一种无水钙基型润滑脂及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于石油制品技术领域，具体涉及一种无水钙基型润滑脂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.汽车天窗的保养过程一般分为两方面：一个是胶条的清洗，另一个是排水管的清理和滑轨的润滑。由于普通润滑脂使用时间长了容易凝结灰尘，引起天窗卡滞，反而容易堵塞排水孔，导致漏水现象产生，同时，润滑脂必须对天窗的密封圈的相容性很好，不然在使用中密封圈会逐渐老化，引起密封性不好，导致天窗漏水。因此汽车天窗滑轨需要用专用的润滑脂进行密封和润滑。
3.目前汽车天窗滑轨用润滑脂一般都是使用半固体的锂基润滑脂，而由于氢氧化锂的价格影响导致润滑脂的成本高，不利于工业使用。在现有技术的研究中，有尝试用价格更便宜的氢氧化钙替换氢氧化锂，例如中国专利cn109797032a公开了一种新型无水钙基润滑脂及制备方法，使用氢氧化钙作为稠化剂，但是这种润滑脂与天窗的密封圈的相容性不好，导致使用一段时间后密封性变差引起天窗漏水。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种无水钙基型润滑脂及其制备方法和应用，本发明提供的无水钙基型润滑脂与汽车天窗的密封圈的相容性好，且成本低；长期使用也具有良好的防水性，同时还能在高温或低温环境下保持稳定性，密封性和润滑性。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明提供了一种无水钙基型润滑脂，包括以下质量百分含量的组分：稠化剂7～9％，润滑剂68～72％，抗氧剂0.3～0.5％，无机填料20～24％，防锈剂0.3～0.5％；
7.所述润滑剂包括聚α烯烃合成油和合成酯类基础油；
8.所述稠化剂由混合脂肪酸和氢氧化钙皂化得到。
9.优选的，所述混合脂肪酸与氢氧化钙的质量比为10:1～8:2。
10.优选的，所述混合脂肪酸包括12-羟基硬脂酸和硬脂酸，所述12-羟基硬脂酸与硬脂酸的质量比为8:2～6:4。
11.优选的，所述聚α烯烃合成油与所述合成酯类基础油的质量比为1:0.2～1:0.3。
12.优选的，所述防锈剂包括甲基苯并三唑。
13.优选的，所述抗氧剂包括二苯胺、甲基二苯胺、苯基-ɑ-萘胺和2,6-二叔丁基对甲苯酚中的一种或多种。
14.优选的，所述无机填料为碳酸钙，所述碳酸钙的粒径为10～15μm，所述碳酸钙的密度为2.6～2.7g/cm2。
15.本发明提供上述技术方案所述的无水钙基型润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
16.(1)将部分润滑剂、混合脂肪酸和氢氧化钙混合进行皂化反应，得到皂化物料；
17.(2)将所述皂化物料加热脱水，得到的脱水物料和剩余润滑剂混合后均质，得到均质物料；
18.(3)将所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合，得到所述无水钙基型润滑脂。
19.优选的，所述皂化反应温度为100～105℃，保温时间为1～2h。
20.本发明提供了上述技术方案所述的无水钙基型润滑脂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的无水钙基型润滑脂作为汽车天窗滑轨润滑油的应用。
21.本发明提供的无水钙基型润滑脂，包括以下质量百分含量的组分：稠化剂7～9％，润滑剂68～72％，抗氧剂0.3～0.5％，无机填料20～24％，防锈剂0.3～0.5％；所述润滑剂包括聚α烯烃合成油和合成酯类基础油；所述稠化剂由混合脂肪酸和氢氧化钙皂化得到。本发明的稠化剂与润滑剂配合，分散在润滑剂中并形成润滑脂的结构骨架，使润滑剂被吸附和固定在结构骨架中，并且本发明的稠化剂用混和脂肪酸和氢氧化钙皂化得到，原料成本低，有效的节约了成本。另外本发明通过使用聚α烯烃合成油和合成酯类基础油混合使用，有效的增强了产品对合成橡胶的相容性。同时本发明的抗氧剂、无机填料、防锈剂等具有抗水性好的特点，协助稠化剂和润滑剂制备了一种比重大、紧密型的无水钙基型润滑脂。根据实施例可知，本技术制备得到的无水钙基型润滑脂不仅成本低与汽车天窗的密封圈的相容性好，并且具有良好的润滑性，抗水性。
22.本发明提供了上述技术方案所述的无水钙基型润滑脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将部分润滑剂、混合脂肪酸和氢氧化钙混合进行皂化反应，得到皂化物料；(2)将所述皂化物料加热脱水，得到的脱水物料和剩余润滑剂混合后均质，得到均质物料；(3)将所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合，得到所述无水钙基型润滑脂。本技术的制备方法通过将润滑剂分步加入，提高反应的皂化效果，而抗氧剂，无机填料和防锈剂的加入能够提高无水钙基型润滑脂的抗水性能。因此，本发明制备得到的无水钙基型润滑脂能够应用在汽车天窗滑轨上。
具体实施方式
23.本发明提供了一种无水钙基型润滑脂，包括以下质量百分含量的组分：稠化剂7～9％，润滑剂68～72％，抗氧剂0.3～0.5％，无机填料20～24％，防锈剂0.3～0.5％；
24.所述润滑剂包括聚α烯烃合成油和合成酯类基础油；
25.所述稠化剂由混合脂肪酸和氢氧化钙皂化得到。
26.在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
27.以质量百分含量计，本发明提供的无水钙基性润滑脂包括7～9％的稠化剂，优选为7.5～8.5％。
28.在本发明中，所述稠化剂由混合脂肪酸和氢氧化钙皂化得到。所述混合脂肪酸优选包括12-羟基硬脂酸和硬脂酸，所述12-羟基硬脂酸与硬脂酸的质量比优选为8:2～6:4，更优选为6:2～6:3；所述混合脂肪酸与氢氧化钙的质量比优选为10:1～8:2，更优选为9:1～9:2。
29.在本发明中，12-羟基硬脂酸与硬脂酸分别与氢氧化钙皂化，得到的稠化剂能够稠化润滑油而制备得到钙基润滑脂。
30.以质量百分含量计，本发明提供的无水钙基润滑脂包括70～75％的润滑剂，优选为71.5～74％。
31.在本发明中，所述润滑剂包括聚α烯烃合成油(pao)和合成酯类基础油，所述聚α烯烃合成油与所述合成酯类基础油的质量比优选为1:0.2～1:0.3，更优选为1:0.25；所述聚α烯烃合成油优选为pao 20，100℃条件下的粘度优选为20cst，倾点优选为小于-40℃，粘度指数优选为大于130。在本发明中，pao 20受温度变化运动粘度变化小。在本发明中，所述合成酯类基础油优选为偏苯三酯，具体优选为偏苯三酯1941。
32.由于聚α烯烃合成油对橡胶具有一定的收缩作用，本发明通过聚α烯烃合成油和合成酯类基础油混合使用，并调控聚α烯烃合成油与所述合成酯类基础油的质量比优选为1:0.2～1:0.3，能够有效的增强产品对合成橡胶的相容性。
33.以质量百分含量计，本发明提供的无水钙基润滑脂包括0.3～0.5％的抗氧剂，优选为0.35～0.4％。
34.在本发明中，所述抗氧剂优选包括二苯胺、甲基二苯胺、苯基-ɑ-萘胺和2,6-二叔丁基对甲苯酚中的一种或多种，更优选为二苯胺、甲基二苯胺中的一种，进一步优选为甲基二苯胺。
35.以质量百分含量计，本发明提供的无水钙基润滑脂包括20～25％的无机填料，优选为21～24％。
36.在本发明中，所述无机填料优选为碳酸钙，所述碳酸钙的粒径优选为10～15μm，更优选为12～14μm；所述碳酸钙的密度优选为2.6～2.7g/cm2。
37.本发明通过添加碳酸钙作为无机填料，不但能够起到耐磨的效果，而且又是抗水填充剂，具有化学稳定性，抗水性，可以提高润滑脂的抗水、密封和耐磨性能，有利于润滑脂在汽车天窗滑轨上使用。
38.以质量百分含量计，本发明提供的无水钙基润滑脂包括0.3～0.5％的防锈剂，优选为0.35～0.4％。
39.在本发明中，防锈剂优选为甲基苯并三所述甲基苯并三对有色金属防锈功能好，能够提高润滑脂的防锈效果。
40.本发明提供了上述技术方案所述的无水钙基型润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)将部分润滑剂、混合脂肪酸和氢氧化钙混合进行皂化反应，得到皂化物料；
42.(2)将所述皂化物料加热脱水，得到的脱水物料和剩余润滑剂混合后均质，得到均质物料；
43.(3)将所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合，得到所述无水钙基型润滑脂。
44.本发明将部分润滑剂、混合脂肪酸和氢氧化钙混合进行皂化反应，得到皂化物料。
45.在本发明中，所述部分润滑剂的质量优选占润滑剂总质量的1/3～1/2，更优选为1/2。
46.在本发明中，所述混合优选包括以下步骤：将部分润滑剂和混合脂肪酸加热至溶解，得到混合料液；将所述混合料液和氢氧化钙混合。在本发明中，所述加热的温度优选为80℃。
47.在本发明中，所述皂化反应温度优选为100～105℃；保温时间优选为1～2h，更优选为2h。所述皂化反应优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
48.本发明通过将润滑剂分步加入，可以提高反应的皂化效果。本发明采用制备稠化剂的原料，混合脂肪酸和氢氧化钙与部分润滑剂原料进行皂化反应，能够使润滑剂更好的吸附在稠化剂的骨架结构中。
49.得到皂化物料后，本发明将所述皂化物料加热脱水，得到的脱水物料和剩余润滑剂混合后均质，得到均质物料。
50.在本发明中，所述加热脱水的保温温度优选为140℃，保温时间优选为10分钟。在本发明中，所述脱水物料为碱性。
51.在本发明中，所述均质优选在均化器中进行，所述均质的保温温度优选为100～120℃，均质的压力优选为150kg/cm2，所述均质的保温保压时间优选为2h。在本发明中，所述均质在搅拌的条件下进行。
52.得到均质物料后，本发明将所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合，得到所述无水钙基型润滑脂。
53.在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行。所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合的顺序优选为：在第一温度条件下，将均质物料和无机填料预混，得到预混料；将所述预混料降温至第二温度，与抗氧剂和和防锈剂混合。在本发明中，所述第一温度优选为100～120℃。所述第二温度优选≤90℃。
54.在本发明中，所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合后得到初始润滑脂，本发明优选还包括将所述初始润滑脂真空脱气，得到无水钙基型润滑脂。在本发明中，所述真空脱气的真空度优选为600～800mmhg。本发明优选将检验合格后的无水钙基型润滑脂进行包装。
55.本发明提供的无水钙基型润滑脂通过一定比例配比，比重大于1，由于同一物质比重越大，密度就越大，相对密封性就越好，一般润滑脂比重在0.8～0.86左右，密封性稍差，本发明的产品更具精密的密封性。同时本发明提供的配方中采用聚α烯烃合成油和合成酯类基础油混合使用，有效地增强了产品的对合成橡胶的相容性。由此，本发明产品具有良好的润滑性，高低温性，抗水性。另外，采用本发明技术生产的无水钙基脂型汽车天窗滑轨脂，成本低，不受锂基脂的氢氧化锂原料价格高，而产生大波动影响，与锂基脂类产品相比，成本降低。
56.本发明提供了上述技术方案所述的无水钙基型润滑脂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的无水钙基型润滑脂作为汽车天窗滑轨润滑油的应用。
57.本发明提供的无水钙基型润滑脂可以直接使用在汽车天窗滑轨上，在使用过程中能够耐高温和低温，使用的温度范围优选为-40～120℃，并且具有与合成橡胶相容性良好的特点，在与合成橡胶的相容性测试过程中，在70℃168h后重量增加不到1％，相对于只使用pao油制备的无水钙基型润滑脂重量增加只有一半，说明本发明提供的无水钙基型润滑脂与合成橡胶的相容性好。
58.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的无水钙基型润滑脂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
59.实施例1
60.按照表1中实施例1的原料和配比：分别称取以下质量百分含量的组分：12-羟基硬脂酸6.3％，硬脂酸2.7％，氢氧化钙1.7％，pao 2054.4％，偏苯三酯194114％，碳酸钙20％，甲基二苯胺0.5％，甲基苯并三0.4％；
61.将12-羟基硬脂酸，硬脂酸与1/2的基础油进行升温全部溶解。当温度为80℃时，开始加入氢氧化钙，进行搅拌皂化2h，温度控制在100℃皂化2h，皂化完毕，缓慢升温脱水，直到温度为140℃时，保持10分钟，逐步加余下基础油。同时取样用酚酞滴定，颜色呈红色，呈碱性。基础油加完后，倒釜冷却用均化器，在温度为110℃，压力为150kg/cm2，均化2h，再加入碳酸钙固体粉末，搅拌均匀，直到90℃，再加入甲基苯三和甲基二苯胺，搅拌均匀，然后在真空度600-800mmhg下真空脱气，在检验合格后可包装。
62.实施例2
63.制备过程与实施例1相同，实施例2所用原料的种类和质量百分含量列于表1中。
64.实施例3
65.制备过程与实施例1相同，实施例3所用原料的种类和质量百分含量列于表1中。
66.对比例1
67.制备过程与实施例1相同，对比例1所用原料的种类和质量百分含量列于表1中。
68.对比例2
69.制备过程与实施例1相同，对比例2所用原料的种类和质量百分含量列于表1中。
70.表1实施例1～3及对比例1～2所用原料的种类和质量百分含量
[0071][0072]
表2实施例1～3及对比例1～2的测试结果
[0073][0074]
表2给出了实施例1～3及对比例1～2的滴点、氧化安定性、与合成橡胶相容性等测试结果，根据对比例1的测试结果可知，使用pao油和偏苯三酯混合的无水钙基型润滑脂与合成橡胶相容性优于只使用pao油的无水钙基型润滑脂与合成橡胶相容性，根据对比例2的测试结果可知，添加碳酸钙的无水钙基型润滑脂的氧化安定性，钢网分油，以及滴点等性能优于未添加碳酸钙的无水钙基型润滑脂的性能。
[0075]
本发明提供的无水钙基型汽车天窗滑轨润滑脂不仅成本低，是原先用锂基润滑脂制备的70—75％，而且经用户使用表明不仅与汽车天窗的密封圈的相容性好，并且具有良好的润滑性，密封性，抗水性，符合汽车行业天窗滑轨的使用规范要求。
[0076]
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

技术特征：
1.一种无水钙基型润滑脂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：稠化剂7～9％，润滑剂68～72％，抗氧剂0.3～0.5％，无机填料20～24％，防锈剂0.3～0.5％；所述润滑剂包括聚α烯烃合成油和合成酯类基础油；所述稠化剂由混合脂肪酸和氢氧化钙皂化得到。2.根据权利要求1所述的无水钙基型润滑脂，其特征在于，所述混合脂肪酸与氢氧化钙的质量比为10:1～8:2。3.根据权利要求1或2所述的无水钙基型润滑脂，其特征在于，所述混合脂肪酸包括12-羟基硬脂酸和硬脂酸，所述12-羟基硬脂酸与硬脂酸的质量比为8:2～6:4。4.根据权利要求1所述的无水钙基型润滑脂，其特征在于，所述聚α烯烃合成油与所述合成酯类基础油的质量比为1:0.2～1:0.3。5.根据权利要求1所述的无水钙基型润滑脂，其特征在于，所述防锈剂包括甲基苯并三6.根据权利要求1所述的无水钙基型润滑脂，其特征在于，所述抗氧剂包括二苯胺、甲基二苯胺、苯基-ɑ-萘胺和2,6-二叔丁基对甲苯酚中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的无水钙基型润滑脂，其特征在于，所述无机填料为碳酸钙，所述碳酸钙的粒径为10～15μm，所述碳酸钙的密度为2.6～2.7g/cm2。8.权利要求1～7任一项所述的无水钙基型润滑脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将部分润滑剂、混合脂肪酸和氢氧化钙混合进行皂化反应，得到皂化物料；(2)将所述皂化物料加热脱水，得到的脱水物料和剩余润滑剂混合后均质，得到均质物料；(3)将所述均质物料、抗氧剂、无机填料和防锈剂混合，得到所述无水钙基型润滑脂。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述皂化反应的温度为100～105℃，保温时间为1～2h。10.权利要求1～7任一项所述的无水钙基型润滑脂或权利要求8或9所述的制备方法得到的无水钙基型润滑脂作为汽车天窗滑轨润滑油的应用。

技术总结
本发明属于石油制品技术领域，具体涉及一种无水钙基型润滑脂及其制备方法和应用。本发明提供了一种无水钙基型润滑脂，包括稠化剂，润滑剂，抗氧剂，无机填料，防锈剂，其中润滑剂包括聚α烯烃合成油和合成酯类基础油。本发明提供的无水钙基型润滑脂不仅成本低与汽车天窗的密封圈的相容性好，并且具有良好的润滑性，抗水性。抗水性。


技术研发人员：赵腾浩 刘姌
受保护的技术使用者：河南华祥特种润滑油有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/9/22