CN106398852A - 一种环保型润滑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型润滑剂及其制备方法，该润滑剂包括基础液、脂肪酸、氢氧化钠、氢氧化钙、水溶性二氧化硅、防锈剂及极压剂；制法包括将基础液、脂肪酸和水溶性二氧化硅混合搅拌，加热至75～85℃，依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，在90～95℃条件下皂化反应30～45min，随后降温至60～80℃，加入防锈剂和极压抗磨剂搅匀，待冷却至室温后，即可。优点为该环保型润滑剂不仅具有极佳的润滑性、极压抗磨性及粘结性，且生物可降解性能强，可用水直接进行冲洗，节约成本，环保无污染；同时，其具有优越的冷却和传热效果，尤其适合金属加工场合和水管弯道的润滑；此外，制备工艺操作简单、能耗低、成本低，可适用于大规模生产。

Description

一种环保型润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑剂领域，尤其涉及一种环保型润滑剂及其制备方法。
背景技术
随着环境保护意识的提高和环境保护法的加强，人们越来越关注由润滑剂引起的环境污染问题。因为在润滑剂的使用过程中，由于溢出、渗漏或处理不当等原因而造成环境污染的事件时有发生，特别是塑性润滑脂难回收。现在的大部分润滑剂都是油溶性的，在很多工况下，比如大炮炮管冷挤自紧加工、金属加工、水管弯道等，润滑剂在使用过程给环境造成了不可避免的污染。并且，使用油性的润滑剂时，还需要专门的清洗剂进行清洗，提高了成本。
近年来，国内外开始注重生物降解润滑剂的研究，制备生物降解润滑剂的基础油主要有植物油、聚乙二醇、合成酯、聚α烯烃等，但在大炮炮管冷挤自紧加工、金属加工、水管弯道这些部位使用这些会造成巨大的浪费。
因此，现亟需研发一种成本低、耐高温、环保无污染且综合性能强的润滑剂。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种环保无污染，且润滑性、抗磨性及粘附性能强的润滑剂；本发明的第二目的是提供该润滑剂的制备方法。
技术方案：本发明的环保型润滑剂，按重量百分比计包括如下原料：基础液60～89％、脂肪酸8～25％、氢氧化钠0.1～2％、氢氧化钙0.5～4％、水溶性二氧化硅1～15％、防锈剂0.02～2％及极压剂1～5％。
本发明通过合理配比各原料的含量，从而制备出的润滑剂不仅具有优越的润滑性能、极压抗磨性及粘附性，且其生物降解性能强，环保无污染。优选的，基础液75～85％、脂肪酸9～19％、氢氧化钠0.25～1.5％、氢氧化钙1～3.5％、亲水性二氧化硅3～12％、防锈剂0.3～1％及极压剂1～3％。
进一步说，本发明采用重量比为1:0.67～9的水溶性聚醚及蒸馏水作为基础液，不仅对环境污染小，且能够有效地将钙钠混合皂稠化剂分散在基础液中，形成比较稳定的结构，提高产品的耐高温性和稳定性，避免产品出现析水或发干的现象。优选的，重量比可为1:1～4，其中，水溶性聚醚40℃的运动粘度为60～2000mm2/s，采用该运动粘度的水溶性聚醚，能够有效提高基础液的粘度，确保在制备过程中能形成稳定的润滑脂结构，提高产品的储存稳定性。
更进一步说，本发明采用的脂肪酸优选可为硬脂酸和/或12-羟基硬脂酸；水溶性二氧化硅的比表面积为200～400m2/g，采用该比表面积的水溶性二氧化硅，能够有效提高产品的耐高温性，而且能够在高温下保持良好的结构稳定性，保证了产品具有良好的润滑性、优异的粘附性和极佳的冷却和传热性能；氢氧化钠和氢氧化钙的重量比为6:4～0.025，优先可为5:5～2:8，确保制备的润滑脂具有最优的胶体安定性；防锈剂优选可为苯并三氮唑和/或亚硝酸钠；极压剂包括二烷基二硫代氨基甲酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、二聚酸钾中的至少一种。
本发明制备环保型润滑剂的方法包括如下步骤：按质量百分比将基础液、脂肪酸和水溶性二氧化硅混合搅拌，加热至75～85℃，依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，在90～95℃条件下皂化反应30～45min；随后降温至60～80℃，加入防锈剂和极压剂搅匀，待冷却至室温后，即可。
在制备润滑剂时采用的温度较低，这是由于本发明是将钙钠混合皂稠化剂分散在含有水的基础液中，因此温度不能过高，否则会导致水的损失，而传统工艺是将稠化剂分散在油中，最高温度能够达到200℃以上；此外，在皂化时碱的加入顺序必须先加入氢氧化钠再加入氢氧化钙，如果先加入氢氧化钙的话，物料会形成固体颗粒，并不能达到很好的稠化效果。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该环保型润滑剂不仅具有极佳的润滑性、极压抗磨性及粘结性，且其生物可降解性能强，可用水直接进行冲洗，节约成本，环保无污染；同时，其具有优越的冷却和传热效果，尤其适合金属加工场合和水管弯道的润滑；此外，该生产工艺操作简单，能耗低，成本低，可适用于大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，下述实施例中所涉及的原料若无特殊说明，均为市场所售。
实施例1
原料组成：水溶性聚醚495g、蒸馏水1140g、硬脂酸240g、氢氧化钠10g、氢氧化钙24g、水溶性二氧化硅60g、苯并三氮唑10g、二烷基二硫代氨基甲酸锌10g及三聚氰胺氰尿酸盐20g。
制备方法包括：
(1)将水溶性聚醚、蒸馏水、硬脂酸和水溶性二氧化硅投入皂化釜，搅拌加热至80℃，待所述硬脂酸全部溶解；
(2)依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，并控制皂化温度在92℃，皂化时间控制40min；
(3)皂化完成后，降温至70℃，加入苯并三氮唑和二烷基二硫代氨基甲酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐，自然冷却至室温后，研磨、灌装、得成品。
对比例1
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于原料中不添加水溶性二氧化硅，原料成分具体为：水溶性聚醚515g、蒸馏水1180g、硬脂酸240g、氢氧化钠10g、氢氧化钙24g、苯并三氮唑10g、二烷基二硫代氨基甲酸锌10g及三聚氰胺氰尿酸盐20g。
制备方法包括：
(1)将水溶性聚醚、蒸馏水、硬脂酸全部投入皂化釜，搅拌加热至80℃，待所述硬脂酸全部溶解；
(2)依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，并控制皂化温度在92℃，皂化时间控制40min；
(3)皂化完成后，降温至70℃，加入苯并三氮唑和二烷基二硫代氨基甲酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐，自然冷却至室温后，研磨、灌装、得成品。
实施例2
原料组成：水溶性聚醚610g、蒸馏水930g、硬脂酸180g、氢氧化钠5g、氢氧化钙21g、水溶性二氧化硅220g、苯并三氮唑6g和二聚酸钾30g。
制备方法包括：
(1)将水溶性聚醚、蒸馏水、硬脂酸和水溶性二氧化硅全部投入皂化釜，搅拌加热至85℃，待所述硬脂酸全部溶解；
(2)依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，并控制皂化温度在90℃，皂化时间控制45min；
(3)皂化完成后，降温至80℃，加入苯并三氮唑和二聚酸钾，自然冷却至室温后，研磨、灌装、得成品。
将上述实施例及对比例制备的润滑剂进行性能检测，获得的结果如表1所示。
表1各实施例及对比例的理化性能检验数据
通过表1的试验结果可知本发明的环保型润滑剂添加水溶性二氧化硅，不仅提高了产品的耐高温性，且能够更好地保持结构特性，保证产品具有良好的润滑性、生物降解性能、极佳的冷却和传热效果，环保无污染；此外，其不仅滴点高、极压抗磨性能优越，且具有良好的胶体安定性，稳定性强；同时，该润滑剂可用水直接进行水冲洗，节约了成本。
实施例3
原料组成：水溶性聚醚718g、蒸馏水481g、脂肪酸(硬脂酸250克、12-羟基硬脂酸250克)500g、氢氧化钠40g、氢氧化钙80g、水溶性二氧化硅40g、防锈剂(苯并三氮唑20克、亚硝酸钠20克)40g、极压剂(二烷基二硫代氨基甲酸锌30克、三聚氰胺氰尿酸盐30克及二聚酸钾40克)100g。
制备方法包括：
(1)将水溶性聚醚、蒸馏水、脂肪酸和水溶性二氧化硅投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待所述脂肪酸全部溶解；
(2)依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制30min；
(3)皂化完成后，降温至60℃，加入防锈剂和极压剂，自然冷却至室温后，研磨、灌装、得成品。
实施例4
原料组成：水溶性聚醚1066g、蒸馏水714g、硬脂酸160g、氢氧化钠2g、氢氧化钙10g、水溶性二氧化硅20g、苯并三氮唑8g、二烷基二硫代氨基甲酸锌20g。
实施例5
原料组成：水溶性聚醚902g、蒸馏水605.6g、硬脂酸160g、氢氧化钠2g、氢氧化钙10g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑0.4g、二烷基二硫代氨基甲酸锌20g。
实施例6
原料组成：水溶性聚醚750g、蒸馏水750g、硬脂酸324g、氢氧化钠30g、氢氧化钙20g、水溶性二氧化硅60g、苯并三氮唑6g、二烷基二硫代氨基甲酸锌60g。
实施例7
原料组成：水溶性聚醚253g、蒸馏水1012g、硬脂酸380g、氢氧化钠5g、氢氧化钙70g、水溶性二氧化硅240g、苯并三氮唑20g、二烷基二硫代氨基甲酸锌20g。
实施例8
原料组成：水溶性聚醚170g、蒸馏水1530g、硬脂酸180g、氢氧化钠4g、氢氧化钙7g、水溶性二氧化硅20g、苯并三氮唑6g、二烷基二硫代氨基甲酸锌20g。
将实施例3-8制备的润滑剂进行性能检测可知，采用本发明的原料及含量制备的润滑剂不仅具有极佳的润滑性、极压抗磨性及粘结性，且其生物可降解性能强；同时，其具有优越的冷却和传热效果，尤其适合金属加工场合和水管弯道的润滑。
实施例9
原料组成：水溶性聚醚600g、蒸馏水600g、硬脂酸310g、氢氧化钠30g、氢氧化钙20g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸锌100g。
实施例10
原料组成：水溶性聚醚600g、蒸馏水600g、硬脂酸270g、氢氧化钠2g、氢氧化钙80g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸锌100g。
实施例11
原料组成：水溶性聚醚600g、蒸馏水600g、硬脂酸320g、氢氧化钠20g、氢氧化钙20g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸锌100g。
实施例12
原料组成：水溶性聚醚600g、蒸馏水600g、硬脂酸260g、氢氧化钠20g、氢氧化钙80g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸锌100g。
将实施例9-12制备的润滑剂进行性能检测发现，其不仅具有极佳的润滑性、极压抗磨性及粘结性，且其生物可降解性能强，且胶体安定性极佳。

Claims (10)

1.一种环保型润滑剂，其特征在于按重量百分比计包括如下原料：基础液60～89％、脂肪酸8～25％、氢氧化钠0.1～2％、氢氧化钙0.5～4％、水溶性二氧化硅1～15％、防锈剂0.02～2％及极压剂1～5％。
2.根据权利要求1所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述基础液75～85％、脂肪酸9～19％、氢氧化钠0.25～1.5％、氢氧化钙1～3.5％、亲水性二氧化硅3～12％、防锈剂0.3～1％及极压剂1～3％。
3.根据权利要求1或2所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述基础液为水溶性聚醚及蒸馏水，该水溶性聚醚及蒸馏水的重量比为1:0.67～9。
4.根据权利要求3所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述水溶性聚醚及蒸馏水的重量比为1:1～4。
5.根据权利要求3所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述水溶性聚醚40℃的运动粘度为60～2000mm2/s。
6.根据权利要求1或2所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述的脂肪酸为硬脂酸和/或12-羟基硬脂酸。
7.根据权利要求1或2所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述水溶性二氧化硅的比表面积为200～400m2/g。
8.根据权利要求1或2所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述防锈剂为苯并三氮唑和/或亚硝酸钠。
9.根据权利要求1或2所述的环保型润滑剂，其特征在于：所述极压剂包括二烷基二硫代氨基甲酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、二聚酸钾中的至少一种。
10.一种制备权利要求1所述的环保型润滑剂的方法，其特征在于包括如下步骤：按重量百分比将基础液、脂肪酸和水溶性二氧化硅混合搅拌，加热至75～85℃，依次加入氢氧化钠、氢氧化钙，在90～95℃条件下皂化反应30～45min，随后降温至60～80℃，加入防锈剂和极压剂搅匀，待冷却至室温后，即可。
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孙全淑: "《润滑脂性能及应用》", 30 September 1988, 烃加工出版社 *
朱廷彬: "《润滑脂技术大全》", 30 September 2015, 中国石化出版社 *

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