CN104250575B

CN104250575B - 一种性能优异的钢丝绳脂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN104250575B
Application number: CN201310255919.0A
Authority: CN
Inventors: 张丽娟; 周圆; 姜和基; 程型国; 谢龙; 张遂心; 张熊; 马丽
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: CN104250575A

Abstract

本发明公开了一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其钢丝绳脂包含如下组分及其质量分数：高粘度基础油50～80%，低粘度基础油10～40%，微晶蜡3～15%，高分子聚合物A0.5～3%，高分子聚合物B1～5%，含氮化合物3～10%，极压抗磨剂0.5～5%，防锈剂0.5～5%。本发明提供的钢丝绳脂组合物的原料是在新的两步法的稠化工艺下稠化完成的，所得到的产品可满足-35～90℃环境下钢丝绳的防护和润滑，具有极强的高温金属附着力、抗水性能、极压性能和防锈性能，可在钢丝绳生产过程中对钢丝、绳股或麻芯进行浸泽，能够很好隔离绳与环境，避免钢丝绳在运输和使用过程中由于环境腐蚀而发生断丝，有效减小钢丝绳使用过程中的磨损；良好的抗湿热和盐雾能力，特别适用于港口、船舶及旅游业等高温差及防护要求高的钢丝绳的防护和润滑。

Description

一种性能优异的钢丝绳脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种性能优异的钢丝绳脂组合物，属于润滑脂领域。

技术背景

我国经过三十年的经济快速发展，钢丝绳产量已跃居世界前列，钢丝绳新品种、新结构以及性能改进紧跟发达国家的步伐，产品质量和使用性能也不断提高，但与之相配套的钢丝绳脂国内目前仍是空白，产品以进口为主，因此国内客户急需国产高档钢丝绳脂来替代进口产品。

钢丝绳脂多为烃基润滑脂，主要有石油脂类稠化剂即地蜡、石蜡稠化高粘度矿物油并加入防锈剂制成，该产品缺点主要是滴点偏低，低于60℃,在夏天高温下，钢丝绳脂容易从钢丝绳上滴落，另外，耐寒性较差，在低温下容易皲裂脱落，造成润滑失效和污染环境的问题。

国内外在钢丝绳脂方面已有一些研究和文献报道，在基础油方面主要以抽出油、蜡油为主，稠化剂方面主要以酚醛树脂、石油树脂、聚乙烯蜡为主，相关的稠化工艺主要以一步法的稠化工艺为主。相关钢丝绳脂性能报道主要以爱利丝产品最多，其产品的使用温度为-30～80℃之间，滑落试验的温度只能满足55℃的要求。国外相关钢丝绳脂的配方也偶有报道，基础油主要以合成油为主，稠化剂主要以沥青、聚氨酯和脲类化合物为主。国外在钢丝绳脂工艺研究及相关文献报道，主要以一步法溶解的工艺，没有相关两步法工艺的研究和文献报道。

总之，钢丝绳脂相关文献中没有真正从配方和工艺中入手，赋予产品良好的高温附着力和粘附性能，解决产品低温下“皲裂”，高温下甩脂的现象。

发明内容

本发明的目的是解决钢丝绳脂高温性和低温性的平衡问题，提供一种钢丝绳脂组合物，该产品的滴点可以达到110℃以上，同时，产品的低温性能达到-40℃下，钢丝绳脂不龟裂，该产品不仅具有较宽的应用范围，而且具有良好的高温粘附性和极压抗磨性能，是一种性能优异的钢丝绳润滑用脂，特别适用于环境温差大、高盐雾、高湿热以及环境腐蚀强的钢丝绳的防护和润滑，具有良好的工业应用前景。

本发明解决其技术问题的技术方案可以是：

一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其组成为：高粘度基础油50～80%，低粘度基础油10～40%，微晶蜡3～15%，高分子聚合物A0.5～3%，高分子聚合物B1～5%，含氮化合物3～10%，极压抗磨剂0.5～5%，防锈剂0.5～5%。

本发明解决其技术问题的技术方案也可以是：

一种性能优异的钢丝绳脂组合物，所述的高粘度基础油是减压渣油、抽出油、橡胶油、聚α－烯烃合成油中的一种或两种的混合物。所述的低粘度基础油是石蜡基、中间基和环烷基、邻苯二甲酸二丁酯、三羟甲基丙烷三辛酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、磷酸三异丙基苯酯、甲基硅油、甲基苯基硅油、聚α－烯烃合成油中的一种或者它们的混合物。所述微晶蜡的组成结构除包括正构烷烃及异构烷烃外，还含有许多带长支链及环状的饱和性碳氢化合物，微晶蜡的熔点、分子量及熔化后黏度都比石油蜡高，且脆性较低不易断裂,可以在钢丝绳表面形成固化油膜，赋予产品良好的抗水、防尘性能,可以为70#、80#和90#微晶蜡的一种或几种的混合物。所述的高分子聚合物A可以为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯丙烯中的一种或几种混合物。所述的含氮化合物可以是油酸酰胺及其衍生物、芥酸酰胺及其衍生物或硬脂酸酰胺及其衍生物中的一种或几种混合物。所述的极压抗磨剂可以为硫代二丁基二硫代氨基甲酸氧钼、二丁基二硫代氨基甲酸锑、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸胺盐、硼酸硫代磷酸酯胺盐或硼酸盐中的一种或者它们的混合物。所述的防锈剂为磺酸盐、羧酸及羧酸衍生物、有机胺及其杂环化合物中的一种或几种混合物。

所述的基础油是石蜡基、中间基或环烷基矿物油的一种或者它们的混合物，其100℃的运动粘度为20～80mm²/s；轻质矿物油的100℃的运动粘度为5～15mm²/s。

所述的微晶蜡的滴熔点在70～95℃之间。

所述的高分子聚合物A的熔体流动速率在2.1～5.6g/10min。

所述的高分子聚合物B的门尼粘度在10～40ML100℃1+4之间。

所述的含氮化合物为的熔点在100～160℃之间。

所述的一种性能优异的钢丝绳脂组合物其极压抗磨剂为铵盐类极压剂和钼盐类极压剂的混合物。

所述的一种性能优异的钢丝绳脂组合物其防锈剂为磺酸盐类或有机胺类。

本发明的制备工艺分为两步法：将高粘度基础油油投入釜中，升温至100℃进行静置脱水，加入高分子聚合物A和高分子聚合物B，升温至180℃左右，进行搅拌2小时；降温至120～160℃，加入低粘度基础油、微晶蜡、含氮化合物，搅拌2小时，搅拌速度保持在200～400r/min；降温至120～130℃之间，加入极压抗磨剂和防锈剂，恒温搅拌1小时后，灌装出釜。

本发明所提供的组合物具有以下优点：

1）宽的环境使用温度，使用温度在-35～90℃之间；

2）良好的高温附着力，滑落试验的温度满足65℃“六面不滑”要求；

3）良好的渗透性能，基础油中调和入了轻质油品，使产品的渗透性能增强。

4）良好的成膜性能，可以瞬间在钢丝或绳表面形成固化膜；

5）良好的抗烟雾和湿热性能，盐雾试验和湿热试验均达到A级；

6）良好的极压抗磨性能，P_B值大于588N。

所提供的组合物具有使用温度宽，优异的金属附着能力、抗水性能、极压性能和防锈性能等，可以长期附着于钢丝绳表面，有效隔离钢丝绳工作环境中的有害组分，特别适用于港口环境钢丝绳生产过程中对钢丝、绳股和绳芯的初润滑。

具体的实施方式

下面通过以下实例详细描述，以便更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及性能。具体数据见表1。

实施例所用的原料均为工业级别。

实例1

将500g高粘度基础油油投入釜中，升温至100℃进行静置脱水，加入5g高分子聚合物A和50g高分子聚合物B，升温至180℃左右，进行搅拌2小时；降温至120～160℃，加入320g低粘度基础油、30g微晶蜡、50g含氮化合物，搅拌2小时，搅拌速度保持在200～400r/min；降温至120～130℃之间，加入15g极压抗磨剂和30g防锈剂，恒温搅拌1小时后，灌装出釜。

实例2

将600g高粘度基础油油投入釜中，升温至100℃进行静置脱水，加入20g高分子聚合物A和30g高分子聚合物B，升温至180℃左右，进行搅拌2小时；降温至120～160℃，加入220g低粘度基础油、40g微晶蜡、30g含氮化合物，搅拌2小时，搅拌速度保持在200～400r/min；降温至120～130℃之间，加入30g极压抗磨剂和30g防锈剂，恒温搅拌1小时后，灌装出釜。

实例3

将770g高粘度基础油油投入釜中，升温至100℃进行静置脱水，加入25高分子聚合物A和20g高分子聚合物B，升温至180℃左右，进行搅拌2小时；降温至120～160℃，加入100g低粘度基础油、30g微晶蜡、32g含氮化合物，搅拌2小时，搅拌速度保持在200～400r/min；降温至120～130℃之间，加入10g极压抗磨剂和10g防锈剂，恒温搅拌1小时后，灌装出釜。

对比例

以普通钢丝绳脂为对比例，其组成为高粘度矿物油、石油蜡膏、微晶蜡以及防锈添加剂，典型数据见表1。

表1实例样品检测数据及对比例典型数据

Claims

1.一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其特征是：按重量百分比计，所述钢丝绳脂组合物的组成为：高粘度基础油50～80％，低粘度基础油10～40％，微晶蜡3～15％，高分子聚合物A0.5～3％，高分子聚合物B1～5％，含氮化合物3～10％，极压抗磨剂0.5～5％，防锈剂0.5～5％；

所述的高粘度基础油是减压渣油、抽出油、橡胶油、聚α－烯烃合成油中的一种或两种的混合物，其100℃的运动粘度为20～80mm²/s；

低粘度基础油是石蜡基、中间基和环烷基、邻苯二甲酸二丁酯、三羟甲基丙烷三辛酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、磷酸三异丙基苯酯、甲基硅油、甲基苯基硅油、聚α－烯烃合成油中的一种或者它们的混合物，其100℃的运动粘度为5～15mm²/s；

高分子聚合物A为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯的高聚物中的一种或几种，其熔体流动速率在2.1～5.6g/10min之间；

高分子聚合物B为丁苯橡胶、硅胶或乙烯和丙烯高聚橡胶中的一种，门尼粘度在10～40ML100℃1+4之间；

含氮化合物是油酸酰胺、芥酸酰胺或硬脂酸酰胺中的一种或几种混合物，其熔点在100～160℃之间。

2.根据权利要求1所述的一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其特征是：微晶蜡的组成结构除包括正构烷烃及异构烷烃外，还含有带长支链及环状的饱和性碳氢化合物，微晶蜡的滴熔点在70～95℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其特征是：极压抗磨剂为二丁基二硫代氨基甲酸锑、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸胺盐、硼酸硫代磷酸酯胺盐或硼酸盐中的一种或者它们的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其特征是：所述的防锈剂为磺酸盐、羧酸及羧酸衍生物、有机胺及其杂环化合物中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求4所述的一种性能优异的钢丝绳脂组合物，其特征是：防锈剂为石油磺酸盐类或有机胺类。

6.根据权利要求1所述的钢丝绳脂组合物的制备方法，其特征是：将高粘度基础油投入釜中，升温至100℃进行静置脱水，加入高分子聚合物A和高分子聚合物B，升温至180℃左右，进行搅拌2小时；降温至120～160℃，加入低粘度基础油、微晶蜡、含氮化合物，搅拌2小时，搅拌速度保持在200～400r/min；降温至120～130℃之间，加入极压抗磨剂和防锈剂，恒温搅拌1小时后，灌装出釜。