节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法技术

本发明专利技术提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及其制备方法，按组合物的总重量计，包括以下组分：磺酸钙15～40％；转化促进剂1～2％；表面活性剂1～4％；小分子酸0.5～4％；脂肪酸1～4％；芳香酸1～5％，氢氧化钙1～3％；硝酸盐0.5～1.5％；添加剂0.2～1.5％；余量为基础油。磺酸钙为高碱值合成磺酸钙，芳香酸优选为中

【技术实现步骤摘要】
节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法


[0001]本专利技术涉及润滑脂
，尤其涉及一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法。

技术介绍

[0002]据统计，每年因摩擦消耗的能量约占当年一次性能源供给能量的四分之一以上，提高能源的利用效率是应对能源问题的有效方式之一。润滑脂广泛应用于各种类型的轴承、轴销和齿轮上，如在汽车上的万向节、十字轴、电动工具的齿轮等要求终身免维护的设备上，降低润滑脂的摩擦系数，以减少运转阻力，既能降低能耗，又能控制温升以延长部件使用寿命。
[0003]国外相关研究发现，可以将油溶性的牛顿体磺酸钙作稠化剂，从而制得磺酸钙基润滑脂，其滴点高于普通钙基润滑脂。随后十几年的发展，研究人员发现了牛顿体磺酸钙和非牛顿体磺酸钙之间的转变方法，并使用高碱值的石油磺酸钙作原料，诞生了高碱值复合磺酸钙基润滑脂，但存在外观粘稠、泵送性差的缺点，影响了使用范围。而后发现高碱值非牛顿体磺酸钙与硼酸盐、脂肪酸钙皂复合制备的高碱性复合磺酸钙基润滑脂，降低皂分，改善了低温泵送性，而且表现出优良的极压抗磨性、机械稳定性、胶体安定性、防锈性、抗水性及高温性等特点，被誉为“新一代高效润滑脂”，使得复合磺酸钙基润滑脂能够大规模工业化生产。
[0004]复合磺酸钙基润滑脂的结构骨架与其他类型的稠化剂不同，是以碳酸钙晶体与磺酸钙相互吸附作用形成粒径更大的胶体粒子或胶团，胶体粒子或胶团靠分子力和离子力形成交错的凝胶结构，其结构的特殊性导致皂份含量要高于钙基、锂基和脲基润滑脂。较高的皂份及其特殊的结构使得复合磺酸钙基润滑脂的摩擦系数要高于其他类型的润滑脂，且常规的减摩添加剂作用不明显，限制了其应用领域和性能的发挥。
[0005]中国专利CN112646640A公开一种改性的复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法，该方法的特点在于降温过程中加入凹凸棒土，利用其独特的层链状结构和微介孔结构，改善现有复合磺酸钙基润滑脂存在的遇水硬化、抗磨减摩性降低、粘附性降低等问题。但其摩擦系数并未得到有效降低。专利CN202010566376.4公开了一种低摩擦系数复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，利用复合磺酸钙制备过程中的碱性条件，引入易溶于水的金属盐，反应形成具有协同作用的减摩成分，从而降低润滑脂的摩擦系数。但其摩擦系数及低温转矩性能仍有待进一步降低，以提升耐磨性能。
[0006]因此，有必要设计一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，解决现有技术中存在的摩擦系数高、启动力矩和运转力矩大的缺陷和不足。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，按质量含量包括如下组分：
[0009][0010]通过采用上述方案，通过同时引入金属硝酸盐和芳香酸，在制备过程中形成具有空间骨架结构且具备减摩作用的成分，与润滑脂形成协同效应，而且加入的转化促进剂有助于芳香酸的溶解，从而充分发挥其协同作用；与此同时，通过引入新型表面活性剂来改善润滑剂与有色金属及黑色金属的粘附力，从而减小摩擦系数，降低为克服润滑部位摩檫力所需要的能量消耗，提升耐磨性能。
[0011]优选地，高碱值合成磺酸钙的含量为18
‑
28％，芳香酸含量为2
‑
4％，硝酸盐含量为0.8
‑
1.5％。
[0012]优选地，节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，按质量含量包括如下组分：
[0013][0014]进一步的，所述磺酸钙为总碱值在360～425mgKOH/g的高碱值合成磺酸钙。有助于
与金属硝酸盐和芳香酸成分形成具备减摩作用的成分，从而提高耐磨性能。
[0015]所述高碱值合成磺酸钙中烷基苯磺酸为碳数分布在C
10
‑
C
45
的混合物，且碳数为C
15
‑
C
26
的烷基苯磺酸质量含量占烷基苯磺酸总含量20～40％，碳数为C
27
‑
C
35
的烷基苯磺酸质量含量占烷基苯磺酸总含量5～20％。如此设置，通过控制高碱值合成磺酸钙中烷基苯磺酸的碳数分布状况，有助于调控润滑脂的粘稠度以及各组分之间的相容性，从而得到耐磨效果更优的润滑脂。
[0016]进一步的，所述芳香酸选自对苯二甲酸、1,3,5
‑
苯三甲酸、2,6
‑
萘二甲酸、4,4
‑
联苯二甲酸、中
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩中的一种或多种，优选为中
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩，该物质为具有4个羧基的大环结构，能够与金属硝酸盐通过自组装的方式生成有机金属框架结构，其具备大比表面积的空间骨架结构，且具备减摩成分，可以有效降低润滑脂的摩擦系数。
[0017]进一步的，所述小分子酸选自冰醋酸、丙酸、乙二酸、丁二酸和硼酸中的一种或多种，且优选包含硼酸，所述硼酸占小分子酸的40～70％。优选为硼酸和醋酸组成。
[0018]和/或，所述脂肪酸为氢化蓖麻油、棉籽油、十二羟基硬脂酸或硬脂酸中的一种或多种，优选为十二羟基硬脂酸。
[0019]进一步的，所述硝酸盐选自硝酸锂、硝酸钠、六水合硝酸锌、硝酸镁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铜、九水合硝酸铬、硝酸铝和硝酸铁中的一种或多种，优选为硝酸铜。
[0020]进一步的，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子表面活性剂为硫酸化物或磺酸化物；所述阳离子表面活性剂为季铵盐类；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型表面活性剂；
[0021]和/或，所述转化促进剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、正丁醇、己醇和己二醇中的一种或多种。
[0022]进一步的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、肝胆酸钠十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵或聚乙烯吡咯烷酮，优选为聚乙烯吡咯烷酮。通过表面活性剂改善润滑剂与有色金属及黑色金属的粘附力，从而辅助减小摩擦系数，降低为克服润滑部位摩檫力所需要的能量消耗，提升耐磨性能。同时发现选用聚乙烯吡咯烷铜效果更优。
[0023]进一步的，所述基础油选自聚α烯烃油、烷基萘基础油、酯类油和聚丁烯中的一种或多种；优选包括所述聚α烯烃油；所述添加剂包括抗氧剂。
[0024]进一步的，所述基础油的倾点不高于
‑
30℃；
[0025]所述聚a烯烃油选自PAO8、PAO10和PAO40中的一种或多种；
[0026]和/或，所述酯类油选自偏苯三酸酯、邻苯二甲酸酯和复酯中的一种或多种。
[0027]本专利技术还提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0028]步骤1、将高碱值合成磺酸钙和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，其特征在于，按质量含量包括如下组分：2.根据权利要求1所述的节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，其特征在于，所述磺酸钙为总碱值在360～425mgKOH/g的高碱值合成磺酸钙；所述高碱值合成磺酸钙中烷基苯磺酸为碳数分布在C
10
‑
C
45
的混合物，且碳数为C
15
‑
C
26
的烷基苯磺酸质量含量占烷基苯磺酸总含量20～40％，碳数为C
27
‑
C
35
的烷基苯磺酸质量含量占烷基苯磺酸总含量5～20％。3.根据权利要求1所述的节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，其特征在于，所述芳香酸选自对苯二甲酸、1,3,5
‑
苯三甲酸、2,6
‑
萘二甲酸、4,4
‑
联苯二甲酸、中
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩中的一种或多种，优选为中
‑
四(4
‑
羧基苯基)卟吩。4.根据权利要求1所述的节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，其特征在于，所述小分子酸选自冰醋酸、丙酸、乙二酸、丁二酸和硼酸中的一种或多种，所述硼酸占小分子酸的40～70％；和/或，所述脂肪酸为氢化蓖麻油、棉籽油、十二羟基硬脂酸或硬脂酸中的一种或多种，优选为十二羟基硬脂酸。5.根据权利要求1所述的节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，其特征在于，所述硝酸盐选自硝酸锂、硝酸钠、六水合硝酸锌、硝酸镁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铜、九水合硝酸铬、硝酸铝和硝酸铁中的一种或多种，优选为硝酸铜。6.根据权利要求1所述的节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：周钰，储友双，姜增鸿，吴宝杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：