CN106164232A - 一种水性润滑剂组合物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种水性润滑剂组合物，其特征在于，包括：50％(重量)的水，0.01‑20％(重量)的增稠剂，0.5‑10％(重量)的抗氧化剂，0.5‑5％(重量)的pH调节剂，以及甘油。还提供了用于制备该水性润滑剂组合物的方法，和所述水性润滑剂组合物的用途。

Description

一种水性润滑剂组合物及其制备方法和用途
技术领域
本公开涉及一种润滑剂组合物。且特别地，本公开涉及一种水性润滑剂组合物和用于制备这种组合物的方法及其用途。
背景技术
固体表面与接口材料(interfacing material)的接触会导致“磨损”，即，从表面上损失材料。磨损的主要类型有磨耗(abrasion)，侵蚀(erosion)和腐蚀(corrosion)。当两个移动体接触时通常有一定程度的摩擦。过度摩擦可能导致功率损耗和通常不希望产生的接触加热。由于摩擦和磨损，每年世界范围内所造成的经济损失和技术问题十分显著。润滑(lubrication)是减少和/或克服与摩擦和磨损有关问题的一种常见的方式。市场上存在大量用于各种目的的润滑剂组合物(lubricant compositions)。
润滑剂通常由一个基础液体(base fluid)，传统上为矿物油(mineral oil)和添加剂包(additive package)。所述添加剂包可以含有旨在提高润滑剂性能的一种或多种化学成分。以下例举几种不同种类的添加剂，包括粘度调节剂(viscosity modifiers)，洗涤剂(detergents)，分散剂(dispersants)，抗磨损添加剂(anti-wear additives)，极压添加剂(exteme pressure additives)，摩擦调节剂(friction modifiers)，防腐蚀剂(anti-corrosion agents)和抗氧化剂(antioxidants)。
传统上，用于液压(hydraulic)和润滑用途的润滑剂是基于矿物基油(mineral-based oils)。矿物基油，包括诸如石油的馏出物(distillate of petroleum)在C15至C40范围从非植物(non-vegetable)来源的烷烃的混合物(distillate of petroleum)，聚α-烯烃(polyalphaolefin，PAO)等，具有良好的润滑性能并有助于减少摩擦和磨损。然而，来自矿物基油的润滑剂是不可生物降解的(not biodegradable)，因此当它们被释放到环境中时，会存在于生态系统(eco-system)很长一段时间。此外，这些矿物基油经常是有毒的。比如，矿物油对环境的污染可能使土壤无法使用，水不适合灌溉和污水处理不能工作。即使是少量的矿物油也可能对环境造成巨大和不利的影响。举例来说，一升油释放到环境中可以覆盖一个足球场大小的区域并污染多达一亿升的水。每年社会和企业都要付出巨额资金用于矿物油基型润滑油(mineral oil-based lubricants)泄漏的清洁和弥补措施。
许多在润滑油中使用的添加剂如硫或重金属，例如通过显示低生物降解性或含元素，也对环境造成有害影响，而硫或重金属是不希望被释放到环境中的。
因此，经济和环境问题促使润滑剂的发展使其具较少毒性或无毒性以及可生物降解的。这些所谓的绿色润滑油(green lubricants)是环保的而且往往是合成酯基润滑剂(synthetic ester-based lubricant)或是基于植物油的润滑油。举例来说，环境友好基润滑剂(environmentally based lubricant)可基于菜籽油(rapeseed oil)或向日葵油(sunflower oil)。通常情况下，环境友好的润滑剂被称为绿色润滑剂或环保体贴润滑油(ELC)。因为它们无毒性的或非常有限的毒性并且它们可在自然界相对快速降解成无毒残基，因此相比于传统的矿物油基润滑剂，这些润滑剂其有害成分要少得多。
然而，基于植物油的环保润滑剂其性能和成本往往不如矿物基润滑剂。植物油基润滑剂其成本可能会是矿物油基润滑剂的两倍。与植物油相关的其他问题例如是具有低的热和氧化稳定性，窄的粘度范围和在低温下较羞的流动性。此外，某些在润滑其成分中很重要的参数，如摩擦和磨损量，可能也不够好。
JP2011140631公开了一种润滑组合物，其包括基础油，增稠剂(thickeningagent)，抗氧化剂和辅酶Q(coenzyme Q)。基础油可基于甘油酯(glycerides)。
JP2011219690公开了一种润滑剂脂组合物(lubricant grease composition)，其包括甘油三酯(triglyceride)，抗氧化剂和增粘剂(thickener)。抗氧化剂是维生素A(vitamin A)或其衍生物。
JP2011162606公开了一种润滑组合物(lubricating composition)，其包括基础油，作为增稠剂的淀粉(starch)和抗氧化剂。
DD288169公开了一种润滑组合物，其包括水，淀粉和甘油(glycerine)。
摩擦学国际(Tribology International)，69(2014)，39-45公开了由甘油水溶液所制成绿色润滑剂和由菜籽油所制成间之比较的研究。甘油的粘度通过加入水而降低至所需值。具有30％或更低的水含量的甘油水溶液其摩擦系数比菜籽油低。然而，甘油水溶液的磨损体积损失(wear volume loss)，例如在摩擦过程中发生在接触面积的材料其体积损失，比菜籽油更高。据比，甘油水溶液具有很大的潜力作为绿色润滑剂且它们的润滑性能比菜籽油好得多，特别是当水含量低于20％(重量)。
便利地，甘油(它也被称为丙三醇(glycerin)，丙三醇(glycerine)和丙烷-1,2,3-三醇(propane-1,2,3-triol))可大批量并低成本从市场上取得。这主要是由于在迅速增长的生物柴油(bio-diesel)生产过程中，甘油被形成作为副产物，因此也不断地在寻求甘油的新颖应用。
水性甘油的粘度和凝固点可通过混合于甘油的水的量来控制。因此，通过将水添加到甘油其粘度可以被降低到所希望的值，而在同一时间其凝固点亦可降低到低于纯的甘油。
因此，仍然有这样的需求来改进绿色润滑剂的特性和性能。
本发明的一个目的是克服或至少减轻一些与润滑剂如绿色润滑剂相关的问题。
发明内容
根据本公开内容，提供了一种水性润滑剂组合物。此水性润滑剂组合物，其特征在于，它包括：
5-50％(重量)的水，
0.01-20％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂；
0.5-5％(重量)的pH调节剂(pH regulating agent)；和
甘油。
甘油含量范围可为约15至约93.99％(重量)。举例来说，所述甘油含量可以是约40，50，60，70，80或85％(重量)。可替代地，所述甘油含量可以如实施例中所述。
水性润滑剂组合物可以仅包含水，甘油，增稠剂，抗氧化剂和pH调节剂。因此，提供了一种水性润滑剂组合物，其特征在于，它包括：
5-50％(重量)的水，
0.01-20％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂；
0.5-5％(重量)的pH调节剂；和
甘油余量(glycerol as balance)。
甘油含量范围可为约15至约93.99％(重量)。举例来说，所述甘油含量可以是约40，50，60，70，80或85％(重量)。可替代地，所述甘油含量可以如实施例中所述。在本文中，可以理解的是在混合所有组分(components)之后，组合物的最终重量构成100％。除了水，增稠剂，抗氧化剂和pH值调节剂，甘油加入的量得以达到所述组合物的最终重量。表述“甘油余量”因此应理解为甘油的添加量以实现所述组合物的最终重量。例如，润滑剂组合物可以包括：水20％(重量)的水，0.01％(重量)的增稠剂，3％(重量)的抗氧化剂，0.05％(重量)的pH调节剂和76.94％(重量)的甘油。
本文描述的水性润滑剂组合物可以含有杂质和/或其它组分。杂质可以存在于或从水性润滑剂组合物的组分生成。应该理解的是，在水性润滑剂组合物中的杂质和/或其它组分的存在不影响所述组合物的主要特性，如磨损体积损失，摩擦系数和/或粘度。因此，提供了一种水性润滑剂组合物，其特征在于，它主要包括
5-50％(重量)的水，
0.01-20％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂；
0.5-5％(重量)的pH调节剂；和
甘油余量。
甘油含量范围可为约15至约93.99％(重量)。
在本文件中，水性润滑剂组合物其组分的量是基于组合物的总重量，以％(重量)表示。
本文描述的水性润滑剂组合物可以是水的。在本文件中，术语“可生物降解的”指的是润滑剂组合物可通过微生物被消耗和/或分解成在自然界中可发现的无害或基本上无害混合物。可生物降解的物质通常是有机材料，例如植物和动物物质和从生物体或足够类似植物和动物物质且可被微生物使用的人造材料。
通过混合本文中所示具一定量的增稠剂，抗氧化剂，pH调节剂至水与甘油，水性润滑剂组合物将具有良好的粘度，摩擦系数和/或磨损体积损失。相比仅具水和甘油的相应组合物，可生物降解的含水组合物的摩擦系数大致比相应的组合物的相同或更低，使得其在各种应用的使用时具更低的磨损体积损失。
本文描述的水性润滑剂组合物的低磨损体积损失是一个显著的优点，因为在润滑剂组合物其上的器件将经受较少的磨损，并且因较少的服务中断和/或最少的维护时间而可以使用较长时间。出乎意料的是，增稠剂，抗氧化剂和pH调节剂的组合可显著降低磨损体积损失。如实施例中所示，无论是单独加入增稠剂或单独加入抗氧化剂，其水性甘油溶液皆无法如同绿色润滑剂(例如菜籽油)般的降低磨损量损失到一定的数量级。此外，还已经发现pH值调节剂除了调节pH值，还具有通过降低水性润滑剂组合物的磨损体积损失对润滑性能有显著影响。
此外，由于水和甘油的高含量，本文中所描述的水性甘油润滑剂组合物将产生对环境最小的负面影响，因此可以有利地在环境敏感区域中使用，例如户外应用。此外，本文所述的组合物预期将具有低的凝固点，例如-50℃，使其可允许在温度较低的地方使用。这通常特别是指涉及链锯(chain saws)，液压动力机械(hydraulic power machines)和/或铁轨(railroad tracks)的应用。
在本文描述的组合物中所使用的甘油是纯甘油，即丙烷-1,2,3-三醇(propane-1,2,3-triol)。因此，相对于若干先前提出的润滑剂组合物，本文所述的水性润滑剂组合物的甘油是以非改性形式(non-modified form)所使用，也就是说，它是用作丙烷-1,2,3-三醇，当制备本文所述的润滑剂组合物时，它是方便和经济有效的。
如本文中所使用的，水性甘油是指水和甘油的混合物。所述的水性甘油溶液(aqueous glycerol solution)，甘油水溶液(glycerol aqueous solution)和水性甘油组合物(aqueous glycerol composition)可以互换使用。
本文描述的水性润滑剂组合物中的水含量可以变化从约5至约50％(重量)。如本文中所使用的，％(重量)表示重量百分比。例如，可生物降解水性润滑剂组合物中的水含量可以为约20％(重量)。在其它实施例中，水性润滑剂组合物中合适的水含量约10至约30％(重量)，约15至约30％(重量)，约15至约25％(重量)，约20至约30％(重量)，约5至约50％(重量)，约5至约40重％(重量)，约5至约30％(重量)，约10至约30％(重量)，约20至约50％(重量)，约30至约50％(重量)，或约40至约50％(重量)。
增稠剂，其也可称作增粘剂，用以提高本文所述的水性润滑剂组合物的粘度。特别是在25℃，增粘剂相比水和甘油的相应混合物增加了粘度。
增粘剂可以存在的量为约0.01至约20％(重量)，例如约0.01至约10％(重量)。举例来说，所述增粘剂的量可为约0.01，约0.02，约0.04，约1或约10％(重量)。
所述增稠剂可以选自以下所组成的组：几丁质(chitin)，壳聚醣(chitosan)，糊精(dextrin)，纤维素(cellulose)，淀粉(starch)，植物胶(vegetable gums)，透明质酸(hyaluronic acid)或其衍生物和/或它们的混合物。纤维素增稠剂的实例是，但不限于这些，羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose)和羟乙基纤维素(hydroxyethylcellulose)。壳聚醣增稠剂可以是羟乙基壳聚醣(hydroxyethyl chitosan)。
在本文件中，植物胶是指琼脂(agar)。琼脂是可从藻类或海藻得到一种胶状物质。术语“植物胶”和“琼脂”可互换使用。
举例来说，在本文描述的水性组合物中使用的增稠剂可以选自以下所组成的组：羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose)，羟乙基纤维素(hydroxyethylcellulose)，羟乙基壳聚醣(hydroxyethyl chitosan)，淀粉，植物胶，糊精和透明质酸。羧甲基纤维素钠，羟乙基纤维素，羟乙基壳聚醣和透明质酸的量的范围可以从约0.01至约0.05％(重量)，例如约0.01至约0.04％(重量)。例如，羧甲基纤维素钠，羟乙基纤维素，羟乙基壳聚醣和透明质酸的量可为约0.01，0.02，0.03或0.04％(重量)。淀粉或糊精的量可为约10％(重量)。
作为一个例子，水性润滑剂组合物可以包括：
20％(重量)的水，
0.01-10％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂，
0.5-10％(重量)，或3-10％(重量)，的pH调节剂；和
甘油余量。
组合物的抗氧化剂会提高组合物的抗氧化性能。具体地，抗氧化剂可以防止水性润滑剂组合物的分解(degradation)，例如通过组合物的组分的分解和/或氧化的降解。抗氧化剂可以存在的量为约0.5至约10％(重量)。例如，抗氧化剂可以存在的量约0.5％(重量)，约3％(重量)，约5％(重量)，约10％(重量)，或约3至约10％(重量)。
抗氧化剂可以是苯酚(phenol)，多酚(polyphenol)或它们的衍生物和/或混合物。实施例中合适的酚或多酚包括姜黄素(curcumin)，芝麻酚(sesamol)，茶多酚(teapolyphenols)，木质素(lignin)或它们的衍生物和/或混合物。抗氧化剂也可以选自槲皮素(quercetin)，黄酮(flavone)，迷迭香酸(rosmarinic acid)，肌醇六磷酸(inositolhexaphosphate)，或其衍生物和/或混合物所组成的组。
在本文件中，茶多酚意指酚和多酚，其为茶叶中所发现的天然植物混合物。实施例中茶多酚包括儿茶素(catechins)，茶黄素(theaflavins)，茶单宁(tannins)和类黄酮(flavonoids)。
举例来说，在本文描述的水性组合物中使用的抗氧化剂可以选自姜黄素，芝麻酚，茶多酚，黄酮，迷迭香酸和肌醇六磷酸盐所组成的组。姜黄素的量可为约0.5％(重量)。芝麻酚或黄酮的量可为约10％(重量)。迷迭香酸或肌醇六磷酸的量可为约3％(重量)。茶多酚的量可为约5％(重量)。
所述组合物的pH调节剂可以帮助将pH调节到所需的值。可生物降解的水性润滑剂组合物其合适的pH值可为约8至约12，例如约9至约12或约10至约12，其可以允许赋予组合物抗腐蚀性。例如，润滑剂组合物可以具有的pH为约9，10，11或12。
各种pH调节剂可包括氢氧化物(hydroxides)和胺(amines)。氢氧化物可以是碱土金属氢氧化物(alkaline earth metal hydroxides)，如氢氧化钠(sodium hydroxide)。可替代地，所述pH调节剂可以是胺，如伯(primary)，仲(secondary)或叔(tertiary)胺。合适的叔胺的一个例子是三乙胺(triethylamine)。pH调节剂可以是不同的pH值调节剂的混合物。pH调节剂的量的范围可以从约0.5至约5％(重量)，约0.5至约4％(重量)，约0.5至约3％(重量)，约0.5至约2％(重量)，约0.5至约1％(重量)，约1至约5％(重量)，约1至约5％(重量)，约1至约3％(重量)，或约1至约2％(重量)。可在本文所描述的水性润滑剂组合物使用的胺的实施例包括氨(ammonia)，三乙醇胺(triethanolamine)和三乙胺(triethylamine)。可在本文所描述的水性润滑剂组合物使用氢氧化物胺的实施例包括氢氧化钠(sodiumhydroxide)和氢氧化钙(calcium hydroxide)。
举例来说，在本文所述的水性润滑剂组合物中使用的pH调节剂可以选自氨，三乙醇胺，三乙基胺，氢氧化钠和氢氧化钙所组成的组。氨的量可为约1％(重量)。氢氧化钙或氢氧化钠的量可以为大约0.5％(重量)。三乙醇胺的量可为约5％(重量)。三乙胺的量可为约0.05或约1％(重量)。
在一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：5％(重量)的水，0.02％(重量)的羟乙基壳聚醣(hydroxyethyl chitosan)，5％(重量)的茶多酚(tea polyphenols)，5％(重量)的三乙醇胺(triethanolamine)和84.98 5％(重量)的甘油。
在另一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：10％(重量)的水，0.04％(重量)的透明质酸(hyaluronic acid)，3％(重量)的肌醇六磷酸(inositol hexaphosphate)，1％(重量)的三乙胺(triethylamine)和86.46％(重量)的甘油。
在另一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：30％(重量)的水，10％(重量)的淀粉，10％(重量)的黄酮，0.5％(重量)的三乙胺和49.5％(重量)的的甘油。
在另一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：40％(重量)的水，1％(重量)的植物胶，0.5％(重量)的姜黄素，0.5％(重量)的氢氧化钠和58.0％(重量)的甘油。
在另一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：20％(重量)的水，0.01％(重量)的羟乙基纤维素(hydroxyethylcellulose)，3％(重量)的迷迭香酸(rosmarinic acid)，0.5％(重量)的氢氧化钙和76.49％(重量)的甘油。
在另一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：20％(重量)的水，0.02％(重量)的羟乙基壳聚醣(hydroxyethylchitosan)，5％(重量)的茶多酚，5％(重量)的三乙醇胺和69.98％(重量)的甘油。
在另一例子中，提供了一种水性润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物由或基本上由以下组成：20％(重量)的水，10％(重量)的糊精(dextrin)，10％(重量)的芝麻酚，1％(重量)的氨，和59％(重量)的甘油。
本文描述的水性润滑剂组合物可以通过搅拌将增粘剂，抗氧化剂，pH值调节剂混合进水中来制备。所述混合可以发生在20℃至90℃。举例来说，所述温度可以是20，22或25℃。所述搅拌的时间可以是约2小时。接着甘油可以加入到水性混合物中而搅拌可继续持续一定的时间，例如一小时。
因此，提供了一种用于制备如本文所述的水性润滑剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将增粘剂，抗氧化剂和pH调节剂混合至水中，
b)搅拌在步骤a)中得到的混合物，
c)加入甘油至步骤b)中获得的混合物，且
d)搅拌在步骤c)中得到的混合物。
所述方法可在20至90℃的温度下且在环境压力(ambient pressure)下进行。举例来说，所述温度可以是20，22或25℃。在步骤b)搅拌的时间可以是约2小时。在步骤d)搅拌的时间可以是约一小时。所述增粘剂，抗氧化剂，pH值调节剂和甘油可如同本文中所描述的。另外，增粘剂，抗氧化剂，pH值调节剂，水和甘油的量也可如同本文中所描述的。
本文描述的水性润滑剂组合物可以在大量不同的应用中使用。由于其对环境友好的性质，它是特别合适应用于润滑剂结束在，例如户外环境，的应用中。合适的应用的例子包括液压动力机器，链锯，和铁轨的润滑。因此，提供了一种使用本文所述的水性润滑剂组合物其用于设备的润滑的如液压动力机器，链锯，和铁轨，金属工作流体，锯木厂，输送带，成型的流体等，也可以用来作为耐火的润滑剂或液压流体。此外，本文所述的水性润滑剂组合物可单独或与其它润滑剂，如绿色润滑剂组合使用。
本公开由另外的非限制性实施例作进一步说明。
具体实施方式
生物可降解的水性润滑剂组合物。准备的通用方法。
本文描述的水性润滑剂组合物通过在室温下搅拌将增粘剂，抗氧化剂，pH值调节剂混合进水中来制备。所述搅拌的时间为约2小时。接着甘油可以加入到水性混合物中而搅拌可继续持续一定的时间，例如一小时。
茶多酚是从Shaanxi Sciphar Hi-tech Industry Co.,Ltd购买。
各种组分其摩擦系数，磨损体积损失和粘度的测量
摩擦和磨损试验的说明：
按照ASTM D 6425协议(protocol)，采用Optimol SRV-III振荡磨擦和磨损试验机来评估在边界润滑条件(boundary lubrication conditions)下润滑剂的摩擦减少和抗磨性性能。在测试过程中，上部钢球(100Cr6钢，直径为10毫米，表面粗糙度(Ra)为20nm)在固定钢盘(100CR6ESU硬化，024mmx7.9毫米，表面粗糙度(Ra)为120nm)上作往复运动。球和盘两者皆由Optimol Instruments Pruftechnik GmbH,Germany所提供。每次试验前组件和标本用丙酮和乙醇清洗。所有的测试都是33N(2GPa最大信号赫兹压力)的载荷且在室温(约25℃)，50赫兹的滑动频率(sliding frequency)，和1mm的振幅下进行的。摩擦系数曲线由链接到SRV-III试验机的数据获取系统自动记录。周期运行后的稳定摩擦系数的平均值随后可得出。摩擦试验后下部盘的磨损体积可使用光学分析系统(Wyko NT1 100,Veeco)而确定。
粘度测试说明：
使用Bohlin CVO 100流变仪(rheometer)进行不同剪切速率(shear rate)下甘油其水溶液的粘度测试。采用的同心圆柱筒(concentric cylinder geometry)包括一个25毫米直径的内筒和一个直径27毫米外筒。在实验中，整个测量里润滑剂的温度保持在25℃。剪切速率为20/秒。
pH值的测试说明：
这里采用标准的pH试纸来测试pH值。
除了实施例1和实施例2采用纯甘油和纯葡萄籽油，如上所述的准备制备了下列22种水性润滑剂组合物。
实施例1
纯甘油
实施例2
纯葡萄籽油
实施例3
甘油含5％(重量)的水
实施例4
甘油含20％(重量)的水
实施例5
甘油含50％(重量)的水
实施例6
20％(重量)的水
增稠剂：0.02％(重量)的羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose)
79.98％(重量)的甘油
实施例7
20％(重量)的水
20％(重量)的糊精
60％(重量)的甘油
实施例8
20％(重量)的水
抗氧化剂：1％(重量)的肌醇六磷酸(inositol hexaphosphate)
79％(重量)的甘油
实施例9
20％(重量)的水
抗氧化剂：10％(重量)的茶多酚(tea polyphenols)
70％(重量)的甘油
实施例10
20％(重量)的水
增稠剂：0.01％(重量)的羟乙基纤维素(hydroxyethyl cellulose)
抗氧化剂：3％(重量)的迷迭香酸
pH调节剂：0.5％(重量)的氢氧化钙
76.49％(重量)的甘油
实施例11
20％(重量)的水
增稠剂：0.02％(重量)的羟乙基纤维素
抗氧化剂：5％(重量)的茶多酚
pH调节剂：5％(重量)的三乙醇胺
69.98％(重量)的甘油
实施例12
20％(重量)的水
增稠剂：10％(重量)的糊精
抗氧化剂：10％(重量)的芝麻酚
pH调节剂：1％(重量)的氨
59％(重量)的甘油
实施例13
20％(重量)的水
增稠剂：0.02％(重量)的羟乙基壳聚醣
抗氧化剂：5％(重量)的茶多酚
74.98％(重量)的甘油
实施例14
20％(重量)的水
pH调节剂：5％(重量)的三乙醇胺
75％(重量)的甘油
实施例15
5％(重量)的水
增稠剂：0.02％(重量)的羟乙基纤维素
抗氧化剂：5％(重量)的茶多酚
pH调节剂：5％(重量)的三乙醇胺
84.98％(重量)的甘油
实施例16
50％(重量)的水
增稠剂：0.02％(重量)的羟乙基纤维素
抗氧化剂：5％(重量)的茶多酚
pH调节剂：5％(重量)的三乙醇胺
39.98的甘油
实施例17
10％(重量)的水
90.00％(重量)的甘油
实施例18
10％(重量)的水
增稠剂：0.04％(重量)的透明质酸
抗氧化剂：3％(重量)的六磷酸肌醇
pH调节剂：1％(重量)的三乙胺
85.96％(重量)的甘油
实施例19
30％(重量)的水
70.00％(重量)的甘油
实施例20
30％(重量)的水
增稠剂：10％(重量)的淀粉
抗氧化剂：10％(重量)的黄酮
pH调节剂：0.5％(重量)的三乙胺
49.5％(重量)的甘油
实施例21
40％(重量)的水
60.00％(重量)的甘油
实施例22
40％(重量)的水
增稠剂：1％(重量)的植物胶
抗氧化剂：0.5％(重量)的姜黄素
pH调节剂：0.5％(重量)的氢氧化钠
58.00％(重量)的甘油
实施例1至22的水性润滑剂组合物的性质示于下表1。pH值于实施例10-16，实施例18，实施例20和实施例22中测定。在本文中，mm3表示立方毫米，Pa.s代表帕斯卡-秒(Pascal-second)。菜籽油用作参考，因为相对于摩擦和磨损体积损失，它是来源于植物且常常认为是令人满意常用的润滑剂。因此，具有比菜籽油的摩擦系数和/或磨损体积损失相同或更低幅度的水性润滑剂组合物可被认为是满足良好表现和环境友好的润滑剂的要求。
表1
从表1可以看出在实施例4中具有20％(重量)水含量的水性润滑剂组合物具有可接受的粘度，低摩擦系数，但显然其磨损体积损失高于纯菜籽油(实施例2)。设备，工具和机器，如铁轨和链锯应该具有长寿命并要求最小的维护，因此希望有低的磨损。因此，具低磨损体积损失表示此水性润滑剂组合物是适合作为润滑剂组合物。在表2中，实施例1-22已经被集结以显示具有不同水含量的水性甘油组合物的磨损体积损失。
表2
相比只由水和甘油的相应组合物(即实施例4)，如图所示实施例6和7中的水性润滑剂组合物的增稠剂的存在分别导致了可提供更低的磨损体积损失的组合物。在实施例6中，可以看出具有轻微降低的磨损体积损失。在实施例7，可以看出具有显著降低的磨损体积损失，这可能是由于大量的附加增稠剂。
同样，相比只由水和甘油的相应组合物(即实施例4)，如图所示实施例8和9的水性润滑剂组合物的抗氧化剂的存在分别导致了可提供更低的磨损体积损失的组合物。
因此，可以得出结论，仅仅增稠剂的存在或仅仅抗氧化剂的存在可使水性润滑剂组合物降低了磨损体积损失。但是，降低的磨损体积损失值仍然比，例如菜籽油(实施例2)，的磨损体积损失值高。
实施例13表明了尽管只是加入少量的增稠剂和抗氧化剂，增稠剂和抗氧化剂的存在可使水性润滑剂组合物显著降低磨损体积损失。因此，协同效应(synergistic effect)可见于增稠剂和抗氧化剂的存在。
相比只由水和甘油的相应组合物(即实施例4)，实施例14表明了添加pH调节剂可使水性润滑剂组合物降低约10％的磨损体积损失。
实施例11，12和13表明了增稠剂，抗氧化剂和pH调节剂的存在可使水性润滑剂组合物显著降低磨损体积损失，使得磨损体积损失值小于或相同，例如纯菜籽油(实施例2)。因此，协同作用可见于加入增粘剂，抗氧化剂和pH调节剂到水性润滑剂组合物。也可以得出结论，pH值调节剂的存在除了调节组合物的pH值，对润滑性能亦具有利影响，特别是相对于水性润滑剂组合物的磨损。
表1和表2还表明，无论所述水性润滑剂组合物中的水含量，增稠剂，抗氧化剂和pH调节剂的存在可使水性润滑剂组合物显著降低磨损体积损失。
值得注意的是，相比纯菜籽油(相比于实施例2的实施例15，18，10，11，12和20)，具有5，10，20或30％(重量)水含量的水性润滑剂组合物来说其磨损体积损失的值较小或相同。相比纯菜籽油(相比于实施例2的实施例22和16)，具有40或50重量％水含量的水性甘油组合物其磨损体积损失的值较高。然而，相比只由水和甘油的相应组合物(相比于实施例21的实施例22和相比于实施例5的实施例16)，那些水性润滑剂组合物加入增稠剂，抗氧化剂和pH调节剂仍显著降低磨损体积损失。
从上面可以得出结论的是，根据应用和润滑要求，可以选择具有特定期望的性质，例如，磨损的水性润滑剂组合物。

Claims (21)

1.一种水性润滑剂组合物，其特征在于，包括：
5-50％(重量)的水，
0.01-20％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂，
0.5-5％(重量)的pH调节剂，以及
甘油。
2.如权利要求1所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述甘油含量范围为15至93.99％(重量)。
3.如权利要求1或2所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，主要包括：
5-50％(重量)的水，
0.01-20％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂，
0.5-5％(重量)的pH调节剂，和
甘油余量。
4.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，其包括：
5-50％(重量)的水，
0.01-20％(重量)的增稠剂，
0.5-10％(重量)的抗氧化剂，
0.5-5％(重量)的pH调节剂，和
甘油余量。
5.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，其为可生物降解。
6.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述水含量范围为5至40％(重量)，5至30％(重量)，10至30％(重量)或20％(重量)。
7.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述增稠剂含量范围为0.01至10％(重量)。
8.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述抗氧化剂含量范围为3至10％(重量)。
9.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述pH调节剂含量范围为0.5至3％(重量)。
10.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述增稠剂选自以下所组成的组：几丁质，壳聚醣，糊精，纤维素，淀粉，植物胶，透明质酸或其衍生物和/或它们的混合物。
11.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述抗氧化剂是苯酚或多酚抗氧化剂或它们的衍生物和/或混合物。
12.如权利要求11所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述苯酚或多酚抗氧化剂是姜黄素，芝麻酚，茶多酚，木质素或它们的衍生物和/或混合物。
13.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述抗氧化剂选自姜黄素，芝麻酚，茶多酚，黄酮，迷迭香酸和肌醇六磷酸盐所组成的组。
14.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述pH调节剂选自氢氧化物和胺所组成的组。
15.如权利要求14所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述氢氧化物是碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。
16.如权利要求14所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述胺选自氨，仲胺和叔胺所组成的组。
17.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述pH调节剂选自氨，三乙醇胺，三乙基胺，氢氧化钠和氢氧化钙所组成的组。
18.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物，其特征在于，所述水性润滑剂组合物其pH值为8至12或9至12。
19.如前述任一权利要求所述的水性润滑剂组合物在器件润滑上的应用。
20.如权利要求19所述的应用，其中所述器件液压动力机器，链锯，至少铁轨的一部份，金属工作流体，锯木厂，输送带，成型的流体。
21.一种用于制备如权利要求1-18所述的水性润滑剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将增粘剂，抗氧化剂和pH调节剂混合至水中，
b)搅拌在步骤a)中得到的混合物，
c)加入甘油至步骤b)中获得的混合物，且
d)搅拌在步骤c)中得到的混合物。
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