一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》是航天精工股份有限公司於2014年3月26日申請的專利，該專利的申請號為2014101160633，公布號為CN103897794A，授權公布日為2014年7月2日，發明人是萬冰華、陳立、楊軍、王川、王旭、鄭建鋒、章駿。

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造提供一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用，採用水作為十六醇的溶劑，通過向十六醇和水的混合溶液中加入月桂基硫酸鈉，形成三者混合的均勻穩定的乳狀液，所述十六醇的濃度為10克/升～90克/升，所述月桂基硫酸鈉的濃度為0.1克/升～0.9克/升，並將水基十六醇潤滑劑塗覆到緊固件的表面以調節緊固件的安裝力和預緊力。

2018年12月20日，《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用
公告號：CN103897794A
授權日：2014年7月2日
申請號：2014101160633
申請日：2014年3月26日
申請人：航天精工股份有限公司
地址：天津市東麗區華明工業園區濱海企業總部B06
發明人：萬冰華、陳立、楊軍、王川、王旭、鄭建鋒、章駿
Int.Cl.：C10M173/02(2006.01)I; C10M169/04(2006.01)I; C10M177/00(2006.01)I等
代理機構：天津濱海科緯智慧財產權代理有限公司
代理人：李震勇
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

高鎖螺栓和高鎖螺母是一種特殊結構的緊固件，俗稱為高鎖緊固件。它們所組成的高鎖連線在確保優良的機械性能和工作性能的前提下，具有重量輕、體積小、防松能力高、抗疲勞性能好、裝配效率高的特點，並可實現高效的單面擰緊操作，大量套用於航空航天領域。

安裝力和預緊力是高鎖螺栓、高鎖螺母在裝配過程中非常重要的性能指標。安裝力過大，則有可能導致被連線件因瞬時應力過大而崩斷，安裝力過小，則有可能導致被連線件裝配不到位，工作過程中存在潛在失效危險；預緊力過大，則有可能導致螺栓或螺紋斷裂，導致連線失效，預緊力過小，則同樣有可能導致被連線件裝配不到位，工作過程中存在潛在失效的危險。

因此波音、空客、龐巴迪、商飛等飛機總裝廠對高鎖螺栓的安裝力、高鎖螺母的預緊力性能均有嚴格的要求。國內外相關緊固件標準如HB6508《抗剪型MJ螺紋高鎖螺母》、GJB2892《高鎖螺母通用規範》、EN4473《緊固件鋁塗層技術規範》、CMT-CT-402《緊固件的有色鋁塗層》也將安裝力、預緊力作為緊固件的性能指標列入標準之中。

目前，緊固件行業普遍以石油醚或三氯乙烯作為十六醇的溶劑，通過塗覆十六醇潤滑劑的方式來調節螺栓的安裝力和螺母的預緊力以滿足標準的要求。然而石油醚和三氯乙烯具有易揮發，閃點低，有毒性等缺點，對操作者的身體健康和環境均有一定的危害，在使用過程存在產品性能不穩定、工藝控制困難等問題，且經過塗覆後的零件在長期存在過程中，也存在石油醚或三氯乙烯不斷揮發、十六醇結晶析出的現象，嚴重影響著緊固件的外觀、潤滑性能，甚至造成安裝事故。因此，開發一種安全可靠，性能穩定的十六醇潤滑劑塗覆方法是非常有必要的。

發明內容

專利目的

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造要解決的問題是提供一種安全、環保、穩定性好且經濟實用的水基潤滑劑，其套用於航空航天緊固件潤滑並使緊固件的安裝力和預緊力能夠滿足HB6508、GJB2892、EN4473及CMT-CT-402的標準要求。

技術方案

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造採用的技術方案是：一種水基十六醇潤滑劑，為乳液狀，採用水作為十六醇的溶劑，還包括月桂基硫酸鈉，所述十六醇的濃度為10克/升～90克/升，所述月桂基硫酸鈉的濃度為0.1克/升～0.9克/升，其中，所述溶劑的電阻率不小於1×106歐姆米。

為實現更好的混合效果，水基十六醇潤滑劑中所述十六醇與所述月桂基硫酸鈉的質量比為10:1。

水基十六醇潤滑劑通過以下步驟製備：

第一步，根據欲配製處理液的體積，按照十六醇和月桂基硫酸鈉的濃度分別計算出待加入的十六醇和月桂基硫酸鈉的質量；

第二步，在容器中加入體積為欲配製處理液體積1/3～1/2的水，然後加熱至50攝氏度～71攝氏度，並保溫；

第三步，在第二步所述的溫度下，按照第一步中計算出的十六醇的質量，將十六醇加入容器里的水中，待十六醇溶解為糊狀平鋪於水面時，加入按第一步中計算所得質量的月桂基硫酸鈉，並攪拌30～60分鐘；

第四步，在保持第二步所述溫度的前提下，補充水至欲配製處理液的體積，再攪拌60～120分鐘，然後自然冷卻至室溫。

其中，第一步中計算待加入的十六醇和月桂基硫酸鈉的質量時，採用的十六醇的濃度按照：用於內螺紋的緊固件時，所述十六醇的濃度為10克/升～30克/升，而用於外螺紋的緊固件時，所述十六醇的濃度為30克/升～90克/升。

上述製備方法，採用水作為十六醇的溶劑，通過向十六醇和水的混合溶液中加入一定量的月桂基硫酸鈉，從而形成均勻穩定的乳狀液。

進一步，《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造還提供了水基十六醇潤滑劑的套用，即塗覆到航空航天緊固件的表面，包含以下步驟：

S1.將表面處理後的緊固件浸泡在丙酮溶液中30秒～60秒，達到水膜不破，然後取出風乾；

S2.將S1中風乾後的緊固件完全浸沒於溫度為50攝氏度～70攝氏度的水基十六醇潤滑劑中，期間每隔30秒抖動一次緊固件，浸泡5～10分鐘後取出，瀝乾至少60秒；

S3.乾燥緊固件。

其中，S3中的乾燥方式為：將零件平鋪於乾淨的紗布網上晾乾或用不大於38攝氏度的熱風吹乾。

其中，S1中的對緊固件的表面處理包括：塗鋁、塗二硫化鉬、陽極化等。通過丙酮溶液的浸泡可除去緊固件表面油脂及污染物，有助於後續步驟中水基十六醇潤滑劑更好地塗覆於緊固件表面。

進一步，螺紋位置不同的緊固件需要不同濃度的水基十六醇潤滑劑，內螺紋的緊固件所需的十六醇濃度較低，而外螺紋的緊固件所需的十六醇濃度較高，即：用於內螺紋的緊固件時，所述十六醇的濃度為10克/升～30克/升，而用於外螺紋的緊固件時，所述十六醇的濃度為30克/升～90克/升。

由於十六醇的溶點為50攝氏度，因此在水基十六醇潤滑劑的製備過程中以及水基十六醇潤滑劑的塗覆過程中，水基十六醇潤滑劑的溫度需保持在50攝氏度以上，防止十六醇結晶析出。

改善效果

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造具有的優點和積極效果是：水基十六醇潤滑劑更加安全，對人體、環境無危害；且溶液的穩定性高，外觀和性能保持不變，可長時間使用和存放；十六醇、月桂基硫酸鈉及水作為原料，來源廣，價格低廉，具有更好的經濟價值；製備過程簡單，未要求苛刻的製備條件，按照《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造提供的塗覆方法可實現潤滑劑在緊固件表面的均勻塗覆，保證了緊固件的安裝力和預緊力滿足HB6508等標準的要求。

技術領域

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造涉及一種水基潤滑劑，尤其涉及一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其在航空航天緊固件中套用。

權利要求

1.一種水基十六醇潤滑劑，其特徵在於：為乳液狀，採用水作為十六醇的溶劑，還包括月桂基硫酸鈉，所述十六醇的濃度為10克/升～90克/升，所述月桂基硫酸鈉的濃度為0.1克/升～0.9克/升；所述水基十六醇潤滑劑的製備方法包括以下步驟：第一步，根據欲配製處理液的體積，按照十六醇和月桂基硫酸鈉的濃度分別計算出待加入的十六醇和月桂基硫酸鈉的質量；第二步，在容器中加入體積為欲配製處理液體積1/3～1/2的水，然後加熱至50攝氏度～71攝氏度，並保溫；第三步，在第二步所述的溫度下，按照第一步中計算出的十六醇的質量，將十六醇加入容器里的水中，待十六醇溶解為糊狀平鋪於水面時，加入按第一步中計算所得質量的月桂基硫酸鈉，並攪拌30～60分鐘；第四步，在保持第二步所述溫度的前提下，補充水至欲配製處理液的體積，再攪拌60～120分鐘，然後自然冷卻至室溫。

2.根據權利要求1所述的水基十六醇潤滑劑，其特徵在於：所述溶劑的電阻率不小於1×106歐姆米。

3.根據權利要求1所述的水基十六醇潤滑劑，其特徵在於：所述十六醇與所述月桂基硫酸鈉的質量比為10:1。

4.如權利要求1所述的水基十六醇潤滑劑的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟：第一步，根據欲配製處理液的體積，按照十六醇和月桂基硫酸鈉的濃度分別計算出待加入的十六醇和月桂基硫酸鈉的質量；第二步，在容器中加入體積為欲配製處理液體積1/3～1/2的水，然後加熱至50攝氏度～71攝氏度，並保溫；第三步，在第二步所述的溫度下，按照第一步中計算出的十六醇的質量，將十六醇加入容器里的水中，待十六醇溶解為糊狀平鋪於水面時，加入按第一步中計算所得質量的月桂基硫酸鈉，並攪拌30～60分鐘；第四步，在保持第二步所述溫度的前提下，補充水至欲配製處理液的體積，再攪拌60～120分鐘，然後自然冷卻至室溫。

5.如權利要求1所述的水基十六醇潤滑劑的套用，其特徵在於：包含以下步驟：

S1.將表面處理後的緊固件浸泡在丙酮溶液中30秒～60秒，達到水膜不破，然後取出風乾；

S3.乾燥緊固件。

6.根據權利要求5所述的水基十六醇潤滑劑的套用，其特徵在於：S3中的乾燥方式為：將零件平鋪於乾淨的紗布網上晾乾或用不大於38攝氏度的熱風吹乾。

7.根據權利要求5所述的水基十六醇潤滑劑的套用，其特徵在於：S1中的對緊固件的表面處理包括：塗鋁、塗二硫化鉬或陽極化。

8.根據權利要求5所述的水基十六醇潤滑劑的套用，其特徵在於，用於內螺紋的緊固件時，所述十六醇的濃度為10克/升～30克/升。

9.根據權利要求5所述的水基十六醇潤滑劑的套用，其特徵在於，用於外螺紋的緊固件時，所述十六醇的濃度為30克/升～90克/升。

實施方式

《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造的設計思路為提供一種水基十六醇潤滑劑，以水作為十六醇的溶劑，通過向十六醇和水的混合溶液中加入一定量的月桂基硫酸鈉，形成三者混合的均勻穩定的乳狀液，並將水基十六醇潤滑劑套用於航空航天緊固件的潤滑，通過塗覆水基十六醇潤滑劑來調節緊固件的安裝力和預緊力來滿足標準的要求。

其中，十六醇的濃度為10克/升～90克/升，月桂基硫酸鈉的濃度為0.1克/升～0.9克/升，優選地，水基十六醇潤滑劑中十六醇與月桂基硫酸鈉的質量比為10:1。且螺紋位置不同的緊固件需要不同濃度的水基十六醇潤滑劑，內螺紋的緊固件所需的十六醇濃度較低，而外螺紋的緊固件所需的十六醇濃度較高。

下面結合實施例對《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》創造做詳細說明。

實施例1

將經過硫酸陽極化的高鎖螺母（內螺紋）浸泡在丙酮溶液中清洗40秒，達到水膜不破，風乾後，將高鎖螺母浸入裝有水基十六醇潤滑劑的容器中，該水基十六醇潤滑劑每單位體積（每升）中含有十六醇30克、月桂基硫酸鈉0.2克，高鎖螺母在50攝氏度的水基十六醇潤滑劑中浸泡10分鐘，然後取出，並瀝乾60秒，最後，平鋪於紗布網中晾乾。

實施例2

將塗覆鋁粉的高鎖螺栓（外螺紋）浸泡在丙酮溶液中清洗50秒，達到水膜不破，風乾後，將高鎖螺栓浸入裝有水基十六醇潤滑劑的容器中，該水基十六醇潤滑劑每單位體積（每升）中含有十六醇90克、月桂基硫酸鈉0.1克，高鎖螺栓在70攝氏度的水基十六醇潤滑劑中浸泡5分鐘，然後取出，並瀝乾60秒，最後，平鋪於紗布網中，並用不大於38攝氏度的熱風吹乾。

為驗證《一種水基十六醇潤滑劑、其製備方法及其套用》技術方案的效果，分別選取不同材料和規格的高鎖螺栓、高鎖螺母類緊固件各3～5個，按照實施例1和實施例2的方法進行塗覆十六醇潤滑劑處理，對塗層性能是否滿足HB6508、GJB2892、EN4473、CMT-CT-402標準要求進行驗證，如表2所示。

表2不同材料和規格的緊固件的標準檢驗結果