CN106398822B - 一种环保型车用润滑脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型车用润滑脂及其制备方法，由植物基合成油、钠基膨润土、沙索蜡、氯化石蜡、清净分散剂、乳化剂、极压剂、抗氧剂、防腐防锈剂、有机酸、氢氧化钙和水制备而成，不易沉降，润滑性能好，能够有效的降低摩擦，降低损耗，制备方法简单，生产成本低，所制备的润滑油的最大无卡咬负荷得到了很大的提高，既有优良的常规理化性能，又有普通润滑脂无法比拟的生态学特性，具有较好的润滑性能及稳定性，降解率高，符合环保要求。

Description

一种环保型车用润滑脂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种车用润滑脂及其制备，尤其是涉及一种环保型车用润滑脂及其制备方法。
背景技术
润滑油基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。矿物基础油应用广泛，用量很大(约95％以上)，但有些应用场合则必须使用合成基础油和生物油基础油调配的产品，因而使这两种基础油得到迅速发展。
我国市场最流行润滑产品大多是以石油为基础油的润滑油，它们难以降解，几乎长期留在环境中。每年全球消耗润滑产品为3600～4000万吨，其中1000万吨左右的润滑产品由于泄漏、飞溅、油气蒸发、包装用品的残留、不当地抛弃等原因直接进入人类居住的生态环境，严重污染土壤和水资源，破坏生态环境。20世纪70年代末，欧洲市场就出现了生物降解型润滑产品，我国政府对润滑产品的污染问题也很关注。但到目前为止，绝大多数使用的润滑产品，还是石油为基础油的润滑产品。
植物油基的润滑产品是一种环境友好的润滑油，如豆油、玉米油、菜籽油、棉籽油等，其中最早进入市场的是德国用菜籽油(含油量35～40)合成的润滑产品。但菜籽油凝点较高，低温时容易凝固，酯化后低温性能不理想。菜籽油的氧化稳定性较差，在高温时容易形成油泥和沉淀物。因此，能否以植物油为基础制备出合适的润滑产品，是值得研究的课题。
与此同时，汽车在行驶过程中，有很多进行相对运动的零部件，需要加注与其运动工况相适应的润滑材料，以降低摩擦，减少磨损。汽车运动部位对润滑脂的需求为粘附性好，不易损失或被甩出，对水污染相对敏感性低，防腐防锈性能强以及具有一定的密封作用。
国外对“环境友好”、“可生物降解”的绿色润滑剂研究始于20世纪70年代。到目前为止，国外的生物降解润滑剂的种类和数量都发展较快，主要有发动机油、液压油、润滑油和齿轮油；用量也日趋增加，不同生物降解性产品所占的市场比例分别为液压油22％，齿轮油1％，润滑脂4％，其他种类8％。一般主要以植物油、合成酯为基础油，以锂皂、钙皂、复合锂皂、膨润土为稠化剂，通过添加各种不同用途的添加剂，制成可是适应各种机械润滑需要的润滑脂。
在中国此方面的研究尚少，一些现有研究出的可降解性润滑脂又存在一些其他必要性能的欠缺的弱点，因此需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明的第一个目的是给出一种具有优异的粘附性、密封性能、润滑性能、抗磨极压性能，与橡胶等密封材料的相容性好并且环保安全，容易降解的环保型车用润滑脂，本发明的第二个目的是给出该环保型车用润滑脂的制备方法。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种环保型车用润滑脂，按照重量份数包括以下组分：植物基合成油68-100份、钠基膨润土10-15份、沙索蜡2-4份、氯化石蜡3-6份、清净分散剂3-6份、乳化剂3-6份、极压剂3-6份、抗氧剂3-6份、防腐防锈剂2-4份、有机酸15-20份、氢氧化钙12-15份和水20-30份。
优选的，所述植物基合成油的原料配比为：蓖麻油10～15份、棉籽油10～15份、水30～40份、三乙醇胺5～10份、硼酸3～8份、油酸三乙醇胺10～12份。
作为优选的，所述植物基合成油的制备方法为：
步骤A-1)将蓖麻油、棉籽油与水混合，在45～55rps的转速下搅拌，并加热，温度80～90℃，加入三乙醇胺，持续搅拌40～45min；
步骤A-2)加入硼酸，维持温度在80℃～90℃之间；
步骤A-3)当pH值为7.5～8.5时，加入油酸三乙醇胺，在45～55rps的转速下搅拌5～10min，得到植物基合成油。
优选的，所述有机酸为碳原子数目为1-20的有机酸。
作为另一种优选方案，所述有机酸为醋酸、硬脂酸、硼酸、苯甲酸中的至少两种混合。
优选的，所述清洁分散剂为烷基水杨酸盐、环烷酸盐中的其中一种与无灰磷酸酯质量比为5:2的混合物。
进一步优选的，所述乳化剂为山梨醇单油酸酯、TWEEN-60、乳化剂MOA-3中的一种或多种混合。
优选的，所述防腐防锈剂为斯盘80。
优选的，所述极压剂为硫-氮型极压剂与磷型极压剂二者质量比为2:1的混合物。
进一步优选的，所述抗氧剂为胺类抗氧剂和酚类抗氧剂质量比为2:1的混合物。
本发明还提出了上述环保型车用润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
(B-1)稠化剂的制备：将相应重量份数的有机酸、氢氧化钙与水混合，加热到35-40℃下反应15-20min，干燥制备成稠化剂；
(B-2)植物基合成油的预处理：将植物基合成油相应重量份数的三分之二量加入反应釜内，并加入步骤(B-1)制备的相应重量份数的稠化剂，混匀加热至完全熔融状态，加入相应重量份数的氯化石蜡和清净分散剂，继续加热至120-135℃加入余下的三分之一量的植物基合成油，混匀降温至80-90℃保温待用；
(B-3)将所需重量份数的钠基膨润土加入到步骤(B-2)得到的植物基合成油混合物中去，加热升温至熔化，加入沙索蜡，反应20-30min，降温至60℃以下，加入乳化剂，继续反应20-30min，保温10-15min；
(B-4)继续对步骤(B-3)的混合容易进行加热至80-90℃加入抗氧剂，继续加热至100℃，边搅拌，边保温1-2h后冷却至40-50℃，加入极压剂和防腐防锈剂，混合均匀后冷却至室温得到所需环保型车用润滑脂。
作为优选的，还包括步骤(A)植物基合成油的制备。上述步骤(A)植物基合成油的制备方法包括如下步骤：步骤A-1)将蓖麻油、棉籽油与水混合，在45～55rps的转速下搅拌，并加热，温度80～90℃，加入三乙醇胺，持续搅拌40～45min；步骤A-2)加入硼酸，维持温度在80℃～90℃之间；步骤A-3)当pH值为7.5～8.5时，加入油酸三乙醇胺，在45～55rps的转速下搅拌5～10min，得到植物基合成油；
有益效果：本发明提供的一种环保型车用润滑脂及其制备方法，由植物基合成油68-100份、钠基膨润土10-15份、沙索蜡2-4份、氯化石蜡3-6份、清净分散剂3-6份、乳化剂3-6份、极压剂3-6份、抗氧剂3-6份、防腐防锈剂2-4份、有机酸15-20份、氢氧化钙12-15份和水20-30份制备而成，各种化学溶剂的协同作用使粒子在润滑剂中稳定性增强，不易沉降，润滑性能好，能够有效的降低摩擦，降低损耗，本发明的制备方法简单，生产成本低，采用本发明所提供的方法所制备的润滑油的最大无卡咬负荷得到了很大的提高，所得车用润滑脂既有优良的常规理化性能，又有普通润滑脂无法比拟的生态学特性，具有较好的润滑性能及稳定性，此外在使用中即使泄露在自然环境中，随着时间的流逝也会自然降解为水和二氧化碳，例如，在21天内，降解率可达85％以上，因此不会污染环境和破坏生态平衡，符合环保要求。
具体实施方式
实施例1：
一种环保型车用润滑脂，按照重量份数包括以下组分：植物基合成油68份、钠基膨润土10份、沙索蜡2份、氯化石蜡3份、清净分散剂3份、乳化剂3份、极压剂3份、抗氧剂3份、防腐防锈剂2份、有机酸15份、氢氧化钙12份和水20份。
其中植物基合成油按照重量份数包括以下组分：蓖麻油10份、棉籽油10份、水30份、三乙醇胺5份、硼酸3份、油酸三乙醇胺10份。
本实施例中所述植物基合成油的制备方法为：步骤(A)植物基合成油的制备方法包括如下步骤：
步骤A-1)将蓖麻油、棉籽油与水混合，在45rps的转速下搅拌，并加热，温度80℃，加入三乙醇胺，持续搅拌40min；
步骤A-2)加入硼酸，维持温度在80℃～90℃之间；
步骤A-3)当pH值为7.5～8.5时，加入油酸三乙醇胺，在45rps的转速下搅拌5min，得到植物基合成油。
其中有机酸为醋酸、硬脂酸及硼酸三种混合。
其中清洁分散剂为烷基水杨酸盐与无灰磷酸酯质量比为5:2的混合物。
其中乳化剂为山梨醇单油酸酯。
其中防腐防锈剂为斯盘80。
其中极压剂为硫-氮型极压剂与磷型极压剂二者质量比为2:1的混合物。
其中抗氧剂为胺类抗氧剂和酚类抗氧剂质量比为2:1的混合物。
该实施例中环保型车用润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
(B-1)稠化剂的制备：将相应重量份数的有机酸、氢氧化钙与水混合，加热到35℃下反应15min，干燥制备成稠化剂；
(B-2)植物基合成油的预处理：将相应重量份数的步骤(A)制备的植物基合成油的三分之二量加入反应釜内，并加入步骤(B-1)制备的相应重量份数的稠化剂，混匀加热至完全熔融状态，加入相应重量份数的氯化石蜡和清净分散剂，继续加热至120℃加入余下的三分之一量的植物基合成油，混匀降温至80℃保温待用；
(B-3)将所需重量份数的钠基膨润土加入到步骤(B-2)得到的植物基合成油混合物中去，加热升温至熔化，加入沙索蜡，反应20min，降温至60℃以下，加入乳化剂，继续反应20min，保温10min；
(B-4)继续对步骤(B-3)的混合容易进行加热至80℃加入抗氧剂，继续加热至100℃，边搅拌，边保温1h后冷却至40℃，加入极压剂和防腐防锈剂，混合均匀后冷却至室温得到所需环保型车用润滑脂。
实施例2：
一种环保型车用润滑脂，按照重量份数包括以下组分：植物基合成油100份、钠基膨润土15份、沙索蜡4份、氯化石蜡6份、清净分散剂6份、乳化剂6份、极压剂6份、抗氧剂6份、防腐防锈剂4份、有机酸20份、氢氧化钙15份和水30份。
其中植物基合成油按照重量份数包括以下组分：蓖麻油15份、棉籽油15份、水40份、三乙醇胺10份、硼酸8份、油酸三乙醇胺12份。
本实施例中所述植物基合成油的制备方法为：步骤(A)植物基合成油的制备方法包括如下步骤：
步骤A-1)将蓖麻油、棉籽油与水混合，在55rps的转速下搅拌，并加热，温度90℃，加入三乙醇胺，持续搅拌45min；
步骤A-2)加入硼酸，维持温度在80℃～90℃之间；
步骤A-3)当pH值为7.5～8.5时，加入油酸三乙醇胺，在55rps的转速下搅拌10min，得到植物基合成油。
其中有机酸为碳原子数目为1-20的有机酸。
其中清洁分散剂为环烷酸盐中与无灰磷酸酯质量比为5:2的混合物。
其中乳化剂为TWEEN-60和乳化剂MOA-3的两种混合。
其中防腐防锈剂为斯盘80。
其中极压剂为硫-氮型极压剂与磷型极压剂二者质量比为2:1的混合物。
其中抗氧剂为胺类抗氧剂和酚类抗氧剂质量比为2:1的混合物。
该实施例中环保型车用润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
(B-1)稠化剂的制备：将相应重量份数的有机酸、氢氧化钙与水混合，加热到40℃下反应20min，干燥制备成稠化剂；
(B-2)植物基合成油的预处理：将相应重量份数的步骤(A)制备的植物基合成油的三分之二量加入反应釜内，并加入步骤(B-1)制备的相应重量份数的稠化剂，混匀加热至完全熔融状态，加入相应重量份数的氯化石蜡和清净分散剂，继续加热至135℃加入余下的三分之一量的植物基合成油，混匀降温至90℃保温待用；
(B-3)将所需重量份数的钠基膨润土加入到步骤(B-2)得到的植物基合成油混合物中去，加热升温至熔化，加入沙索蜡，反应30min，降温至60℃以下，加入乳化剂，继续反应30min，保温15min；
(B-4)继续对步骤(B-3)的混合容易进行加热至90℃加入抗氧剂，继续加热至100℃，边搅拌，边保温2h后冷却至50℃，加入极压剂和防腐防锈剂，混合均匀后冷却至室温得到所需环保型车用润滑脂。
实施例3：
一种环保型车用润滑脂，按照重量份数包括以下组分：植物基合成油85份、钠基膨润土12份、沙索蜡3份、氯化石蜡5份、清净分散剂5份、乳化剂5份、极压剂5份、抗氧剂5份、防腐防锈剂3份、有机酸18份、氢氧化钙13份和水25份。
其中植物基合成油按照重量份数包括以下组分：蓖麻油12份、棉籽油13份、水35份、三乙醇胺8份、硼酸6份、油酸三乙醇胺11份。
本实施例中所述植物基合成油的制备方法为：步骤(A)植物基合成油的制备方法包括如下步骤：
步骤A-1)将蓖麻油、棉籽油与水混合，在50rps的转速下搅拌，并加热，温度85℃，加入三乙醇胺，持续搅拌45min；
步骤A-2)加入硼酸，维持温度在80℃～90℃之间；
步骤A-3)当pH值为7.5～8.5时，加入油酸三乙醇胺，在50rps的转速下搅拌8min，得到植物基合成油。
其中有机酸为碳原子数目为1-20的有机酸。
其中清洁分散剂为烷基水杨酸盐与无灰磷酸酯质量比为5:2的混合物。
其中乳化剂为山梨醇单油酸酯与TWEEN-60的两种混合。
其中防腐防锈剂为斯盘80。
其中极压剂为硫-氮型极压剂与磷型极压剂二者质量比为2:1的混合物。
其中抗氧剂为胺类抗氧剂和酚类抗氧剂质量比为2:1的混合物。
该实施例中环保型车用润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
(B-1)稠化剂的制备：将相应重量份数的有机酸、氢氧化钙与水混合，加热到38℃下反应18min，干燥制备成稠化剂；
(B-2)植物基合成油的预处理：将相应重量份数的步骤(A)制备的植物基合成油的三分之二量加入反应釜内，并加入步骤(B-1)制备的相应重量份数的稠化剂，混匀加热至完全熔融状态，加入相应重量份数的氯化石蜡和清净分散剂，继续加热至130℃加入余下的三分之一量的植物基合成油，混匀降温至85℃保温待用；
(B-3)将所需重量份数的钠基膨润土加入到步骤(B-2)得到的植物基合成油混合物中去，加热升温至熔化，加入沙索蜡，反应25min，降温至60℃以下，加入乳化剂，继续反应25min，保温12min；
(B-4)继续对步骤(B-3)的混合容易进行加热至85℃加入抗氧剂，继续加热至100℃，边搅拌，边保温1.5h后冷却至45℃，加入极压剂和防腐防锈剂，混合均匀后冷却至室温得到所需环保型车用润滑脂。
实验例4：
对实施例1-实施例3制备而成的车用润滑脂进行理化性能测试，测试方法以及测试结果，记录在表1中：
表1实施例1-3理化性能测试
从表中数据显示可见，本发明提供的环保型车用润滑脂及其制备方法在各方面性能指标上均符合国家相关标准，各种化学溶剂的协同作用使粒子在润滑剂中稳定性增强，不易沉降，润滑性能好，能够有效的降低摩擦，降低损耗；而且制备方法简单，生产成本低，采用本发明所提供的方法所制备的润滑油的最大无卡咬负荷得到了很大的提高，所得车用润滑脂既有优良的常规理化性能，又有普通润滑脂无法比拟的生态学特性，在使用中即使泄露在自然环境中，随着时间的流逝也会自然降解为水和二氧化碳，例如，在21天内，降解率可达85％以上，因此不会污染环境和破坏生态平衡，符合环保要求。同时，PB值反应了该产品承载能力和润滑极压性能，由表中结果可见，实施例3所得的产品性能最佳。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(B-1)稠化剂的制备：将相应重量份数的有机酸、氢氧化钙与水混合，加热到35-40℃下反应15-20min，干燥制备成稠化剂；
(B-2)植物基合成油的预处理：将植物基合成油相应重量份数的三分之二量加入反应釜内，并加入步骤(B-1)制备的相应重量份数的稠化剂，混匀加热至完全熔融状态，加入相应重量份数的氯化石蜡和清净分散剂，继续加热至120-135℃加入余下的三分之一量的植物基合成油，混匀降温至80-90℃保温待用；
(B-3)将所需重量份数的钠基膨润土加入到步骤(B-2)得到的植物基合成油混合物中去，加热升温至熔化，加入沙索蜡，反应20-30min，降温至60℃以下，加入乳化剂，继续反应20-30min，保温10-15min；
(B-4)继续对步骤(B-3)的混合容易进行加热至80-90℃加入抗氧剂，继续加热至100℃，边搅拌，边保温1-2h后冷却至40-50℃，加入极压剂和防腐防锈剂，混合均匀后冷却至室温得到所需环保型车用润滑脂；
该环保型车用润滑脂按照重量份数的原料配比为：植物基合成油68-100份、钠基膨润土10-15份、沙索蜡2-4份、氯化石蜡3-6份、清净分散剂3-6份、乳化剂3-6份、极压剂3-6份、抗氧剂3-6份、防腐防锈剂2-4份、有机酸15-20份、氢氧化钙12-15份和水20-30份；
所述植物基合成油的原料配比为：蓖麻油10～15份、棉籽油10～15份、水30～40份、三乙醇胺5～10份、硼酸3～8份、油酸三乙醇胺10～12份；
所述植物基合成油的制备方法为：
步骤A-1)将相应重量份数的蓖麻油、棉籽油与水混合，在45～55rps的转速下搅拌，并加热，温度80～90℃，加入相应重量份数的三乙醇胺，持续搅拌40～45min；
步骤A-2)加入相应重量份数的硼酸，维持温度在80℃～90℃之间；
步骤A-3)当pH值为7.5～8.5时，加入相应重量份数的油酸三乙醇胺，在45～55rps的转速下搅拌5～10min，得到植物基合成油。
2.如权利要求1所述的环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述有机酸为碳原子数目为1-20的有机酸，所述防腐防锈剂为斯盘80。
3.如权利要求1所述的环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述有机酸为醋酸、硬脂酸、苯甲酸中的至少两种混合。
4.如权利要求1所述的环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述清净分散剂为烷基水杨酸盐、环烷酸盐中的其中一种与无灰磷酸酯质量比为5:2的混合物。
5.如权利要求1所述的环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为山梨醇单油酸酯、TWEEN-60、乳化剂MOA-3中的一种或多种混合。
6.如权利要求1所述的环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述极压剂为硫-氮型极压剂与磷型极压剂二者质量比为2:1的混合物。
7.如权利要求1所述的环保型车用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为胺类抗氧剂和酚类抗氧剂质量比为2:1的混合物。
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