一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺技术

本发明专利技术公开了一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法和分散工艺，包括如下步骤：将硼砂溶于蒸馏水中，得硼砂溶液，将硼砂溶液超声波下搅拌5‑10min；将偶联剂加入硼砂溶液，然后继续加入氯化钙溶于蒸馏水得到的氯化钙溶液，连续超声波下搅拌5‑30min，溶液呈乳白色；加入油酸和石油醚，继续超声波下搅拌5‑30min，溶液表面出现的小米粒状颗粒即为纳米硼酸钙，至水变清即可停止搅拌；将小米粒状的纳米硼酸钙用蒸馏水清洗三次，晾干；将溶剂加入胶体磨中，然后加入硼酸钙粉末，于胶体磨中研磨1‑2h，即可得纳米硼酸钙母液。解决润滑油的节能、抗磨减磨和环保的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺
本专利技术涉及一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺。
技术介绍
目前的极压抗磨剂大多在使用上有一定的局限性，比如说温度要求、油的粘度要求、稳定性和绿色环保方面的要求等。比如硫、磷、氯化合物的极压抗磨性是随着润滑油的粘度变小而耐负荷性能下降，它的使用温度界限为130℃，若配置的不好，往往造成金属的腐蚀。有的有机金属盐抗磨剂由于含有重金属而对环境造成一定的污染。目前的纳米硼酸钙在极压、抗磨减磨上远大于其他抗磨剂，而且温度超过150℃时仍能使用，用纳米硼酸钙调制的齿轮油随着润滑油的粘度变小，则耐负荷性能反而提高了，其无毒无味、绿色环保且具有良好的热稳定性，对各种金属材料无腐蚀，使用寿命长且制备方法简单，生产成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺，要解决润滑油的节能、抗磨减磨和环保的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺，包括如下步骤：A、将硼砂溶于蒸馏水中，得硼砂溶液，将硼砂溶液超声波下搅拌5-10min；B、将偶联剂加入硼砂溶液，然后继续加入氯化钙溶于蒸馏水得到的氯化钙溶液，连续超声波下搅拌5-30min，溶液呈乳白色；C、加入油酸和石油醚，继续超声波下搅拌5-30min，溶液表面出现的小米粒状颗粒即为纳米硼酸钙，至水变清即可停止搅拌；D、将小米粒状的纳米硼酸钙用蒸馏水清洗三次，晾干；E、将溶剂加入胶体磨中，然后加入硼酸钙粉末，于胶体磨中研磨1-2h，即可得纳米硼酸钙母液。进一步的，所述溶剂为T106。进一步的，所述步骤E中硼酸钙粉末的加入量为5％。进一步的，硼砂和氯化钙的摩尔比为3:4。进一步的，硼砂和氯化钙的反应温度为40-70℃。进一步的，所述油酸和石油醚的比例为1:1，加入量为硼酸钙的两倍。进一步的，所述步骤E的研磨过程中，加入消泡剂，加入量为硼酸钙的万分之三至万分之五，最终的油温为80-100℃。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：该制备方法和工艺简单，生产成本低，绿色环保无污染，而且在其应用方面性能优异。附图说明图1和2为使用前的齿轮副磨损情况示意图；图3和4为使用后的齿轮副磨损情况示意图。具体实施方式一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺，包括如下步骤：A、将硼砂溶于蒸馏水中，得硼砂溶液，将硼砂溶液超声波下搅拌5-10min；B、将偶联剂加入硼砂溶液，然后继续加入氯化钙溶于蒸馏水得到的氯化钙溶液，连续超声波下搅拌5-30min，溶液呈乳白色；C、加入油酸和石油醚，继续超声波下搅拌5-30min，溶液表面出现的小米粒状颗粒即为纳米硼酸钙，至水变清即可停止搅拌；D、将小米粒状的纳米硼酸钙用蒸馏水清洗三次，晾干；E、将溶剂加入胶体磨中，然后加入硼酸钙粉末，于胶体磨中研磨1-2h，即可得纳米硼酸钙母液。其中，所述溶剂为T106；所述步骤E中硼酸钙粉末的加入量为5％；硼砂和氯化钙的摩尔比为3:4；硼砂和氯化钙的反应温度为40-70℃(优选55℃)，所述油酸和石油醚的比例为1:1，加入量为硼酸钙的两倍；所述步骤E的研磨过程中，加入消泡剂，加入量为硼酸钙的万分之三至万分之五，最终的油温为80-100℃。纳米硼酸盐(钙)的极压机理：纳米硼酸盐(钙)的极压机理与普通的润滑剂不同，普通的润滑剂的极压膜是由于齿轮表面滑动时产生的热和压力下与铁发生化学反应生成的。纳米硼酸盐(钙)在极压状态下，不与金属表面化学反应，而是在摩擦表面生成一种粘附力强的“非牺牲性”的膜。有人认为：两个摩擦表面会产生电荷，胶体带电粒子(如硼酸钙分散体)朝一个表面或另一个表面移并沉积。这样就在齿轮摩擦体表面和轴承摩擦体表面生成了纳米硼酸盐(钙)膜，这种膜的厚度是过去的极压剂膜的10-20倍，这种膜能承受金属与金属的接触，特别是能承受冲击负荷。用纳米硼酸盐(如纳米硼酸钙)和S-P型润滑剂的电泳实验证实了这一理论。在电场中，阳极表面较快地生成了硼酸盐膜，而S-P型润滑剂在阴极或阳极表面都没有沉积,在低粘度的基础油中硼酸盐粒子移动的较快，这进一步证实了硼酸盐添加剂的电泳理论，也解释了硼酸盐(钙)添加剂在低粘度油中有较高的载荷能力的原因。用本专利技术中的节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙可配成各种高档工业齿轮油、润滑油，可调配特级CKD-800#-15000#开式齿轮油及特级CKD320#、CKD220#等闭式齿轮油，还可调配高档汽机油和柴机油。特级CKD-800#-15000#开式齿轮油大粘度开式齿轮油中添加含有节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的复合剂，其极压、抗磨、减摩性能优异，粘附性好、粘度指数高，倾点低，无异味无腐蚀。用四球机测试：其PD≥800-100，PB≥160，f≤0.06，磨痕直径Dmm＜0.38mm。商丘永城电厂的2C磨煤机用CKD-3000#齿轮油，次油中，添加了含有节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙为主的复合剂，应用后效果非常满意，使用后效果如下：摩擦降低50-70％，动力提高5-15％，油耗降低30-50％，电流下降3.5A左右，机械寿命延迟200-1000％。使用前的齿轮副磨损情况详见图1和图2，。使用后齿轮副的磨损情况详见图3和图4。由此可见，这种添加剂修整了磨损不平整的表面，减少了表面的磨损。使用前、后四天的数据，电流由实验前的132-133.4A下降到128.2-129.6A。电流在试验中下降了3.8A。这说明含硼酸钙的添加剂有助于提高机械设备的动力作用，且较大的减少了磨煤机的振动和磨损，从而保证了设备安全可靠运转，延长了机械的使用寿命。使用后机械的振动、噪音大大降低，详见下表1实验记录。表1：以上所述的实施例仅是对本专利技术的优选方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法和分散工艺，其特征在于,包括如下步骤：A、将硼砂溶于蒸馏水中，得硼砂溶液，将硼砂溶液超声波下搅拌5‑10min；B、将偶联剂加入硼砂溶液，然后继续加入氯化钙溶于蒸馏水得到的氯化钙溶液，连续超声波下搅拌5‑30min，溶液呈乳白色；C、加入油酸和石油醚，继续超声波下搅拌5‑30min，溶液表面出现的小米粒状颗粒即为纳米硼酸钙，至水变清即可停止搅拌；D、将小米粒状的纳米硼酸钙用蒸馏水清洗三次，晾干；E、将溶剂加入胶体磨中，然后加入硼酸钙粉末，于胶体磨中研磨1‑2h，即可得纳米硼酸钙母液。

【技术特征摘要】
1.一种节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法和分散工艺，其特征在于,包括如下步骤：A、将硼砂溶于蒸馏水中，得硼砂溶液，将硼砂溶液超声波下搅拌5-10min；B、将偶联剂加入硼砂溶液，然后继续加入氯化钙溶于蒸馏水得到的氯化钙溶液，连续超声波下搅拌5-30min，溶液呈乳白色；C、加入油酸和石油醚，继续超声波下搅拌5-30min，溶液表面出现的小米粒状颗粒即为纳米硼酸钙，至水变清即可停止搅拌；D、将小米粒状的纳米硼酸钙用蒸馏水清洗三次，晾干；E、将溶剂加入胶体磨中，然后加入硼酸钙粉末，于胶体磨中研磨1-2h，即可得纳米硼酸钙母液。2.根据权利要求1所述的节能抗磨环保添加剂纳米硼酸钙的制备方法及分散工艺，其特征在于：所述溶剂为T106。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘卫华，王宗正，路向东，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13