CN101880578A - 一种塑料专用润滑脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塑料专用润滑脂及其制备方法，该润滑脂的成分包含有机聚硅氧烷、提高滴点和介面润滑的添加剂、热稳定剂、胶体安定稳定剂、稠化剂，该润滑脂除具备普通润滑脂性能外，还具有稳定的胶体安定性、较强的耐高温性能、对塑料有特殊的保护功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种非皂化类润滑脂材料，尤其涉及一种对塑料有保护作用的塑料润滑脂。
背景技术
随着现代工业日新月异的发展，大部分机械的零部件在运作时都有着不同程度的摩擦，例如转轴的旋转、齿轮的转动等，为降低运动阻力和减少运动件磨损，几乎在所有机械装置中的转动、滑动和滚动部位，都要使用润滑油或润滑脂。
润滑脂按照用于制备润滑脂的稠化剂可以为两大类：皂类润滑脂以及非皂类润滑脂。皂类润滑脂的稠化剂主要是脂肪酸金属盐，包括单皂或混合皂及复合皂等；非皂类润滑脂的稠化剂包括烃类、无机类及有机类等。
目前国内生产的润滑脂90％以上属于皂类润滑脂，主要有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、锂基润滑脂、复合钙基润滑脂、复合铝基润滑脂、复合锂基润滑脂、复合磺酸钙基润滑脂等，基础油主要是以矿物油或双酯油为主。皂类润滑脂凭借着良好的润滑性能、极压抗磨、防水等优点，被广泛地用于各种领域，例如用于飞机、汽车、机床和各种机械设备的轴承润滑；还适用于各种电机、交通运输、钢铁企业及其他各种工业机械设备的润滑等等，应用十分广泛，但是此类润滑脂对塑料材料没有特殊的保护作用，耐高温性能也不佳。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种润滑性能优良、对塑料有特殊保护、耐高温、胶体安定性好的塑料专用润滑脂。
本发明的另一目的是提供一种操作方便、环保安全的润滑脂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种塑料专用润滑脂，所述润滑脂包括以下成分：
A.40～70重量份的具有下列通式的有机聚硅氧烷：
其中与Si相连接的烷基类基团R1为1～4个碳原子的取代或未被取代的一价碳氢化合物基团，例如：烷基基团如甲基、乙基、丙基、丁基等；烯基如乙烯基等；卤代碳氢化合物基团如3，3，3-三氟丙基、三氯丙基、氯甲基等，特别优选甲基，R2为1～4个碳原子的取代或未被取代的一价碳氢化合物基团，例如：烷基基团如甲基、乙基、丙基等；卤代碳氢化合物基团如3，3，3-三氟丙基、三氯丙基、氯甲基等，特别优选甲基，a值为0、1、2或3，n≥10，且所述有机聚硅氧烷在25℃时的聚合粘度为50～20000mPa.s；聚合粘度小于50mpa.s会导致润滑脂分油现象变得严重，并且挥发份也变大，影响了润滑脂的胶体安定性；聚合粘度大于20000mPa.s会影响润滑脂的操作性能，优选值为100～2000mPa.s。
B.20～40重量份的具有下列通式的有机聚硅氧烷：
其中R3为苯基，R4是甲基，且所述有机聚硅氧烷在25℃时的聚合粘度为150mPa.s，R3为苯基，使得成分B的耐高温性能要稍强于成分A，从而可以在一定程度上提高润滑脂的耐高温性，且苯基的含量越高，耐温越高；
在A、B成分的通式中，取代基的上标表示取代基的编号，下标表示取代基的数目。
C.6～14重量份的稠化剂，所述稠化剂为白炭黑；
D.1～3重量份提高滴点和介面润滑的添加剂，所述添加剂选自以下物质：聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中一种或数种的混合物；
E.0.5～1重量份热稳定剂，所述热稳定剂选自以下物质：2，6-二叔丁基对甲酚、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、苯乙烯化苯酚、三(壬基化苯基)亚磷酸酯中一种或数种的混合物；
F.0.5～2重量份胶体安定稳定剂，所述安定稳定剂选自以下物质：乙二醇、聚乙二醇、甘油中一种或数种的混合物；
所述成分C稠化剂中的白炭黑优选为气相法白炭黑。
所述气相法白炭黑更优选为氯硅烷或硅氮烷处理过的表面疏水白炭黑。
所述氯硅烷或硅氮烷处理过的表面疏水白炭黑为比表面积为230m2/g的白炭黑。
本发明还提供了一种塑料专用润滑脂的制备方法，其步骤依次包括：
1)在反应釜中加入40～70重量份，25℃时聚合粘度为50～20000mPa.s的聚二甲基硅氧烷；10～40重量份，25℃时聚合粘度为150mPa.s聚甲基苯基硅氧烷，搅拌均匀；
2)在反应釜中加入1～3重量份提高滴点和介面润滑的添加剂，所述添加剂选自以下物质：聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中一种或数种的混合物，加入0.5～1重量份热稳定剂，所述热稳定剂选自以下物质：2，6-二叔丁基对甲酚、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、苯乙烯化苯酚、三(壬基化苯基)亚磷酸酯中一种或数种的混合物，加入0.5～2重量份胶体安定稳定剂，所述安定稳定剂选自以下物质：乙二醇、聚乙二醇、甘油中一种或数种的混合物，搅拌均匀；
3)在反应釜中加入6～14重量份干燥过的气相法白炭黑，搅拌均匀；
4)将反应釜内物料升温至135℃～145℃恒温并搅拌成基料；
5)将步骤4)得到的基料研磨成脂；
6)将步骤5)得到的脂进行脱泡处理，在绝对真空度大于0.08MPa条件下抽真空。
上述方法优选为，所述气相法白炭黑为氯硅烷或硅氮烷处理过的表面疏水白炭黑，比表面积为230m2/g；所述聚二甲基硅氧烷25℃时其聚合粘度为100～2000mPa.s；所述聚甲基苯基硅氧烷25℃时聚合粘度为150mpa.s。
本发明涉及的润滑脂属于非皂类润滑脂，是由表面经过疏水处理的白炭黑稠化硅油，并添加提高滴点和介面润滑的添加剂、热稳定剂以及胶体安定稳定剂，经过一系列工艺制成。
而本发明涉及的润滑脂除具备普通润滑脂性能外，还具有稳定的胶体安定性、较强的耐高温性能、对塑料还有着特殊的保护功能。其中最突出的优点就是对塑料有特殊的保护功能，在同等使用条件下，它引发塑料应力开裂的现象要比一般矿物油类或双酯油类配制的润滑脂少得多，所以它除用于通常机械运动件的润滑与密封外，还特别适用于电子、电器、汽车、玩具制造等行业的塑料件与塑料件以及塑料件与金属件之间的润滑与密封。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
实施例1：一种塑料专用润滑脂，其制备步骤如下：
1、在反应釜中加入40kg25℃时聚合粘度为50mPa.s的聚二甲基硅氧烷、10kg 25℃时聚合粘度为150mPa.s聚甲基苯基硅氧烷，搅拌均匀。
2、加入1kg聚四氟乙烯、0.5kg2，6-二叔丁基对甲酚、0.5kg乙二醇，搅拌均匀。
3、加入6kg比表面积为230m2/g由氯硅烷处理过的已脱水的疏水白炭黑，搅拌均匀。
4、将反应釜升温至140℃恒温搅拌2小时成基料。
5、将基料用三辊研磨机研磨2遍成脂。
6、将得到的脂进行脱泡处理，在绝对真空度大于0.08MPa条件下抽真空2小时，停止真空，装罐。
实施例2：一种塑料专用润滑脂，其制备步骤如下：
1、在反应釜中加入70kg 25℃时聚合粘度为20000mPa.s的聚二丁基硅氧烷、40kg 25℃时聚合粘度为150mPa.s聚甲基苯基硅氧烷，搅拌均匀。
2、加入3kg聚四氟乙烯、1kg4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、2kg聚乙二醇，搅拌均匀。
3、加入14kg比表面积为230m2/g由氯硅烷处理过的已脱水的疏水白炭黑，搅拌均匀。
4、将反应釜升温至140℃恒温搅拌2小时成基料。
5、将基料用三辊研磨机研磨2遍成脂。
6、将得到的脂进行脱泡处理，在绝对真空度大于0.08MPa条件下抽真空2小时，停止真空，装罐。
实施例3：一种塑料专用润滑脂，其制备步骤如下：
1、在反应釜中加入40kg25℃时聚合粘度为2000mPa.s的聚甲基乙烯硅氧烷、40kg 25℃时聚合粘度为150mPa.s聚甲基苯基硅氧烷，搅拌均匀。
2、加入2kg二硫化钼、0.75kg2，6-二叔丁基对甲酚、1kg甘油，搅拌均匀。
3、加入10kg比表面积为230m2/g由硅氮烷处理过的已脱水的疏水白炭黑，搅拌均匀。
4、将反应釜升温至140℃恒温搅拌2小时成基料。
5、将基料用三辊研磨机研磨2遍成脂。
6、将得到的脂进行脱泡处理，在绝对真空度大于0.08MPa条件下抽真空2小时，停止真空，装罐。
实施例4：一种塑料专用润滑脂，其制备步骤如下：
1、在反应釜中加入55kg25℃时聚合粘度为1000mPa.s的聚氯甲基硅氧烷、25kg 25℃时聚合粘度为150mPa.s聚甲基苯基硅氧烷，搅拌均匀。
2、加入2kg二硫化钼、0.75kg4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、1kg乙二醇，搅拌均匀。
3、加入10kg比表面积为230m2/g由硅氮烷处理过的已脱水的疏水白炭黑，搅拌均匀。
4、将反应釜升温至140℃恒温搅拌2小时成基料。
5、将基料用三辊研磨机研磨2遍成脂。
6、将得到的脂进行脱泡处理，在绝对真空度大于0.08MPa条件下抽真空2小时，停止真空，装罐。
实施例5：性能对比试验
将4种实施例产品和矿物油类以及双酯油类的润滑脂进行性能对比。矿物油类润滑脂选用3号通用锂基润滑脂，双酯油类润滑脂选用311号锂基润滑脂。
根据实施例1、2、3、4得到的润滑脂和3号通用锂基润滑脂以及311号锂基润滑脂，按照SH/T0324-92，测定润滑脂在200℃下，24小时后的油离度和挥发份。
根据实施例1、2、3、4得到的润滑脂和3号通用锂基润滑脂以及311号锂基润滑脂，按照GB/T4929，测定润滑脂的滴点。
把根据实施例1、2、3、4得到的润滑脂和3号通用锂基润滑脂以及311号锂基润滑脂分别涂敷在聚乙烯板上，按照GB/T 1842-2008，测定聚乙烯板的应力开裂时间F50，并与没有涂敷润滑脂的聚乙烯板的应力开裂时间做比较。
将6种产品分别进行性能测定，结果如下：
| 产品 | 油离度％(100℃，24h) | 挥发份％(100℃，24h) | 滴点(℃) |
| 实施例1产品 | 1.0 | 0.5 | 253 |
| 实施例2产品 | 1.0 | 0.4 | 250 |
| 实施例3产品 | 0.7 | 0.3 | 259 |
| 实施例4产品 | 0.8 | 0.3 | 255 |
| 产品 | 油离度％(100℃，24h) | 挥发份％(100℃，24h) | 滴点(℃) |
| 3号通用锂基润滑脂 | 4.6 | 1.8 | 180 |
| 311号锂基润滑脂 | 6.5 | 2.7 | 120 |
表1
| 序号 | 应力开裂时间F50(h) |
| 未涂润滑脂的聚乙烯 | 49 |
| 涂实施例1产品的聚乙烯 | 65 |
| 涂实施例2产品的聚乙烯 | 66 |
| 涂实施例3产品的聚乙烯 | 69 |
| 涂实施例4产品的聚乙烯 | 68 |
| 涂3号通用锂基润滑脂产品的聚乙烯 | 57 |
| 涂311号锂基润滑脂产品的聚乙烯 | 56 |
表2
从表1可以看出：4种实施例产品的油离度和挥发份都要低于一般矿物油类和双酯油类润滑脂，滴点要高于一般矿物油类和双酯油类润滑脂；从表2可以看出：聚乙烯表面涂敷4种实施例产品后的应力开裂时间很长，而涂敷一般矿物油类和双酯油类润滑脂的应力开裂时间相对较短；由此可见，本发明专利中涉及的润滑脂具有稳定的胶体安定性，很强的耐高温性能，对塑料能够起到很好的保护作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种塑料专用润滑脂，其特征在于，所述润滑脂包括以下成分：
A.40～70重量份的具有下列通式的有机聚硅氧烷：
其中与Si相连接的烷基类基团R1为1～4个碳原子的取代或未被取代的一价碳氢化合物基团，R2为1～4个碳原子的取代或未被取代的一价碳氢化合物基团，a值为0、1、2或3，n≥10，且所述有机聚硅氧烷在25℃时的聚合粘度为50～20000mPa.s；
B.20～40重量份的具有下列通式的有机聚硅氧烷：
其中R3为苯基，R4是甲基，且所述有机聚硅氧烷在25℃时的聚合粘度为150mPa.s；
C.6～14重量份的稠化剂，所述稠化剂为白炭黑；
D.1～3重量份提高滴点和介面润滑的添加剂，所述添加剂选自以下物质：聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中一种或数种的混合物；
E.0.5～1重量份热稳定剂，所述热稳定剂选自以下物质：2，6-二叔丁基对甲酚、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、苯乙烯化苯酚、三(壬基化苯基)亚磷酸酯中一种或数种的混合物；
F.0.5～2重量份胶体安定稳定剂，所述安定稳定剂选自以下物质：乙二醇、聚乙二醇、甘油中一种或数种的混合物。
2.根据权利要求1所述的塑料专用润滑脂，其特征在于，所述成分A中的有机聚硅氧烷25℃时其聚合粘度为100～2000mPa.s。
3.根据权利要求1所述的塑料专用润滑脂，其特征在于，所述成分C稠化剂中的白炭黑为气相法白炭黑。
4.根据权利要求3所述的塑料专用润滑脂，其特征在于，所述气相法白炭黑为氯硅烷或硅氮烷处理过的表面疏水白炭黑。
5.根据权利要求4所述的塑料专用润滑脂，其特征在于，所述氯硅烷或硅氮烷处理过的表面疏水白炭黑，比表面积为230m2/g。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的塑料专用润滑脂，其特征在于，所述R1、R2、R4优选为甲基。
7.一种塑料专用润滑脂的制备方法，其特征在于，
1)在反应釜中加入40～70重量份，25℃时聚合粘度为50～20000mPa.s的聚二甲基硅氧烷；10～40重量份，25℃时聚合粘度为150mPa.s聚甲基苯基硅氧烷，搅拌均匀；
2)在反应釜中加入1～3重量份提高滴点和介面润滑的添加剂，所述添加剂选自以下物质：聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中一种或数种的混合物，加入0.5～1重量份热稳定剂，所述热稳定剂选自以下物质：2，6-二叔丁基对甲酚、4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、苯乙烯化苯酚、三(壬基化苯基)亚磷酸酯中一种或数种的混合物，加入0.5～2重量份胶体安定稳定剂，所述安定稳定剂选自以下物质：乙二醇、聚乙二醇、甘油中一种或数种的混合物，搅拌均匀；
3)在反应釜中加入8～15重量份干燥过的气相法白炭黑，搅拌均匀；
4)将反应釜中物料升温至135℃～145℃恒温并搅拌成基料；
5)将步骤4)得到的基料研磨成脂；
6)将步骤5)得到的脂进行脱泡处理，在绝对真空度大于0.08MPa条件下抽真空。
8.根据权利要求7所述的塑料专用润滑脂制备方法，其特征在于，所述气相法白炭黑为氯硅烷或硅氮烷处理过的表面疏水白炭黑，比表面积为230m2/g；所述聚二甲基硅氧烷25℃时其聚合粘度为100～2000mPa.s；所述聚甲基苯基硅氧烷25℃时聚合粘度为150mPa.s。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: FUZHOU SANCHEN NEW MATERIALS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: FUZHOU SANCHEN CHEMICAL CO., LTD. Effective date: 20110107 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110107 Address after: 350008, No. 2, No. 10, Gulou garden, Jinshan Industrial Zone, Fuzhou, Fujian Applicant after: Fuzhou Sanchen Chemicals Co., Ltd. Address before: 350008, No. 2, No. 10, Gulou garden, Jinshan Industrial Zone, Fuzhou, Fujian Applicant before: Fuzhou Sanchen Chemicals Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20121128 Termination date: 20160624 |
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