[发明专利]一种水基十六醇润滑剂、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种水基润滑剂，尤其涉及一种水基十六醇润滑剂、其制备方法及其在航空航天紧固件中应用。

背景技术

高锁螺栓和高锁螺母是一种特殊结构的紧固件，俗称为高锁紧固件。它们所组成的高锁连接在确保优良的机械性能和工作性能的前提下，具有重量轻、体积小、防松能力高、抗疲劳性能好、装配效率高的特点，并可实现高效的单面拧紧操作，大量应用于航空航天领域。

安装力和预紧力是高锁螺栓、高锁螺母在装配过程中非常重要的性能指标。安装力过大，则有可能导致被连接件因瞬时应力过大而崩断，安装力过小，则有可能导致被连接件装配不到位，工作过程中存在潜在失效危险；预紧力过大，则有可能导致螺栓或螺纹断裂，导致连接失效，预紧力过小，则同样有可能导致被连接件装配不到位，工作过程中存在潜在失效的危险。

因此波音、空客、庞巴迪、商飞等飞机总装厂对高锁螺栓的安装力、高锁螺母的预紧力性能均有严格的要求。国内外相关紧固件标准如HB6508《抗剪型MJ螺纹高锁螺母》、GJB2892《高锁螺母通用规范》、EN4473《紧固件铝涂层技术规范》、CMT-CT-402《紧固件的有色铝涂层》也将安装力、预紧力作为紧固件的性能指标列入标准之中。

目前，紧固件行业普遍以石油醚或三氯乙烯作为十六醇的溶剂，通过涂覆十六醇润滑剂的方式来调节螺栓的安装力和螺母的预紧力以满足标准的要求。然而石油醚和三氯乙烯具有易挥发，闪点低，有毒性等缺点，对操作者的身体健康和环境均有一定的危害，在使用过程存在产品性能不稳定、工艺控制困难等问题，且经过涂覆后的零件在长期存在过程中，也存在石油醚或三氯乙烯不断挥发、十六醇结晶析出的现象，严重影响着紧固件的外观、润滑性能，甚至造成安装事故。因此，开发一种安全可靠，性能稳定的十六醇润滑剂涂覆方法是非常有必要的。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种安全、环保、稳定性好且经济实用的水基润滑剂，其应用于航空航天紧固件润滑并使紧固件的安装力和预紧力能够满足HB6508、GJB2892、EN4473及CMT-CT-402的标准要求。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种水基十六醇润滑剂，为乳液状，采用水作为十六醇的溶剂，还包括月桂基硫酸钠，所述十六醇的浓度为10g/L～90g/L，所述月桂基硫酸钠的浓度为0.1g/L～0.9g/L，其中，所述溶剂的电阻率不小于1×10⁶欧姆米。

为实现更好的混合效果，水基十六醇润滑剂中所述十六醇与所述月桂基硫酸钠的质量比为10:1。

水基十六醇润滑剂通过以下步骤制备：

第一步，根据欲配制处理液的体积，按照十六醇和月桂基硫酸钠的浓度分别计算出待加入的十六醇和月桂基硫酸钠的质量；

第二步，在容器中加入体积为欲配制处理液体积1/3～1/2的水，然后加热至50℃～71℃，并保温；

第三步，在第二步所述的温度下，按照第一步中计算出的十六醇的质量，将十六醇加入容器里的水中，待十六醇溶解为糊状平铺于水面时，加入按第一步中计算所得质量的月桂基硫酸钠，并搅拌30～60分钟；

第四步，在保持第二步所述温度的前提下，补充水至欲配制处理液的体积，再搅拌60～120分钟，然后自然冷却至室温。

其中，第一步中计算待加入的十六醇和月桂基硫酸钠的质量时，采用的十六醇的浓度按照：用于内螺纹的紧固件时，所述十六醇的浓度为10g/L～30g/L，而用于外螺纹的紧固件时，所述十六醇的浓度为30g/L～90g/L。

上述制备方法，采用水作为十六醇的溶剂，通过向十六醇和水的混合溶液中加入一定量的月桂基硫酸钠，从而形成均匀稳定的乳状液。

进一步，本发明创造还提供了水基十六醇润滑剂的应用，即涂覆到航空航天紧固件的表面，包含以下步骤：

S1.将表面处理后的紧固件浸泡在丙酮溶液中30S～60S，达到水膜不破，然后取出风干；

S2.将S1中风干后的紧固件完全浸没于温度为50℃～70℃的水基十六醇润滑剂中，期间每隔30S抖动一次紧固件，浸泡5～10分钟后取出，沥干至少60S；

S3.干燥紧固件。

其中，S3中的干燥方式为：将零件平铺于干净的纱布网上晾干或用不大于38℃的热风吹干。

其中，S1中的对紧固件的表面处理包括：涂铝、涂二硫化钼、阳极化等。通过丙酮溶液的浸泡可除去紧固件表面油脂及污染物，有助于后续步骤中水基十六醇润滑剂更好地涂覆于紧固件表面。