CN111117726B - 一种防锈、环保的润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属防锈试剂领域，公开了一种防锈、环保的润滑油组合物，包括以下组分：基础油、富勒烯和/或富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、分散剂和消泡剂。由于富勒烯/或富勒烯衍生物的亲电性，富勒烯/或富勒烯衍生物与含有孤对电子的苯骈三氮唑中的氮之间相互作用均匀，富勒烯或富勒烯衍生物所具有的碳球结构与苯骈三氮唑形成的空间网状结构，均匀稳定的分散于基础油中，从而对外界的氧化性物质，例如氧气、臭氧、氧化性酸等具有很好的阻隔作用，使得该润滑油组合物具有良好的防锈性能和环保性能，且该润滑油组合物不添加钡，且除基础油外，添加的有机试剂也极少，十分环保。

Description

一种防锈、环保的润滑油组合物

技术领域

本发明属于金属防锈试剂领域，特别涉及一种防锈、环保的润滑油组合物。

背景技术

世界上每年因腐蚀或锈蚀而损失的金属量约达到每年金属产量的10％。特别是一些金属设备，在室外的光照、高低温和水汽中造成的锈蚀损失量也很大，这不仅造成资源的浪费，还造成巨大的经济损失。

现有技术中的金属防锈试剂中大量使用钡的有机物，钡的有机物是种有毒的物质，无论是对人还是对环境，都有极大的危害。另外，虽有一些防锈油在基础油中并没有添加钡及其有机，但往往也需要添加大量的有机试剂，大量有机试剂的添加容易造成在高温或光照条件下，大量VOC(挥发性有机化合物)的释放，对环境十分有害。

因此，希望提供一种防锈、环保的润滑油组合物，该润滑油组合物具有良好的防锈性能，且不含钡，不易产生VOC，是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种防锈、环保的润滑油组合物，所述润滑油组合物不仅具有润滑作用，而且还有良好的防锈性能，且不含钡元素，无论是使用还是回收过程中都不易产生VOC。所述润滑油组合物在基础油中无效添加大量有机试剂即可制得。

一种防锈、环保的润滑油组合物，包括以下组分：基础油、富勒烯和/或富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、分散剂和消泡剂；所述润滑油组合物的组分中不含钡。

优选的，一种防锈、环保的润滑油组合物，按重量份数计，包括以下组分：

进一步优选的，一种防锈、环保的润滑油组合物，按重量份数计，包括以下组分：

所述基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及植物油基础油三类，为润滑油中常用的基础油。

优选的，所述富勒烯为C₆₀-C₁₀₀。例如C₆₀、C₇₀、C₇₈、C₈₀、C₈₄、C₉₀、C₉₆、C₁₀₀。

优选的，所述富勒烯衍生物为富勒烯外部衍生物或富勒烯内嵌物。

优选的，所述富勒烯外部衍生物包括富勒烯氯化物或富勒烯氟化物(例如C₈₀(CF₃)₁₂、C₉₀(CF₃)₁₄)；进一步优选的，所述富勒烯的氯化物为C₆₀Cl₆、C₆₀Cl₁₂、C₆₀Cl₂₄、C₆₀Cl₃₀、C₇₀Cl₁₀、C₇₀Cl₁₆、C₇₀Cl₂₈、C₈₀Cl₁₂、C₉₀Cl₂₂、C₉₀Cl₂₄、C₁₀₀Cl₂₂或C₁₀₀Cl₂₈中的至少一种。

进一步优选的，所述富勒烯内嵌物为Sc₃N@C₈₀(表示Sc₃N内嵌于C₈₀的碳笼中)、Sc₄O₂@C₈₀、Y₃@C₈₀或Sc₂C₂@C₈₄中的至少一种。

优选的，所述分散剂为聚异丁烯基丁二酰亚胺和/或磺酸盐。所述分散剂不含有钡，更为环保。

进一步优选的，所述磺酸盐为磺酸钙和/或磺酸钠。

优选的，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、三烷基三聚氰胺或脂肪酸甘油脂中的至少一种。

优选的，所述润滑油组合物还包含表面活性剂。有助于提升润滑油组合物的稳定性，不易分层，不易沉降。

优选的，所述表面活性剂为椰油酸乙二醇酰胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯或烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

优选的，所述润滑油组合物中表面活性剂为1-5份。

优选的，所述润滑油组合物还包含有机酸。

优选的，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸或酒石酸中的至少一种。有机酸中羧基的存在，有助于提升富勒烯/或其衍生物与苯骈三氮唑的空间结构的稳定性。

优选的，所述润滑油组合物还包含有机酸1-5份。

富勒烯是一种碳纳米材料，完全由碳组成的中空分子，形状呈球型、椭球型、柱型或管状，所有碳原子都是sp²的电子杂化方式。富勒烯具有亲电性，容易从外界获取电子，从而容易捕获自由基，因此，富勒烯具有强的抗氧化性能。且，本发明中当所述富勒烯或其衍生物趋近球状时，富勒烯或其衍生物更能稳定的与外界发生均匀的电子间相互作用，本发明所述润滑油组合物中由于富勒烯/或其衍生物的亲电性，富勒烯/或其衍生物与含有孤对电子的苯骈三氮唑中的氮之间相互作用均匀，富勒烯或其衍生物所具有的碳球结构与苯骈三氮唑形成稳定的空间网状结构，均匀稳定的分散于基础油中，从而对外界的氧化性物质(例如氧气、臭氧、氧化性酸)等具有很好的阻隔作用。将本发明所述的润滑油组合物涂覆在金属表面，形成的油膜能很好的阻隔外界的氧化性物质和酸性物质，从而具有很好的防锈功能。另外，富勒烯或其衍生物所具有的碳球结构与苯骈三氮唑形成稳定的空间网状结构使得整个润滑油组合物更加稳定，不易受温度的影响而挥发有机气体，即使在紫外光照下，富勒烯或其衍生物的分子轨道上的电子发生跃迁，但由于苯骈三氮唑的存在，分子间的相互作用，使得润滑油组合物整体依然十分稳定。特别的，当富勒烯衍生物为Sc₃N@C₈₀或Y₃@C₈₀时，由于Sc₃N、Y₃在C₈₀碳笼内高度对称分布，使得整个碳笼更加稳定，不易受外界光和热的影响。

一种防锈、环保的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方量称取各组分，将基础油、富勒烯和/或富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、分散剂搅拌混合，制得混合物，备用；

(2)将其余组分加入步骤(1)制得的混合物中，搅拌混合，制得所述润滑油组合物。

优选的，步骤(1)中搅拌混合的温度为60-100℃。在该温度下，更有利于富勒烯和/或富勒烯衍生物与苯骈三氮唑在基础油中稳定分散。

优选的，步骤(2)中搅拌混合是在400-800转/分钟的速度下进行搅拌，搅拌的时间为0.5-2小时。在该搅拌速度下有利于消泡剂、表面活性剂或有机酸更好的溶于整个润滑油组合物体系中，特别有助于有机酸提升富勒烯/或其衍生物与苯骈三氮唑的空间结构的稳定性。

一种本发明所述的润滑油组合物的使用方法，将所述润滑油组合物涂覆在金属表面。

所述金属可以是铁、铝、铜及其合金等常见金属。

优选的，将所述润滑油组合物涂覆在金属类的机械零部件表面。

优选的，所述润滑油组合物在金属表面的涂覆量为0.05-3g/cm²。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明由于富勒烯和/或富勒烯衍生物与苯骈三氮唑的相互作用，在基础油中稳定存在，使得本发明所述的润滑油组合物具有良好的防锈性能和环保性能。

(2)本发明所述润滑油组合物不添加钡，且除基础油外，添加的有机试剂也极少，十分环保。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

本发明润滑油组合物中的基础油无特别之处，可为市售的常见的基础油。

实施例1

一种防锈、环保的润滑油组合物，按重量份数计，包括以下组分：

富勒烯为C₆₀和C₇₀的混合物，其中C₆₀质量占比为80％；

分散剂为聚异丁烯基丁二酰亚胺2份、磺酸钙1份；

消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

一种防锈、环保的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方量称取各组分，将基础油、富勒烯、苯骈三氮唑、分散剂搅拌混合，搅拌混合的温度为70℃，制得混合物，备用；

(2)将消泡剂加入步骤(1)制得的混合物中，搅拌混合，搅拌混合是在500转/分钟的速度下进行搅拌，搅拌的时间为1小时制得润滑油组合物。

实施例2

一种防锈、环保的润滑油组合物，按重量份数计，包括以下组分：

富勒烯衍生物为C₆₀Cl₆、C₆₀Cl₁₂、C₆₀Cl₂₄、C₆₀Cl₃₀、C₇₀Cl₁₆和C₁₀₀Cl₂₂的混合物(富勒烯氯化物相对富勒烯碳笼本身相对稳定一些，有利于提高润滑油组合物整体的稳定性)。

表面活性剂为椰油酸乙二醇酰胺1份、聚氧乙烯烷基醇酰胺1份。

一种防锈、环保的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方量称取各组分，将基础油、富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、磺酸钠搅拌混合，搅拌混合的温度为85℃，制得混合物，备用；

(2)将其余组分加入步骤(1)制得的混合物中，搅拌混合，搅拌混合是在800转/分钟的速度下进行搅拌，搅拌的时间为0.5小时，制得润滑油组合物。

实施例3

一种防锈、环保的润滑油组合物，按重量份数计，包括以下组分：

富勒烯衍生物为Sc₄O₂@C₈₀和Sc₂C₂@C₈₄的混合物。

分散剂为聚异丁烯基丁二酰亚胺3份和磺酸钙3份。

消泡剂选自聚二甲基硅氧烷2份、三烷基三聚氰胺1份或脂肪酸甘油脂1份。

一种防锈、环保的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方量称取各组分，将基础油、富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、分散剂搅拌混合，搅拌混合的温度为90℃，制得混合物，备用；

(2)将其余组分加入步骤(1)制得的混合物中，搅拌混合，搅拌混合是在600转/分钟的速度下进行搅拌，搅拌的时间为1.5小时，制得所述润滑油组合物。

实施例4

相对于实施例3，实施例4中用的富勒烯衍生物为Sc₃N@C₈₀和Y₃@C₈₀的混合物，其余组分和制备方法与实施例3相同。

实施例5

相对于实施例1，实施例5中润滑油组合物各组分的种类不变，只改变用量，基础油120份，富勒烯0.01份，苯骈三氮唑0.05份，分散剂3份，消泡剂1份，制备方法与实施例1相同。

实施例6

相对于实施例1，实施例6的不同之处仅在于，制备方法中的步骤(1)在50℃下搅拌，步骤(2)中搅拌混合是在200转/分钟的速度下进行搅拌，其余组分与过程与实施例1相同。

对比例1

相对于实施例3，对比例1润滑油组合物中用等量石墨粉替代不添加富勒烯衍生物(即不添加富勒烯及其衍生物)，其余组分和制备方法与实施例3相同。

对比例2

相对于实施例3，对比例2润滑油组合物中不添加苯骈三氮唑，其余组分和制备方法与实施例3相同。

产品效果测试

取实施例1-6和对比例1-2制得的润滑油组合物涂覆在表面经过打磨、清洗和风干的钢片表面，涂覆量为1g/cm²，然后在25℃下垂直悬挂24小时，再进行湿热性能测试(即在温度为60℃，相对湿度为85％的条件下测试涂有润滑油组合物的钢片出现生锈现象的时间)，醋酸盐雾测试(醋酸盐雾溶液的pH为3-4，温度为35℃条件下测试涂有润滑油组合物的钢片出现生锈现象的时间)，耐紫外光性能测试(即在温度为60℃，相对湿度为85％下，紫外光照的强度为100μW/cm²，紫外波段为200-300nm的条件下测试涂有润滑油组合物的钢片生锈情况)，结果如表1所示。

表1：

从表1可以看出，本发明实施例1-6制得的润滑油组合物耐湿热超过120天，耐醋酸盐雾超过89天，耐紫外光时间超过124天，明显优于对比例1-2制得的润滑油组合物的耐湿热、耐醋酸盐雾和耐紫外光时间。

将上述的钢片换成铝片，本发明实施例1-6制得的润滑油组合物耐湿热超过120天，耐醋酸盐雾超过78天，耐紫外光时间可超过105天。

综上所述，本发明制得的润滑油组合物具有良好的防锈性能，且本发明制得的润滑油组合物不添加钡及其衍生物，也无过多有机试剂的添加，十分环保。

Claims (7)

1.一种润滑油组合物，其特征在于，包括以下组分：基础油、富勒烯和/或富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、分散剂和消泡剂；所述润滑油组合物的组分中不含钡；

按重量份数计，包括以下组分：

所述富勒烯为C₆₀-C₁₀₀；

所述富勒烯衍生物为富勒烯外部衍生物或富勒烯内嵌物；

所述富勒烯外部衍生物为富勒烯氯化物，所述富勒烯氯化物为C₆₀Cl₆、C₆₀Cl₁₂、C₆₀Cl₂₄、C₆₀Cl₃₀、C₇₀Cl₁₀、C₇₀Cl₁₆、C₇₀Cl₂₈、C₈₀Cl₁₂、C₉₀Cl₂₂、C₉₀Cl₂₄、C₁₀₀Cl₂₂或C₁₀₀Cl₂₈中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述富勒烯内嵌物为Sc₃N@C₈₀、Sc₄O₂@C₈₀、Y₃@C₈₀或Sc₂C₂@C₈₄中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的润滑油组合物，其特征在于，所述分散剂为聚异丁烯基丁二酰亚胺和/或磺酸盐，所述磺酸盐为磺酸钙和/或磺酸钠。

4.根据权利要求1或2所述的润滑油组合物，其特征在于，所述润滑油组合物还包含表面活性剂和有机酸。

5.一种权利要求1-4中任一项所述的润滑油组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配方量称取各组分，将基础油、富勒烯和/或富勒烯衍生物、苯骈三氮唑、分散剂搅拌混合，制得混合物，备用；

(2)将其余组分加入步骤(1)制得的混合物中，搅拌混合，制得所述润滑油组合物。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌混合的温度为60-100℃；步骤(2)中搅拌混合是在400-800转/分钟的速度下进行搅拌，搅拌的时间为0.5-2小时。

7.一种权利要求1-4中任一项所述的润滑油组合物的使用方法，其特征在于，将所述润滑油组合物涂覆在金属表面。