CN1332007C

CN1332007C - 导电高分子高温润滑油脂及其制备方法

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Publication number: CN1332007C
Application number: CNB2005100169203A
Authority: CN
Inventors: 夏钢; 梁立
Original assignee: ZHENGJI SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd JILIN
Current assignee: Jilin Zhengji Technology Development Co Ltd
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2025-06-29
Also published as: CN1710040A

Abstract

本发明涉及一种导电高分子高温润滑油脂及其制备方法，涉及一种防锈润滑脂。由下列按重量比的原料组成的：基础油50%～90%、皂基稠化剂5%～30%、导电高分子0.1%～10%、防锈添加剂0.1%～10%、抗氧添加剂0.1%～10%、抗磨添加剂0.1%～10%。采用掺杂态导电聚苯胺作为主体缓蚀剂，将导电聚苯胺、基础油、稠化剂、防锈剂、抗氧剂、抗磨剂等添加剂共混，不加任何溶剂，经加热、搅拌、研磨等工艺，使得导电聚苯胺在基础油脂中达到纳米级的分散。其优点在于具有较强的耐酸、碱性能，适于在酸性或碱性等非常恶劣环境条件下使用，特别适用于海洋环境下的防腐。同时还具有很好的高温润滑性能。

Description

导电高分子高温润滑油脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防锈润滑脂，本发明还涉及该防锈润滑脂的制备方法。

技术背景

导电高分子作为一种新型高分子材料，已经在许多领域得到应用，特别是在金属防腐蚀涂料方面显示出其优异的特性。如德国的Wassling研究小组在1994年首先报道了有关导电聚苯胺防腐涂料研究，并已经实现了产业化，推向市场，中国科学院长春应用化学研究所在“聚苯胺防腐脂”的研究中获得成果，已申报专利。但其采用的是本征态聚苯胺，在不加任何溶剂的情况下，将本征态聚苯胺粉末用机械研磨方法共混到油脂中。因为聚苯胺是一种高分子聚合物，这种聚合物的特殊结构使其在一般的普通有机溶剂中很难溶解。这种单纯地依靠机械研磨方法很难使聚苯胺粉末与油脂共混均匀，因此需要添加较大量的聚苯胺粉末才能达到预想的防腐效果。另外，该种防腐脂仅限于±50℃温度下使用，不具有机械润滑性质。目前，在国内外有关导电高分子材料的应用报道中，还未见将导电高分子在高温润滑油脂中应用的报道。

发明内容

本发明提供一种新型导电高分子高温润滑油脂，以解决目前采用本征态聚苯胺的防腐脂不耐高温的问题。本发明采取的技术方案是：由下列含量按重量百分比计的原料组成：

基础油50％～90％、皂基稠化剂5％～30％、导电高分子0.1％～10％、防锈添加剂0.1％～10％、抗氧添加剂0.1％～10％、抗磨添加剂0.1％～10％。

本发明所述的导电高分子为下列导电聚苯胺中的一种：十二烷基苯磺酸掺杂导电聚苯胺、对甲苯磺酸掺杂导电聚苯胺、樟脑磺酸掺杂导电聚苯胺；

本发明所述的基础油是：矿物油和合成油中的一种或两种以上的混合物；

本发明所述的皂基稠化剂包括下列化合物中的一种或两种以上的混合物：硬脂酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅皂，12-羟基硬脂酸锂、12-羟基硬脂酸钠、12-羟基硬脂酸钾、12-羟基硬脂酸钙、12-羟基硬脂酸铅皂，油酸锂、油酸钠、油酸钾、油酸钙、油酸铅皂；

本发明所述的防锈添加剂是：亚硝酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、石油磺酸钠、咪唑啉、羊毛脂、二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑、环烷酸锌和山梨醇酐单油酸酯中的一种或两种以上的混合物；

本发明所述的抗氧添加剂是下列化合物其中一种：N-苯基-α-萘胺、二乙烷基二硫代磷酸锌、二苯胺、苯二胺；

本发明所述的抗磨添加剂是下列化合物其中一种：硫化二聚丁烯、硫化异丁烯、磷酸三乙酯、磷酸胺、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、氯化石蜡、环烷酸铅。

本发明提供的上述润滑油脂的制备步骤如下：

1)按上述比例量取稠化剂，加入到基础油中，加热搅拌基础油，加热温度50～200℃，加热搅拌时间1～5小时，使稠化剂在基础油中全部熔化溶解，然后冷却至室温；

2)按上述比例量取导电态聚苯胺粉末，机械搅拌下加入上述共混油脂中，以1600～1800转/分钟搅拌1～5小时，加热温度50～100℃，然后冷却至室温；

3)按上述比例量取防锈添加剂、抗氧添加剂、抗磨添加剂，在机械搅拌下，分别加入到上述共混油脂中，以1600～1800转/分钟搅拌1～3小时；

4)将以上配制好的混合油脂，反复研磨1～10小时，即可得到所要的导电高分子润滑油脂。

本发明采用导电聚苯胺作为缓蚀剂，其防锈机理为：导电高分子具有比一般金属较正的氧化还原电位，它使钢铁的表面发生氧化，并达到铁的钝化电位，使铁表面生成一层化学稳定的致密氧化层，阻止了铁的进一步氧化。这一机理完全不同于传统防锈添加剂吸附型防腐机理。

本发明导电高分子高温润滑油脂具有较强的耐酸、碱性能，适于在酸性或碱性等非常恶劣环境条件下使用，特别适用于海洋环境下的防腐。将制备好的油脂涂覆在经处理后的钢板上，控制厚度100μm，按照国际ASTM B117标准进行盐雾试验，结果经过800小时的试验，试件表面无锈蚀。另外由于导电聚苯胺在基础油脂中达到纳米级的分散效果，因此此油脂还具有很好的润滑性能。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数在0.0091-0.011之间，完全符合国家检验标准。

本发明制备出的润滑油脂对于不同金属如钢铁、铜、铝等均有很好的防腐效果。

本发明的导电高分子高温润滑油脂具有以下技术特征：

(1)导电高分子润滑油脂充分利用导电聚苯胺可逆的氧化还原性能，具有全新的钝化型防锈机理，理论上可以采用很少的导电聚苯胺，即可达到很好的防锈效果。

(2)本发明采用含有大尺寸有机质子酸，如十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸掺杂态导电聚苯胺，与其它防腐剂一起添加到耐高温润滑油脂中，因为大尺寸有机质子酸具有对离子诱导作用，使得添加的导电聚苯胺在基础油脂中得到纳米级的分散，聚苯胺的防腐效果得到充分发挥，只需加入极少量的导电聚苯胺，就可达到非常好的防腐效果。

(3)导电高分子润滑油脂具有较强的耐酸、碱性能，适于在酸性或碱性等非常恶劣环境条件下使用，特别适用于海洋环境下的防腐。

(4)本发明选用的是耐高温的润滑脂作为基础油脂，导电聚苯胺在其中达到纳米级的分散，因此油脂不但有很好的防腐性，还具有很好的高温润滑性能。

具体实施方式

实验例：本发明技术方案中不添加导电聚苯胺时的对比例：

称取350g 46号机油，将100g硬脂酸钠加入到机油中，加热搅拌，加热温度为140℃，恒温搅拌1小时，使硬脂酸锂在机油中完全熔化，停止加热，冷却至室温。

量取15g石油磺酸钡，2.5g N-苯基-α-萘胺，3g硫化二聚丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续搅拌1小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨2小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，150小时样板开始严重锈蚀。

实施例1.

称取350g 46号机油，将100g硬脂酸钠加入到机油中，加热搅拌，加热温度为140℃，恒温搅拌1小时，使硬脂酸钠在机油中完全熔化，停止加热，冷却至室温。

称取2g十二烷基苯磺酸掺杂导电聚苯胺粉末，在机械搅拌下缓慢将聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1600转/分钟机械搅拌2小时，加热温度80℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散，冷却至室温。

量取10g石油磺酸钡，2.5g N-苯基-α-萘胺，3g硫化二聚丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1600转/分钟机械搅拌1小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨2小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，820小时试验钢板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.007。

实施例2.

称取350g 46号机油，将100g硬脂酸锂加入到机油中，加热搅拌，加热温度为170℃，恒温搅拌1.5小时，使硬脂酸锂在机油中完全熔化，停止加热，冷却至室温。

称取2g十二烷基苯磺酸掺杂导电聚苯胺，在机械搅拌下缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1700转/分钟搅拌3小时，加热温度50℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散。然后冷却至室温。

量取10g石油磺酸钠，16g羊毛脂，2.5g N-苯基-α-萘胺，3g硫化二聚丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1700转/分钟搅拌1小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨3小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，850小时钢板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.008之间。

实施例3.

称取300g 20号航空润滑油，将100g 12-羟基硬脂酸锂加入到油中，加热搅拌，加热温度为93℃，恒温搅拌2小时，使12-羟基硬脂酸锂在油中完全熔化，停止加热，冷却至室温。

称取1.5对甲苯磺酸掺杂聚苯胺，在机械搅拌下缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1800转/分钟热搅拌3h，加热温度90℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散。然后冷却至室温。

量取10g二壬基萘磺酸钡，5g苯并三氮唑，4g二乙烷基二硫代磷酸锌，3g硫化异丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1800转/分钟搅拌2小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨4小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，盐雾试验900小时钢板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.007。

实施例4.

称取350g 20号航空润滑油，将100g 12-羟基硬脂酸锂加入到油中，加热搅拌，加热温度为93℃，恒温搅拌2小时，使12-羟基硬脂酸锂油中完全熔化。停止加热，冷却至室温。

称取2g樟脑磺酸掺杂聚苯胺粉末，在机械搅拌下缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1600转/分钟搅拌4小时，加热温度100℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散。然后冷却至室温。

量取10g二壬基萘磺酸钡，5g苯并三氮唑，4g二乙烷基二硫代磷酸锌，3g硫化异丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1600转/分钟搅拌2小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨4小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，盐雾试验820小时钢板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.008。

实施例5.

称取350g 4104合成油，将120g硬脂酸钡加入到合成油中，加热搅拌，加热温度为135℃，恒温搅拌2小时，使硬脂酸钡在油中完全熔化，停止加热，冷却至室温。

称取2g十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺粉末，在机械搅拌下缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加热温度为70℃，以1700转/分钟搅拌3小时，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散，然后冷却至室温。

量取10g石油磺酸钡，5g苯并三氮唑，3g二苯胺，3g磷酸三乙酯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1700转/分钟搅拌4小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨3小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，盐雾试验900小时钢板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.010。

实施例6.

称取350g 4104合成油，将100g硬脂酸钠加入到油中，加热搅拌，加热温度为140℃，恒温搅拌3小时，使硬脂酸钠在油中完全熔化。停止加热，冷却至室温。

称取1.6g樟脑磺酸掺杂聚苯胺粉末，在机械搅拌十缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1800转/分钟搅拌4小时，加热温度100℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散。然后冷却至室温。

量取10g石油磺酸钡，5g苯并三氮唑，3g山梨酸醇酐单油酸酯，5g苯二胺，3g硫化二聚丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1800转/分钟搅拌4小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨5小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的低碳钢板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，盐雾试验910小时钢板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.009。

实施例7.

称取350g 8号航空润滑油，将120g 12-羟基硬脂酸锂加入到油中，加热搅拌，加热温度为93℃，恒温搅拌5小时，使12-羟基硬脂酸锂油中完全熔化，停止加热，冷却至室温。

称取2g对甲苯磺酸掺杂聚苯胺粉末，在机械搅拌下缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1600转/分钟搅拌5小时，加热温度70℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散，然后冷却至室温。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨4小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的铜板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，盐雾试验950小时铜板无锈点出现。按照GB/T3142-82国家标准，在-40～150℃温度之间，检测油脂的润滑性能，摩擦系数为0.009。

实施例8.

称取350g 8号航空润滑油，将120g硬脂酸锂加入到油中，加热搅拌，加热温度为200℃，恒温搅拌1.5小时，使硬脂酸锂在油中完全熔化。停止加热，冷却至室温。

称取1.6g十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺，在机械搅拌下缓慢将导电聚苯胺粉末加入到上述混合油中，以1600转/分钟搅拌3小时，加热温度为90℃，使导电聚苯胺在油脂中达到纳米级分散。然后冷却至室温。

量取10g石油磺酸钡，16g羊毛脂，2.5g N-苯基-α-萘胺，3g硫化二聚丁烯缓慢加入到上述油脂中，并继续以1600转/分钟搅拌3小时，搅拌均匀。

将混合好的油脂在锥体磨上反复研磨10小时。将上述防锈油脂涂覆在经过表面处理的铝板上，控制厚度100μm，采用ASTM B117国际标准盐雾试验，1000小时铝板无锈点出现。

以上实施例1～8所得产品实用温度范围为：-40～150℃之间，摩擦系数符合GB/T3142-82检验标准。

Claims

1、一种导电高分子高温润滑油脂，其特征在于：由下列含量按重量百分比计的原料组成：基础油50％～90％、皂基稠化剂5％～30％、导电高分子0.1％～10％、防锈添加剂0.1％～10％、抗氧添加剂0.1％～10％、抗磨添加剂0.1％～10％，

所述的导电高分子为下列导电聚苯胺其中一种：十二烷基苯磺酸掺杂导电聚苯胺、对甲苯磺酸掺杂导电聚苯胺、樟脑磺酸掺杂导电聚苯胺；

所述的基础油是：矿物油和合成油中的一种或两种以上的混合物；

所述的皂基稠化剂包括下列化合物中的一种或两种以上的混合物：硬脂酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅皂，12-羟基硬脂酸锂、12-羟基硬脂酸钠、12-羟基硬脂酸钾、12-羟基硬脂酸钙、12-羟基硬脂酸铅皂，油酸锂、油酸钠、油酸钾、油酸钙、油酸铅皂；

所述的防锈添加剂是：亚硝酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、石油磺酸钠、咪唑啉、羊毛脂、二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑、环烷酸锌和山梨醇酐单油酸酯中的一种或两种以上的混合物；

所述的抗氧添加剂是下列化合物中的一种：N-苯基-α-萘胺、二乙烷基二硫代磷酸锌、二苯胺、苯二胺；

所述的抗磨添加剂是下列化合物中的一种：硫化二聚丁烯、硫化异丁烯、磷酸三乙酯、磷酸胺、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、氯化石蜡、环烷酸铅。

2、权利要求1所述导电高分子高温润滑油脂的制备方法，其步骤如下：

1)量取配方中的皂基稠化剂，加入到基础油中，加热搅拌基础油，加热温度50～200℃，加热搅拌时间1～5小时，使皂基稠化剂在基础油中全部熔化溶解，然后冷却至室温；

2)量取配方中的导电态聚苯胺粉末，加入上述共混油脂中，以1600～1800转/分钟机械搅拌1～5小时，加热温度至50～100℃，然后冷却至室温；

3)量取防锈添加剂、抗氧添加剂、抗磨添加剂，在机械搅拌下，分别加入到上述共混油脂中，以1600～1800转/分钟机械搅拌1～3小时；

4)将以上配制好的混合油脂，反复研磨1～10小时，得到导电高分子高温润滑油脂。