CN110184112A - 一种润滑组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合物，其通过配混主要量的润滑粘度的基础油和微量的添加剂而制成。所述添加剂可包括粘度改性剂、分散剂、摩擦改性剂、抗氧化剂、抑制剂、增粘剂和增稠剂。所述分散剂可以是溶解的粉化苯乙烯‑乙烯/丙烯嵌段共聚物并且所述增稠剂可以是气相二氧化硅。将所述分散剂和所述增稠剂磨成粉并溶于所述组合物中以提供在储存期间对油分离的抑制。

Description

一种润滑组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种润滑组合物和制备该润滑组合物的方法。更具体地讲，本发明所公开的技术涉及甚至在长期储存后也保持其润滑性质而无油的任何明显分离或损失的稳定且性能增强的润滑组合物。
背景技术
诸如润滑油和润滑脂的润滑剂用于减小活动件之间的摩擦。脂是由基础油、增稠剂和添加剂组成的固体至半流质产品。脂通过将增稠剂分散在润滑油中而制成。大多数脂增稠剂为皂，例如铝、钙或锂皂。此外，已将多种聚合物增稠剂或粘度改进剂用于为润滑油和润滑脂赋予稠度。
润滑脂在长期储存时释放油。油分离程度取决于多种因素，诸如所用的增稠剂、所用的基础油和制造方法本身。当制造脂时，重要的是，脂在增稠剂与基础油之间具有适当的平衡，因为如果增大基础油的含量并降低增稠剂的量，则基础油将松散地保持且易于分离。
因此，有需要制备甚至在储存时也保持其性质而无油的明显分离或损失的稳定且性能增强的润滑组合物。
发明内容
在一种实现方式中，本发明所公开的技术提供一种组合物，其包含以下部分或通过配混以下部分而制成：主要量的润滑粘度的基础油和微量的添加剂，例如粘度改性剂、分散剂、摩擦改性剂、抗氧化剂、抑制剂、增粘剂和增稠剂。
分散剂可以是粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物并且增稠剂可以是气相二氧化硅。可将分散剂和增稠剂磨成粉并溶于组合物中以提供在储存期间对油分离的抑制。
组合物的基础油可以是矿物油和聚α-烯烃(PAO)油；抑制剂可以是聚乙二醇；粘度改性剂可以是聚甲基丙烯酸烷基酯；增粘剂可以是溶于所选的石蜡基原料油中的聚异丁烯；摩擦改性剂可以是聚四氟乙烯；并且抗氧化剂可以是酚类抗氧化剂。
在另一种实现方式中，本发明所公开的技术可提供一种制备组合物的方法。该组合物可通过以下方式配制：向釜中添加粘度改性剂。然后向釜中添加第一基础油并通过锚式桨叶和分散器桨叶混合。然后向釜中添加第二基础油并增大分散器桨叶的速度。
然后向釜中添加抗氧化剂和摩擦改性剂，并通过使用转子/定子组件在釜内形成真空。然后通过真空吸笔向组合物中添加分散剂。真空吸笔允许将分散剂直接引入转子/定子组件以使得将分散剂磨成粉、排出并溶于油的表面之下。然后降低转子/定子组件的速度以使得可通过真空吸笔添加增稠剂。真空吸笔允许将增稠剂直接引入转子/定子组件以使得将增稠剂磨成粉、排出并溶于油的表面之下。一添加完后，即关闭转子/定子，并通过盖端口添加增粘剂和抑制剂。然后形成真空以从组合物中消除空气。
在另一种实现方式中，润滑组合物可通过由以下部分构成的组分共混物制备：35-55％的矿物油；30-50％的PAO油；0.5-5％的粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物；0.5-5％的用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅；和1-10％的具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅，其中将粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅和具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅直接引入转子/定子以使得将粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅和具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅磨成粉、排出并在配制期间溶于共混物的表面之下。
其它添加剂可包括0.1-2％的聚乙二醇、0.1-2％的聚甲基丙烯酸烷基酯、0.1-2％的溶于所选的石蜡基原料油中的聚异丁烯、0.5-5％的聚四氟乙烯和0.1-2％的酚类抗氧化剂。
附图说明
图1为用于制备组合物的混合器的透视图；
图2a为制备组合物的示例方法的流程图；
图2b为制备组合物的示例方法的流程图；
图2c制备组合物的示例方法的流程图；
图2d为制备组合物的示例方法的流程图。
具体实施方式
多轴混合器1可用于制备润滑组合物。多轴混合器1可包括与分散器轴12和转子/定子组件14相结合地工作以增大剪切输入的锚式搅拌器10。锚式搅拌器10、分散器轴12和转子/定子组件14通过马达组件8旋转。
多轴混合器1还可以包括釜16、釜盖18、釜夹套20、盖端口 22、计量隔膜泵24和真空吸笔26。真空吸笔26使得可以将粉末直接掺入转子/定子组件14。
锚式搅拌器12可将产品送入高速分散器桨叶14和转子/定子16 并确保混合物始终处于运动中。还可以为锚式桨叶12提供刮刀以从容器内壁移除材料以增强混合器1的传热能力。
高速分散器14可包括从动立轴32和高剪切盘式桨叶30。桨叶30可最高以5000RPM旋转并在固定式混合容器内形成径向流型。桨叶30还可以形成涡旋，其将容器的内容物拉向桨叶的锋利边缘。桨叶表面以机械方式撕开固体，从而减小其尺寸，并且同时将它们分散在用作载流体的液体之中。
高剪切转子-定子混合器16可包括以高速在固定式定子内旋转的单级转子。随着旋转桨叶通过定子，它们以机械方式剪切内容物。转子/定子16还可以产生强烈的真空，其将粉末和液体吸入转子-定子区。真空吸笔26可提供将粉末和/或固体直接注入料流中的路径。这允许将粉末和/或固体合并，并在同一点混入流动的料流中。
根据本发明所公开的技术，制备润滑组合物的方法可在多轴混合器中进行。
在一种实现方式中，如图2a-d中所示，将粘度改性剂添加到敞开的釜中。(步骤1)。粘度改性剂可以是基于聚甲基丙烯酸烷基酯 (PAMA)的添加剂，诸如然而，考虑了其它类型的粘度改性剂。这种类型的粘度改性剂使得能够在低温下实现更好的油流动。此外，粘度改性剂确保在高温下足够的润滑。粘度改性剂还具有降低操作温度并分散污物(soilant)和烟尘(这大大延长润滑剂和机器两者的使用寿命)以及减少氧化和沉积物的额外优点。
将热油软管40连接到釜夹套20，并打开釜加热器42以使热油在整个釜夹套20中在约325°F的温度下循环。此时，还关闭釜盖。(步骤2)。
在步骤3中，通过计量隔膜泵24将基础油计量加入釜16中。基础油可以是用作组合物的流体组分的矿物油。以10-12RPM的速度打开锚式桨叶，并将分散桨叶设为900-1000RPM。(步骤4)。
在步骤5中，通过计量隔膜泵24将合成基础油计量加入釜16 中。合成基础油可以是聚α-烯烃(PAO)油。将分散器桨叶增至
1200-1250RPM。(步骤6)。
在步骤7中，可将抗氧化剂和/或摩擦改性剂通过盖端口22添加到混合物中。抗氧化剂可以是酚类抗氧化剂，例如 L115。酚类抗氧化剂通过改善热稳定性而增强润滑剂配方的性能，热稳定性如通过粘度控制和沉积物形成趋势来度量。摩擦改性剂可以是固体润滑剂，例如聚四氟乙烯(PTFE)。这种类型的摩擦改性剂降低摩擦系数。分散桨叶的速度将抗氧化剂和摩擦改性剂分散到组合物中。
在步骤8中，将转子/定子高剪切混合器14设为约3300-3800 RPM并将釜16在排放口23排空。这在真空吸笔26处形成真空。真空通过高剪切混合器并在高剪切混合器内产生。其剪切动作使材料从混合器壳体移走，从而在入口吸笔处产生真空，将粉末吸入混合器中，将它们磨成粉，并将它们在油的表面之下排出。
在步骤9中，将诸如粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物的分散剂真空吸入混合物中，例如，将G1701使用高剪切混合器和真空吸笔加入。混合组合物直到批料温度达到约130°F。值得注意的是，如果混合器运行过快，则粉末将被吸入并被吹出排放口。至关重要的是调节粉末引入速率，以使得有时间使粉末被油吸收。这确保抗氧化剂、分散剂和增稠剂已熔化和/或溶解并完全分散到混合物中。
在步骤10中，将转子/定子高剪切混合器的速度降低到 1300-1400RPM，并调节真空阀以允许通过真空吸笔将增稠剂缓慢添加到批料中。增稠剂可以是二氧化硅粉末，例如用DDS(二甲基二氯硅烷)处理后的气相二氧化硅，诸如R 972。该增稠剂保持粒子悬浮并防止形成硬沉淀物。
还可以将第二增稠剂真空吸入混合物中。第二增稠剂也可以是二氧化硅粉末，例如具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅，诸如200。该增稠剂保持粒子悬浮，防止形成硬沉淀物并增大混合物的粘度。当引入200时，为了防止200以过大的速度排出排放口，必须足够慢地注入200以使得其可以被吸收到混合物中。为了实现这一点，可将第二增稠剂分成多个部分而不是一次性加入。高剪切混合器运行直到已将所有的200引入批料中。然后关闭高剪切混合器并关闭真空阀。
在步骤11中，将锚式桨叶速度增至28-30RPM并混合批料直到达到约270°F的温度。在步骤12中，将增粘剂通过盖端口加入并混合5分钟。例如，是衍生自溶于所选的石蜡基原料油中的非极性、无毒且无气味的高分子量聚异丁烯的增粘剂。其提供针对润滑剂应用的非凡的结合和粘合性质。
在步骤13中，通过同一端口添加抑制剂，并再混合5分钟。抑制剂可以是聚乙二醇，例如P-2000。聚乙二醇是用作乳化剂或润湿剂的水溶性液体或蜡状固体。聚乙二醇还抑制起泡。
在步骤14中，将高剪切混合器设为3300-3800RPM。将批料混合五分钟，并使配方接受真空以消除空气。
在步骤15中，在完成混合后，关闭锚式桨叶和分散器桨叶，断开油软管，打开盖子并取样进行实验室分析以确保批料满足要求。一批准后，即加工批料以进行包装。批料即为甚至在储存时也保持其性质而无油的明显损失的稳定且性能增强的润滑组合物。
本发明所公开的方法的优点在于转子/定子高剪切混合器执行两种功能。首先，其形成真空以将诸如PTFE、和的添加剂引入油的表面之下，这增强添加剂在混合物中的乳化和分散。其次，其将诸如的颗粒状添加剂磨削成小得多的粒度，这加速并增强粒子掺入混合物中。转子/定子高剪切混合器优选地在批加工的早期在3549RPM下以磨削模式操作，但通过关小入口阀而降低到1350RPM。
锚以10-12RPM启动并且在早期混合期间仅充当刮刀，从而保持容器壁和底部干净。在将所有的真空吸入，并使混合物稠度增稠后，将锚速度增至28-30RPM，这除了刮擦容器壁和底部外还有助于共混过程。
借助以下实施例进一步详细说明本发明。然而，应当理解，该实施例不应被解释为限制本发明的范围。
实施例：
将0.564重量份的Viseoplex添加到敞开的釜中。关闭釜盖并将热油软管连接到釜夹套。使热油在325°F下通过夹套循环。打开盖排放口。将46.323重量份的矿物油添加到釜中。锚式桨叶以10-12 RPM启动。分散器桨叶以900-1000RPM启动。将38.884重量份的PAO 油添加到釜中。将分散器桨叶的速度增大直到1200-1250RPM。将 0.211重量份的Irganox和2.254重量份的PTFE通过盖中的进入端口添加到混合物中。将混合物在高剪切混合器中以3549RPM混合，从而在吸笔处产生真空，随后将2.254重量份的Kraton通过真空吸笔加入，并允许批料温度达到130°F。将高剪切混合器的速度降低到1350RPM。打开混合器阀，正好足以允许抽出低水平的真空，以防止Aerosil粉末从釜盖排放口逸出。将2.818重量份的AerosilR-972和5.635重量份的Aerosil A-200的1/3在真空下添加到混合器中。再进行3分钟的混合。将其余的Aerosil A-200在真空下添加到混合器中。使混合物再次接受3分钟的混合。关闭高剪切混合器马达，并将锚速度增至28-30RPM。继续进一步混合，直到批料温度达到270°F。随后通过盖进入端口添加0.211重量份的Paratac。在混合5分钟后，将P-2000通过盖进入端口加入然后关闭排放口盖。再次启动高剪切混合器以在3549RPM下旋转从而在釜中形成真空以移除空气，并继续混合5分钟。然后关闭锚和分散器马达。关闭热油软管阀，并将热油软管从混合器釜取下。通过打开盖而在样品杯中对批料取样，然后送往实验室进行分析。
已按说明性方式描述了本发明，并且应当理解，所用的术语旨在为描述性而非限制性的。无意为穷举性的，或将本发明限于本发明所公开的精确形式。还应当理解的是，以下权利要求旨在涵盖本文所述的发明的所有一般和具体特征。

Claims (21)

1.一种组合物，其包含以下部分或通过配混以下部分而制成：
主要量的：润滑粘度的基础油；以及
微量的：粘度改性剂、分散剂、摩擦改性剂、抗氧化剂、抑制剂、增粘剂和增稠剂，所述分散剂为粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物并且所述增稠剂为用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅和具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅，将所述分散剂和所述增稠剂磨成粉并溶于所述组合物中以提供在储存期间对油分离的抑制。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：其中所述基础油为矿物油和聚α-烯烃(PAO)油。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于：其中所述抑制剂为聚乙二醇。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：其中所述粘度改性剂为聚甲基丙烯酸烷基酯。
5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：其中所述增粘剂为溶于所选的石蜡基原料油中的聚异丁烯。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于：其中所述摩擦改性剂为聚四氟乙烯。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于：其中所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。
8.一种制备组合物的方法，其包括以下步骤：
向釜中添加粘度改性剂；
向所述釜中添加第一基础油；
通过锚式桨叶和分散器桨叶混合所述组合物；
添加第二基础油；
增大所述分散器桨叶的速度；
添加抗氧化剂和摩擦改性剂；
通过使用转子/定子组件在所述釜内形成真空；
通过真空吸笔添加分散剂，所述真空吸笔允许将所述分散剂直接引入所述转子/定子组件以使得将所述分散剂磨成粉、排出并溶于所述油的表面之下；
降低所述转子/定子组件的速度；
通过所述真空吸笔添加增稠剂，所述增稠剂为用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅和具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅，所述真空吸笔允许将所述增稠剂直接引入所述转子/定子组件以使得将所述增稠剂磨成粉、排出并溶于所述油的表面之下；
关闭所述转子/定子；
通过盖端口添加增粘剂和抑制剂；以及
通过所述转子/定子组件形成真空以从所述组合物中消除空气。
9.根据权利要求8所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述第一基础油为矿物油并且所述第二基础油为聚α-烯烃(PAO)油。
10.根据权利要求9所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述分散剂为粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物。
11.根据权利要求10所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述抑制剂为聚乙二醇。
12.根据权利要求11所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述粘度改性剂为聚甲基丙烯酸烷基酯。
13.根据权利要求12所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述增粘剂为溶于所选的石蜡基原料油中的聚异丁烯。
14.根据权利要求13所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述摩擦改性剂为聚四氟乙烯。
15.根据权利要求14所述的制备组合物的方法，其特征在于：其中所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。
16.一种通过组分共混物制备的润滑组合物，其特征在于：包括下述组分：
35-55％的矿物油；
30-50％的PAO油；
0.5-5％的粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物；
0.5-5％的用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅；和
1-10％的具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅，
其中将所述粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅和所述具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅直接引入转子/定子以使得将所述粉化苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物、用二甲基二氯硅烷处理后的气相二氧化硅和所述具有200m2/g的比表面积的亲水性气相二氧化硅磨成粉、排出并在配制期间溶于所述共混物的表面之下。
17.根据权利要求16所述的通过组分共混物制备的润滑组合物，其特征在于：还包括：
0.1-2％的聚乙二醇。
18.根据权利要求17所述的通过组分共混物制备的润滑组合物，其特征在于：还包括：
0.1-2％的聚甲基丙烯酸烷基酯。
19.根据权利要求18所述的通过组分共混物制备的润滑组合物，其特征在于：还包括：
0.1-2％的溶于所选的石蜡基原料油中的聚异丁烯。
20.根据权利要求19所述的通过组分共混物制备的润滑组合物，其特征在于：还包括：
0.5-5％的聚四氟乙烯。
21.根据权利要求20所述的通过组分共混物制备的润滑组合物，其特征在于：还包括：
0.1-2％的酚类抗氧化剂。
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