CN102757838A

CN102757838A - 一种超高温润滑脂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102757838A
Application number: CN2011101080777A
Authority: CN
Inventors: 杨海宁; 姚立丹; 孙洪伟; 段庆华
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明涉及一种超高温润滑脂组合物及其制备方法，以润滑脂总重量为基准，包括以下组分：(1)基础油，选自合成烃油、硅油、醚油、氟油中一种或几种，含量60％～94％；(2)复合锂基稠化剂，含量5％～20％；(3)由硫-磷-锌盐、吩噻嗪、有机铜盐以及硫代氨基甲酸钼盐中的至少两种组成的复合抗氧化添加剂，含量1％～20％。该润滑脂组合物经过250℃、时间＞100h的烘烤试验，仍然没有变黑和变硬，也没有分油，证明可以在＞200℃的条件下长期使用。

Description

一种超高温润滑脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，更确切地说是润滑脂组合物。

背景技术

随着现代工业的发展，对润滑脂提出了耐高温、长寿命等要求，以满足现代机械部件的润滑。例如，一些设备需要在环境温度大于200℃的条件下使用，这就要求润滑脂具有良好的高温润滑性能，在＞200℃长时间使用的条件下不变硬、不流失。

一些文献中提到在润滑脂中加入一定含量的抗氧剂，提高润滑脂的高温抗氧性能，使其在高温环境下使用，如CN101240211提到了一种纳米二氧化硅润滑脂，其中基础油为硅油、合成烃油或PAO，稠化剂为5％～30％的纳米二氧化硅，改进剂为二氧化硅质量5％～30％的硅醇、氯硅烷中的一种，经过175℃，24h的烘烤，润滑脂没有发生氧化。CN101331216提到一种高温环境下(＞250℃)使用的润滑剂组合物，含有3％～5％的Vanderbilt公司生产的Vanlube9317添加剂(低聚芳胺)。CN101278036中提到石蜡基矿物油制备复合锂基润滑脂，加入1％的烷基化二苯胺和1％的酚类化合物(例如T512)作为抗氧剂，润滑脂的氧化寿命(180℃)为121h。

上述文献虽然提到了加入一定量的抗氧剂，可以提高润滑脂的抗氧性能，但是一般的抗氧剂和抗氧剂的组合不能改善润滑脂的高温抗氧性能，特别是温度＞200℃，且长时间使用的时候，当温度＞200℃时，一般的润滑脂在短时间内，发生变黑和变硬的情况，有的会分出油来，说明润滑脂在高温时发生了氧化，影响了其在高温环境下的使用。

发明内容

本发明提供一种润滑脂组合物，该润滑脂组合物经过250℃、时间＞100h的烘烤试验，仍然没有变黑和变硬，也没有分油，证明可以在＞200℃的条件下长期使用。

本发明还提供上述润滑脂组合物的制备方法。

本发明超高温润滑脂组合物，以润滑脂总重量为基准，包括以下组分：

(1)选自合成烃油、硅油、醚油、氟油中一种或几种的基础油，含量60％～94％；

(2)复合锂基稠化剂，含量5％～20％；

(3)由硫-磷-锌盐、吩噻嗪、有机铜盐以及硫代氨基甲酸钼盐中的至少两种组成的复合抗氧化添加剂，含量1％～20％。

所说的基础油，含量60％～94％，优选70％～86％。具体种类包括合成烃油、硅油、聚醚油等中的一种或几种的混合物。其中合成烃油优选聚α烯烃油，100℃粘度为4mm²/s～300mm²/s。硅油可以是甲基硅油、乙基硅油、甲苯基硅油、苯甲基硅油等，其100℃粘度为5mm²/s～350mm²/s，聚醚油是以环氧乙烷和环氧丙烷为主要原料，在催化剂作用下开环聚合或共聚制得的线性聚合物，其100℃粘度为5mm²/s～50mm²/s。

所说的复合锂基稠化剂，含量5％～20％，优选8％～15％，是由脂肪酸、二元酸和氢氧化锂的一水化合物反应得到的化合物，其中脂肪酸可以是十二羟基硬脂酸、硬脂酸等，二元酸可以是丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸等中的一种或两种，两种酸的摩尔比为0.3～1.0∶1。

所说的复合抗氧化添加剂，含量1％～20％，优选5％～15％，其中硫-磷-锌盐添加剂可以是硫磷丁辛基锌盐(代号T202)、硫磷双辛基锌盐(代号T203)、硫磷伯仲醇基锌盐(代号T204)等。有机铜盐可以选用T541、硫代氨基甲酸钼盐可以选用T351等。所说的复合抗氧化添加剂中，每一种添加剂的含量至少为复合抗氧化添加剂总重量的10％，优选至少有两种添加剂的含量各自为复合抗氧化添加剂总重量的25％以上。

本发明润滑脂的制备方法包括：将约为总量1/3(如1/4～2/5)的部分基础油、全部的脂肪酸和二元酸加入到反应釜中，升温至80℃～100℃，逐渐加入氢氧化锂的水溶液，搅拌、皂化、脱水，升温至炼制温度190℃～210℃，在此过程中逐渐加入约为总量1/3(如1/4～2/5)的部分基础油，最后加入剩余的基础油，冷却降温并加入添加剂，研磨制得润滑脂成品。

本发明润滑脂中还可以含有其它添加剂，如抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂等等。其中抗氧剂可以是胺型抗氧剂，包括苯基-α-萘胺(代号T531)、对，对-二异辛基二苯胺(代号T516)、烷基化二苯胺(代号T534)、辛基丁基二苯胺(代号IRGALOX L57)、烷基二苯胺(代号T557)等，极压抗磨剂可以是硫化异丁烯(代号T321)、亚磷酸二正丁酯(T304)、磷酸三甲酚酯(代号T306)、硫代氨基甲酸酯(代号T323)等，防锈剂可以是石油磺酸钡(代号T701)、二壬基萘石油磺酸钡(代号T705)、环烷酸锌(代号T704)、十二烯基丁二酸(代号T746)、十二烯基丁二酸半酯(代号T747)等。

本发明润滑脂具有良好的高温抗氧性能，可以在＞200℃的条件下长期使用。

具体实施方式

润滑脂高温氧化性能的评价方法

本发明中，评价润滑脂高温抗氧性能的方法为烘烤法，具体方法是：在10cm×10cm的钢片上，均匀涂抹润滑脂组合物，厚度为1mm～2mm，将其放置于烘箱中，温度为250℃进行烘烤，定期观察润滑脂表面是否变黑和变硬，以及是否分油，记录其变化情况以及出现上述变化的时间。

实例和对比例中，以十二羟基硬脂酸和二元酸的总重量作为稠化剂的含量。

实施例1

按照表1所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂：将263克苯甲基硅油加入到皂化釜中，然后将97.2克12-羟基硬脂酸和32.7克癸二酸加入皂化釜，加热并搅拌至皂化温度95℃，将溶解好的氢氧化锂水溶液逐渐加入到皂化釜中(27.2克氢氧化锂+90g水)，充分搅拌皂化、脱水，逐渐加入263克苯甲基硅油，升温至最高炼制温度210℃后，恒温20min，加入剩余264克苯甲基硅油冷却降温，并加入20克T202、30克酚噻嗪、30克T351，反应物经三轮磨研磨制得润滑脂样品。

实施例2

按照表1所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂：将260克乙基硅油加入到皂化釜中，然后将89.7克12-羟基硬脂酸和30.2克癸二酸加入皂化釜，加热并搅拌至皂化温度90℃，将溶解好的氢氧化锂水溶液逐渐加入到皂化釜中(25.1克氢氧化锂+80g水)，充分搅拌皂化、脱水，逐渐加入260克乙基硅油，升温至最高炼制温度200℃后，恒温10分钟，加入剩余260克乙基硅油冷却降温，并加入20克T203、30克T541、50克T351，反应物经三轮磨研磨制得润滑脂样品。

实施例3

按照表1所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂：将260克聚醚油加入到皂化釜中，然后将97.2克12-羟基硬脂酸和32.7克壬二酸加入皂化釜，加热并搅拌至皂化温度85℃，将溶解好的氢氧化锂水溶液逐渐加入到皂化釜中(27.2克氢氧化锂+90g水)，充分搅拌皂化、脱水，逐渐加入260克聚醚油，升温至最高炼制温度210℃后，恒温15min，加入剩余260克聚醚油冷却降温，并加入10克T203、30克酚噻嗪、30克T351，反应物经三轮磨研磨制得润滑脂样品。

实例4

按照表1所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂：将273克聚烯烃油(100℃粘度10mm²/s)加入到皂化釜中，然后将74.8克12-羟基硬脂酸和25.2克癸二酸加入皂化釜，加热并搅拌至皂化温度85℃，将溶解好的氢氧化锂水溶液逐渐加入到皂化釜中(20.9克氢氧化锂+80g水)，充分搅拌皂化、脱水，逐渐加入273克聚烯烃油(100℃粘度10mm²/s)，升温至最高炼制温度210℃后，恒温15min，加入剩余274克聚烯烃油(100℃粘度10mm²/s)冷却降温，并加入，反应物经三轮磨研磨制得润滑脂样品。

实例5

按照表1所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂：将273克聚烯烃油(100℃粘度10mm²/s)加入到皂化釜中，然后将97.2克12-羟基硬脂酸和32.7克壬二酸加入皂化釜，加热并搅拌至皂化温度85℃，将溶解好的氢氧化锂水溶液逐渐加入到皂化釜中(27.2克氢氧化锂+90g水)，充分搅拌皂化、脱水，逐渐加入273克苯甲基硅油，升温至最高炼制温度210℃后，恒温15min，加入剩余137克聚烯烃油(100℃粘度10mm²/s)和137克苯甲基硅油冷却降温，并加入30克T203、10克酚噻嗪、20克T541，反应物经三轮磨研磨制得润滑脂样品。

对比例1～3

与实施例1对比，按照表2所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂。

对比例4～5

与实施例4对比，按照表2所示的原料和反应条件制备复合锂基润滑脂。

表1实施例润滑脂组成及性能

表2对比例润滑脂的组成和理化性能

Claims

1.一种超高温润滑脂组合物，以润滑脂总重量为基准，包括以下组分：

(1)基础油，选自合成烃油、硅油、醚油、氟油中一种或几种，含量60％～94％；

(2)复合锂基稠化剂，含量5％～20％；

2.按照权利要求1所述的组合物，所说的基础油含量为70％～86％。

3.按照权利要求1所述的组合物，所说的基础油选自聚α烯烃油、甲基硅油、乙基硅油、甲苯基硅油和苯甲基硅油中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的组合物，所说的复合锂基稠化剂，含量为8％～15％。

5.按照权利要求1所述的组合物，所说的复合锂基稠化剂，是由脂肪酸、二元酸和氢氧化锂的一水化合物反应得到的化合物，其中脂肪酸是十二羟基硬脂酸或硬脂酸，二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸中的一种或几种，两种酸的摩尔比为0.3～1.0∶1。

6.按照权利要求1所述的组合物，所说的抗氧化添加剂含量为5％～15％。

7.按照权利要求1所述的组合物，所说的复合抗氧化添加剂中，每一种添加剂的含量至少为复合抗氧化添加剂总重量的10％。

8.按照权利要求1所述的组合物，所说的复合抗氧化添加剂中，至少有两种添加剂的含量各自为复合抗氧化添加剂总重量的25％以上。

9.按照权利要求1所述的组合物，所说的硫-磷-锌盐添加剂选自硫磷丁辛基锌盐、硫磷双辛基锌盐、硫磷伯仲醇基锌盐中的一种或几种。

10.权利要求1所述的润滑脂组合物的制备方法，包括：将约为总量1/3的部分基础油、全部的脂肪酸和二元酸加入到反应釜中，升温至80℃～100℃，加入氢氧化锂的水溶液，搅拌、皂化、脱水，升温至190℃～210℃，在此过程中逐渐加入约为总量1/3的部分基础油，最后加入剩余的基础油，冷却降温并加入添加剂，研磨制得润滑脂成品。