CN111073732B - 一种抗碱水润滑脂及其制备方法 - Google Patents

一种抗碱水润滑脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗碱水润滑脂，原料组成按重量份比例为：基础油：75.0～90.0重量份；异氰酸酯：2.0～7.0重量份；有机胺：2.2～7.5重量份；抗氧剂：0.2～1.0重量份；增粘剂：0.1～2.0重量份；防锈剂：0.3～2.0重量份；乳化抑制剂：0.1～5.0重量份；混凝剂：0.1～5.0重量份；抗磨剂：0.3～1.5重量份；所述有机胺为苯胺和环己胺，其重量比为：0.2～0.6。抗碱水润滑脂，其基础脂为聚脲润滑脂，由于其极性较金属皂更弱，皂纤维结构不易受到强碱性的脱脂剂影响而破坏；抗碱水润滑脂可用于防护有机溶剂、碱剂、表面活性剂等各种类型的脱脂剂对润滑的破坏。

Description

一种抗碱水润滑脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑技术领域，尤其涉及一种抗碱水润滑脂及其制备方法。
背景技术
冷轧板在生产过程中，其表面极易附着如灰尘、铁粉、轧制油和乳化液等污染物，这类污染物随着冷轧板一同进入退火炉会形成固体颗粒和碳化物，造成带钢表面的压痕和划伤，进而影响带钢质量和表面光洁。因而，冷轧连退镀锌过程中，在清洗段对带钢表面的清洗是非常关键的步骤。
冷轧清洗段主要使用的清洗剂为脱脂剂(4％稀释水溶液)，其成分主要以碱剂和表面活性剂为主，清洗方式采用浸泡和喷射的办法。使用过程中易产生泡沫，经常导致脱脂剂溢出，流入下方的托辊轴承中，降低油水界面的张力，增大接触面积，导致油膜消失，最终轴承遇水生锈并损坏。
普通的润滑脂难以承受大量水的冲刷和浸泡，导致轴承生锈损坏。而一些专用抗水润滑脂或防锈润滑脂可有效提高抗水、防锈性能，但面对这类富含大量碱剂和表面活性剂的脱脂剂时，其防护性能仍较差，依然会导致轴承出现生锈并损坏的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种抗碱水润滑脂及其制备方法，提高润滑脂的机械安定性能，尤其是在有碱水情况下的抗剪切性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种抗碱水润滑脂，原料组成按重量份比例为：
基础油：75.0～90.0重量份；
异氰酸酯：2.0～7.0重量份；
有机胺：2.2～7.5重量份；
抗氧剂：0.2～1.0重量份；
增粘剂：0.1～2.0重量份；
防锈剂：0.3～2.0重量份；
乳化抑制剂：0.1～5.0重量份；
混凝剂：0.1～5.0重量份；
抗磨剂：0.3～1.5重量份；
所述有机胺为苯胺和环己胺，其重量比为：0.2～0.6。
所述的基础油是指混合后100℃黏度在15～25mm2/s的环烷基油、石蜡基油、二类加氢油或聚α烯烃中的至少两种；
所述的异氰酸酯为4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯或2.4-甲苯基二异氰酸酯中的至少一种。
所述的抗氧剂为壬基二苯胺、苯基α萘胺、亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯中的一种。
所述的增粘剂为马来酸酐接枝聚乙烯蜡。
所述的防锈剂为石油磺酸钙、石油磺酸钠、山梨糖醇单油酸酯中的至少一种。
所述的乳化抑制剂为碳酸氢镁和碳酸氢钙中的至少一种。
所述的混凝剂为聚合氯化铝。
所述的抗磨剂为二巯基噻二唑二聚体、氨基甲酸锌、磷酸酯中的一种。
一种抗碱水润滑脂的制备方法，具体步骤如下：
1)将基础油与增粘剂混合好，加热升温至40～50℃；
2)取步骤1)混合油中的一半用于溶解异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；
3)取步骤2)中异氰酸酯的溶解油的一部分与全部苯胺的溶解油混合，进行一步聚合反应1.5～2.0h；
4)在步骤3)一步聚合反应后加入环己胺和剩余的异氰酸酯的溶解油，进行二步聚合反应1.5～2.0h；
5)二步聚合反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，水冷降温至70～80℃时加入抗氧剂、防锈剂、抗磨剂和混凝剂；降温至50～60℃时，加入乳化抑制剂，搅拌2.0～2.5h，再通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，得成品。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1)异氰酸酯与有机胺聚合后形成聚脲稠化剂，该稠化剂的极性较金属皂更弱，皂纤维结构不易受到强碱性的脱脂剂影响而破坏；采用分步聚合的办法，使反应得到的聚脲分子组分更整齐、单一，润滑脂抗剪切性能更好。
2)反应初期即加入增粘剂，随反应进行，由于增粘剂马来酸酐分子中的氧上带有丰富的孤对电子，极易进入有空间轨道的聚脲稠化剂纤维中，使纤维形态明显增大、变粗，达到极佳的纤维缠结效果，得到更加牢固的结构单元，提供极佳的抗水性能。
3)乳化抑制剂为弱酸性，可中和碱剂带来的碱性，形成的碳酸盐起到固体减摩作用。同时提供了硬水所需的钙、镁离子，使混入脂中的水长期趋于硬水状态，消耗碱剂中有效组分，从而抑制碱剂对润滑脂的乳化作用；炼制后降温至50～60℃时，加入乳化抑制剂，可尽量降低或避免其高温分解失效。
4)混凝剂通过混凝反应不仅能去除吸附在润滑脂胶体表面上的表面活性剂，还能与溶解在水相中的表面活性剂形成难溶性的沉淀，从而达到降低表面活性剂对油膜的破坏和洗涤效果。
5)增粘剂、乳化抑制剂、混凝剂三者协同作用，为聚脲润滑脂带来更好的抗碱水能力和抗清洗能力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
一种抗碱水润滑脂，原料组成按重量份比例为：
基础油：75.0～90.0重量份；
异氰酸酯：2.0～7.0重量份；
有机胺：2.2～7.5重量份；
抗氧剂：0.2～1.0重量份；
增粘剂：0.1～2.0重量份；
防锈剂：0.3～2.0重量份；
乳化抑制剂：0.1～5.0重量份；
混凝剂：0.1～5.0重量份；
抗磨剂：0.3～1.5重量份；
所述有机胺为苯胺和环己胺，其重量比为：0.2～0.6。
所述的基础油是指混合后100℃黏度在15～25mm2/s的环烷基油、石蜡基油、二类加氢油或聚α烯烃中的至少两种；
所述的异氰酸酯为4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯或2.4-甲苯基二异氰酸酯中的至少一种。
所述的抗氧剂为壬基二苯胺、苯基α萘胺、亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯中的一种。
所述的增粘剂为马来酸酐接枝聚乙烯蜡。
所述的防锈剂为石油磺酸钙、石油磺酸钠、山梨糖醇单油酸酯中的至少一种。
所述的乳化抑制剂为碳酸氢镁和碳酸氢钙中的至少一种。
所述的混凝剂为聚合氯化铝。
所述的抗磨剂为二巯基噻二唑二聚体、氨基甲酸锌、磷酸酯中的一种。
抗碱水润滑脂的技术指标见表1；
表1：
Figure BDA0002339782700000041
注：脱脂剂根据使用要求稀释为4％水溶液。
实施例1
一种抗碱水润滑脂，由以下组分组成：环烷基油：257.6kg；石蜡基油：601.1kg；4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯：61.3kg；苯胺：12.8kg；环己胺：36.2kg；壬基二苯胺：3kg；马来酸酐接枝聚乙烯蜡：2kg；石油磺酸钠：5kg；山梨糖醇单油酸酯：5kg；碳酸氢钙：8kg；聚合氯化铝：3kg；氨基甲酸锌：5kg。
抗碱水润滑脂的制备方法如下：
将环烷基油和石蜡基油与马来酸酐接枝聚乙烯蜡混合好，加热升温至40～50℃；混合油其中的一半用于溶解4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；全部溶解后，4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯的溶解油的3/5与苯胺的溶解油混合，进行一步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后加入环己胺和剩余的4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯的溶解油，进行二步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，然后开启水冷快速降温，至70～80℃时加入壬基二苯胺、石油磺酸钠、山梨糖醇单油酸酯和氨基甲酸锌和聚合氯化铝；降温至50～60℃时，加入碳酸氢钙，搅拌2.0～2.5h通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，然后将成品包装。
实施例2
一种抗碱水润滑脂，由以下组分组成：环烷基油：254.1kg；二类加氢油：592.8kg；4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯：71.9kg；苯胺：15.9kg；环己胺：42.3kg；苯基α萘胺：4kg；马来酸酐接枝聚乙烯蜡：2.5kg；石油磺酸钙：5kg；碳酸氢镁：4kg；聚合氯化铝：3.5kg；磷酸酯：4kg。
抗碱水润滑脂的制备方法如下：
将环烷基油和二类加氢油与马来酸酐接枝聚乙烯蜡混合好，加热升温至40～50℃，混合油其中的一半用于溶解4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；全部溶解后，4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯的溶解油的2/3与苯胺的溶解油混合，进行一步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后加入环己胺和剩余的4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯的溶解油，进行二步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，然后开启水冷快速降温，至70～80℃时加入苯基α萘胺、石油磺酸钙、磷酸酯和聚合氯化铝；降温至50～60℃时，加入碳酸氢镁，搅拌2.0～2.5h通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，然后将成品包装。
实施例3
一种抗碱水润滑脂，由以下组分组成：环烷基油：289.1kg；石蜡基油：289.2kg；聚α烯烃：247.9kg；2.4-甲苯基二异氰酸酯：77.6kg；苯胺：16.9kg；环己胺：46.3kg；亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯：10kg；马来酸酐接枝聚乙烯蜡：3kg；石油磺酸钙：10kg；碳酸氢镁：4kg；聚合氯化铝：2.5kg；二巯基噻二唑二聚体：3.5kg。
抗碱水润滑脂的制备方法如下：
将环烷基油、石蜡基油和聚α烯烃与马来酸酐接枝聚乙烯蜡混合好，加热升温至40～50℃，混合油其中的一半用于溶解2.4-甲苯基二异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；全部溶解后，2.4-甲苯基二异氰酸酯的溶解油的3/5与苯胺的溶解油混合，进行一步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后加入环己胺和剩余的2.4-甲苯基二异氰酸酯的溶解油，进行二步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，然后开启水冷快速降温，至70～80℃时加入亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、石油磺酸钙、二巯基噻二唑二聚体和聚合氯化铝；降温至50～60℃时，加入碳酸氢镁，搅拌2.0～2.5h通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，然后将成品包装。
实施例4
一种抗碱水润滑脂，由以下组分组成：石蜡基油：396.7kg；聚α烯烃：396.8kg；2.4-甲苯基二异氰酸酯：88.5kg；苯胺：18.9kg；环己胺：52.6kg；壬基二苯胺：5kg；马来酸酐接枝聚乙烯蜡：10kg；石油磺酸钙：5kg；山梨糖醇单油酸酯：5kg；碳酸氢镁：6.5kg；聚合氯化铝：5kg；氨基甲酸锌：10kg。
抗碱水润滑脂的制备方法如下：
将石蜡基油和聚α烯烃与马来酸酐接枝聚乙烯蜡混合好，加热升温至40～50℃，混合油其中的一半用于溶解2.4-甲苯基二异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；全部溶解后，2.4-甲苯基二异氰酸酯的溶解油的3/4与苯胺的溶解油混合，开始进行一步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后加入环己胺和剩余的2.4-甲苯基二异氰酸酯的溶解油，开始二步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，然后开启水冷快速降温，至70～80℃时加入壬基二苯胺、石油磺酸钙、山梨糖醇单油酸酯、氨基甲酸锌和聚合氯化铝；降温至50～60℃时，加入碳酸氢镁，搅拌2.0～2.5h通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，然后将成品包装。
实施例5
一种抗碱水润滑脂，由以下组分组成：环烷基油：328.9kg；二类加氢油：493.4kg；4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯：71.9kg；苯胺：15.5kg；环己胺：42.8kg；亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯：10kg；马来酸酐接枝聚乙烯蜡：5kg；石油磺酸钙：5kg；山梨糖醇单油酸酯：3kg；碳酸氢钙：5kg；碳酸氢镁：10kg；聚合氯化铝：1.5kg；氨基甲酸锌：8kg。
抗碱水润滑脂的制备方法如下：
将环烷基油和二类加氢油与马来酸酐接枝聚乙烯蜡混合好，加热升温至40～50℃，混合油其中的一半用于溶解4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；全部溶解后，一部分4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯的溶解油的3/5与苯胺的溶解油混合，开始进行一步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后加入环己胺和剩余的4.4`-二苯基甲烷二异氰酸酯的溶解油，开始二步聚合反应1.5～2.0h；反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，然后开启水冷快速降温，至70～80℃时加入亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、石油磺酸钙、山梨糖醇单油酸酯、氨基甲酸锌和聚合氯化铝；降温至50～60℃时，加入碳酸氢钙和碳酸氢镁，搅拌2.0～2.5h通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，然后将成品包装。
产品性能测试：
分别对5个实施例所制备的抗碱水润滑脂进行测试评价。测试结果见表2所示：
表2：
Figure BDA0002339782700000071
Figure BDA0002339782700000081
注：脱脂剂根据使用要求稀释为4％水溶液。
抗碱水润滑脂，其基础脂为聚脲润滑脂，由于其极性较金属皂更弱，皂纤维结构不易受到强碱性的脱脂剂影响而破坏；加入增粘剂、防锈剂提高其抗水、防锈性能；加入乳化抑制剂，改善其抗碱剂清洗的能力；加入混凝剂去除表面活性剂，降低其对油膜的破坏和洗涤效果；采用分步聚合反应的生产工艺，可有效改善聚脲润滑脂的机械安定性能，尤其是在有碱水情况下的抗剪切性能。
抗碱水润滑脂可用于防护有机溶剂、碱剂、表面活性剂等各种类型的脱脂剂对润滑的破坏。

Claims (9)

1.一种抗碱水润滑脂，其特征在于，原料组成按重量份比例为：
基础油：75.0～90.0重量份；
异氰酸酯：2.0～7.0重量份；
有机胺：2.2～7.5重量份；
抗氧剂：0.2～1.0重量份；
增粘剂：0.1～2.0重量份；
防锈剂：0.3～2.0重量份；
乳化抑制剂：0.1～5.0重量份；
混凝剂：0.1～5.0重量份；
抗磨剂：0.3～1.5重量份；
所述有机胺为苯胺和环己胺，其重量比为：0.2～0.6；
抗碱水润滑脂的制备方法，具体步骤如下：
1)将基础油与增粘剂混合好，加热升温至40～50℃；
2)取步骤1)混合油中的一半用于溶解异氰酸酯，另一半用于溶解苯胺；
3)取步骤2)中异氰酸酯的溶解油的一部分与全部苯胺的溶解油混合，进行一步聚合反应1.5～2.0h；
4)在步骤3)一步聚合反应后加入环己胺和剩余的异氰酸酯的溶解油，进行二步聚合反应1.5～2.0h；
5)二步聚合反应结束后继续升温至160～170℃炼制保温5～20分钟，水冷降温至70～80℃时加入抗氧剂、防锈剂、抗磨剂和混凝剂；降温至50～60℃时，加入乳化抑制剂，搅拌2.0～2.5h，再通过高精过滤分散后，转入脱气釜脱气，得成品。
2.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的基础油是指混合后100℃黏度在15～25mm2/s的环烷基油、石蜡基油、二类加氢油或聚α烯烃中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯或2,4-甲苯基二异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的抗氧剂为壬基二苯胺、苯基α萘胺、亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的增粘剂为马来酸酐接枝聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的防锈剂为石油磺酸钙、石油磺酸钠、山梨糖醇单油酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的乳化抑制剂为碳酸氢镁和碳酸氢钙中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的混凝剂为聚合氯化铝。
9.根据权利要求1所述的一种抗碱水润滑脂，其特征在于，所述的抗磨剂为二巯基噻二唑二聚体、氨基甲酸锌、磷酸酯中的一种。
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