一種環(huán)境友好的高性能潤(rùn)滑脂制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種環(huán)境友好的高性能潤(rùn)滑脂。該潤(rùn)滑脂是以氟硅油為基礎(chǔ)油，以水滑石粉為稠化劑，并添加性能改良助劑制備而成。這種環(huán)境友好的潤(rùn)滑脂抗水性和防腐蝕性能優(yōu)異，粘附性能良好，具有優(yōu)良的高溫性能和潤(rùn)滑性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于潤(rùn)滑脂的合成
，涉及一種潤(rùn)滑脂，該潤(rùn)滑脂是以氟硅油為基礎(chǔ)油，以水滑石粉為稠化劑，并添加性能改良助劑制備而成。該潤(rùn)滑脂具有優(yōu)秀的環(huán)境友好特性，抗水性和防腐蝕性能優(yōu)異，粘附性能良好，具有優(yōu)良的高溫性能和潤(rùn)滑性能。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)化水平不斷提高,先進(jìn)設(shè)備的使用越來(lái)越多,冶金、石化、造紙、印染等行業(yè)中越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑部位處于高溫環(huán)境中,因此研究高溫潤(rùn)滑脂對(duì)滿足設(shè)備的高溫潤(rùn)滑要求具有重要意義，要求潤(rùn)滑脂應(yīng)該具有優(yōu)異的高溫性能和抗氧化性能。同時(shí)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)潤(rùn)滑脂產(chǎn)品的環(huán)境友好性也提出了更高的要求，要求其使用安全并且不會(huì)污染環(huán)境。水滑石是自然界存在的具有層狀結(jié)構(gòu)的化合物，由于基礎(chǔ)油可以被吸附穩(wěn)定在其層狀結(jié)構(gòu)中，從而使得其具有稠化基礎(chǔ)油成脂的能力。水滑石本身特有的高溫穩(wěn)定性、吸附性和陰離子交換性將賦予水滑石型潤(rùn)滑脂優(yōu)異的耐高溫和抗氧化性能，延長(zhǎng)潤(rùn)滑脂的使用壽命。并且，由于水滑石的片層較容易進(jìn)入摩擦副之間，從而防止金屬材料直接接觸，有效地保護(hù)了摩擦副，提高了潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑性和極壓性。水滑石原料便宜易得、無(wú)毒且使用安全，在滿足環(huán)保要求的同時(shí)能夠大大降低潤(rùn)滑脂的生產(chǎn)成本。專利WO2015/049250 A1以聚烯烴、聚α-烯烴、費(fèi)托合成的GTL以及環(huán)烷烴類礦物油為基礎(chǔ)油，水滑石為稠化劑制備了水滑石潤(rùn)滑脂，脂的滴點(diǎn)可以達(dá)到230℃左右，但是由于所采用的基礎(chǔ)油本身高溫性能的局限性，所得潤(rùn)滑脂在高溫時(shí)揮發(fā)性較大，潤(rùn)滑脂抗氧化能力有限。本專利技術(shù)專利以氟硅油為基礎(chǔ)油，水滑石粉為稠化劑，并添加含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物為性能改良助劑，制備得到了環(huán)境友好的高性能潤(rùn)滑脂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種環(huán)境友好的高性能潤(rùn)滑脂。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供上述潤(rùn)滑脂的制備方法。本專利技術(shù)的潤(rùn)滑脂是由氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物組成，所述的氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物的質(zhì)量百分比依次為50～90％、5～50％、0～0.8％和1～10％。所述氟硅油，具有如下的化學(xué)結(jié)構(gòu)式：其中，Rf為含1～8個(gè)碳原子的全氟代烷基；n＝1～3；x＝4～200；R1為含1～8個(gè)碳原子的烷基、2～8個(gè)碳原子的烯基、苯基或者氯苯基；R2為含1～6個(gè)碳原子的烷基、3～8個(gè)碳原子的環(huán)烷基或者苯基。所述的氟硅油中推薦Rf是三氟甲基或全氟丁基；R1、R2是甲基。所述的氟硅油中n是2。所述氟硅油，25℃時(shí)粘度為100～15000cst。本專利技術(shù)的潤(rùn)滑脂中所述氟硅油，推薦是三甲基封端的聚(甲基3,3,3—三氟丙基)硅氧烷或三甲基封端的聚(甲基3,3,4,4,5,5,6,6—九氟己基)硅氧烷。所述含氟表面活性劑選自全氟辛酸鈉，全氟辛基磺酸鉀，全氟辛基磺酸鈉的一種或幾種混合物；所述無(wú)機(jī)氧化物選自MgO，CaO，ZnO，Al2O3，SiO2，ZrO2或TiO2的一種或幾種混合物；所述的水滑石粉，可以是鎂鋁碳酸根型水滑石，其化學(xué)式為：Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。水滑石粉的顆粒粒徑為0.1～40μm，優(yōu)選0.1～20μm，最優(yōu)0.1～5μm。本專利技術(shù)潤(rùn)滑脂的制備方法，是由質(zhì)量含量為5～50％的水滑石粉稠化劑，質(zhì)量含量為50～90％的氟硅油，并添加質(zhì)量含量為0～0.8％的含氟表面活性劑和質(zhì)量含量為1～10％的無(wú)機(jī)氧化物制備而成。也可以由質(zhì)量含量為5～50％的水滑石粉稠化劑，質(zhì)量含量為50～90％的氟硅油，并添加質(zhì)量含量為0.1～0.8％的含氟表面活性劑和質(zhì)量含量為1～10％的無(wú)機(jī)氧化物制備而成。上述的氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物的定義，以及所述的氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物的質(zhì)量百分比同前所述。本專利技術(shù)的方法進(jìn)一步描述包括以下①～③的步驟：①室溫下，將含氟表面活性劑加入到氟硅油中，充分地?cái)嚢杌旌暇鶆?。②室溫下，將無(wú)機(jī)氧化物加入到步驟①得到的混合物中，充分地?cái)嚢杌旌暇鶆颉＂蹖⑺奂尤氲讲襟E②得到的混合物中，并充分地?cái)嚢杌旌暇鶆?，均化處理后得到目?biāo)潤(rùn)滑脂。建議上述的水滑石粉經(jīng)過(guò)200～450℃焙燒處理2～5hr，冷卻后使用。所述的氟硅油推薦為三甲基封端的聚(甲基3,3,3—三氟丙基)硅氧烷或者三甲基封端的聚(甲基3,3,4,4,5,5,6,6—九氟己基)硅氧烷。步驟①中所述的含氟表面活性劑，包括全氟辛酸鈉，全氟辛基磺酸鉀，全氟辛基磺酸鈉等的一種或幾種混合物，優(yōu)選質(zhì)量含量0.1％～0.5％，最優(yōu)質(zhì)量含量0.2％～0.4％。步驟②中所述的無(wú)機(jī)氧化物，包括MgO，CaO，ZnO，Al2O3，SiO2，ZrO2，TiO2等的一種或幾種混合物，優(yōu)選質(zhì)量含量1％～5％，最優(yōu)質(zhì)量含量1％～3％。步驟③中的水滑石粉，可以是鎂鋁碳酸根型水滑石，其化學(xué)式為：Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。水滑石粉的顆粒粒徑為0.1～40μm，優(yōu)選0.1～20μm，最優(yōu)0.1～5μm。本專利技術(shù)的潤(rùn)滑脂是一種環(huán)境友好的潤(rùn)滑脂，抗水性和防腐蝕性能優(yōu)異，粘附性能良好，具有優(yōu)良的高溫性能和潤(rùn)滑性能。由氟硅油、水滑石粉稠化劑和無(wú)機(jī)氧化物組成的潤(rùn)滑脂滴點(diǎn)不低于260℃，由氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物組成的潤(rùn)滑脂滴點(diǎn)能夠高于290℃。具體實(shí)施方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說(shuō)明，但不能限制本專利技術(shù)的內(nèi)容。在實(shí)施例中所使用的氟硅油制備工藝如下：稱量239.2g 3,3,3-三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷和9.9g六甲基二硅氧烷，投入500mL的三口燒瓶中，室溫，機(jī)械攪拌下，攪拌混合約15min后，加入0.55mL CF3SO3H，室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3hr。然后在200℃、0.1mmHg下減壓蒸餾除去所有低沸物，得到186.8g的氟硅油A，25℃時(shí)粘度為1000cst。稱量245.6g自制3,3,4,4,5,5,6,6—九氟己基甲基環(huán)三硅氧烷和1.0g六甲基二硅氧烷，投入500mL的三口燒瓶中，室溫，機(jī)械攪拌下，攪拌混合約30min后，加入0.56mL C2F5SO3H，室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)5hr。然后在220℃、0.1mmHg下減壓蒸餾除去所有低沸物，得到197.3g氟硅油B，25℃時(shí)粘度為10000cst。在以上制備工藝中，3,3,3-三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷為市售試劑，純度≥99.5％；六甲基二硅氧烷為市售分析純?cè)噭?。在以下?shí)施例中使用的微細(xì)水滑石粉為市售鎂鋁碳酸根型水滑石粉，其化學(xué)式為：Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O，顆粒粒徑D98<5μm；納米MgO粉和全氟辛基磺酸鉀均為市售分析純?cè)噭?。?shí)施例中的潤(rùn)滑脂稠度等級(jí)測(cè)試依據(jù)ASTM D217標(biāo)準(zhǔn)；鋼網(wǎng)分油率測(cè)試依據(jù)ASTM D6184標(biāo)準(zhǔn)；抗水淋性測(cè)試依據(jù)ASTM D1264標(biāo)準(zhǔn)；銅片腐蝕性測(cè)試依據(jù)ASTM D4048標(biāo)準(zhǔn)；滴點(diǎn)測(cè)試依據(jù)ASTM D2265標(biāo)準(zhǔn)；防腐蝕性測(cè)試依據(jù)ASTM D1743標(biāo)準(zhǔn)；四球機(jī)磨斑直徑測(cè)試依據(jù)ASTM D2266標(biāo)準(zhǔn)；四球機(jī)極壓性能測(cè)試依據(jù)ASTM D2596標(biāo)準(zhǔn)。【實(shí)施例1】稱量0.28g全氟辛基磺酸鉀，加入到65g氟硅油A中，劇烈攪拌30min；然后加入1g納米MgO，劇烈攪拌1hr；最后加入34g在270℃焙燒2hr的微細(xì)水滑石粉，劇烈攪拌6hr；用三輥機(jī)研磨處理本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種潤(rùn)滑脂，其特征在于，是由氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物組成，所述的氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物的質(zhì)量百分比依次為50～90％、5～50％、0～0.8％和1～10％。所述氟硅油具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式：其中，Rf為含1～8個(gè)碳原子的全氟代烷基；n＝1～3；x＝4～200；R1為含1～8個(gè)碳原子的烷基、2～8個(gè)碳原子的烯基、苯基或者氯苯基；R2為含1～6個(gè)碳原子的烷基、3～8個(gè)碳原子的環(huán)烷基或者苯基；所述含氟表面活性劑選自全氟辛酸鈉，全氟辛基磺酸鉀，全氟辛基磺酸鈉的一種或幾種混合物；所述無(wú)機(jī)氧化物選自MgO，CaO，ZnO，Al2O3，SiO2，ZrO2或TiO2的一種或幾種混合物。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種潤(rùn)滑脂，其特征在于，是由氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物組成，所述的氟硅油、水滑石粉稠化劑、含氟表面活性劑和無(wú)機(jī)氧化物的質(zhì)量百分比依次為50～90％、5～50％、0～0.8％和1～10％。所述氟硅油具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式：其中，Rf為含1～8個(gè)碳原子的全氟代烷基；n＝1～3；x＝4～200；R1為含1～8個(gè)碳原子的烷基、2～8個(gè)碳原子的烯基、苯基或者氯苯基；R2為含1～6個(gè)碳原子的烷基、3～8個(gè)碳原子的環(huán)烷基或者苯基；所述含氟表面活性劑選自全氟辛酸鈉，全氟辛基磺酸鉀，全氟辛基磺酸鈉的一種或幾種混合物；所述無(wú)機(jī)氧化物選自MgO，CaO，ZnO，Al2O3，SiO2，ZrO2或TiO2的一種或幾種混合物。2.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑脂，其特征在于所述的氟硅油中Rf是三氟甲基或全氟丁基；R1、R2是甲基。3.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑脂，其特征在于所述的氟硅油中n是2。4.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑脂，其特征在于所述的氟硅油是三甲基封端的聚(甲基3,3,3—三氟丙基)硅氧烷或三甲基封端的聚(甲基3,3,4,4,5,5,6,6—九氟己基)硅氧烷。5.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑脂，其特征在于，所述的水滑石粉是鎂鋁碳酸根型水滑石粉，其化學(xué)式為：Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O；所述的水滑石粉的顆粒粒徑為0.1～40μm。6.如權(quán)利要求5所述的潤(rùn)滑脂，其特征在于，所述的水滑石粉顆粒粒徑為 0.1～5μm。7.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑脂，其特征在于，其中，含氟表面活性劑的質(zhì)量含量...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉金濤，李青，凡春娥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31