂。

15、本发明提供的制备方法中使用部分高粘度spectrasyn elitetm茂金属聚α烯烃mpao300基础油调配润滑脂，高粘度spectrasyn elitetm茂金属聚α烯烃mpao300基础油调配润滑脂粘附性高、抗水性优；在特定温度下加入结构控制剂乙烯基硅油，乙烯基硅油在高温下与复合锂钙稠化剂复合，在特殊工艺下改善润滑脂结构，有效提高润滑脂的抗水性能；

16、优选地，步骤(5)中所述加入剩余的基础油梯度降温至140-150℃的方法为：加入剩余的基础油，继续降温至140-150℃。梯度降温的工艺流程可以辅助乙烯基硅油改善润滑脂结构，提高润滑脂的粘附性，进而提高抗水性能，同时可以省去增粘剂的添加。

17、优选地，步骤(1)中加热的温度控制在85-90℃；步骤(2)中加热的温度控制在105-115℃，搅拌时间为0.2-1h；步骤(3)中加热的温度控制在105-115℃，搅拌时间为1.5-2h；步骤(4)中加热的温度控制在120-130℃，搅拌时间为1.5-2h；所述升温脱水的温度控制在140-150℃，升温至220-230℃恒温3～5min，所述加入乙烯基硅油温度为170-190℃之间，时间为3min；步骤(5)中所述梯度降温后将全部物料转入中间釜，循环剪切过滤1-3h后再进行均化操作。

18、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明制备的润滑脂具有良好的剪切稳定性、粘附性能和抗水性能，防止在夏季高温条件下，润滑脂粘度保持性变差；以及潮湿条件下的抗水性能不足，可以满足风电机组主轴轴承润滑需求。本发明中的润滑脂制备方法有效改善了润滑脂结构，无需使用增粘剂即可使产品兼具良好的粘附性和高温剪切稳定性，制备方法简单可靠，具备较好的应用前景。

技术特征：

1.一种风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，由如下质量分数的原料制得：基础油76.33-81.04％、12-羟基硬脂酸6.5-7.0％、壬二酸2.01-2.2％、油基氢氧化锂2-2.7％、氢氧化钙0.32-0.82％、乙烯基硅油2-3％、添加剂5.43-9.65％。

2.根据权利要求1所述风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，所述混合基础油40℃的运动粘度为100-500mm2/s；所述乙烯基硅油25℃的运动粘度为50000-200000mm2/s。

3.根据权利要求2所述风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，所述基础油包含聚α烯烃和茂金属聚α烯烃，所述基础油为聚α烯烃和茂金属聚α烯烃混合物40℃的运动粘度为140-460mm2/s。

4.根据权利要求3所述风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，所述聚α烯烃40℃的运动粘度为31-66mm2/s；所述茂金属聚α烯烃40℃的运动粘度为3350mm2/s。

5.根据权利要求4所述风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，所述聚α烯烃选自pao6、pao8或pao10中的一种，所述茂金属聚α烯烃为mpao300。

6.根据权利要求1所述风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，所述添加剂由占原料总重0.4-0.6％的抗氧剂、3.03-6.05％的防锈剂和2-3％的极压抗磨剂组成；所述抗氧剂为胺型抗氧剂和酚型抗氧剂的混合物；所述油基氢氧化锂中氢氧化锂含量不低于36.3wt％。

7.根据权利要求6所述风力发电机主轴轴承润滑脂，其特征在于，所述极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼；所述的防锈剂为苯并三氮唑或环烷酸锌；所述胺型抗氧剂为烷基二苯胺t-534，酚型抗氧剂为l5135。

8.如权利要求1-5任一项所述风力发电机主轴轴承润滑脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述风力发电机主轴轴承润滑脂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述加入剩余的基础油，剩余的基础油梯度降温至140-150℃。

10.根据权利要求8所述风力发电机主轴轴承润滑脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热的温度控制在85-90℃；步骤(2)中加热的温度控制在105-115℃，搅拌时间为0.2-1h；步骤(3)中加热的温度控制在105-115℃，搅拌时间为1.5-2h；步骤(4)中加热的温度控制在120-130℃，搅拌时间为1.5-2h；所述升温脱水的温度控制在140-150℃，220-230℃进行高温炼制3～5min，所述加入乙烯基硅油温度为170-190℃之间，搅拌0.3～1h；步骤(5)中所述梯度降温后将全部物料转入中间釜，循环剪切过滤1-3h后再进行均化操作。

技术总结本发明公开了一种风力发电机主轴轴承润滑脂及其制备方法，润滑脂的原料配比为基础油76.33‑81.04％；12‑羟基硬脂酸6.5‑7％；壬二酸2.01‑2.2％；油基氢氧化锂2‑2.7％；氢氧化钙0.32‑0.82％；抗氧剂0.4‑0.6％；防锈剂3.03‑5.05％；极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼2‑3％；结构控制剂乙烯基硅油2‑3％，所述稠化剂为复合锂钙稠化剂；所述基础油选自合成油PAO、茂金属PAO；乙烯基硅油与梯度降温工艺相结合的制备方法可以有效改善润滑脂结构，提高润滑脂的粘附性能和抗水性能以及剪切稳定性。本发明能满足风电机组主轴轴承润滑需求，具备较好的应用前景。技术研发人员：崔军,杨操,史莹飞,石俊峰受保护的技术使用者：江苏龙蟠新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/31