專利名稱：以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑、制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種修復(fù)劑，特別涉及一種以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，還涉及以上減摩修復(fù)劑的制備方法，還涉及以上減摩修復(fù)劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
普通的減摩修復(fù)劑，通常是合成物質(zhì)或天然礦物的混合物，其成分較復(fù)雜，加工工藝也較復(fù)雜，所以成本較高。
比如中國(guó)申請(qǐng)008001330.6中公開了一種用于摩擦副處理的組合物，包括多種氧化物，且加工過程復(fù)雜，需要對(duì)水合氧化物進(jìn)行脫水后才可使用。
中國(guó)申請(qǐng)02120826.3中公開了一種于用摩擦副處理的固體潤(rùn)滑組合物，包括多種礦物，成分復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中減摩修復(fù)劑加工過程復(fù)雜的缺點(diǎn)，提供了一種具有優(yōu)質(zhì)減摩、修復(fù)作用的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，還進(jìn)一步提供了該減摩修復(fù)劑的制備方法；還進(jìn)一步提供了該減摩修復(fù)劑的幾種應(yīng)用。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，包括以下質(zhì)量配比的組分天然蛇紋石礦物粉末30～79.5份，含鎳化合物0.5～1.5份，表面改性劑20～69.5份。
作為一種優(yōu)選方案，所述天然蛇紋石含有的成分為Mg5-6Fe0-1[Al0-1Si3-4]O10(OH)8。
作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述天然蛇紋石含有的成分為K0.02Fe0.02Ca0.06Mn0.03Mg5.69P0.01Al0.17Si4.00O10(OH)8。
上述天然蛇紋石礦物粉末的顆粒直徑優(yōu)選≤10微米。
上述含鎳化合物優(yōu)選以下組分中的一種或多種的混合物Ni(OH)2·1/4H2O，NiCl2·6H2O，Ni(NO3)2·6H2O，或NiSO4·6H2O。該含鎳化合物主要起催化劑作用，其中的Ni離子在摩擦條件下加速了復(fù)合陶瓷層的形成。
所述表面改性劑為以下組分中的一種或多種的混合物Span60，Tween60或Span80。其主要作用是對(duì)礦物粉末進(jìn)行表面改性，從而提高礦物粉末的懸浮穩(wěn)定性。以上表面改性劑均為已有產(chǎn)品，Span60的化學(xué)式可以為C24H46O6。
以上減摩修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟1、按照上述質(zhì)量比的原料進(jìn)行配比，混合2、將上述配比的原料經(jīng)球磨機(jī)混合后在70～80℃的溫度下均化處理18～24小時(shí)，再經(jīng)球磨機(jī)研磨獲得平均粒度0.5～1.2微米的粉體，即形成本發(fā)明的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑。
以上以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑為原料，作為應(yīng)用，可以制成多種修復(fù)產(chǎn)品A.減摩修復(fù)凝膠60～70質(zhì)量份的上述減摩修復(fù)劑與30～40質(zhì)量份的潤(rùn)滑油混合，在70～80℃溫度下攪拌2～3小時(shí)，即可得到減摩修復(fù)凝膠。
該制品既可直接涂敷于金屬摩擦副表面，也可將該減摩修復(fù)劑凝膠按質(zhì)量份為1～2與質(zhì)量份為98～99的工業(yè)潤(rùn)滑油混合后使用。
B.減摩修復(fù)潤(rùn)滑脂1～3質(zhì)量份的上述減摩修復(fù)劑與97～99質(zhì)量份的工業(yè)潤(rùn)滑脂混合，在室溫度下攪拌均化處理，即可得到減摩修復(fù)潤(rùn)滑脂，直接加入摩擦界面即可使用。
C.減摩修復(fù)潤(rùn)滑油0.5～2質(zhì)量份的減摩修復(fù)劑與98～99.5質(zhì)量份的工業(yè)潤(rùn)滑油混合，在70～80℃溫度下攪拌2～3小時(shí)，即可得到減摩修復(fù)劑潤(rùn)滑油。
以上修復(fù)產(chǎn)品使用方法1、將一定比例的減摩修復(fù)產(chǎn)品，加入機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)，以潤(rùn)滑劑為介質(zhì)，將其帶入摩擦副界面，使摩擦副表面在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中得到改性和修復(fù)；2、在機(jī)器解體拆檢時(shí)，直接涂于零件損壞或磨損超限表面，經(jīng)一定時(shí)間的相對(duì)摩擦加以修復(fù)；3、也可以是其他通過摩擦進(jìn)行修復(fù)的方法。
減摩修復(fù)劑的有益效果在于1、對(duì)機(jī)器零部件有效減摩修復(fù)，節(jié)約能源和材料，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向；2、以天然礦物為主要原料，添加適量催化劑和表面改性劑制成減摩修復(fù)劑粉體，成分簡(jiǎn)單，成本低廉、工藝簡(jiǎn)單；3、可制成不同用途的凝膠或以潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油為基礎(chǔ)的多種類型產(chǎn)品，適用于多種場(chǎng)合；4、可利用機(jī)器的工況實(shí)現(xiàn)自修復(fù)，無需人工成本；5、以天然原料為主，屬環(huán)保類的工業(yè)產(chǎn)品。


圖1示出本發(fā)明實(shí)施例的減摩修復(fù)劑的掃描電鏡圖像。
具體實(shí)施例方式
參照以下實(shí)施例，將詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例1按照下述質(zhì)量份數(shù)配比進(jìn)行混合天然蛇紋石礦物粉末K0.02Fe0.02Ca0.06Mn0.03Mg5.69P0.01Al0.17Si4.00O10(OH)8礦物粉末 5.0kgNi(OH)2·1/4H2O 0.1kgSpan60 4.9kg將上述配比的原料經(jīng)球磨機(jī)混合后在75℃溫度下均化處理20小時(shí)，再經(jīng)球磨機(jī)研磨獲得平均粒度1.0微米左右的減摩修復(fù)劑粉體。圖1示出該減摩修復(fù)劑的掃描電鏡圖像。
在將上述粉體0.08kg與工業(yè)潤(rùn)滑油9.92kg混合后，在75℃溫度下攪拌2小時(shí)，得到減摩修復(fù)潤(rùn)滑油。
以上述減摩修復(fù)潤(rùn)滑油為樣品進(jìn)行四球摩擦實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該潤(rùn)滑油摩擦系數(shù)較基礎(chǔ)油降低38％，磨斑直徑減小25％。72小時(shí)環(huán)-盤磨損實(shí)驗(yàn)表明，以該潤(rùn)滑油為潤(rùn)滑介質(zhì)時(shí)，摩擦副在最初2小時(shí)內(nèi)的磨損量只是對(duì)比基礎(chǔ)油摩擦副的50％；36小時(shí)后，使用該減摩修復(fù)潤(rùn)滑油的摩擦副的磨損量只是對(duì)比基礎(chǔ)油摩擦副的2％；72小時(shí)后，摩擦副不再出現(xiàn)磨損，其質(zhì)量反而增加1‰。
實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的修復(fù)劑對(duì)機(jī)械金屬摩擦副有著明顯的減摩和修復(fù)作用，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。
由于本實(shí)施例使用的天然蛇紋石礦物粉末，所以其成分由于不同地點(diǎn)的礦產(chǎn)物而不同，其中主要成分可以為Mg5-6Fe0-1[Al0-1Si3-4]O10(OH)8，其他量較少的成分可以微量變化，但對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的影響不大。
實(shí)施例2將實(shí)施例1所制成的減摩修復(fù)劑粉體3.0kg，與工業(yè)潤(rùn)滑油2.0kg，在75℃溫度下攪拌2.5小時(shí)，即可得到減摩修復(fù)劑凝膠。
在鐵路機(jī)車大修后走行約5-6萬公里時(shí)，對(duì)機(jī)車柴油機(jī)進(jìn)行水阻試驗(yàn)和機(jī)油化驗(yàn)。根據(jù)柴油機(jī)狀態(tài)，按與潤(rùn)滑油箱總油量與上述減摩修復(fù)劑凝膠的質(zhì)量比為98～99∶1～2的比例，添加上述的減摩修復(fù)凝膠。添加后機(jī)車運(yùn)行延長(zhǎng)至兩個(gè)中修期即走行60萬公里時(shí)方進(jìn)行拆檢測(cè)試，并與執(zhí)行現(xiàn)行檢修規(guī)程的運(yùn)行一個(gè)中修期即30萬公里的機(jī)車進(jìn)行比較。結(jié)果表明柴油機(jī)各氣缸壓縮壓力、爆發(fā)壓力和功率及特性曲線均在正常值范圍之內(nèi)。主要摩擦副，如缸套活塞環(huán)組，仍保持良好狀態(tài)。其磨耗量低于未加減摩修復(fù)劑只運(yùn)行一個(gè)中修期即30萬公里的機(jī)車。例如，缸套磨損均值(以缸套直徑的增大變化量標(biāo)稱)加減摩修復(fù)劑走行60萬公里的為0.040mm；而未加減摩修復(fù)劑走行30萬公里的為0.059mm?；钊h(huán)側(cè)隙加減摩修復(fù)劑走行60萬公里的為0.027mm而未加減摩修復(fù)劑走行30萬公里的為0.053mm。經(jīng)60萬公里的運(yùn)行，有的活塞環(huán)的厚度和活塞環(huán)閉口間隙無變化。這說明本發(fā)明不但減摩而且有修復(fù)功能。缸套活塞環(huán)組有望延長(zhǎng)使用到90萬公里，即其使用壽命延長(zhǎng)兩倍。由于減少中修次數(shù)，延長(zhǎng)零件使用壽命，可給鐵路企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，包括以下質(zhì)量配比的組分天然蛇紋石礦物粉末30～79.5份，含鎳化合物0.5～1.5份，表面改性劑20～69.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，其特征在于，所述天然蛇紋石含有的成分為Mg5-6Fe0-1[Al0-1Si3-4]O10(OH)8。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，其特征在于，所述天然蛇紋石含有的成分為K0.02Fe0.02Ca0.06Mn0.03Mg5.69P0.01Al0.17Si40.0O10(OH)8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，其特征在于，所述天然蛇紋石礦物粉末的顆粒直徑≤10微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，其特征在于，所述含鎳化合物為以下組分中的一種或多種的混合物Ni(OH)2·1/4H2O，NiCl2·6H2O，Ni(NO3)2·6H2O，或NiSO4·6H2O。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，其特征在于，所述表面改性劑為以下組分中的一種或多種的混合物Span60，Tween 60或Span80。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，其特征在于，是由包括以下步驟的制備方法制備而成的I、按照所述質(zhì)量比將各組分進(jìn)行配比；II、將第I步中配比好的原料經(jīng)球磨機(jī)混合后，在70～80℃的溫度下均化處理18～24小時(shí)，再經(jīng)球磨機(jī)研磨獲得平均粒度0.5～1.2微米的粉體。
8.如權(quán)利要求1到7任一所述的以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑的制備方法，包括以下步驟I、按照所述質(zhì)量比將各組分進(jìn)行配比；II、將第I步中配比好的原料經(jīng)球磨機(jī)混合后，在70～80℃的溫度下均化處理18～24小時(shí)，再經(jīng)球磨機(jī)研磨獲得平均粒度0.5～1.2微米的粉體。
9.一種含有如權(quán)利要求1至7任一所述的減摩修復(fù)劑的減摩修復(fù)凝膠，含有60～70質(zhì)量份的所述減摩修復(fù)劑與30～40質(zhì)量份的潤(rùn)滑油。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減摩修復(fù)凝膠，其特征在于，是由包括以下步驟的方法制備而成的將所述配比的減摩修復(fù)劑與潤(rùn)滑油相混合，在70～80℃溫度下攪拌2～3小時(shí)。
11.一種含有如權(quán)利要求1至7任一所述的減摩修復(fù)劑的減摩修復(fù)潤(rùn)滑脂，含有相混合的1～3質(zhì)量份的所述減摩修復(fù)劑與97～99質(zhì)量份的工業(yè)潤(rùn)滑脂。
12.一種含有如權(quán)利要求1至7任一所述的減摩修復(fù)劑的減摩修復(fù)潤(rùn)滑油，含有0.5～2質(zhì)量份的減摩修復(fù)劑與98～99.5質(zhì)量份的工業(yè)潤(rùn)滑油。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的減摩修復(fù)潤(rùn)滑油，其特征在于，是由包括以下步驟的方法制備而成的將以上配比的減摩修復(fù)劑與工業(yè)潤(rùn)滑油相混合，在70～80℃溫度下攪拌2～3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以天然礦物為主要成分的減摩修復(fù)劑，包括以下質(zhì)量配比的組分天然蛇紋石礦物粉末30～79.5份，含鎳化合物0.5～1.5份，表面改性劑20～69.5份。通過以下制備方法制備將上述配比好的原料經(jīng)球磨機(jī)混合后，在70～80℃的溫度下均化處理18～24小時(shí)，再經(jīng)球磨機(jī)研磨獲得平均粒度0.5～1.2微米的粉體。本發(fā)明還公開了含有該減摩修復(fù)劑的減摩修復(fù)凝膠、減摩修復(fù)潤(rùn)滑脂、減摩修復(fù)潤(rùn)滑油。本發(fā)明的減摩修復(fù)劑，具有優(yōu)質(zhì)減摩、修復(fù)作用，可以大大延長(zhǎng)零件的使用壽命，且以天然礦物為原料，加工工藝簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)C09K3/14GK1919954SQ20051009299
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者白志民, 尤肅生 申請(qǐng)人:北京優(yōu)越科技有限公司