CN1727461A - 水溶润滑剂组合物及其制备方法和润滑液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水溶润滑剂组合物及其制备方法。该水溶润滑剂组合物包含浓缩抗氧防锈酚、溶水磺酸钙、二叔基对甲酚、溶水硅油、二硫化钼酚和酸铅酚，并可按需要添加一定量的微型锌酚、硫酸仲醇基锌盐、丁辛基锌盐、硫磷酸钙酚和/或己辛酸以改善性能，以及添加适量的三元乙炳50和溶剂油200#以增加动力粘度。本发明还提供了该水溶润滑剂组合物的制备方法。该水溶润滑剂适用于各种机械材料的润滑。

Description

水溶润滑剂组合物及其制备方法和润滑液

【技术领域】

本发明涉及一种水溶性润滑剂组合物及其制备方法和用途，具体的说涉及一种由有机酚类物质、无机盐和硅油混合制备的溶于水的润滑剂组合物，可应用于各种机械的摩擦润滑。

【背景技术】

在科学技术高速发展的今天，车辆增多，机械设备不断更新(功率增大，转速不断提高，精确度及精密度也不断改进和完善)，同时，工业的发展对大气及环境的污染也在不断增加，电力资源紧张，矿物油资源匮乏，节约燃油、润滑油势在必行，这些都与润滑材料有着密切的关系。于此同时，因为使用矿物油润滑材料，直接或间接地污染空气、水源和土地，相当多的新型机械设备急需利用以水为介质的润滑材料来进行润滑，如精细陶瓷、增强塑料在高速、高压状况下的耐摩擦、磨损等。

【发明内容】

本发明的目的是为了克服现有的润滑材料的资源浪费、污染严重、闪点低、温度高、不可降解、毒性大、摩擦阻力大、磨损严重、能源消耗大的缺陷，提供一种新型的水溶润滑剂组合物。该产品无毒、无味、无污染、可降解、减小摩擦阻力、减少磨损，可节约能源消耗，延长机械寿命。

本发明的另一目的是提供一种本发明的水溶润滑剂组合物的制备方法。

本发明还有一个目的是提供一种采用本发明的水溶润滑剂组合物制得润滑液，作为各种机械摩擦润滑材料。

本发明人制备了一种新型水溶润滑剂组合物，其包含：(a)0.2～10重量份的浓缩抗氧防锈酚；(b)1～15重量份的溶水磺酸钙；(c)0.3～10重量份的二叔基对甲酚；(d)0.5～10重量份的溶水硅油；(e)2～8重量份的二硫化钼酚；和(f)2.5～15重量份的酸铅酚。

优选的水溶润滑剂组合物还进一步包含以下组分中的一种或者多种：(g)0.8～15重量份的微型锌酚；(h)2～20重量份的硫酸仲醇基锌盐和/或丁辛基锌盐；(i)1～8重量份的硫磷酸钙酚；(j)3～15重量份的己辛酸的组分。

为增加该水溶润滑剂组合物的动力粘度，还可进一步包含占其总重量1～20％的以下添加剂：重量比为1∶10的三元乙炳50和溶剂油200#。每加入水溶润滑剂组合物总重量1.2％的该添加剂，100℃时可增加1个动力粘度单位(mm²/s)。

上述水溶润滑剂组合物的制备方法，包括下列步骤：

(1)将(a)0.2～10重量份的浓缩抗氧防锈酚和(b)1～15重量份的溶水磺酸钙用热水稀释水洗，在120℃以上搅拌60～120分钟，调pH值至6.5～7，得到基础润滑剂(A)；

优选，在加入(a)0.2～10重量份的浓缩抗氧防锈酚和(b)1～15重量份的溶水磺酸钙的同时加入(g)0.8～15重量份的微型锌酚，用热水稀释水洗，在120℃以上搅拌60～120分钟，调pH值至6.5～7，得到基础润滑剂(A)；

(2)按照步骤(1)所示方法用(c)0.3～10重量份的二叔基对甲酚和(d)0.5～10重量份的溶水硅油制得基础润滑剂(B)；

优选，在加入(c)0.3～10重量份的二叔基对甲酚和(d)0.5～10重量份的溶水硅油的同时加入(h)2～20重量份的硫酸仲醇基锌盐和/或丁辛基锌盐，按照步骤(1)所示方法制得基础润滑剂(B)；

(3)按照步骤(1)所示方法用(e)2～8重量份的二硫化钼酚和(f)2.5～15重量份的酸铅酚制得基础润滑剂(C)；

优选，在加入(e)2～8重量份的二硫化钼酚和(f)2.5～15重量份的酸铅酚的同时加入(i)1～8重量份的硫磷酸钙酚和/或(j)3～15重量份的己辛酸，按照步骤(1)所示方法制制得基础润滑剂(C)；

(4)将基础润滑剂(A)加温到75～85℃后加入基础润滑剂(B)，待温度回升到75～85℃加入基础润滑剂(C)，整个过程保持温度在75～85℃，持续搅拌90～120分钟；

(5)将混合好的润滑剂组合物存放到密封罐中酯化，自然冷却至常温即得到本发明的水溶润滑剂组合物成品。

为增加该水溶润滑剂组合物的动力粘度，还可按比例加入添加剂，其制备方法如下：将重量比为1∶10的三元乙炳50溶剂油200#用热水稀释水洗，在120℃以上搅拌60～120分钟制得添加剂(D)。

添加剂(D)的添加方式如下所述：将上述基础润滑剂(A)加温到75～85℃后加入上述基础润滑剂(B)，待温度回升到75～85℃加入上述基础润滑剂(C)，温度回升到75～85℃后又根据实际需要按比例加入适量的添加剂(D)(注：每加入水溶润滑剂组合物总重量1.2％的添加剂(D)，100℃时可增加1个动力粘度单位(mm²/s))，整个过程保持温度在75～85℃，持续搅拌90～120分钟。最后将混合好的润滑剂组合物存放到密封罐中酯化，自然冷却至常温即得到本发明的水溶润滑剂组合物成品。

根据本方法制备的水溶润滑剂组合物在100℃下的动力粘度为7～10mm²/s，开口闪点130～160℃，倾点-30℃～-20℃，密度0.8～1.1kg/L，色度0.7～0.9。

7.5～8.5％的该水溶润滑剂组合物与91.5～92.5％的纯水混合即得到润滑液。这种新型润滑液的润滑机理在于，通过机械摩擦、磨损，该水溶润滑剂与金属微屑在特定的物理化学条件下发生反应，在两个摩擦物体表面产生新的生态物质，形成“共晶球体”，使摩擦物体表面修复形成33μm厚的保护膜，并渗透到金属内部，从而改变摩擦物体表面性质，使之富有弹性，实现滚动摩擦。而水作为润滑剂的运输载体，并具有散热功能，从而降低摩擦系数，减小磨损，使机械在特殊环境下持久稳定工作，发挥最大功能，提高综合经济效益。

本发明的水溶润滑剂组合物通过与水的融和，成为新的润滑液，节能、抗磨、可降解、大大提高机械输出功率。该水溶润滑剂完全可实现无油全水润滑，使用效果比用油提高综合效益3-4倍，而且介质成本低廉，制备工艺简单，生产、运输、使用清洁环保，安全可靠，可降解性能优异，完全达到无害化自由排放，是理想的替代矿物油、植物油润滑材料的产品。

【具体实施方式】

实施例1

(1)通过将(a)0.5重量份的浓缩抗氧防锈酚、(b)2重量份的溶水磺酸钙和(g)2.5重量份的微型锌酚加入到兜底型搅拌反应釜中，用热水稀释水洗，搅拌转数为180转/分钟，保持溶液仓内温度在120℃以上搅拌60～120分钟，用环烷酸股和/或氢氧化钠调pH6.5～7，由排渣口排出杂质，从而制备得到基础润滑剂(A)；

(2)按照上述步骤(1)所示方法用(c)2重量份的二叔基对甲酚、(d)3.5重量份的溶水硅油和(h)8重量份的硫酸仲醇基锌盐制得基础润滑剂(B)；

(3)按照上述步骤(1)所示方法用(e)3重量份的二硫化钼酚、(f)3重量份的酸铅酚、(i)5重量份的硫磷酸钙酚和(j)10重量份的己辛酸制得基础润滑剂(C)；

(4)通过将(k)10重量份的三元乙炳50和(l)100重量份的溶剂油200#加入到兜底型搅拌反应釜中用热水稀释水洗，搅拌转数为180转/分钟，保持溶液仓内温度在120℃以上搅拌60～120分钟后，由排渣口排出杂质，制备得到添加剂(D)；

(5)将上述基础润滑剂(A)加入到兜底型搅拌反应釜中，加温到75～85℃后加入上述基础润滑剂(B)，待温度回升到75～85℃加入上述基础润滑剂(C)，温度回升到75～85℃后加入占总重量10％的上述添加剂(D)，整个过程保持温度在75～85℃，持续搅拌90～120分钟，搅拌转数为180转/分钟。最后将混合好的润滑剂组合物存放到密封罐中酯化，自然冷却至常温即得到水溶润滑剂组合物成品1。

(6)取8％的水溶润滑剂组合物成品1和92％的纯水混合得到润滑液产品1。

(7)该润滑液产品1采用Am抗摩实验机，以普通润滑油(CD级)为对照，在常温下进行实验，实验负载压力为90kg，运转60min后测磨损面和油槽内油温，实验结果如表2所示。

实施例2

按实施例1所述的制备方法制备基础润滑剂(A)、(B)、(C)和添加剂(D)，各原料物用量如表1所示，将基础润滑剂(A)、(B)、(C)和占总重量5％添加剂(D)调制成润滑液产品2的方法同实施例1(5)和(6)，按实施例1(7)所述方法对润滑液产品2进行测试，测试结果如表2所示。

实施例3

按实施例1所述的制备方法制备基础润滑剂(A)、(B)、(C)和添加剂(D)，各原料物用量如表1所示，将基础润滑剂(A)、(B)、(C)和占总重量16％添加剂(D)调制成润滑液产品3的方法同实施例1(5)和(6)，按实施例1(7)所述方法对润滑液产品3进行测试，测试结果如表2所示。

实施例4

按实施例1所述的制备方法制备基础润滑剂(A)、(B)、(C)和添加剂(D)，各原料物用量如表1所示，将基础润滑剂(A)、(B)、(C)和占总重量3％添加剂(D)调制成润滑液产品4的方法同实施例1(5)和(6)，按实施例1(7)所述方法对润滑液产品4进行测试，测试结果如表2所示。

实施例5

按实施例1所述的制备方法制备基础润滑剂(A)、(B)、(C)和添加剂(D)，各原料物用量如表1所示，将基础润滑剂(A)、(B)、(C)和占总重量20％添加剂(D)调制成润滑液产品5的方法同实施例1(5)和(6)，按实施例1(7)所述方法对润滑液产品5进行测试，测试结果如表2所示。

实施例6

按实施例1所述的制备方法制备基础润滑剂(A)、(B)、(C)和添加剂(D)，各原料物用量如表1所示，将基础润滑剂(A)、(B)、(C)和占总重量15％添加剂(D)调制成润滑液产品6的方法同实施例1(5)和(6)，按实施例1(7)所述方法对润滑液产品6进行测试，测试结果如表2所示。

表1.

实施例			1	2	3	4	5	6
									A	(a)浓缩抗氧防锈酚		0.5	0.2	9.5	3	7.5	1
(b)溶水磺酸钙		2	0.5	13.5	7.5	12	5
								(g)微型锌酚		2.5	14	0.9	3	-	12.5
B	(c)二叔基对甲酚		2	9.5	0.6	0.4	5									7.5
								(d)溶水硅油		3.5	1.5	8.5	3	7	10
	(h)	硫酸仲醇基锌盐	8	-	3	10	17									-
								丁辛基锌盐	-	8	2	7	-	-
		C	(e)二硫化钼酚		3	7.5	4.5								2.5	6	8
(f)酸铅酚								3	6.5	7.5	15	13	2.5
			(i)硫磷酸钙酚		5	2	7							-	1	8
(j)己辛酸								10	4.5	-	14	10	3
			添加剂(D)			4.4	2.7							11	2	19.6	10

表2

实验样品	润滑油(CD级)	产品1	产品2	产品3	产品4	产品5	产品6
								摩擦噪音(分贝)	110	85	100	97	90	87	92
磨损面(mm)(长×宽×深)	5×1.5×3	1×0.5×0.6	1.5×0.5×0.7	1.4×0.5×0.6	1.5×0.4×0.5	1×0.5×0.5	1.5×0.6×0.6
								油槽油温(℃)	120	38	40	40	39	41	42
最大无卡咬量(kg)	95	760	740	750	742	780	720

Claims (9)

1.一种水溶润滑剂组合物，其包含：

(a)0.2～10重量份的浓缩抗氧防锈酚；

(b)1～15重量份的溶水磺酸钙；

(c)0.3～10重量份的二叔基对甲酚；

(d)0.5～10重量份的溶水硅油；

(e)2～8重量份的二硫化钼酚；

(f)2.5～15重量份的酸铅酚。

2.如权利要求1所述的水溶润滑剂组合物，其特征在于进一步包含以下组分中的一种或者多种：

(g)0.8～15重量份的微型锌酚；

(h)2～20重量份的硫酸仲醇基锌盐和/或丁辛基锌盐；

(i)1～8重量份的硫磷酸钙酚；

(j)3～15重量份的己辛酸。

3.如权利要求1或2所述水溶润滑剂组合物，其特征在于包含以下组分：

(a)0.5重量份的浓缩抗氧防锈酚；

(b)2重量份的溶水磺酸钙；

(c)2重量份的二叔基对甲酚；

(d)3.5重量份的溶水硅油；

(e)3重量份的二硫化钼酚；

(f)3重量份的酸铅酚；

(g)2.5重量份的微型锌酚；

(h)8重量份的硫酸仲醇基锌盐或/和丁辛基锌盐；

(i)5重量份的硫磷酸钙酚；

(j)10重量份的己辛酸。

4.如权利要求1或2所述水溶润滑剂组合物，其特征在于进一步包含占其总重量1～20％的以下添加剂：重量比为1∶10的三元乙炳50和溶剂油200#。

5.一种水溶润滑剂组合物的制备方法，依次包括下列步骤：

(1)将(a)0.2～10重量份的浓缩抗氧防锈酚和(b)1～15重量份的溶水磺酸钙用热水稀释水洗，在120℃以上搅拌60～120分钟，调pH值至6.5～7，得到基础润滑剂(A)；

(2)按照步骤(1)所示方法用(c)0.3～10重量份的二叔基对甲酚和(d)0.5～10重量份的溶水硅油制得基础润滑剂(B)；

(3)按照步骤(1)所示方法用(e)2～8重量份的二硫化钼酚和(f)2.5～15重量份的酸铅酚制得基础润滑剂(C)；

(4)将基础润滑剂(A)加温到75～85℃后加入基础润滑剂(B)，待温度回升到75～85℃加入基础润滑剂(C)，整个过程保持温度在75～85℃，持续搅拌90～120分钟；

(5)将混合好的润滑剂组合物存放到密封罐中酯化，自然冷却至常温。

6.如权利要求5所述的水溶润滑剂组合物的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中制备基础润滑剂(A)时进一步添加了(g)0.8～15重量份的微型锌酚。

7.如权利要求5所述的水溶润滑剂组合物的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中制备基础润滑剂(B)时进一步添加了(h)2～20重量份的硫酸仲醇基锌盐和/或丁辛基锌盐。

8.如权利要求5所述的水溶润滑剂组合物的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中制备基础润滑剂(C)时进一步添加了(i)1～8重量份的硫磷酸钙酚和/或(j)3～15重量份的己辛酸。

9.一种润滑液，包含重量百分比为7.5～8.5％的权利要求1所述的水溶润滑剂组合物和91.5～92.5％的纯水。