CN103497812A - 一种生物降解型膨润土润滑脂组合物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的生物降解型润滑脂组合物的成分和百分含量如下：基础油70-90%，稠化剂5～28%，助分散剂0.5～2%，抗氧剂0.1～1%。由于选用了相容性好的基础油与稠化剂，且原料配比合适，使得该润滑脂具有良好高低温性能，滴点测试过程中，润滑脂不滴落。能够满足宽温度范围内运动部件的润滑。本产品的特殊之处在于具有生物降解性。对于在环境敏感区域或工作的设备可以快速分解成对环境无害的物质。本发明润滑脂的配方原材料为一般石油化工产品，价格适宜，加工形成的产品性价比高，具有较好的市场价值。

Description

一种生物降解型膨润土润滑脂组合物及制备方法

技术领域

本发明属于润滑脂技术领域，特别是涉及一种生物降解型膨润土润滑脂及制备方法。

背景技术

人类使用润滑剂的历史源远流长。植物油是人类最早使用的可生物降解润滑剂,但植物油易腐败变质,使用范围受到了极大的限制。随着机械工业的发展,热稳定性、水解稳定性和低温流动性相对较好的矿物油成了人们关注的焦点。由于机械工业的不断发展,对油品质量和使用性能的要求越来越苛刻,从而促进了近20年来添加剂工业的迅猛发展,润滑剂的品种和牌号也不断推陈出新,质量水平越来越高。但与植物油相比,矿物油存在生物降解性差、生态毒性高、对环境污染大的严重缺陷,已不能适应人类保护环境的迫切需要。可生物降解润滑剂的研究正是在这种情况下发展起来的。国外对可生物降解的润滑剂的研究始于20世纪70年代末期,现已涉及润滑剂领域的众多方面,研究成果已投放市场。在德国,75%的链锯油已由可生物降解润滑剂所取代,10%的润滑脂也已被取代,而且每年以10%的速度递增。从发展趋势来看，研究开发和使用可生物降解润滑剂是人类社会可持续发展的必然选择，随着国际社会对环境保护的日益重视，对生物降解润滑剂的需求将会不断上升。

本发明旨在通过调整润滑脂配方和工艺，发明一种具有高低温性能的可生物降解润滑脂（一种膨润土润滑脂），适用于高低温工况条件下，减少运动部件间的摩擦，延长运动部件的使用时间，且对环境污染小。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有无滴点特性且具有生物降解性能的润滑脂组合物及制备方法，在保证其具

有膨润土润滑脂通用特性的基础上具有可生物降解性。

本发明提供的生物降解型润滑脂的技术如下：

本发明提供的润滑脂组合物的成分和重量百分含量如下：基础油70-90%，稠化剂5～28%，助分散剂0.5～2%，抗氧剂0.1～1%。

基础油为:季戊四醇酯、三羟甲基丙烷酯植物油、加氢植物油一种或两种或多种调和。季戊四醇酯的脂肪酸的原子数可以是（C6、C7、C8、C9），也可以是混有一定比例的双元酸，可以是（己二酸、壬二酸、癸二酸、月桂双酸）；三羟甲基丙烷酯的脂肪酸的原子数可以是（C5、C6、C7、C8、C9）。合成型基础油的粘度指数在120-160之间，40℃粘度为30～100mm²/s。

稠化剂为：有机膨润土其特征为改性剂为有机胺可以是R碳链大于12的脂肪族、环状族、芳香族、杂环族的伯胺、肿胺、叔胺和聚胺；无机膨润土可以是钠型-蒙脱石、钠型-汉克脱石。有机膨润土的型号可以是Bentone27、baragel24、Nykon77baragel10或其中两种的调和物。

助分散剂为：含羟基的有机物。可以是有机醇类、丙酮、有机酯类以及以上多种物质的混合物。

抗氧剂为：酚类抗氧剂、迷迭香或二者混合物。

本发明的润滑脂的制备的方法的特点在于采用一步法生产工艺，具体步骤：

（1）将基础油加入反应釜中、有机膨润土加入到基础油中，混合加热至60～100℃，加入助分散剂，并快速搅拌。

（2）将（1）步复合的物料继续升温至100～150℃，恒温0.5-1小时使得其结构进一步稳定，并将多余的有机助分散剂排除。

（3）在（2）步复合的物料加入升温用基础油,继续升温至160～190℃恒温0.5～1小时。然后加入急冷油基础油,搅拌均匀。

（4）在（3）步复合的物料至80～100℃中加入抗氧剂，并恒温10-20分钟。

本发明的润滑脂通过性能试验表明具有下述优点：由于选用了相容性好的基础油与稠化剂，且原料配比合适，使得该润滑脂具有良好高低温性能，滴点测试过程中，润滑脂不滴落。其突出优点是能够满足宽温度范围内运动部件的润滑。本产品的特殊之处在于具有生物降解性。对于在环境敏感区域（如矿山、森林、农田、湖泊、河流、水源保护区、生物保护区等）工作的设备（这些设备需要使用生物降解润滑脂），要求其所用的润滑脂在发生意外泄漏进入土壤时，可以快速分解成对环境无害的物质。此外，本发明润滑脂的配方原材料为一般石油化工产品，价格适宜，加工形成的产品性价比高，具有较好的市场价值。制备方法采用一般的反应釜，没有特殊设备，炼制采用一步法直接反应，工艺简单，节约能耗，降低了生产成本，而且该工艺生产的产品质量也比较稳定。

具体实施方式

通过以下实例可以制得目标产品

实例1

将1000g基础油（三羟基丙烷酯40℃粘度为30mm²/s，粘度指数为120）加入反应釜中，再将110g膨润土（baragel10）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至60℃，加入助分散剂（丙酮）10.5g并快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至100℃，恒温0.5小时，加入基础油500g,并升温至160℃恒温0.5小时，加入急冷油基础油500g,温度降至80℃，加入抗氧剂（T501）2.1g，恒温10分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表1

表1

由表1可知，本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例2：

将1000g基础油（季戊四醇酯40℃粘度为100mm²/s，粘度指数为160）加入反应釜中，再将300g膨润土（baragel10）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至80℃，加入助分散剂（丙酮）32g快速搅拌，并恒温50分钟。将物料加热至110℃，恒温1小时，加入基础油500g,并升温至180℃恒温0.5小时，加入急冷油基础油500g,温度降至90℃，加入抗氧剂（T501）11.5g，恒温10分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表2

表2

由表2可知，本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例3：

将1500g基础油（三羟基丙烷酯）加入反应釜中，再将700g膨润土（NYKON77）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至80℃，加入助分散剂(乙醇)50g快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至110℃，恒温0.5小时，加入基础油200g,并升温至170℃，加入急冷油基础油300g,温度降至100℃，加入抗氧剂（迷迭香）25g，恒温20分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表3

表3

由表3的数据可知：本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利所发明的润脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例4：

将1500g基础油（三羟基丙烷酯：季戊四醇酯1：140℃粘度为65mm2/s，粘度指数为140）加入反应釜中，再将110g膨润土（Bentone27与baragel10按一定比例混合）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至70℃，加入助分散剂（乙酸乙酯）10.2快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至110℃，恒温1小时，加入基础油200g,并升温至190℃，加入急冷油基础油300g,温度降至80℃，加入抗氧剂（T501）2.1g，恒温10分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表4

表4

由表4可知，本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利所发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例5：

将1500g基础油（三羟基丙烷酯：季戊四醇酯为2：1）加入反应釜中，再将300g膨润土（Bentone27）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至70℃，，缓慢搅拌并加热至80℃，加入助分散剂（乙酸乙酯）33g并快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至110℃，恒温1小时，加入基础油200g,并升温至190℃，加入急冷油基础油300g,温度降至80℃，加入抗氧剂（T501:迷迭香=1:1）11.5g，恒温15分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表5

表5

由表5可知，本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利所发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例6：

将1000g基础油（三羟基丙烷酯）加入反应釜中，再将700g膨润土（baragel24）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至60℃，加入助分散剂（丙酮）50g并快速搅拌，恒温20分钟。将物料加热至110℃，恒温1小时，加入基础油200g,并升温至170℃，加入急冷油基础油300g,温度降至90℃，加入抗氧剂（迷迭香）25g，恒温20分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表6

表6

由表6可知，本发明的润滑脂的具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利所发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例7

将1000g基础油（三羟基丙烷酯）加入反应釜中，再将110g膨润土（Bentone27:baragel24为1:9）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至60℃，加入助分散剂（丙酮）10g并快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至100℃，恒温1小时，加入基础油500g,并升温至160℃，加入急冷油基础油500g,温度降至80℃，加入抗氧剂（T501）2g，恒温10分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表7

表7

由表1可知，本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

实例8：

将1500g基础油（三羟基丙烷酯：季戊四醇酯为2：1）加入反应釜中，再将400g膨润土（baragel24：Nykon77为7:3）加入该反应釜中，缓慢搅拌并加热至70℃，加入助分散剂（乙酸乙酯）52g快速搅拌，并恒温20分钟。将物料加热至110℃，恒温1小时，加入基础油200g,并升温至160℃，加入急冷油基础油300g,温度降至100℃，加入抗氧剂（T501）13g，恒温20分钟，搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表8

表8

由表8可知，本发明的润滑脂具有膨润土润滑脂无滴点的特性，且具有生物降解性。

本实例的化验项目只是化验的润滑脂的通用项目和生物降解性，以便保证该专利所发明的润滑脂具有一般润滑脂所具有的通用性和生物降解性能。

本发明提出的一种生物降解型膨润土润滑脂组合物及制备方法，已经通过较佳的实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的组分和方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种生物降解型膨润土润滑脂组合物，其特征是成分和质量百分含量如下：

基础油   70～90%，

稠化剂   5～28%，

助分散剂  0.5～2%，

抗氧剂   0.1～1%。

2.如权利要求1所述的润滑脂组合物，其特征是基础油为:

季戊四醇酯、三羟甲基丙烷酯、植物油、加氢植物油一种或两种或多种调和；

季戊四醇酯的脂肪酸的原子数为是C6、C7、C8或C9；或是混有己二酸、壬二酸、癸二酸或月桂双酸的双元酸；

三羟甲基丙烷酯的脂肪酸的原子数是C5、C6、C7、C8或C9；

合成型基础油的粘度指数在120～160之间，40℃粘度为10～100mm2/s。

3.如权利要求1所述的润滑脂组合物，其特征是稠化剂为有机膨润土或无机膨润土：

有机胺是R碳链大于12的脂肪族、环状族、芳香族、杂环族的伯胺、肿胺、叔胺或聚胺；

无机膨润土是钠型～蒙脱石或钠型～汉克脱石。

4.如权利要求3所述的的润滑脂组合物，其特征是有机膨润土是Bentone27、baragel24Nykon77或baragel10一种或其中两种的调和物。

5.如权利要求4所述的的润滑脂，其特征是两种的调和物的比例是Bentone27：baragel24为1～3：9～7；或baragel24：Nykon77为10～7：0～3。

6.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是助分散剂为含羟基的有机醇类、有机酯类的一种或多种物质的混合物。

7.如权利要求6所述的润滑脂组合物，其特征是助分散剂是：丙酮、乙酸乙酯、甲醇和乙醇的一种或其中二者的混合物。

8.如权利要求1所述的润滑脂组合物，其特征是抗氧剂为酚类抗氧剂、从植物中提取的抗氧剂或二者的混合物。

9.如权利要求8所述的润滑脂组合物，其特征是酚类抗氧剂是T501、从植物中提取的抗氧剂是迷迭香。

10.如权利要求1的膨润土润滑脂组合物的制备方法，其特征是采用一步法稠化工艺，具体步骤：

1）将基础油加入反应釜中、有机膨润土加入到反应釜中，混合加热至60～100℃，加入助分散剂，并快速搅拌；

2）将（1）步复合的物料继续升温至100～150℃使得其结构进一步稳定，并将多余的有机助分散剂排除；

3）将（2）步复合的物料加入基础油,继续升温至160～190℃恒温0.5～1小时；然后加入急冷油搅拌均匀后进行后处理即得所需产物。