一种多功能润滑脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能润滑脂，包括以下原料：稠化剂、防锈剂、抗氧剂、抗磨剂、油性剂、纳米金属粉末、碳基复合粉末及基础油；其中，所述纳米金属粉末是以球形纳米锡铜合金粉为主体基质，表面包裹有机缓蚀膜层；所述碳基复合粉末是以经过碱液活化后的炭黑为基体，在基体表面原位生成镁铝水滑石，通过间氨基苯甲酸层间置换后，再依次接枝戊二醛及2

【技术实现步骤摘要】
一种多功能润滑脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于润滑剂
，具体涉及一种多功能润滑脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业润滑剂有着“流淌在制造业中的血液”之称，在现代机械制造业中发挥了巨大的作用，是使用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑脂是一种能够保持在机械零部件表面，黏附性能比润滑油优异的膏状润滑剂。润滑脂由稠化剂、基础油和添加剂形成以皂纤维为固分散相、以基础油为液连续相的固
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液二相体系，在常温和静止状态下附着在机械零部件的表面，起到密封防护作用，在受到外力剪切时会析出基础油并形成油膜，以保护接触表面。科技的进步推动了工业革命的发展，机械加工设备品种日益繁多、复杂性越来越高，对工业用润滑脂的品质提出更高的要求。
[0003]为改善润滑脂某一方面的性能，可以加入功能性的添加剂或填料等。常见的添加剂有减摩剂、抗磨剂和抗氧剂等，添加剂的含量虽然很少，但是其作用对于润滑脂至关重要。公开号为CN108130173A的专利公开了一种复合锂基润滑脂，原料包括基础油、高级脂肪酸、二元酸、硼酸、单水氢氧化锂、二烷基二硫代磷酸锌、有机钼盐；通过二烷基二硫代磷酸锌、有机钼及硼酸锂盐协同作用，制得具有优异抗磨极压性、机械安定性、耐高温的长寿命多效复合锂基润滑脂。然而，该体系抗水性差，且二烷基二硫代磷酸锌作为减摩抗磨剂在高温和高压下会分解产生挥发性磷物质和灰分，破坏润滑界面形成的隔离膜，影响润滑和保护作用。CN115491244A的专利公开了一种减震抗磨高温润滑脂组合物，以基础油为主要成分，以氢氧化锂、氢氧化钙、12
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羟基硬脂酸及葵二酸的复配物作为稠化剂，并复配有防锈剂、抗氧化剂、极压抗磨剂、增黏剂、抗氧抗腐剂，通过复合锂的高温性能协同复合钙的抗水性，提高了润滑脂的高温性和抗水性；从该申请效果数据可见，其高温性和抗水淋性能仍需提高，不然难以在高温高湿、高负荷等特殊工况条件下提供稳定、可靠、长效的润滑。
[0004]近年来，随着纳米技术的不断进步，纳米粒子作为润滑油/脂添加剂，己受到国内外科研人员的广泛关注。研究发现，纳米材料可提升润滑油脂的摩擦学性能。公开号为CN109233948B的专利公开了一种类水滑石润滑油修复剂，通过加入表面被硅烷偶联剂改性的层状双金属氢氧化物，提高润滑油修复剂的抗磨损性能，但该粉末的分散介质是基础油，由于纳米颗粒的粒径小、表面能高，在纳米颗粒层间的强范德华力有利于粒子的二次团聚，润滑脂的粘度较大，纳米颗粒很难在润滑脂中均匀分散。添加剂的分散稳定性差，会连带整个润滑系统性能下降，限制了纳米润滑效应的发挥。
[0005]对于企业而言，合理使用润滑脂是延长设备使用寿命、保证设备良好稳定运行的关键，面对种类繁多的原料和添加剂，如何通过复配和改良，以达到提高产品品质、扩宽使用工况、延长更换周期的目标，对于保障安全生产、节能降耗以及提高生产效率，均具有极其重要的意义。

技术实现思路

[0006]为了提升润滑脂的理化指标和润滑防护性能，本专利技术提供一种多功能润滑脂及其制备方法，通过稠化剂、防锈剂、抗氧剂、抗磨剂、油性剂及基础油的调配以及加工工艺的控制，提高润滑脂的耐温性和抗水性，并添加纳米金属粉末与碳基复合粉末，进一步达到了极少的钢网分油效果，提高了稳定性和润滑性，延长了使用周期。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种多功能润滑脂，包括以下质量百分数的原料：
[0009]稠化剂7～14％、防锈剂2～5％、抗氧剂0.5～3％、抗磨剂1～3％、油性剂1～2％、纳米金属粉末0.1～0.8％及碳基复合粉末0.2～1.2％，余量为基础油；
[0010]其中，所述纳米金属粉末是以球形纳米锡铜合金粉为主体基质，表面包裹有机缓蚀膜层；
[0011]所述碳基复合粉末的制备步骤如下：
[0012](1)将炭黑分散于质量分数为8％～15％的氢氧化钾溶液中，于90～110℃水热反应1～3h，经固液分离，取固体洗涤、干燥、研磨、过筛，得到活化后的炭黑；
[0013](2)将硝酸铝、硝酸镁和尿素溶于去离子水中，再加入步骤(1)所得活化后的炭黑，超声分散10～20min后，于120～180℃水热反应12～24h，经固液分离，取固体洗涤、干燥，得到镁铝水滑石负载炭黑；
[0014](3)将溶于乙醇，得到有机溶液；将步骤(2)所得镁铝水滑石负载炭黑分散于乙醇中，于氮气气氛下，边搅拌边加入有机酸溶液，得到前驱液；将前驱液继续于氮气气氛、80～110℃搅拌反应2～4h后，经固液分离，取固体洗涤、干燥，得到带有氨基的有机插层水滑石负载炭黑；
[0015](4)将戊二醛充分分散于乙醇中，得到戊二醛溶液；向戊二醛溶液中加入步骤(3)所得带有氨基的有机插层水滑石负载炭黑，于密闭容器内，室温下搅拌反应12～24h后，经固液分离，取固体洗涤、干燥，得到接枝戊二醛的有机插层水滑石负载炭黑；
[0016](5)将2
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氨基
‑5‑
巯基
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1,3,4
‑
噻二唑溶于二甲基甲酰胺中，加入步骤(4)所得带有醛基的有机插层水滑石负载炭黑，于密闭容器内，室温下搅拌反应12～24h后，经固液分离，取固体洗涤、干燥，即得碳基复合粉末；
[0017]其中，硝酸铝、硝酸镁、尿素、、戊二醛及2
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氨基
‑5‑
巯基
‑
1,3,4
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噻二唑的摩尔比为1:(2～3):(3.5～5):(3.5～7):(3.5～7.5):(3.5～7.5)。
[0018]润滑脂为非牛顿力学体系，静态下碳基复合材料不会因范德华力而团聚。但是，在参与润滑时，频繁的剪切力和压力混合影响下，微粒聚集的几率增大。虽然表面经低分子聚合物包覆，可以改善碳基复合材料与润滑脂的相容性，从而提高分散稳定性，但包覆聚合物会影响碳基复合材料的渗透性和层间物润滑性的发挥，反而不利于整体性能的提升。本申请通过探究有机插层前后碳基复合材料的摩擦系数，发现有机插层增大了片层间的层间距，改善了碳基复合材料与润滑脂的界面性能，可以抑制碳基复合材料的团聚，减弱纳米材料团聚对润滑的负面损害的同时，提高了层间滑移对润滑的正面影响。
[0019]本专利技术所述纳米金属粉末及碳基复合粉末的结构维度不同。纳米金属粉末呈球状，表面经有机缓蚀膜层包裹后，提高了与润滑脂的相容性，在使用时形成类似于滚动的润滑机制，还可以填充基底表面的微坑和损伤部位，实现摩擦表面的原位修复；而碳基复合粉
末是在网络状的炭黑(经碱处理后网络被激活，颗粒疏松多孔且表面带负电荷)表面原位生成层状结构的水滑石，水滑石层间经插层改性后，层间距增大，再经戊二醛及2
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氨基
‑5‑
巯基
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1,3,4
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噻二唑的依次接枝反应，可以提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能润滑脂，其特征在于，包括以下质量百分数的原料：稠化剂7～14％、防锈剂2～5％、抗氧剂0.5～3％、抗磨剂1～3％、油性剂1～2％、纳米金属粉末0.1～0.8％及碳基复合粉末0.2～1.2％，余量为基础油；其中，所述纳米金属粉末是以球形纳米锡铜合金粉为主体基质，表面包裹有机缓蚀膜层；所述碳基复合粉末的制备步骤如下：(1)将炭黑分散于质量分数为8％～15％的氢氧化钾溶液中，于90～110℃水热反应1～3h，经固液分离，取固体洗涤、干燥、研磨、过筛，得到活化后的炭黑；(2)将硝酸铝、硝酸镁和尿素溶于去离子水中，再加入步骤(1)所得活化后的炭黑，超声分散10～20min后，于120～180℃水热反应12～24h，经固液分离，取固体洗涤、干燥，得到镁铝水滑石负载炭黑；(3)将间氨基苯甲酸溶于乙醇，得到有机溶液；将步骤(2)所得镁铝水滑石负载炭黑分散于乙醇中，于氮气气氛下，边搅拌边加入有机酸溶液，得到前驱液；将前驱液继续于氮气气氛、80～110℃搅拌反应2～4h后，经固液分离，取固体洗涤、干燥，得到带有氨基的有机插层水滑石负载炭黑；(4)将戊二醛充分分散于乙醇中，得到戊二醛溶液；向戊二醛溶液中加入步骤(3)所得带有氨基的有机插层水滑石负载炭黑，于密闭容器内，室温下搅拌反应12～24h后，经固液分离，取固体洗涤、干燥，得到接枝戊二醛的有机插层水滑石负载炭黑；(5)将2
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氨基
‑5‑
巯基
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1,3,4
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噻二唑溶于二甲基甲酰胺中，加入步骤(4)所得带有醛基的有机插层水滑石负载炭黑，于密闭容器内，室温下搅拌反应12～24h后，经固液分离，取固体洗涤、干燥，即得碳基复合粉末；其中，硝酸铝、硝酸镁、尿素、、戊二醛及2
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氨基
‑5‑
巯基
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1,3,4
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噻二唑的摩尔比为1:(2～3):(3.5～5):(3.5～7):(3.5～7.5):(3.5～7.5)。2.根据权利要求1所述多功能润滑脂，其特征在于：所述基础油为酯类油；所述稠化剂由氢氧化锂、氢氧化钙、十二羟基硬脂酸及硬脂酸复配而成，且氢氧化锂与氢氧化钙的总质量:十二羟基硬脂酸与硬脂酸的总质量为(3～5):10。3.根据权利要求1所述多功能润滑脂，其特征在于：所述防锈剂选用二壬基萘磺酸锌和/或环烷酸锌锌；所述抗氧剂选用N
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苯基
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α
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萘胺和/或硫磷丁辛伯烷基锌盐；所述抗磨剂选用磷酸三甲酚酯和/或硫化异丁烯；所述油性剂选用硫化烯烃棉籽油。4.根据权利要求3所述多功能润滑脂，其特征在于：所述防锈剂由二壬基萘磺酸锌及环烷酸锌锌按照质量比1:(0.8～1.2)组成；所述抗氧剂由N
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苯基
‑
α
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萘胺及硫磷丁辛伯烷基锌盐按照质量比3:(6～8)组成；所述抗磨剂由磷酸三甲酚酯及硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，王卫攀，王学宇，李曼曼，梁晓凯，耿再新，王丹，姚玉琳，甘瑛哲，罗宗乐，张晟卯，范淑光，孙天华，段春俭，王威，王婷，张东亚，
申请(专利权)人：道骐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：