CN113980725A - 一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法，涉及润滑脂技术领域，包括：基础油50～60份、稠化剂20～30份、极压改善剂6～10份、氧化安定剂0.5～2份、防锈剂2～4份、防腐蚀剂0.5～1份。所述基础油为植物油，其可以是大豆油、蓖麻油、葵花籽油、菜籽油其中之一或者任意比例组合的混合物；所述防腐蚀剂为酯类及其他皂防腐剂，具体为山梨糖醇单油酸酯、氧化石油酯钡皂、羊毛脂镁皂其中之一或者任意比例组合的混合物。本发明采用复合钛基稠化剂具有优异的生物降解特性，且具有较佳的物理化学性能，钛皂与各种植物油构成的润滑脂，生物降解率均超过85％，解决了生物降解率较低的问题。

Description

一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域，具体为一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法。
背景技术
近几年工程机械产品产量增加显著，产品不断进步与之配套的工程机械润滑脂产品产量越来越大，要求也越来越高，尤其针对润滑脂的极压性能和氧化稳定性能。
现有润滑脂基础油的生物降解性能较差，且挥发特性较高，制取时能耗较高，环境负担较重，此外稠化剂存在一定的毒性对人和自然环境具有一定程度的危害，且防锈防腐剂在自然界中大都不普遍存在，获取成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法，本发明采用稀土化合物作为润滑脂的添加剂具有优良的高温润滑性和长效性，且作为润滑脂的极压添加剂能降低摩擦系数，解决润滑脂承载能力欠佳的问题。
本发明提供如下技术方案：一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法，包括基础油50～60份、稠化剂20～30份、极压改善剂6～10份、氧化安定剂0.5～2份、防锈剂2～4份、防腐蚀剂0.5～1份；所述基础油为植物油，其可以是大豆油、蓖麻油、葵花籽油、菜籽油其中之一或者任意比例组合的混合物；所述稠化剂为复合钛基稠化剂，其是利用研磨的方式使TiB2粉末包覆在TC4颗粒的表层制成。
优选的，所述极压改善剂为稀土化合物，具体为LaF3、CeF3、Y2O3其中之一或者任意比例组合的混合物；所述氧化安定剂为自由基终止基，其分子中含有酚类结构，具体为生育酚(VE)、抗坏血酸(VC)、芝麻酚β-胡罗卜素、甾醇其中之一或者任意比例组合的混合物。
优选的，所述防腐蚀剂为酯类及其他皂防腐剂，具体为山梨糖醇单油酸酯、氧化石油酯钡皂、羊毛脂镁皂其中之一或者任意比例组合的混合物；所述防锈剂为有机羧酸盐类防锈剂，具体为二壬基萘磺酸钡、二壬基萘磺酸锌、二壬基萘磺酸钙其中之一或者任意比例组合的混合物。
优选的：包括以下步骤：
1、将50份的基础油加入到反应釜中，然后将20份的稠化剂加入到反应釜中与基础油进行混合，随后加热反应釜使复合钛基稠化剂与基础油进行皂化反应；
2、将反应釜的温度提升至150-220摄氏度，并保持至少10分钟，以供皂化反应的持续；
3、将反应釜进行初步冷却，使温度降低至100摄氏度左右，并加入极压改善剂；
4、依次加入氧化安定剂、防锈剂和防腐蚀剂并与反应釜中的混合物再次均匀混合，最后将最终的混合物脱气即可产出产品即润滑脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用植物油作为基础油，具有无毒，生物降解率较高、较好的可再生性、较高的润滑性能及适当的粘度指数、较低的挥发特性，处理过程需要的能耗少，向环境扩散少，尤其符合润滑脂的环保需求；
2、本发明采用稀土化合物作为润滑脂的添加剂具有优良的高温润滑性和长效性，且作为润滑脂的极压添加剂能降低摩擦系数，提高润滑脂的承载能力；
3、本发明采用复合钛基稠化剂具有优异的生物降解特性，且具有较佳的物理化学性能，钛皂与各种植物油构成的润滑脂，生物降解率均超过85％，此外从自然界毒性的角度研究表明，复合钛基脂对生产使用人员以及环境是安全的；
4、本发明采用的自由基终止基属于天然抗氧化剂，其在自然界中普遍存在，活性成分含量大，活性成分提取制得，且与同等浓度或稍高浓度的合成抗氧化剂相比具有至少相同的抗氧化性能；
5、本发明采用的酯类防锈剂拥有较佳的油溶性和相当的抗潮湿性，还能用作助溶剂，而皂类防锈剂具有优秀的抗大气腐蚀特性，具有可观的汗液置换性和黏附性，且有机羧酸盐类防锈剂的抗盐特性较佳，且还拥有较佳的汗液和水置换性能，对金属的防锈效果较好，此外价格便宜，性价比较高，来源广泛。
附图说明
图1为本发明的制备流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
本发明提出了一种环保型工程机械润滑脂，包括以下按重量份数的组分：
基础油：2500g 35℃运动粘度为100cst大豆油、1500g35℃运动粘度为120cst葵花籽油。
稠化剂：1500g TiB2粉末。
极压改善剂：200g LaF3和300g CeF3。
氧化安定剂：50g生育酚(VE)和103g抗坏血酸(VC)。
防腐蚀剂：5g山梨糖醇单油酸酯和3g氧化石油酯钡皂。
防锈剂：6g二壬基萘磺酸钡和2g二壬基萘磺酸锌。
制备工程机械润滑脂的方法，包括以下步骤：
1、将2500g 35℃运动粘度为100cst大豆油、1500g35℃运动粘度为120cst葵花籽油加入到反应釜中，然后将1500g TiB2粉末加入到反应釜中与大豆油和葵花籽油进行混合，随后加热反应釜使复合钛基稠化剂与基础油进行皂化反应；
2、将反应釜的温度提升至150-220摄氏度，并保持至少10分钟，以供皂化反应的持续；
3、将反应釜进行初步冷却，使温度降低至100摄氏度左右，并加入200g LaF3和300g CeF3；
4、依次加入50g生育酚(VE)和103g抗坏血酸(VC)、5g山梨糖醇单油酸酯和3g氧化石油酯钡皂以及6g二壬基萘磺酸钡和2g二壬基萘磺酸锌，最后将最终的混合物脱气即可产出产品即润滑脂。
实施例2：
本发明提出了一种环保型工程机械润滑脂，包括以下按重量份数的组分：
基础油：3000g 35℃运动粘度为100cst蓖麻油、2000g35℃运动粘度为120cst菜籽油。
稠化剂：2000g TiB2粉末。
极压改善剂：200g CeF3和300g Y2O3。
氧化安定剂：50g芝麻酚β-胡罗卜素和100g甾醇。
防腐蚀剂：5g羊毛脂镁皂和3g氧化石油酯钡皂。
防锈剂：6g二壬基萘磺酸钙和2g二壬基萘磺酸锌。
制备工程机械润滑脂的方法，包括以下步骤：
1、将3000g 35℃运动粘度为100cst蓖麻油、2000g35℃运动粘度为120cst菜籽油，加入到反应釜中，然后将2000g TiB2粉末加入到反应釜中与大豆油和葵花籽油进行混合，随后加热反应釜使复合钛基稠化剂与基础油进行皂化反应；
2、将反应釜的温度提升至160-210摄氏度，并保持至少10分钟，以供皂化反应的持续；
3、将反应釜进行初步冷却，使温度降低至100摄氏度左右，并加入200g CeF3和300g Y2O3；
4、依次加入50g芝麻酚β-胡罗卜素和100g甾醇、防腐蚀剂：5g羊毛脂镁皂和3g氧化石油酯钡皂、6g二壬基萘磺酸钙和2g二壬基萘磺酸锌，最后将最终的混合物脱气即可产出产品即润滑脂。
对比例1：
第一步在进行钛皂反应时应选用具有一定抗压性能的反应釜，在对反应釜加热升温前应先对2500g 35℃运动粘度为100cst大豆油、1500g35℃运动粘度为120cst葵花籽油和1500g TiB2粉末进行搅拌，混合时间不少于5分钟，反应釜在加温时应匀速缓慢升温，升温时间不少于5分钟，待2500g 35℃运动粘度为100cst大豆油、1500g35℃运动粘度为120cst葵花籽油和1500g TiB2粉末充分皂化反应后，对反应釜均匀缓慢降温至100摄氏度，降温时间不少于5分钟，之后加入200g LaF3和300g CeF3，并将反应釜升温至180摄氏度左右，最后再依次加入50g生育酚(VE)和103g抗坏血酸(VC)、5g山梨糖醇单油酸酯和3g氧化石油酯钡皂以及6g二壬基萘磺酸钡和2g二壬基萘磺酸锌并实施混合、反应、脱气，反应时间应维持20-30分钟，即可产出成品。
对比例2：第一步在进行钛皂反应时应选用具有一定抗压性能的反应釜，在对反应釜加热升温前应先对3000g 35℃运动粘度为100cst蓖麻油、2000g35℃运动粘度为120cst菜籽油和2000g TiB2粉末进行搅拌，混合时间不少于5分钟，反应釜在加温时应匀速缓慢升温，升温时间不少于5分钟，待3000g 35℃运动粘度为100cst蓖麻油、2000g35℃运动粘度为120cst菜籽油和2000g TiB2充分皂化反应后，对反应釜均匀缓慢降温至180摄氏度，降温时间不少于10分钟，之后加入200g CeF3和300g Y2O3，并将反应釜升温至200摄氏度左右，最后再依次加入50g芝麻酚β-胡罗卜素和100g甾醇、5g羊毛脂镁皂和3g氧化石油酯钡皂、6g二壬基萘磺酸钙和2g二壬基萘磺酸锌并实施混合、反应、脱气，反应时间应维持20-30分钟，即可产出成品。
理化实验：
实验准备：取实施例1-2所得的润滑脂作为实验组，取对比例1-2所得的润滑脂，作为对照组。
理化实验：取等量的实验组润滑脂和对照组润滑脂做综合理化实验，得到的理化结果见表1。
表1
Figure BDA0003353316560000051
Figure BDA0003353316560000061
实验结果分析：
以上指标采用加水十万次试验，模拟有水存在下润滑脂工作后的稠度变化，评定润滑脂的抗水剪切安定性；水喷雾试验表明润滑脂的抗水粘附性，数值越小，抗水粘附性越好；磨斑直径表明润滑剂的抗磨性能，直径越小抗磨性能越好。从实例和对比例的样品检验数据可以看出，本发明制备的工程机械润滑脂同种稠度的产品(实例1、对比例1、对比例2)，其机械安定性、抗水粘附性、抗磨性明显优于传统原料制备的产品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种环保型工程机械润滑脂及其制备方法，其特征在于，包括以下重量的组分：基础油50～60份、稠化剂20～30份、极压改善剂6～10份、氧化安定剂0.5～2份、防锈剂2～4份、防腐蚀剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的一种环保型工程机械润滑脂，其特征在于：所述基础油为植物油，其可以是大豆油、蓖麻油、葵花籽油、菜籽油其中之一或者任意比例组合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种环保型工程机械润滑脂，其特征在于：所述稠化剂为复合钛基稠化剂，其是利用研磨的方式使TiB2粉末包覆在TC4颗粒的表层制成。
4.根据权利要求1所述的一种环保型工程机械润滑脂，其特征在于：所述极压改善剂为稀土化合物，具体为LaF3、CeF3、Y2O3其中之一或者任意比例组合的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种环保型工程机械润滑脂，其特征在于：所述氧化安定剂为自由基终止基，其分子中含有酚类结构，具体为生育酚(VE)、抗坏血酸(VC)、芝麻酚β-胡罗卜素、甾醇其中之一或者任意比例组合的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种环保型工程机械润滑脂，其特征在于：所述防腐蚀剂为酯类及其他皂防腐剂，具体为山梨糖醇单油酸酯、氧化石油酯钡皂、羊毛脂镁皂其中之一或者任意比例组合的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种环保型工程机械润滑脂，其特征在于：所述防锈剂为有机羧酸盐类防锈剂，具体为二壬基萘磺酸钡、二壬基萘磺酸锌、二壬基萘磺酸钙其中之一或者任意比例组合的混合物。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种环保型工程机械润滑脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、将基础油加入到反应釜中，然后将稠化剂加入到反应釜中与基础油进行混合，随后加热反应釜使复合钛基稠化剂与基础油进行皂化反应；
2、将反应釜的温度提升至150-220摄氏度，并保持至少10分钟，以供皂化反应的持续；
3、将反应釜进行初步冷却，使温度降低至100摄氏度左右，并加入极压改善剂；
4、依次加入氧化安定剂、防锈剂和防腐蚀剂并与反应釜中的混合物再次均匀混合，最后将最终的混合物脱气即可产出产品即润滑脂。
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