CN106147933B - 一种润滑脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及润滑脂领域，具体提供了一种润滑脂组合物及其制备方法。所述润滑脂组合物含有基础油和分散在所述基础油中的通过辐照交联方法制备的具有交联结构的硅橡胶粒子，所述基础油为连续相，所述硅橡胶粒子为分散相，且相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10‑180重量份。本发明提供的润滑脂组合物能够随着温度的变化有效地调节粘度，应用温度范围宽，与含有通过过氧化物交联得到的硅橡胶粒子的润滑脂组合物相比，其在40℃时运动粘度较低，而在100℃时运动粘度较高。此外，本发明提供的润滑脂组合物还具有优异的抗磨减摩性能。

Description

一种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脂组合物、所述润滑脂组合物的制备方法以及由该方法制备得到的润滑脂组合物。

背景技术

润滑脂一般是将稠化剂分散在一种或几种润滑油基础油中，并经过皂化反应而得到的半固体、固体润滑剂。通常的润滑脂稠化剂分为皂基、非皂基和烃基类型，皂基稠化剂多为脂肪酸盐，如硬脂酸钙盐、12-羟基硬脂酸钙盐，非皂基稠化剂则包括有机聚脲、无机化合物等，烃基稠化剂一般是石蜡类。采用上述稠化剂制备的润滑脂一般可以满足普通使用需求，但随着现代工业迅速发展，不断涌现的高精尖机械设备对润滑脂性能要求越来越高，需要满足更宽的使用温度范围、更高剪切速度、更大载荷条件等。由此，新型润滑脂稠化剂或复合添加剂的开发受到广泛重视。

纳米材料是指由尺寸小于100纳米的超细微粒组成的固体材料。由于它具有比表面积大、分散性好、易烧结、硬度大等特点，并且具有很好的减摩抗压性能且纳米粒子对磨损表面有一定修复作用，因此，它能够提高润滑系统的使用寿命。此外，正因为采用纳米材料添加剂制备的润滑油、润滑脂反映出很好的摩擦学性能，利用纳米材料添加剂制备高性能润滑脂具有很好的前景。

现有技术中已经有大量关于无机纳米粒子在润滑脂领域中的应用的报道。例如，CN104046407A公开了一种润滑油(脂)抗磨减摩复合添加剂，其组成为纳米稀土氧化物包覆超细白云母，以0.5-3％的比例加入基础油或润滑脂中，即可以显著降低摩擦系数，减小磨斑直径。CN104031717A公开了一种氮化铝和铜混合纳米润滑脂添加剂，这种复合添加剂粒度范围为50-200nm。采用此添加剂制备的润滑脂具有良好抗磨减摩性能，摩擦系数可降低23.6-15.8％，耐磨寿命可延长6-7倍。CN103525513A公开了一种高温润滑脂组合物及制备方法，其中采用氮化硼微粉作为稠化剂，以石墨微粉和MCA(三聚氰胺氰尿酸)作为极压抗磨剂，制备的润滑脂具有优异的高温性能、极压抗磨性能和氧化安定性。尽管通过添加无机纳米材料获得的润滑脂组合物具有优异的耐高温、耐压、耐磨性能，但是长期使用容易烧结残留在摩擦表面，影响润滑效果。此外，多数无机纳米添加剂需要与常规稠化剂配合使用，这样制备出的润滑脂性能才能够得以改善，因此增加了制造和使用成本。

此外，除了无机纳米粒子之外，也有一些关于有机微粒凝胶在润滑脂领域中的应用的报道。例如，莱茵化学莱茵瑙有限公司申请的专利CN1856527A、CN1840622A和CN1861673A公开了一种在不可交联的有机介质中的微粒凝胶以及交联的微粒凝胶用于改性非可交联的有机介质的温度依赖性能的用途。然而，这几篇专利申请无一例外地指出，所述微粒凝胶均是采用化学交联的方式(例如，通过与多官能化合物共聚交联或者通过过氧化物交联)制备得到的微粒凝胶，而不是用高能辐射交联的微粒凝胶。上述专利申请认为高能辐射交联的微粒凝胶实际上不能以工业规模制备，放射性钴源的高能辐射的使用伴有严重的安全问题，并且将辐射交联的微粒凝胶用于塑料基质中时，在基质和分散相之间可以发生撕裂效应，从而损害了含有该微粒凝胶的塑料的机械性能、溶胀性能、应力腐蚀开裂性能等。然而，莱茵化学莱茵瑙有限公司申请的专利CN1856527A、CN1840622A和CN1861673A中公开的润滑脂组合物的粘温性能较差，该润滑脂组合物的粘度随着温度的降低会急剧增大，而随着温度的升高会急剧减小，但是在低温下粘度过大或者在高温下粘度过小均不利用润滑脂组合物的应用，这将在很大程度上限制了该润滑脂组合物的应用。因此，亟需开发一种具有较好的粘温性能的润滑脂组合物。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的润滑脂组合物粘温性能较差的缺陷，而提供一种具有优良粘温性能的润滑脂组合物、一种润滑脂组合物的制备方法以及由该方法制备得到的润滑脂组合物。

本发明的发明人经过深入研究后发现，莱茵化学莱茵瑙有限公司申请的上述几篇专利CN1856527A、CN1840622A和CN1861673A公开的润滑脂组合物中的分散相为采用多官能化合物或过氧化物通过化学交联方式得到的微粒凝胶，虽然含有该凝胶微粒的润滑脂组合物能够在一定程度上降低有机介质的摩擦系数，但是这些润滑脂组合物的粘度受温度的影响较大，温度太高(粘度太小)或太低(粘度太大)均会限制该润滑脂组合物的使用，适用温度范围较窄。而通过辐照交联方法制备的具有交联结构的橡胶粒子与通过采用多官能化合物或过氧化物进行化学交联制备的具有交联结构的橡胶粒子具有完全不同的微观结构。当润滑脂组合物中的分散相为通过辐照交联方法制备的具有交联结构的硅橡胶粒子时，对应的润滑脂组合物具有良好的粘温性能，能够非常好地随着温度的变化而调节粘度，降低低温粘度并提高高温粘度，因此，可以在很大程度上弥补由于温度的变化对粘度造成的影响。此外，高能辐射实际上是非常清洁、安全和高效的能源，目前已被很多发达国家广泛地用于医疗卫生、食品加工、工业生产等领域，反而是采用化学交联方法(过氧化物)存在一些不可忽视的问题，如生产效率不高、过氧化物残留以及可能引起的环境污染等，这些都会限制其应用。基于此，完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种润滑脂组合物，其中，所述润滑脂组合物含有基础油和分散在所述基础油中的通过辐照交联方法制备的具有交联结构的硅橡胶粒子，所述基础油为连续相，所述硅橡胶粒子为分散相，且相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-180重量份。

本发明还提供了一种润滑脂组合物的制备方法，该方法将基础油和通过辐照交联方法制备的具有交联结构的待分散硅橡胶粒子进行混合并分散，且相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-180重量份。

本发明还提供了由上述方法制备得到的润滑脂组合物。

本发明提供的润滑脂组合物能够随着温度的变化有效地调节粘度，粘温性能优异，其中的硅橡胶粒子可达纳米级分散，并且使基础油保持稳定不易流失，因此，该润滑脂组合物的应用温度范围宽，在高温高剪切下仍然能够保持较高粘度，能够满足100℃以上使用温度场合的润滑要求，适合所有润滑脂应用的领域，尤其是温度较高、抗磨减摩要求高的领域，如重载荷机械、长期稳定运行设备的润滑场合，并且也可以与其他润滑添加剂复配使用，制备特别的润滑脂组合物。此外，本发明提供的润滑脂组合物的抗磨减摩性能优异，纳米级分散的硅橡胶粒子既可以提高润滑脂组合物的耐磨性，又可以起到类似微轴承作用，从而增加滚动摩擦而减小界面摩擦力。

由于辐照交联使橡胶粒子所具有的特殊结构，本发明提供的润滑脂组合物的耐老化性能优异，不易变色，因此这种润滑脂组合物可以作为性能优异的润滑脂使用，特别是应用于对润滑油体系的粘温性能、老化性能和摩擦性能要求较高的领域。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的润滑脂组合物含有基础油和分散在所述基础油中的通过辐照交联方法制备的具有交联结构的硅橡胶粒子，所述基础油为连续相，所述硅橡胶粒子为分散相，且相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-180重量份。其中，所述硅橡胶粒子在基础油中呈稳定分散状态。

根据本发明提供的润滑脂组合物，如上所述，相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-180重量份，但为了使得基础油和硅橡胶粒子起到更好的协同配合作用，并进而使得到的润滑脂组合物具有更好的粘温性能，优选地，相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-160重量份，更优选为10-120重量份。

根据本发明提供的润滑脂组合物，优选地，所述硅橡胶粒子的平均粒径为20-2000nm，更优选为50-1000nm，特别优选70-500nm。当将所述硅橡胶粒子的平均粒径控制在上述范围内时，能够更有效地调节润滑脂组合物的粘度，可适应更宽的使用温度范围。

根据本发明提供的润滑脂组合物，优选地，所述硅橡胶粒子的凝胶含量为60重量％以上，更优选为75重量％以上，特别优选为80重量％以上。当将所述硅橡胶粒子的凝胶含量控制在上述范围内时，能够随着温度的变化更有效地调节润滑脂组合物的粘度，可适应更宽的使用温度范围。在本发明中，所述凝胶含量是本领域用于表征橡胶交联程度的一种常用参数，其按照CN1402752A中公开的方法测得。

本发明对所述硅橡胶粒子的种类没有特别地限定，例如，可以选自甲基硅橡胶粒子、乙基硅橡胶粒子、羟基硅橡胶粒子、含氢甲基硅橡胶粒子、甲基乙烯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基苯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶粒子、亚苯基硅橡胶粒子、亚苯醚基硅橡胶粒子、腈硅橡胶粒子、硅硼橡胶粒子和氟硅橡胶粒子中的至少一种。

此外，本发明提供的硅橡胶粒子优选具有均相结构。在本发明中，所述“均相结构”是指在现有显微技术下观察，硅橡胶粒子内没有发现分层、分相等不均相的现象。

根据本发明提供的润滑脂组合物，所述辐照交联所用的高能射线源具体可以选自钴源、紫外、高能电子加速器中的至少一种，优选地，所述高能射线源的波长小于0.1μm，例如为钴源。此外，一般情况下，辐照的剂量应使得橡胶胶乳辐照交联后的硅橡胶粒子的凝胶含量达到60重量％以上，优选达到75重量％以上，更优选达到80重量％以上。具体地，辐照的剂量可以为0.1-30Mrad，优选为0.5-20Mrad。

本发明对所述基础油的种类没有特别地限制，可以为矿物基础油，也可以为合成基础油，还可以为以上两种基础油的混合物。

所述矿物基础油根据我国基础油分类标准QSHR 001-95进行划分包括：低粘度指数矿物基础油(粘度指数VI≤40)、中粘度指数矿物基础油(40＜粘度指数VI≤90)、高粘度指数矿物基础油(90＜粘度指数VI≤120)、很高粘度指数矿物基础油(120＜粘度指数VI≤140)和超高粘度指数矿物基础油(粘度指数VI＞140)五类基础油。而根据GB/T1995-1998国家标准“石油产品粘度指数计算法”所定义，粘度指数(VI)表示油品粘度随温度变化这个特征的一个约定量值。对于运动粘度相近的油品，粘度指数越高，表示油品粘度随温度变化越小。具体地，所述矿物基础油主要包括烷烃、环烷烃、芳烃、环烷芳烃与含氧、含氮、含硫有机化合物以及胶质、沥青质等非烃化合物，其中几乎没有烯烃。所述矿物基础油可以是由原油中高沸点、高相对分子质量的烃类和非烃类的混合物经过常压蒸馏/减压蒸馏、溶剂精制、脱蜡、脱沥青等工艺制得。从矿物基础油馏分来看，其烃类碳数分布一般为C₂₀-C₄₀，沸点范围约为300-550℃，相对分子质量为250-1000或更高。

所述合成基础油则通常是采用有机合成方法制备的、具有稳定化学结构和特殊性能的润滑油。所述合成基础油选自合成烃、烷基芳烃、合成酯、聚醚、卤代烃、聚硅氧烷和含氟油中的至少一种。上述每一种类的合成基础油可以为单一纯物质或由同系物组成的混合物。其中，所述合成烃选自乙烯低聚物、丙烯低聚物、聚丁烯、聚异丁烯、聚α-烯烃(PAO)、聚内烯烃以及上述合成烃的卤代产物中的至少一种。其中，所述聚α-烯烃不包括乙烯低聚物、丙烯低聚物和聚1-丁烯。所述烷基芳烃选自烷基苯、烷基萘以及含有杂原子(氧、硫、卤素等)的烷基芳烃中的至少一种。所述合成酯选自单酯、双酯、多元醇酯、聚合物酯、碳酸酯、磷酸酯、柠檬酸酯、硅酸酯以及烯烃-丙烯酸酯类共聚物中的至少一种。所述聚醚选自脂肪族聚醚、聚苯醚、聚多硫醚和全氟烃基聚醚中的至少一种。所述聚硅氧烷选自二聚硅氧烷、三聚硅氧烷、四聚硅氧烷、八聚硅氧烷和环聚四硅氧烷中的至少一种。

此外，本发明提供的润滑脂组合物还可以含有常用的添加剂。所述添加剂的种类包括但不限于：防老剂、抗磨剂、防滑剂、抗氧剂、抗泡剂、防锈剂、清净剂、分散剂、颜料、极压组合物、摩擦保护组合物、清净剂、偶联剂等中的至少一种。所述添加剂的用量可以为本领域的常规选择，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。

本发明提供的润滑脂组合物的制备方法包括将基础油和通过辐照交联方法制备的具有交联结构的待分散硅橡胶粒子进行混合并分散，且相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-180重量份。

根据本发明提供的润滑脂组合物的制备方法，如上所述，相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-180重量份，但为了使得基础油和待分散硅橡胶粒子起到更好的协同配合作用，并进而使得到的润滑脂组合物具有更好的粘温性能，优选地，相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-160重量份，特别优选为10-120重量份。

根据本发明提供的润滑脂组合物的制备方法，优选地，所述待分散硅橡胶粒子为由平均粒径为20-2000nm、更优选为50-1000nm、特别优选为70-500nm的硅橡胶粒子团聚而形成的橡胶粒子团。当将所述待分散硅橡胶粒子分散在基础油中之后，团聚的硅橡胶粒子能够得以很好地分散，从而以20-2000nm、优选以50-1000nm、更优选以70-500nm的平均粒径分布在基础油中。此外，所述待分散硅橡胶粒子的平均粒径优选为20-2000nm，更优选为50-1000nm，特别优选为70-500nm。

根据本发明提供的润滑脂组合物的制备方法，优选地，所述待分散硅橡胶粒子的凝胶含量为60重量％以上，更优选为75重量％以上，特别优选为80重量％以上。当将所述待分散硅橡胶粒子的凝胶含量控制在上述范围内时，能够随着温度的变化更有效地调节润滑脂组合物的粘度，可适应更宽的使用温度范围。

所述待分散硅橡胶粒子优选具有均相结构。在本发明中，所述“均相结构”是指在现有显微技术下观察，待分散硅橡胶粒子内没有发现分层、分相等不均相的现象。

所述待分散硅橡胶粒子可以选自甲基硅橡胶粒子、乙基硅橡胶粒子、羟基硅橡胶粒子、含氢甲基硅橡胶粒子、甲基乙烯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基苯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶粒子、亚苯基硅橡胶粒子、亚苯醚基硅橡胶粒子、腈硅橡胶粒子、硅硼橡胶粒子和氟硅橡胶粒子中的至少一种。所述待分散硅橡胶粒子为由硅橡胶乳液通过辐照交联制备并通过喷雾干燥法干燥得到。

在所述待分散硅橡胶粒子的制备过程中，辐照交联所用的高能射线源具体可以选自钴源、紫外、高能电子加速器中的至少一种，优选地，所述高能射线源的波长小于0.1μm，例如为钴源。此外，一般情况下，辐照的剂量应使得橡胶胶乳辐照交联后的硅橡胶粒子的凝胶含量达到60重量％以上，优选达到75重量％以上，更优选达到80重量％以上。具体地，辐照的剂量可以为0.1-30Mrad，优选为0.5-20Mrad。

所述待分散硅橡胶粒子可以通过商购得到，也可以按照本领域技术公知的各种方法制备得到。例如，所述待分散硅橡胶粒子可以为按照本发明的申请人于2000年9月18日递交的国际专利申请WO01/40356(优先权日1999年12月3日)以及本发明的申请人于2001年6月15日递交的国际专利申请WO01/98395(优先权日2000年6月15日)提供的方法制备得到的粉末硅橡胶粒子。通过上述方法制备的待分散硅橡胶粒子是干燥后无需加隔离剂即可自由流动的橡胶微粉，其中每一个橡胶微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该粉末橡胶是通过将相应的橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子的粒径得以固定的。

此外，在所述待分散硅橡胶粒子的辐照交联制备过程中，可以不使用交联助剂，也可以使用交联助剂。所述交联助剂可以选自单官能团交联助剂、二官能团交联助剂、三官能团交联助剂、四官能团交联助剂和五官能团以上交联助剂中的任意一种。所述单官能团交联助剂的实例包括但不限于：(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；所述二官能团交联助剂的实例包括但不限于：1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯中的至少一种；所述三官能团交联助剂的实例包括但不限于：三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和/或季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯；所述四官能团交联助剂的实例包括但不限于：季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和/或乙氧化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；所述五官能团以上交联助剂的实例包括但不限于：二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。在本文中，所述(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。这些交联助剂可以以任意方式组合使用，只要它们在辐照下有助于交联即可。此外，所述交联助剂的加入量一般为胶乳中干胶重量的0.1-10重量％，优选为0.5-9重量％，更优选为0.7-7重量％。

此外，本发明提供的润滑脂组合物的制备方法还可以包括将添加剂与基础油和待分散硅橡胶粒子一同进行混合并分散。

所述基础油和添加剂的种类已经在上文中有所描述，在此不作赘述。

本发明对所述混合和再分散的方式没有特别地限定，只要能够使得所述待分散硅橡胶粒子有效分散在基础油中、从而得到以基础油作为连续相并且以硅橡胶粒子为分散相的润滑脂组合物即可。根据本发明的一种优选实施方式，所述混合并分散的方式包括：

(1)将所述待分散硅橡胶粒子加入所述基础油中并通过机械搅拌混合，使得所述待分散硅橡胶粒子分散或悬浮于所述基础油中，得到初步分散的组合物；

(2)将所述初步分散的组合物进行再分散，直至分散后的硅橡胶粒子的平均粒径达到20-2000nm的范围内、优选达到50-1000nm的范围内、更优选达到70-500nm的范围内。通过这种优选的混合并分散的方式能够使得硅橡胶粒子以原始粒径分散在基础油中，得到的润滑脂组合物的粘温性能更佳。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述润滑脂组合物的制备方法还包括步骤(3)，将步骤(2)得到的产物在不低于80℃的温度下、优选在不低于100℃的温度下、更优选在100-200℃的温度下放置至少1小时，优选放置至少2小时，更优选放置至少4小时，最优选放置4-10小时之后将得到的产物进行二次再分散，这样能够使得交联的硅橡胶粒子和基础油充分浸润并溶胀，并且硅橡胶粒子以更小的粒径分散在基础油中，从而获得粘温性能更好的润滑脂组合物。此外，步骤(3)中，将步骤(2)的产物在不低于80℃的温度下放置至少1小时期间，可以配合连续或间歇搅拌，以使搅拌物料受热更均匀。

步骤(1)中所述的机械搅拌混合可以在现有的各种机械混合设备中进行，例如，可以在高速搅拌机、捏合机等机械混合设备中进行。本发明对所述机械搅拌混合的条件也没有特别地限制，只要在使通过辐照交联方法制备的具有交联结构的待分散硅橡胶粒子和基础油的性能没有任何变化的前提下，使通过辐照交联方法制备的具有交联结构的待分散硅橡胶粒子分散或悬浮于基础油中即可，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。

根据本发明提供的润滑脂组合物的制备方法，步骤(2)中所述的再分散以及步骤(3)中所述的二次再分散可以各自独立地在均化器、玻珠研磨机、三辊研磨机、单螺杆挤出机、多螺杆挤出机、捏合机、溶解器和超声波分散器中的至少一种混合设备中进行，优选在均化器、三辊研磨机和超声波分散器中进行，这三种优选的混合设备具有加工产量高、混合效果好、后续清洁比较简单的优点。最优选地，步骤(2)中的再分散和步骤(3)中的二次再分散在均化器中进行。在分散过程中，根据不同的分散质量要求，需要将样品循环冷却，再反复通过混合设备进行多次分散，直至分散在基础油中的硅橡胶粒子的平均粒径达到20-2000nm范围内，优选达到50-1000nm范围内，更优选达到70-500nm范围内。此外，本发明对所述再分散和二次再分散的条件没有特别地限定，只要使得基础油和硅橡胶粒子在分散过程中性能不发生破坏，并使得硅橡胶粒子的粒径达到20-2000nm、优选达到50-1000nm、更优选达到70-500nm即可，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。

此外，步骤(3)中所述的放置优选在现有的各种密闭加热设备中进行，具体可以在高温烘箱、真空高温烘箱、加热釜或类似密闭加热容器中进行，这样可以提高热处理效率，节约能源，同时也可以减少基础油和硅橡胶粒子与空气(氧气)的接触，降低热氧化程度，使产品性能保持稳定。

本发明还提供了由上述方法制备得到的润滑脂组合物。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

(一)实施例及对比例中所用的原料如下：

矿物基础油，中国石化生产，牌号为Ib150，40℃时的粘度为32.6mm²/s，粘度指数为90。

合成基础油，中国石化生产，牌号为PAO40，聚α-烯烃，40℃时的粘度为40.2mm²/s，粘度指数为120。

待分散硅橡胶粒子，中国石化生产，牌号为VP601，平均粒径100nm，凝胶含量88重量％，在显微镜下观察，该待分散硅橡胶粒子内没有发现分层、分相现象，其由甲基乙烯基硅橡胶乳液采用钴源进行辐照交联方法制备并通过喷雾干燥法干燥得到。

过氧化物交联硅橡胶粒子按照专利CN1840622A公开的方法进行制备并采用喷雾干燥方法得到，橡胶乳液分别是甲基乙烯基硅橡胶乳液(与制备待分散硅橡胶粒子VP601所采用的橡胶胶乳的组成相同)，采用的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，最终获得的过氧化物交联硅橡胶粒子的平均粒径为100nm，凝胶含量为88重量％。

(二)实施例和对比例中的实验数据用以下仪器设备及测定方法测定：

(1)动力粘度：采用NDJ-5S型数字旋转粘度计分别测试40℃和100℃下的润滑脂组合物的动力粘度，其中，采用油浴控温加热。

(2)分油量：按照SH/T 0324-92“润滑脂钢网分油测定法(静态法)”标准方法测试，具体地，将样品放置于100目铜网上，在100℃烘箱中静置24小时再取出测量分油量。

(3)摩擦系数：在电子拉力试验机上测试润滑脂组合物的界面摩擦性能，载荷为0.2kg，比较铝-钢(无润滑)和铝-钢(有润滑)的静摩擦系数μ_s和动摩擦系数μ_k，其中，无润滑表示铝-钢材料表面上未涂覆任何润滑脂组合物，有润滑表示铝-钢表面上已经涂覆了相应的润滑脂组合物。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份矿物基础油Ib150和10重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为280转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为280转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

对比例1

该对比例用于说明参比的润滑脂组合物及其制备方法。

按照实施例1的方法制备润滑脂组合物，不同的是，将待分散硅橡胶粒子VP601用相同重量份的过氧化物交联硅橡胶粒子替代，得到参比润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

实施例2

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份矿物基础油Ib150和30重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为280转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为280转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

实施例3

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份矿物基础油Ib150和50重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

实施例4

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份矿物基础油Ib150和100重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

实施例5

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份合成基础油PAO40和10重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为280转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为280转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

实施例6

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份合成基础油PAO40和50重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

实施例7

该实施例用于说明本发明提供的润滑脂组合物及其制备方法。

将100重量份合成基础油PAO40和100重量份待分散硅橡胶粒子VP601混合并机械搅拌均匀，然后在三辊研磨机中均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至10μm，得到混合物料。将上述混合物料在150℃高温烘箱中保持4小时，再次通过三辊研磨机均化循环五次，均化时辊转速为100转/分钟，分散时辊间间隙最小至5μm，得到润滑脂组合物，其动力粘度、分油量以及润滑性能分别见表1和表2。

表1润滑脂组合物的动力粘度和分油量

表2润滑脂组合物的润滑性能

从表1的结果可以看出，与含有通过过氧化物交联得到的硅橡胶粒子的润滑脂组合物相比，含有通过辐照交联方法得到的具有交联结构的硅橡胶粒子的润滑脂组合物在低温时(40℃)粘度更低，而在高温时(100℃)粘度更高，因此，本发明提供的润滑脂组合物具有更好的粘温性能，应用温度范围宽。

此外，从表2的结果可以看出，本发明提供的润滑脂组合物的抗磨减摩性能非常优异。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (45)

1.一种润滑脂组合物，其特征在于，所述润滑脂组合物含有基础油和分散在所述基础油中的通过辐照交联方法制备的具有交联结构的硅橡胶粒子，所述基础油为连续相，所述硅橡胶粒子为分散相，且相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-180重量份；所述硅橡胶粒子的平均粒径为20-2000nm；所述硅橡胶粒子的凝胶含量为60重量％以上。

2.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，其中，相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-160重量份。

3.根据权利要求2所述的润滑脂组合物，其中，相对于100重量份的所述基础油，所述硅橡胶粒子的含量为10-120重量份。

4.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，其中，所述硅橡胶粒子的平均粒径为50-1000nm。

5.根据权利要求4所述的润滑脂组合物，其中，所述硅橡胶粒子的平均粒径为70-500nm。

6.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，其中，所述硅橡胶粒子的凝胶含量为75重量％以上。

7.根据权利要求6所述的润滑脂组合物，其中，所述硅橡胶粒子的凝胶含量为80重量％以上。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂组合物，其中，所述硅橡胶粒子具有均相结构。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂组合物，其中，所述硅橡胶粒子选自甲基硅橡胶粒子、乙基硅橡胶粒子、羟基硅橡胶粒子、含氢甲基硅橡胶粒子、甲基乙烯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基苯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶粒子、亚苯基硅橡胶粒子、亚苯醚基硅橡胶粒子、腈硅橡胶粒子、硅硼橡胶粒子和氟硅橡胶粒子中的至少一种。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂组合物，其中，所述基础油为矿物基础油和/或合成基础油。

11.根据权利要求10所述的润滑脂组合物，其中，所述矿物基础油选自粘度指数VI≤40的低粘度指数矿物基础油、40＜粘度指数VI≤90的中粘度指数矿物基础油、90＜粘度指数VI≤120的高粘度指数矿物基础油、120＜粘度指数VI≤140的很高粘度指数矿物基础油、粘度指数VI＞140的超高粘度指数矿物基础油中的至少一种。

12.根据权利要求10所述的润滑脂组合物，其中，所述合成基础油选自合成烃、烷基芳烃、合成酯、聚醚、卤代烃、聚硅氧烷和含氟油中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的润滑脂组合物，其中，所述合成烃选自乙烯低聚物、丙烯低聚物、聚丁烯、聚异丁烯、聚α-烯烃、聚内烯烃以及上述合成烃的卤代产物中的至少一种。

14.根据权利要求12所述的润滑脂组合物，其中，所述烷基芳烃选自烷基苯、烷基萘以及含有杂原子的烷基芳烃中的至少一种。

15.根据权利要求12所述的润滑脂组合物，其中，所述合成酯选自单酯、双酯、多元醇酯、聚合物酯、碳酸酯、磷酸酯、柠檬酸酯、硅酸酯以及烯烃-丙烯酸酯类共聚物中的至少一种。

16.根据权利要求12所述的润滑脂组合物，其中，所述聚醚选自脂肪族聚醚、聚苯醚、聚多硫醚和全氟烃基聚醚中的至少一种。

17.根据权利要求12所述的润滑脂组合物，其中，所述聚硅氧烷选自二聚硅氧烷、三聚硅氧烷、四聚硅氧烷、八聚硅氧烷和环聚四硅氧烷中的至少一种。

18.一种润滑脂组合物的制备方法，该方法包括将基础油和通过辐照交联方法制备的具有交联结构的待分散硅橡胶粒子进行混合并分散，且相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-180重量份；所述待分散硅橡胶粒子为由平均粒径为20-2000nm的硅橡胶粒子团聚而形成的硅橡胶粒子团；所述待分散硅橡胶粒子的凝胶含量为60重量％以上。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述混合并分散的方式包括：

(1)将所述待分散硅橡胶粒子加入所述基础油中并通过机械搅拌混合，使得所述待分散硅橡胶粒子分散或悬浮于所述基础油中，得到初步分散的组合物；

(2)将所述初步分散的组合物进行再分散，直至分散后的硅橡胶粒子的平均粒径达到20-2000nm的范围内。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，将所述初步分散的组合物进行再分散，直至分散后的硅橡胶粒子的平均粒径达到50-1000nm的范围内。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，将所述初步分散的组合物进行再分散，直至分散后的硅橡胶粒子的平均粒径达到70-500nm的范围内。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，该方法还包括步骤(3)，将步骤(2)得到的产物在不低于80℃的温度下放置至少1小时，之后将得到的产物进行二次再分散。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，该方法还包括步骤(3)，将步骤(2)得到的产物在不低于100℃的温度下放置至少2小时，之后将得到的产物进行二次再分散。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，该方法还包括步骤(3)，将步骤(2)得到的产物在不低于100℃的温度下放置至少4小时，之后将得到的产物进行二次再分散。

25.根据权利要求22所述的方法，其中，步骤(2)所述的再分散和步骤(3)所述的二次再分散各自独立地在均化器、玻珠研磨机、三辊研磨机、单螺杆挤出机、多螺杆挤出机、捏合机、溶解器和超声波分散器中的至少一种混合设备中进行。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，步骤(2)所述的再分散和步骤(3)所述的二次再分散各自独立地在均化器、三辊研磨机和超声波分散器中的至少一种混合设备中进行。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，步骤(2)所述的再分散和步骤(3)所述的二次再分散各自独立地在均化器中进行。

28.根据权利要求22所述的方法，其中，步骤(3)所述的放置在密闭加热设备中进行。

29.根据权利要求18所述的方法，其中，相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-160重量份。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，相对于100重量份的所述基础油，所述待分散硅橡胶粒子的用量为10-120重量份。

31.根据权利要求18所述的方法，其中，所述待分散硅橡胶粒子为由平均粒径为50-1000nm的硅橡胶粒子团聚而形成的硅橡胶粒子团。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述待分散硅橡胶粒子为由平均粒径为70-500nm的硅橡胶粒子团聚而形成的硅橡胶粒子团。

33.根据权利要求18所述的方法，其中，所述待分散硅橡胶粒子的凝胶含量为75重量％以上。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述待分散硅橡胶粒子的凝胶含量为80重量％以上。

35.根据权利要求18-30中任意一项所述的方法，其中，所述待分散硅橡胶粒子为均相结构。

36.根据权利要求18-30中任意一项所述的方法，其中，所述待分散硅橡胶粒子选自甲基硅橡胶粒子、乙基硅橡胶粒子、羟基硅橡胶粒子、含氢甲基硅橡胶粒子、甲基乙烯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基苯基硅橡胶粒子、甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶粒子、亚苯基硅橡胶粒子、亚苯醚基硅橡胶粒子、腈硅橡胶粒子、硅硼橡胶粒子和氟硅橡胶粒子中的至少一种。

37.根据权利要求18-30中任意一项所述的方法，其中，所述基础油为矿物基础油和/或合成基础油。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述矿物基础油选自粘度指数VI≤40的低粘度指数矿物基础油、40＜粘度指数VI≤90的中粘度指数矿物基础油、90＜粘度指数VI≤120的高粘度指数矿物基础油、120＜粘度指数VI≤140的很高粘度指数矿物基础油、粘度指数VI＞140的超高粘度指数矿物基础油中的至少一种。

39.根据权利要求37所述的方法，其中，所述合成基础油选自合成烃、烷基芳烃、合成酯、聚醚、卤代烃、聚硅氧烷和含氟油中的至少一种。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述合成烃选自乙烯低聚物、丙烯低聚物、聚丁烯、聚异丁烯、聚α-烯烃、聚内烯烃以及以上合成烃的卤代产物中的至少一种。

41.根据权利要求39所述的方法，其中，所述烷基芳烃选自烷基苯、烷基萘以及含有杂原子的烷基芳烃中的至少一种。

42.根据权利要求39所述的方法，其中，所述合成酯选自单酯、双酯、多元醇酯、聚合物酯、碳酸酯、磷酸酯、柠檬酸酯、硅酸酯以及烯烃-丙烯酸酯类共聚物中的至少一种。

43.根据权利要求39所述的方法，其中，所述聚醚选自脂肪族聚醚、聚苯醚、聚多硫醚和全氟烃基聚醚中的至少一种。

44.根据权利要求39所述的方法，其中，所述聚硅氧烷选自二聚硅氧烷、三聚硅氧烷、四聚硅氧烷、八聚硅氧烷和环聚四硅氧烷中的至少一种。

45.由权利要求18-44中任意一项所述的方法制备得到的润滑脂组合物。