CN113512461B - 一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物，其特征在于，该组合物包含以下组分：聚脲润滑脂：70‑90重量份；粘附剂：1‑5重量份；阻燃剂：1‑5重量份；抗磨剂：0.1‑1重量份；抗氧剂：0.3～1.0重量份；防锈剂：0.1～0.5重量份；其中各组分总和为100wt％；所述阻燃剂为磷酸烷基酯类如磷酸三丁酯、磷酸三(2‑乙基己基)酯、磷酸三(2‑氯乙基)酯、磷酸三(2,3‑二氯丙基)酯中的一种或者多种。本发明的既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂，滴点高、高温分油小、能够自熄性润滑脂，即使会着火但是在几秒中内会阻止火的传播使钢丝绳有效润滑达到延长寿命的效果。

Description

一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域，特别是涉及一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物及其制备方法与应用。
技术背景
钢铁厂需要高性能润滑脂，以应对高炉、焦炉、连续铸、热单元等严苛运行条件。目前，吊运钢水包用冶金起重钢丝绳所选用的钢丝绳以6×19w+IWR结构钢丝绳居多，从钢厂企业对其钢丝绳质量跟踪来看，存在着钢丝绳起套、断丝多、钢丝绳使用寿命相对短(不足6个月)等质量问题。如何提高吊运钢水包用起重机钢丝绳使用寿命是生产企业、使用单位、设计部门高度关注的问题。其中钢丝绳油脂使用及维护方面对钢丝绳寿命影响较大而且对于钢厂频繁的无计划的维修代价也是非常高的。
在钢厂所选用的钢丝绳脂防护性能和润滑性能不佳最终影响钢丝绳脂寿命，尤其是在使用过程存在钢丝绳脂在辐射热下滴落及钢水溅出导致钢丝绳脂燃烧直接影响钢丝绳的使用寿命，同时也对现场工人的安全以及环境造成不利影响。因此，这需要使用特殊的高滴点的抗燃润滑脂，这就是众所周知的自熄性润滑脂,，是一种即使会着火，但是在几秒中内会阻止火的传播的润滑脂，这种润滑脂的基础油和稠化剂是特殊的，可以减少氧气的可用性达到控制着火的目的。现有技术如CN201410743867.6一种热涂型电梯钢丝绳脂及制备方法制备的钢丝绳脂是一种只适合80℃工作环境工况，又如CN200910182033.1介绍了一种阻燃型润滑脂及其制备方法，存在滴点低、分油大等问题不适合钢厂这种高温辐射工况，所以现有技术中对钢厂高温辐射工况所需求的高滴点难燃钢丝绳润滑脂尚未见报道。
针对钢厂高温辐射且钢丝绳润滑脂存在被引燃的情况，本发明通过特殊的稠化剂组成及添加剂组分制得一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂，即滴点高、高温分油小能够自熄性润滑脂，即使会着火但是在几秒中内会阻止火的传播使钢丝绳有效润滑达到延长寿命的效果，最后通过加入特殊的添加剂实现目标产品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了通过特殊的稠化剂组成及添加剂组分制得一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂，即滴点高、高温分油小、能够自熄性润滑脂，即使会着火但是在几秒中内会阻止火的传播使钢丝绳有效润滑达到延长寿命的效果，最后通过加入特殊的添加剂实现目标产品。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案来实现的：
聚脲润滑脂：70-90重量份；
粘附剂：1-5重量份；
阻燃剂：1-5重量份；
抗磨剂：0.1-1重量份；
抗氧剂：0.3～1.0重量份；
防锈剂：0.1～0.5重量份；
其中各组分总和为100wt％。
在本发明的的优选实施方案中，所述的一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂中聚脲润滑脂是指异氰酸酯类与有机胺类反应的聚脲产物稠化高粘度基础油。
所述聚脲润滑脂由以下组分按重量份组成：
基础油：87～95重量份；
异氰酸酯：2.0～5.0重量份；
有机胺：2.2～5.5重量份；
所述基础油为混合后40℃粘度在250～350mm2/s的石蜡基油500SN、650SN、700SN、150BS或环烷基油4010、18B中的一种或者多种。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、间甲苯基异氰酸酯中的一种或者多种。
所述有机胺为环烷胺与脂肪胺或环烷胺与苯环类胺的混合物，脂肪胺为正辛胺、十二胺、十八胺中一种或多种；环烷胺为环己胺；苯环类胺为苯胺、对甲苯胺、三聚氰胺中的一种或者多种
在本发明的优选实施方案中，所述的一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂中的粘附剂为阻燃性胶粘剂如内聚能大、分解温度高的聚合物乙丙共聚物、聚酯胶、环氧树脂胶中的一种或者多种。
在本发明的优选实施方案中，所述的一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂中的阻燃剂为磷酸烷基酯类如磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯中的一种或者多种。
在本发明的优选实施方案中，所述的一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂中的抗磨剂为磷酸三甲酚酯、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐、硫代磷酸三苯酯、硼酸盐中的一种或者多种。
在本发明的优选实施方案中，所述的一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂中的抗氧剂为N-苯基-α萘胺、Irganox L135、辛基丁基二苯胺中的一种或者多种。
在本发明的优选实施方案中，所述的一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂中的防锈剂为二壬基奈磺酸钡盐、苯骈三氮唑、烷基磷酸咪唑啉盐中的一种或者多种。
本发明的一个实施方式进一步涉及一种既有高滴点又难燃的钢丝绳润滑脂的制备方法，其中包括以下步骤：
(1)将异氰酸酯与一半的基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；
(2)将有机胺与一半的基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；
(3)将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；
(4)将步骤(3)反应制得的混合物的升温至最高炼制温度140-160℃,保温20-40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；
(5)将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入粘附剂、阻燃剂、抗磨剂、抗氧剂和防锈剂加入到反应釜内，搅拌60min得到本发明的高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
本发明所述的高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物在钢厂吊炉包钢丝绳中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)高温性能优异，滴点在260℃以上，高温辐射热下锥入度变化小，可在钢厂高温辐射下的钢丝绳上应用。
2)难燃性好，在极高的温度下也不易燃烧，它不传播火焰，着火后能很快自熄。
3)具有较好的粘附性，即使在高温辐射下，仍然具有较好的粘附性。
4)本品具优良的热稳定性和氧化稳定性，其是在高温辐射下未见滴油现象，可长期在150℃高温条件下工作。
5)本品添加多种高性能润滑材料，对钢铁制品有良好的极压润滑及防锈性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行详细说明，以便更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及性能，而所列举的实施方式仅作例示之用，并不作为本发明的限制。
实施例1
将136g万华化学MDI-100与553g 500SN、744g 150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将69g十八胺和76.2g环己胺与553g 500SN、744g150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃，保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入64g粘附剂Doher-6003-RHY-615三元乙丙橡胶、40g阻燃剂磷酸三丁酯、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂Irganox L135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
实施例2
将154g万华化学MDI-100与552g 500SN、736g 150BS、552g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将80.79g十八胺和89.18g环己胺与552g 500SN、736g 150BS、552g 18B混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃,保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入64g粘附剂含Doher-6003-RHY-615三元乙丙橡胶、40g阻燃剂磷酸三丁酯、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂Irganox L135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
实施例3
将125g万华化学MDI-100与561g 500SN、748g 150BS、561g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将80.79g十八胺和89.18g环己胺与561g 500SN、748g 150BS、561g 18B混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃，保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入64g粘附剂Doher-6003-RHY-615三元乙丙橡胶、40g阻燃剂磷酸三丁酯、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂Irganox L135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
实施例4
将136g万华化学MDI-100与553g 500SN、744g 150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将69g十八胺和76.2g环己胺与553g 500SN、744g150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃，保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入64g粘附剂Doher-6003-RHY-615三元乙丙橡胶、40g阻燃剂磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂Irganox L135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
对比例1
将136g万华化学MDI-100与553g 500SN、744g 150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将69g十八胺和76.2g环己胺与553g 500SN、744g150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃，保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入40g阻燃剂磷酸三丁酯、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂Irganox L135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到润滑脂成品。
对比例2
将136g万华化学MDI-100与553g 500SN、744g 150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将69g十八胺和76.2g环己胺与553g 500SN、744g150BS、553g 18B基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃，保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入64g粘附剂Doher-6003-RHY-615三元乙丙橡胶、40g阻燃剂氢氧化镁、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂Irganox L135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到润滑脂成品。
对比例3
将273.38g万华化学MDI-100与558g 500SN、372g 150BS、930g 18B混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；将56.82g十八胺和157.76g环己胺与558g 500SN、372g150BS、930g 18B混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；将反应制得的混合物的升温至最高炼制温度150℃，保温40min，然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入64g粘附剂Doher-6003-RHY-615三元乙丙橡胶、40g阻燃剂磷酸三丁酯、40g抗磨剂磷酸三甲酚酯与40g抗磨剂T361A、20g抗氧剂IrganoxL135和8g防锈剂二壬基奈磺酸钡盐加入到反应釜内，搅拌60min得到高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
产品性能测试：
1.润滑脂的阻燃性测试：润滑脂在受到热源条件下不可燃或燃烧后能自行熄灭的性能。考察润滑脂的阻燃性能，选择可靠、便捷的评定方法很重要。本发明主要采用热板试验法，即把铁板加热至特定温度，然后滴上润滑油脂，判断其自燃或不自燃的情况，不燃烧温度越高阻燃性越好。
2.高温滑落测试：参照中国石油化工行业标准SH/T 0387-2014钢丝绳表面脂附录B，将涂好钢丝绳表面脂的试片在150±0.5℃的条件下，经1h后观察从金属表面滑落的情况。
四个实施例和对比例1(未加粘附剂)、对比例2(换阻燃剂)、对比例3(换聚脲组分)及市场上常见的通用锂基脂2号的基本性能评价见表1。
表1实例与对比例及通用锂2号产品理化性能
Figure BDA0003221433830000071
Figure BDA0003221433830000081
通过实例1、2、3，4与对比例1、2、3及通用锂基脂2号性能考察对比后可知，本钢丝绳脂是一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂，具有极好的耐高温性能、抗水和良好的氧化稳定性以及防腐蚀性能。滴点在260℃以上、难燃性好、在极高的温度下也不易燃烧；即使在高温辐射下，仍然具有较好的粘附性；本品具优良的热稳定性和氧化稳定性，其是在高温辐射下未见滴油现象，可长期在150℃高温条件下工作。对上述高滴点难燃钢丝绳润滑脂进行充分考察的基础上，在河北某钢铁公司及江苏某钢铁公司钢厂吊炉钢丝绳上进行了工业应用试验。经试用研制的高滴点难燃钢丝绳润滑脂后，发现该高滴点难燃钢丝绳润滑脂在高温吊炉高温辐射下未见滴油滴脂现象，且吊炉掉落在钢丝绳上的钢水未出现润滑脂引燃现象，从而解决了上述钢厂原用通用锂基脂及低滴点钢丝绳脂的不足，改善上述两个钢厂高温吊炉的钢丝绳脂的寿命，为钢厂减少经济损失及避免钢厂因钢丝绳燃烧引起的安全隐患。
上述实施例对本发明进行示例性描述其目的在于让熟悉此项技术的相关技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的方法构思和技术方案进行非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物，其特征在于，该组合物包含以下组分：
聚脲润滑脂：70-90重量份；
粘附剂：1-5重量份；
阻燃剂：1-5重量份；
抗磨剂：0 .1-1重量份；
抗氧剂：0 .3～1 .0重量份；
防锈剂：0 .1～0 .5重量份；
其中各组分总和为100wt％；
所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2 ,3-二氯丙基)酯中的一种或者多种；
所述聚脲润滑脂由以下组分组成：
基础油：87～95重量份；
异氰酸酯：2 .0～5 .0重量份；
有机胺：2 .2～5 .5重量份；
所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述有机胺为十八胺和环己胺的混合物。
2.如权利要求1所述的一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物，其特征在于，
所述基础油为混合后40℃粘度在250～350mm2/s的基础油。
3.如权利要求1所述的一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物，其特征在于，
所述基础油为石蜡基油500SN、650SN、700SN、150BS或环烷基油4010、18B中的一种或者多种。
4.如权利要求1所述的一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物，其特征在于，
所述粘附剂为乙丙共聚物、聚酯胶、环氧树脂胶中的一种或者多种。
5.如权利要求1所述的一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物，其特征在于，
所述抗磨剂为磷酸三甲酚酯、异辛基酸性磷酸酯十八胺盐、硫代磷酸三苯酯、硼酸盐中的一种或者多种；
所述抗氧剂为N-苯基-α萘胺、Irganox L135、辛基丁基二苯胺中的一种或者多种；
所述防锈剂为二壬基奈磺酸钡盐、苯骈三氮唑、烷基磷酸咪唑啉盐中的一种或者多种。
6.如权利要求1所述的一种高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物的制备方法，其特征在于，
具体制备步骤如下：
(1)将异氰酸酯与一半的基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物A；
(2)将有机胺与一半的基础油混合升温至55-65℃搅拌分散溶解得到待反应物B；
(3)将所述待反应物A和待反应物B混合经化学反应得聚脲基稠化剂与基础油的混合物；
(4)将步骤(3)反应制得的混合物的升温至最高炼制温度140-160℃ ,保温20-40min ,然后降温冷却至110℃，在20MP的压力下均质，得聚脲润滑脂；
(5)将均质完的聚脲润滑脂冷却至80℃加入粘附剂、阻燃剂、抗磨剂、抗氧剂和防锈剂加入到反应釜内，搅拌60min得到本发明的高滴点难燃钢丝绳润滑脂组合物。
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