一種低溫潤滑脂組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低溫潤滑脂組合物及其制備方法，包括基礎油、稠化劑、添加劑。本發(fā)明的潤滑脂由于選用了新穎的稠化劑體系，選擇低溫性優(yōu)異的基礎油，使得該潤滑脂具有優(yōu)異的低溫流動性、防腐防銹、極壓抗磨性能。由于有機膨潤土有較好的低溫流變性，在成脂過程中沒有相的轉變，在溫度變化中對潤滑脂稠度沒有明顯影響，使得潤滑脂在-40℃左右的低溫環(huán)境中，稠度不會變硬，保證了泵送的連續(xù)性。本發(fā)明潤滑脂打破了“三北”地區(qū)露天煤礦大型工程機械普遍實行的冬夏季區(qū)分用脂的潤滑管理理念，實現(xiàn)了冬夏季通用的創(chuàng)新，降低了客戶的維護成本和勞動強度。
【專利說明】一種低溫潤滑脂組合物及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于潤滑脂【技術領域】，特別是涉及礦山機械行業(yè)低溫潤滑脂的組合物及制 備方法。

【背景技術】
[0002] 由于北方地區(qū)露天煤礦均處于寒冷氣候區(qū)，年最低氣溫可達_45°C ;自卸車、電 鏟等大型工程機械長期處于野外露天操作，工況惡劣，持續(xù)風雪、低溫天氣；工程機械大部 分摩擦副采用集中潤滑系統(tǒng)潤滑，集中潤滑管線最長可達20多米，集中潤滑管線管徑較 小，且許多潤滑管線及潤滑點裸露于空氣中，均對潤滑脂的低溫性能提出更為苛刻的要求。 在_45°C的低溫條件下，為了保證施工機械中的設備正常工作，所采用的礦山潤滑脂除應具 有必要的潤滑、防護等性能外，還必須具有優(yōu)良的耐低溫性能，以防止?jié)櫥蜏貢r出現(xiàn)各 種異常問題。對于在寒區(qū)運行的礦山機械來說，目前尚缺少可滿足_40°C低溫條件要求，且 冬夏季通用、極壓抗磨性、防腐防銹性等良好的潤滑脂產品。
[0003] 目前重載、大型化是礦山機械的發(fā)展趨勢。國內外研發(fā)人員針對礦用機械的工況 開發(fā)出了重負荷礦山脂，主要以極壓鋰基潤滑脂、復合鋰基潤滑脂和二硫化鑰復合鋰基潤 滑脂系列為主，品牌包括長城、美孚和殼牌等。目前礦用自卸車所采用的〇號極壓鋰基潤滑 脂，具有耐負荷能力大、抗磨損性能好、摩擦系數(shù)小、不易飛濺流失和消耗、使用壽命長、密 封性較好以及能使金屬表面具有防腐、防銹和減振等優(yōu)點。其主要缺點是流動性能不好， 啟動負荷大，冷卻作用差，且固體雜質混入后不易除去。
[0004] 礦山機械的潤滑系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)的潤滑效果直接關系到車輛的正常運行和降 低礦山運輸成本。由于在寒冷地區(qū)的嚴寒氣候條件下，礦山機械的工作環(huán)境溫度最低 達-40?-20°c，低溫時間一般為2?4個月。而潤滑脂粘度卻隨著溫度下降而增大，從而 導致其流動性能更差，礦山機械潤滑的摩擦面形成半干摩擦乃至干摩擦，增大了潤滑部位 摩擦件間的運動阻力，使其磨損加劇。由此可見對低溫條件下潤滑脂流動性的研究具有普 遍的意義。
[0005] 103525510A公開了使用12-羥基硬脂酸鋰和硬脂酸鋰作為稠化劑，稠化III類 油與酯類油和/或PAO油混合成的半合成油，制備了一種低溫潤滑脂。101649243A提供 了一種高低溫潤滑脂及其制備方法，制備的聚脲基潤滑脂是一種性價比較高的潤滑脂。 102827670A采用了低溫性能優(yōu)異的聚α -烯烴合成油為基礎油，同時將高堿值合成酸鈣、 膠體石墨復配使用作為減磨劑，從而得到一種以脂肪酸鋰皂為稠化劑的新型半流體鋼絲繩 潤滑脂。
[0006] 隨著工業(yè)技術的發(fā)展，對低溫潤滑脂的需求量也越來越大，同時對其使用壽命，使 用溫度范圍提出了更高的要求。甚至有的低溫潤滑脂用在航空行業(yè)，主要在飛機及電氣、儀 表、附件上使用。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供了一種低溫潤滑脂組合物及其制備方法：采用低溫性能優(yōu)異 的基礎油，稠化硬脂酸鋰皂有機膨潤土形成一種具有特殊性能的潤滑脂。本發(fā)明廣泛用于 礦山機械行業(yè)，冬夏季可通用，提高潤滑脂的泵送性能，同時還提供必要的防腐防銹、極壓 抗磨特性。
[0008] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0009] 本發(fā)明的低溫潤滑脂組合物，組分與現(xiàn)有技術所不同的是在稠化劑和基礎油做了 改進。由于有機膨潤土有較好的低溫流變性，在成脂過程中沒有相的轉變，在溫度變化中對 潤滑脂稠度沒有明顯影響。
[0010] 一種低溫潤滑脂組合物，按潤滑脂的總重量計，包括以下組分：
[0011 ]基礎油：70 ?84% ;
[0012] 稠化劑：8?15%;
[0013] 添加劑：8?15%;
[0014] 其中：基礎油為聚α-烯烴合成油ΡΑ0、礦物油中的環(huán)烷基油、酯類油的一種或兩 種，這三類油的凝點都很低，40°C的粘度為28?60mm 2/s，傾點為-45?-24°C。
[0015] 所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是基礎油選擇PAO、150DN、200DN、300DN或偏苯 三酸酯的一種或兩種。
[0016] 所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是：稠化劑由硬脂酸與氫氧化鋰的反應物和有 機膨潤土組成，硬脂酸與單水氫氧化鋰物質的量之比為1 :〇. 5?1. 5,其中膨潤土占稠化劑 總重量的1/4?1/2。
[0017] 所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是添加劑包括抗氧劑、防銹劑、極壓抗磨劑，按 照潤滑脂的總重量計，其組分及百分含量如下：
[0018] (a)抗氧劑，1 ?2%;
[0019] (b)極壓劑，1 ?4%;
[0020] (c)防銹劑，1 ?5%;
[0021] (d)抗磨劑，1 ?4%。
[0022] 所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是抗氧劑選自芳胺類抗氧劑中的一種；防銹劑 選自磺酸鹽類化合物、苯并三唑類防銹劑中的一種或兩種；極壓抗磨劑選自有機磷化物類 與硼酸鹽類極壓抗磨劑一種或多種。
[0023] 所述的組合物，其特征是極壓劑為硫化異丁烯、二烷基二硫代磷酸鹽、有機鑰鹽的 一種或多種。
[0024] 所述的組合物，其特征是防銹劑為二壬基萘磺酸鋇、苯并三氮唑一種或兩種。
[0025] 所述的組合物，其特征是抗磨劑為磷酸三苯酯、偏硼酸鉀一種或兩種。
[0026] 所述的組合物，其特征是抗氧劑為二壬基二苯胺類。
[0027] 低溫潤滑脂組合物的制備方法，其特征是將硬脂酸加入到1/2基礎油中，混合加 熱至85?95°C,硬脂酸溶解后,加入單水氫氧化鋰堿液,水是單水氫氧化鋰的5倍，溫度控 制在90°C?95°C，皂化反應0. 5?1. 5小時；反應結束后升溫排水，升溫到130?140°C， 加入1/4基礎油；繼續(xù)升溫到最高溫度200?210°C，然后加入剩余基礎油，攪拌五分鐘，取 出降溫到120°C?130°C，加入有機膨潤土，恒溫快速攪拌1小時。恒溫結束后依次加入極 壓劑、防銹劑、抗磨劑和抗氧劑，當溫度降低到40?60°C以后經過三輥機軋油三遍后灌裝。
[0028] 本發(fā)明的效果：本發(fā)明的潤滑脂由于選用了新穎的稠化劑體系及低溫性優(yōu)異的基 礎油，使得該潤滑脂具有優(yōu)異的低溫流動性、防腐防銹、減磨抗極壓性能。由于有機膨潤土 有較好的低溫流變性，在成脂過程中沒有相的轉變，在溫度變化中對潤滑脂稠度沒有明顯 影響。使得潤滑脂在_40°C左右的低溫環(huán)境中，稠度不會變硬，保證了泵送的連續(xù)性。而且 打破了"三北"地區(qū)露天煤礦大型工程機械普遍實行冬夏季區(qū)分用脂的潤滑管理理念，本發(fā) 明潤滑脂可冬夏季通用。另外，本發(fā)明潤滑脂的制備方法工藝簡單，節(jié)約能耗，降低了生產 成本，而且該工藝生產的產品質量也比較穩(wěn)定。

【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明的效果通過下面的實施例進一步說明。但應明白，下面的實施例不是限制 本發(fā)明的范圍，任何不超出本發(fā)明構思和范圍的改動，都在本發(fā)明的范圍之內。所有物料的 加入量，均按潤滑脂的總重量計，具體實例如下：
[0030] 實施例1 :
[0031] 基礎油（PAO) :84% ;
[0032] 硬脂酸：3.73%
[0033] 單水氫氧化鋰：0· 27%
[0034] 膨潤土 ：4.0%
[0035] 極壓劑：2.0%;
[0036] 防銹劑：2.0%;
[0037] 抗磨劑：2.0%;
[0038] 抗氧劑：2.0%
[0039] 將3. 73%硬脂酸加入到42%的基礎油（ΡΑ0與偏苯三酸酯按1:1，下面所用基礎油 都按此比例調配）中，混合加熱至85°C，硬脂酸溶解后，加入0. 27 %單水氫氧化鋰堿液（水 是單水氫氧化鋰的5倍），溫度控制在90°C，皂化反應0. 5小時；反應結束后升溫排水，升 溫到130°C，加入21 %基礎油；繼續(xù)升溫到最高溫度200°C，然后加入剩余基礎油，攪拌五分 鐘，取出降溫到130°C左右，加入4. 0%有機膨潤土，恒溫快速攪拌1小時。恒溫結束后依次 加入極壓劑2. 0%硫化異丁烯，防銹劑2. 0%二壬基萘磺酸鋇，抗磨劑2. 0%磷酸三苯酯，抗 氧劑2. 0%二壬基二苯胺，當溫度降低到40°C以后經過三輥機軋油三遍后罐裝。樣品編號 A
[0040] 實施例2 :
[0041] 基礎油（150DN) :80% ;
[0042] 硬脂酸：6.72%
[0043] 單水氫氧化鋰：0· 78%
[0044] 膨潤土 ：2.5%
[0045] 極壓劑：2.0%;
[0046] 防銹劑：4.0%;
[0047] 抗磨劑：2.0%;
[0048] 抗氧劑：2.0%
[0049] 將6. 72%硬脂酸加入到40%基礎油（150DN)中，混合加熱至95°C，硬脂酸溶解后， 加入0. 78%單水氫氧化鋰堿液（水是單水氫氧化鋰的5倍），溫度控制在92°C,阜化反應I 小時；反應結束后升溫排水，升溫到130°C，加入20%升溫油；繼續(xù)升溫到最高溫度210°C， 然后加入剩余基礎油，攪拌五分鐘，取出降溫到130°C，加入2. 5 %有機膨潤土，恒溫快速 攪拌1小時。恒溫結束后依次加入極壓劑質量份數(shù)為2. 0%二烷基二硫代磷酸鹽、防銹劑 2. 0 %二壬基萘磺酸鋇、2. 0 %苯并三氮唑，抗磨劑2. 0 %偏硼酸鉀，抗氧劑2. 0 %二壬基二 苯胺，當溫度降低到60°C以后經過三輥機軋油三遍后罐裝。樣品編號B。
[0050] 實施例3 :
[0051] 基礎油（偏苯三酸酯）：76 % ;
[0052] 硬脂酸：7.87%
[0053] 膨潤土 ：3.0%
[0054] 單水氫氧化鋰：1.13%
[0055] 極壓劑：3.0%;
[0056] 防銹劑：4.0%;
[0057] 抗磨劑：3.0%;
[0058] 抗氧劑：2.0%
[0059] 將7. 87 %硬脂酸加入到38 %基礎油（偏苯三酸酯）中，混合加熱至92°C，硬脂酸 溶解后，加入1. 13%單水氫氧化鋰堿液（水是單水氫氧化鋰的5倍），溫度控制在93°C,皂 化反應1小時；反應結束后升溫排水，升溫到130°C，加入19%升溫油；繼續(xù)升溫到最高溫 度200°C，然后加入剩余基礎油，攪拌五分鐘，取出降溫到120°C，加入3. 0%有機膨潤土，恒 溫快速攪拌1小時。恒溫結束后依次加入極壓劑1. 〇%硫化異丁烯、1. 〇%二烷基二硫代磷 酸鹽、I. 0%有機鑰鹽，防銹劑2. 0%二壬基萘磺酸鋇、2. 0 %苯并三氮唑，抗磨劑3. 0%磷酸 三苯酯，抗氧劑2. 0%二壬基二苯胺，當溫度降低到50°C以后經過三輥機軋油三遍后罐裝。 樣品編號C。
[0060] 實施例4 :
[0061] 基礎油（200DN) :72% ;
[0062] 硬脂酸：6.4%
[0063] 膨潤土 ： 7. 5%
[0064] 單水氫氧化鋰：1.1%
[0065] 極壓劑：4.0%;
[0066] 防銹劑：3.5%;
[0067] 抗磨劑：4.0%;
[0068] 抗氧劑：1.5%
[0069] 將6. 4%硬脂酸加入到36%基礎油（偏苯三酸酯與200DN按1:1，下面所用基礎油 都按此比例調配）中，混合加熱至97°C，硬脂酸溶解后，加入1.1%單水氫氧化鋰堿液（水 是單水氫氧化鋰的5倍），溫度控制在95°C，皂化反應1. 5小時；反應結束后升溫排水，升 溫到133°C，加入18%基礎油；繼續(xù)升溫到最高溫度205°C，然后加入剩余基礎油，攪拌五分 鐘，取出降溫到130°C左右，加入7. 5%有機膨潤土，恒溫快速攪拌1小時。恒溫結束后依次 加入極壓劑2. 0 %二烷基二硫代磷酸鹽、2. 0%有機鑰鹽，防銹劑3. 5%苯并三氮唑，抗磨劑 4. 0%偏硼酸鉀，抗氧劑1. 5%二壬基二苯胺，當溫度降低到60°C以后經過三輥機軋油三遍 后罐裝。樣品編號D。
[0070] 實施例5 :
[0071] 基礎油（300DN) :70% ;
[0072] 硬脂酸：8.23%
[0073] 膨潤土 ：5.0%
[0074] 單水氫氧化鋰：1· 77%
[0075] 極壓劑：4.0%;
[0076] 防銹劑：5.0%;
[0077] 抗磨劑：4.0%;
[0078] 抗氧劑：2.0%
[0079] 將8. 23 %硬脂酸加入到35 %基礎油（300DN)中，混合加熱至92°C，硬脂酸溶解后， 加入1. 77%單水氫氧化鋰堿液（水是單水氫氧化鋰的5倍），溫度控制在93°C,阜化反應 I. 〇小時；反應結束后升溫排水，升溫到136°C，加入17. 5%基礎油；繼續(xù)升溫到最高溫度 200°C，然后加入剩余基礎油，攪拌五分鐘，取出降溫到125°C，加入5. 0%有機膨潤土，恒溫 快速攪拌1小時。恒溫結束后依次加入質量份數(shù)為極壓劑4. 0%二烷基二硫代磷酸鹽、防銹 劑2. 5%二壬基萘磺酸鋇、2. 5%苯并三氮唑，抗磨劑2. 0%偏硼酸鉀、2. 0 %硫代磷酸三苯 酯，抗氧劑2. 0%二壬基二苯胺，當溫度降低到60°C以后經過三輥機軋油三遍后罐裝。樣品 編號E。
[0080] 實施例6 :
[0081] 基礎油（PAO) :78% ;
[0082] 硬脂酸：5.25%
[0083] 膨潤土 ：3.00%
[0084] 單水氫氧化鋰：0· 75%
[0085] 極壓劑：3.0%;
[0086] 防銹劑：4.0%;
[0087] 抗磨劑：4.0%;
[0088] 抗氧劑：2.0%
[0089] 將5. 25 %硬脂酸加入到39 %基礎油（PAO)中，混合加熱至93°C，硬脂酸溶解后， 加入0. 75%單水氫氧化鋰堿液（水是單水氫氧化鋰的5倍），溫度控制在95°C,阜化反應 1. 5小時；反應結束后升溫排水，升溫到132°C，加入19. 5%基礎油；繼續(xù)升溫到最高溫度 205°C，然后加入剩余基礎油，攪拌五分鐘，取出降溫到130°C，加入3. 00 %有機膨潤土，恒 溫快速攪拌1小時。恒溫結束后依次加入極壓劑3. 0%二烷基二硫代磷酸鹽，防銹劑4. 0% 二壬基萘磺酸鋇，抗磨劑4.0 %磷酸三苯酯，抗氧劑2.0 %二壬基二苯胺，當溫度降低到 50°C以后經過三輥機軋油三遍后罐裝。樣品編號F。
[0090] 表1分析測試數(shù)據(jù)表
[0091]

【權利要求】
1. 一種低溫潤滑脂組合物，按潤滑脂的總重量計，其組分及百分含量如下： 基礎油：70?84% ; 稠化劑：8?15% ; 添加劑：8?15% ; 其中： 基礎油為聚a-烯烴合成油PAO、礦物油中的環(huán)烷基油、酯類油的一種或兩種，這三類 油的凝點都很低，40°C的粘度為28?60mm2/s，傾點為-45?-24°C。
2. 如權利要求1所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是基礎油選擇PAO、150DN、200DN、 300DN或偏苯三酸酯的一種。
3. 如權利要求1所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是：稠化劑由硬脂酸與氫氧化鋰的 反應物和有機膨潤土組成，硬脂酸與單水氫氧化鋰物質的量之比為1 :〇. 5?1. 5,其中膨潤 土占稠化劑總重量的1/4?1/2。
4. 如權利要求1所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是添加劑包括抗氧劑、防銹劑、極壓 抗磨劑，按照潤滑脂的總重量計，其組分及百分含量如下： (a) 抗氧劑，1?2% ; (b) 極壓劑，1?4 % ; (c) 防銹劑，1?5% ; (d) 抗磨劑，1?4%。
5. 如權利要求4所述的低溫潤滑脂組合物，其特征是抗氧劑選自烷基酚類抗氧劑與芳 胺類抗氧劑中的一種；防銹劑選自磺酸鹽類化合物、烯基丁二酸類防銹劑、高級脂肪酸、高 級脂肪酸鹽、噻二唑型防銹劑與苯并三唑類防銹劑中的一種或多種；極壓抗磨劑選自有機 磷化物類與硼酸鹽類極壓抗磨劑一種或多種。
6. 如權利要求4所述的組合物，其特征是極壓劑為硫化異丁烯、二烷基二硫代磷酸鹽、 有機鑰鹽的一種或多種。
7. 如權利要求4所述的組合物，其特征是防銹劑為二壬基萘磺酸鋇、苯并三氮唑一種 或兩種。
8. 如權利要求4所述的組合物，其特征是抗磨劑為磷酸三苯酯、偏硼酸鉀一種或兩種。
9. 如權利要求4所述的組合物，其特征是抗氧劑為二壬基二苯胺類。
10. 如權利要求1的低溫潤滑脂組合物的制備方法，其特征是將硬脂酸加入到1/2基 礎油中，混合加熱至85?95°C，硬脂酸溶解后，加入單水氫氧化鋰堿液，水是單水氫氧化鋰 的5倍，溫度控制在90°C?95°C，皂化反應0. 5?1. 5小時；反應結束后升溫排水，升溫到 130?140°C，加入1/4基礎油；繼續(xù)升溫到最高溫度200?210°C，然后加入剩余基礎油， 攪拌五分鐘，取出降溫到120°C?130°C，加入有機膨潤土，恒溫快速攪拌1小時；恒溫結束 后依次加入極壓劑、防銹劑、抗磨劑和抗氧劑，當溫度降低到40?60°C以后經過三輥機軋 油三遍后灌裝。
【文檔編號】C10N30/08GK104371796SQ201410579126
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月25日 優(yōu)先權日:2014年10月25日
【發(fā)明者】申明主, 張廣遼, 劉志穎, 高艷青 申請人:中國石油化工股份有限公司