金属磨损修复组合物的制作方法

1.本发明涉及一种金属磨损修复组合物，特别是涉及一种包含矿物粉体、基础油、非极性有机溶剂及微晶蜡的金属磨损修复组合物。

背景技术：

2.现有具有金属磨损修复功能的润滑剂的介质材料，一类是半固态的油脂类、一类是液态的润滑油与机油。但由于这两类产品的应用范围各自受限于其流动性与粘滞特性，而难以在提供足够的抗磨、耐磨与原位修复功效的前提下因应不同行业应用于不同类型的机械传动件。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种金属磨损修复组合物，可以克服上述背景技术的缺点。
4.本发明所述的金属磨损修复组合物，包含矿物粉体、基础油(baseoil)、非极性有机溶剂及微晶蜡(microcrystalline wax)。
5.优选地，该矿物粉体包括含硅化合物。更优选地，该含硅化合物是选自于天然或人工合成的硅酸盐类、二氧化硅或其组合。例如含铁镁质的层状硅酸盐类或高温二氧化硅矿物混合物微粉，具体可为蛇纹石(serpentine)、β-石英、鳞石英(tridymite)、方石英(christobalite)或其组合。在本发明的具体实施例中，该矿物粉体为蛇纹石及β-石英的混合粉体。该矿物粉体有助于增加传动件金属基材摩擦面的抗磨、耐磨、与自我修复磨损部位的功能。
6.该矿物粉体的粒径范围为0.2-50μm，较佳的粒径范围为0.5-10μm。
7.该矿物粉体还可以含有微量的其他金属氧化物、羟基氧化物或金属微粒。
8.优选地，以该金属磨损修复组合物的总重为100wt％，该矿物粉体的重量比例范围为0.5-5.0wt％。在本发明的具体实施例中，以该金属磨损修复组合物的总重为100wt％，该矿物粉体的重量比例范围为0.5-1.5wt％，也可为0.5-1.0wt％或1.0-1.5wt％。
9.优选地，该金属磨损修复组合物还包含预混合于该矿物粉体的表面改性剂。更优选地，该表面改性剂是选自于油酸、硬脂酸、硬脂酸盐、山梨醇酐酯(sorbitan ester)、聚山梨醇酯(polysorbate)或其组合，具体可为油酸、硬脂酸、硬脂酸盐、span 20(司盘20，山梨醇酐单月桂酸酯)、span 80(司盘80，山梨醇酐单油酸酯)、tween 20(吐温20，聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯)、tween 80(吐温80，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯)或其组合。该表面改性剂有助于有效分散该矿物粉体于该基础油、该非极性有机溶剂及该微晶蜡的混合介质(介质载体)中，进一步能够避免该基础油的酸价增加，并避免金属腐蚀。
10.优选地，以该矿物粉体的总重为100重量份，该表面改性剂的重量比例范围为10-200重量份。更优选地，以该矿物粉体的总重为100重量份，该表面改性剂的重量比例范围为20-100重量份。
11.在本发明中，该基础油可为机油、润滑油、润滑脂等原油精炼产品或其组合。例如但不限于黏度等级为vg-10至vg-1000或nlgi-000至nlgi-00的常温液态润滑油脂。在本发明的具体实施例中，该基础油是黏度等级为vg-68的机油。
12.优选地，以该金属磨损修复组合物的总重为100wt％，该基础油的重量比例范围为25.0-99.0wt％。在本发明的具体实施例中，以该金属磨损修复组合物的总重为100wt％，该基础油的重量比例范围为25.0-90.5wt％，也可为40.0-90.5wt％或75.0-90.5wt％。
13.优选地，该非极性有机溶剂是选自于石油醚、环保去渍油、甲苯、二甲苯、煤油或其组合。该非极性有机溶剂可依常温时的蒸发速度快慢而分级选择或按比例组合不同沸点的非极性有机物而得，例如：属于低沸点/快干溶剂的石油醚、环保型去渍油；属于中干溶剂的甲苯；属于高沸点/慢干溶剂的二甲苯、煤油。
14.优选地，该非极性有机溶剂的平均分子量范围为75-240g/mol，有利于溶解该微晶蜡，以与该微晶蜡形成预混物。
15.在本发明中，该微晶蜡的熔点高于70℃，较佳为高于74℃，更佳为高于82℃。
16.本发明的有益效果在于：本发明金属磨损修复组合物能提供良好的润滑抗磨损与原位修复功效，且可适用于各种不同类型的机械传动件。
附图说明
17.本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：
18.图1是三元相图，说明本发明的金属磨损修复组合物的介质载体的组成；及
19.图2是三元相图，说明本发明实施例1-3的金属磨损修复组合物的介质载体的组成。
具体实施方式
20.参阅图1的三元相图，本发明的金属磨损修复组合物的实施例的介质载体的组成可为以基础油为主的o区域、以非极性有机溶剂为主的s区域或以微晶蜡为主的w区域。此外，so区域表示该介质载体的主要成分为非极性有机溶剂及基础油，微晶蜡的含量较低；sw区域表示该介质载体的主要成分为非极性有机溶剂及微晶蜡，基础油的含量较低；wo区域表示该介质载体的主要成分为微晶蜡及基础油，非极性有机溶剂的含量较低；center区域表示在该介质载体中，基础油、非极性有机溶剂及微晶蜡三者的含量相近。
21.本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说明用，而不应被解释为本发明实施的限制。
22.〈实施例1〉
23.依据下表1的配比，将微晶蜡(购自于帝一化工原料股份有限公司，cas no.63231-60-7)与非极性有机溶剂(甲苯、二甲苯及煤油三者的混合溶剂)预先混合，再与矿物粉体(蛇纹石及β-石英的混合粉体，粒径范围为1-10μm，表面改性剂为油酸)及基础油(中油股份有限公司国光牌特级循环机油vg-68)混合后，得到实施例1的金属磨损修复组合物。实施例1的介质载体的组成如图2所示。实施例1的金属磨损修复组合物可大幅提高在施用时渗透进入复杂传动部件的方便性，且可保留湿润黏附在被施用表面上，适用于需要在施用后保持半干燥半湿润的状况下操作的自行车链条与变速齿轮组件。
24.〈实施例2〉
25.依据下表1的配比，将微晶蜡(购自于帝一化工原料股份有限公司，cas no.63231-60-7)与非极性有机溶剂(二甲苯及煤油的混合溶剂)预先混合，再与矿物粉体(蛇纹石及β-石英的混合粉体，粒径范围为0.5-5μm，表面改性剂为油酸与span 80的2:1混合物)及基础油(中油股份有限公司国光牌特级循环机油vg-68)混合后，得到实施例2的金属磨损修复组合物。实施例2的介质载体的组成如图2所示。实施例2的金属磨损修复组合物可提供滚珠与轴承内外滑道接触面的抗磨修损能力并降低磨擦阻力，适用于需要兼具滑动性能与耐用性的自行车、机车，运动滑板的花鼓轴承组件。
26.〈实施例3〉
27.依据下表1的配比，将微晶蜡(购自于帝一化工原料股份有限公司，cas no.63231-60-7)与非极性有机溶剂(环保去渍油、石油醚及甲苯三者的混合溶剂)预先混合，再与矿物粉体(蛇纹石及β-石英的混合粉体，粒径范围为0.5-3μm，表面改性剂为油酸与span 80与tween 80的1:1:1混合物)及基础油(中油股份有限公司国光牌特级循环机油vg-68)混合后，得到实施例3的金属磨损修复组合物。实施例3的介质载体的组成如图2所示。实施例3的金属磨损修复组合物可在施用后的很短时间内使溶剂快速挥发，且可提供传动件接触摩擦面的抗磨修损能力并降低磨擦阻力，适用于需要减少使用时沾黏悬浮于空气中的纤维棉絮于传动件的表面，以减少停机清洁的频率与难度的纺织厂或针织厂设备的传动件。
28.〈比较例1-3〉
29.比较例1为100wt％基础油(中油股份有限公司国光牌特级循环机油vg-68)。
30.比较例2的组合物为矿物粉体(蛇纹石及β-石英的混合粉体，粒径范围为10-40μm，表面改性剂为油酸)及基础油(中油股份有限公司国光牌特级循环机油vg-68)依据下表1的配比混合。
31.比较例3的组合物为矿物粉体(蛇纹石及β-石英的混合粉体，粒径范围为1-10μm，表面改性剂为油酸)、基础油(中油股份有限公司国光牌特级循环机油vg-68)、极性有机溶剂(无水乙醇)及微晶蜡(购自于帝一化工原料股份有限公司，cas no.63231-60-7)依据下表1的配比比照上述实施例1的步骤混合，即将微晶蜡与极性有机溶剂预先混合，再与矿物粉体及基础油混合后，得到比较例3的组合物。
32.表1
[0033][0034]
“‑‑”
表示未添加。
[0035]
[抗磨损性能(wear preventive characteristics)测试]
[0036]
依据astm d4172-20使用四球测试机台(主轴转速为1200rpm，工作温度为75℃，负重为40kg，运作时间为60min)分别测量在施用上述实施例1-3的金属磨损修复组合物及比较例1的基础油、比较例2-3的组合物下的平均磨耗直径，结果分别如下表2所示。
[0037]
表2
[0038][0039][0040]
表2结果显示，在施用实施例1-3的金属磨损修复组合物下的平均磨耗直径明显小于在施用比较例1的基础油、比较例2-3的组合物下的平均磨耗直径(例如，相对于比较例1，实施例1的减小量至少12.1％；相对于比较例2，实施例1的减小量至少8.8％；相对于比较例3，实施例1的减小量至少18.1％)，显示实施例1-3的金属磨损修复组合物具有相对优越的润滑抗磨损性能。
[0041]
综上所述，本发明金属磨损修复组合物能提供良好的润滑抗磨损与原位修复功效，且可适用于各种不同类型的机械传动件，所以确实能达成本发明的目的。
[0042]
以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

技术特征：

1.一种金属磨损修复组合物，其特征在于：该金属磨损修复组合物包含：矿物粉体；基础油；非极性有机溶剂；及微晶蜡。2.根据权利要求1所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该非极性有机溶剂是选自于石油醚、环保去渍油、甲苯、二甲苯、煤油或其组合。3.根据权利要求1所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该非极性有机溶剂的平均分子量范围为75-240g/mol。4.根据权利要求1所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该矿物粉体包括含硅化合物。5.根据权利要求4所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该含硅化合物是选自于天然或人工合成的硅酸盐类、二氧化硅或其组合。6.根据权利要求4所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该含硅化合物是选自于蛇纹石、β-石英、鳞石英、方石英或其组合。7.根据权利要求1所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：以该金属磨损修复组合物的总重为100wt％，该矿物粉体的重量比例范围为0.5-5.0wt％。8.根据权利要求1所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该金属磨损修复组合物还包含预混合于该矿物粉体的表面改性剂。9.根据权利要求8所述的金属磨损修复组合物，其特征在于：该表面改性剂是选自于油酸、硬脂酸、硬脂酸盐、山梨醇酐酯、聚山梨醇酯或其组合。

技术总结

一种金属磨损修复组合物，包含矿物粉体、基础油、非极性有机溶剂及微晶蜡。本发明金属磨损修复组合物能提供良好的润滑抗磨损与原位修复功效，且可适用于各种不同类型的机械传动件。动件。动件。

技术研发人员：

戴龙文 郑大伟

受保护的技术使用者：

荣谊大(佛山市)科技有限公司

技术研发日：

2022.07.28

技术公布日：

2023/2/3