一种铝钡基润滑脂组合物及制备方法和应用与流程

1.本发明涉及润滑脂技术领域，具体涉及一种铝钡基润滑脂组合物及制备方法和应用。


背景技术：

2.对于精密而复杂的大型船舶，在环境复杂，海水和盐雾侵蚀严重的大海上长期行驶，不可避免的会出现故障、损坏、锈蚀等问题。因此，任何船只在海上长期行驶后都需要进行维护保养。修理厂需要定期对船进行维护和修理，更换磨损部件、组件和零件，恢复使用性能，同时检查其余组成部分的技术状态，排除发现的故障。
3.防护用润滑脂是维护保养时常用的一种润滑脂，主要用于橡皮垫圈、密封部位和螺纹部位的密封与防护以及外壳无漆处的防护。根据船舶运行工况的特殊性，要求产品具有良好的耐海水腐蚀和抗海水冲洗性能、防腐蚀性、低温性能以及橡胶相容性能。
4.目前，仅有发明cn102021067a提供了一种船舰用钡铝基润滑脂制备方法，采用三压硬脂酸、氢氧化钡、80#微晶蜡、高碳酸、聚异丁烯、硬脂酸铝皂和仪表油制得，该制备工艺复杂，首先需要提前预制铝皂，其次反应时间较长，需要皂化3小时，最后冷却后还需在40℃恒温24小时，不利于工业化生产应用，该润滑脂不能应用于-50℃的低温环境，在做密封用时未考虑与橡胶的兼容性，并且未对产品的粘附性能进行要求，因此在低温性能、耐海水性、粘附性能、防护性能和橡胶相容性等综合性能上还有待提高。因此，研究一种制备工艺简单，性能优越的铝钡基润滑脂十分必要。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝钡基润滑脂组合物及制备方法和应用。
6.第一方面，本发明提供的铝钡基润滑脂组合物，包括稠化剂和基础油；其中，所述稠化剂为铝钡基稠化剂，在所述稠化剂中，铝和钡的摩尔比为1:4～4:1，所述基础油为pao合成油和/或机械油，所述基础油的40℃运动黏度为20～60mm2/s。本发明提供的润滑脂组合物属于低熔点低温脂，通过采用特定铝钡基稠化剂与所述基础油配合，使得润滑脂具有优异的耐海水性、粘附性和橡胶适应性，用于船舶上与海水接触的橡皮垫圈、密封部位和螺纹部位的密封与防护以及外壳无漆处的防护效果优异，使用温度范围-50～80℃，能够更好地满足船用防护部位的特殊工况要求。
7.作为优选，所述稠化剂由脂肪酸、异丙醇铝类化合物和氢氧化钡制备得到。
8.进一步优选，所述脂肪酸为12-羟基硬脂酸和硬脂酸中的一种或两种的混合物；所述异丙醇铝类化合物为异丙醇铝和异丙醇铝三聚体中的一种或两种的混合物；所述氢氧化钡为一水合氢氧化钡或八水合氢氧化钡。本发明中，通过采用上述优选原料制备的稠化剂可以有效的控制产品的锥入度，工艺稳定，与基础油和黏指剂更好作用，能够显著提高组合物粘附性能和防锈性能。
9.进一步优选，所述铝和钡的摩尔比为1:3～3:1，优选的，所述铝和钡的摩尔比为1:2～2:1。本发明采用的稠化剂类型尤其是异丙醇铝类化合物和氢氧化钡的优选用量比下使其在体系中能够进一步改善润滑脂组合物的防锈性和防腐蚀性能。
10.作为优选，所述基础油为pao合成油和/或机械油。
11.作为优选，所述基础油的40℃运动黏度为20～60mm2/s，优选的，所述基础油的40℃运动黏度为20～45mm2/s。本发明采用的基础油类型和黏度在该体系中能够很好的与特定稠化剂配合，满足-50℃的低温使用要求。
12.进一步优选，还包括黏指剂，所述黏指剂为超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶和超细全硫化粉末硅橡胶中的一种或两种的混合物。
13.作为优选，所述黏指剂与所述基础油的质量比为0.05～0.5：45～75；所述稠化剂与所述基础油的质量比为15～30：45～75。
14.本发明采用的黏指剂能够显著增加润滑脂组合物的粘附性能，更好地避免在海水冲洗过程中流失，影响其防锈性能，尤其是该黏指剂与基础油在优选比例下效果更为突出。
15.进一步优选，所述铝钡基润滑脂组合物的制备原料包括如下重量份的组分：稠化剂15～30份，基础油45～75份，黏指剂0.05～0.5份。
16.第二方面，本发明提供的所述的铝钡基润滑脂组合物的制备方法，包括将所述基础油、所述黏指剂和所述稠化剂的原料按用量混合、反应的步骤。
17.进一步地，为了更好制备该铝钡基润滑脂组合物，更有效解决现有技术存在的技术问题，本发明针对船在海上运行时的特殊工况，通过进一步优化润滑脂组合物及制备工艺，使得润滑脂组合物能够更好地实现工业化生产并且综合性能优异，更适用于船上橡皮垫圈、密封部位和螺纹部位的密封与防护以及外壳无漆处的防护。
18.作为优选，本发明提供的所述的铝钡基润滑脂组合物的制备方法，包括以下步骤：将基础油总量的50～70％和脂肪酸总量的20～30％混合，搅拌升温，加入异丙醇铝类化合物总量的40～60％，搅拌反应，升温，加入剩余异丙醇铝类化合物，在80～95℃搅拌反应；搅拌升温至120～130℃，加入剩余脂肪酸和基础油总量的10～25％；继续升温至140～150℃，缓慢加入氢氧化钡，进行皂化反应，然后继续升温至185～190℃，恒温搅拌；然后降温，温度降至80～100℃时进行高压均质处理，温度降至55～65℃以下加入剩余基础油和黏指剂。本发明在研发过程中发现，通过简化铝皂和钡皂的制备工艺并调整优化的铝钡比以及铝皂和钡皂的加入顺序，进一步添加适量的超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶或超细全硫化粉末硅橡胶，显著提高了润滑脂的工业化水平以及防锈性、粘附性和橡胶适应性能，同时采用常规直接急冷会使锥入度性能变差，而本技术通过按顺序加入铝皂和钡皂并优化了急冷工艺，使得润滑脂性能得到进一步改进，并能够实现工业化的稳定生产。
19.进一步优选，本发明提供的所述的铝钡基润滑脂组合物的制备方法，包括以下步骤：将基础油总量的55～65％和脂肪酸总量的25～35％混合，搅拌并升温至60～80℃，加入异丙醇铝类化合物总量的45～55％，搅拌反应15～20min；继续升温至80～90℃，加入剩余异丙醇铝类化合物，温度控制在85～95℃搅拌反应45～60min；搅拌升温至125～130℃，加入剩余脂肪酸和基础油总量的15～25％；继续升温至140～150℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应60～90min，皂化反应结束后继续升温至185～190℃，恒温搅拌5～10min；然后进行快速降温，温度降至80～100℃时用15～25mpa高压均质处理，温度降至55～65℃以下加入剩
余基础油和黏指剂，搅拌。
20.第三方面，本发明提供所述的铝钡基润滑脂组合物或所述的铝钡基润滑脂组合物的制备方法得到的铝钡基润滑脂组合物作为船舶润滑、防护用润滑脂的应用，优选应用于船舶上的橡皮垫圈、密封部位、螺纹部位、外壳无漆部位的密封防护。
21.本发明的有益效果至少在于：本发明提供的铝钡基润滑脂组合物属于低熔点低温脂，具有优异的耐海水性、粘附性和橡胶适应性，该润滑脂具有良好的橡胶相容性，可对防护部位提供长期有效保护；船舶在海水里行驶过程中会产生较大的海水冲击力，容易造成润滑脂流失造成防护部位裸露，并与海水发生锈蚀。本发明提供的润滑脂还具有优异的粘附性能，使用中不产生流失，能更好的解决因海水冲洗导致的润滑脂流失而降低防护性能的问题。而且本发明的润滑脂制备工艺简单且便于操作，能利于工业化生产。本发明提供的润滑脂组合物能更好地用于船舶上与海水接触的橡皮垫圈、密封部位和螺纹部位的密封与防护以及外壳无漆处的防护，使用温度范围-50～80℃。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。实施例中的实施条件可以根据具体的实验条件或者工厂条件进一步的调整，未注明实施条件的通常为常规实验中的条件。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
23.实施例1
24.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
25.稠化剂：硬脂酸135kg，异丙醇铝33.6kg，八水合氢氧化钡39kg，铝和钡的摩尔比为1.01；
26.基础油：460kg(pao合成油：100％，基础油40℃运动粘度：42mm2/s)；
27.黏指剂：超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶0.9kg。
28.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将280kg基础油和40kg硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至72℃时加入16.8kg异丙醇铝，搅拌反应15分钟；继续升温至82℃时加入剩余全部异丙醇铝，温度控制在90℃搅拌反应50分钟；搅拌加热至128℃时，加入剩余全部脂肪酸和90kg基础油；继续升温至146℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应90分钟，皂化反应结束后继续升温至188℃，停止加热，恒温搅拌6分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至98℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
29.实施例2
30.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
31.稠化剂：12-羟基硬脂酸120kg，异丙醇铝三聚体21.6kg，一水合氢氧化钡38.4kg，铝和钡的摩尔比为0.50；
32.基础油：600kg(机械油：100％，基础油40℃运动粘度：38mm2/s)；
33.黏指剂：超细全硫化粉末硅橡胶1.2kg。
34.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将360kg基础油和36kg12-羟基硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至75℃时加入10.8kg异丙醇铝三聚体，搅拌反应15分钟；继续升温至85℃时加入剩余全部异丙醇铝三聚体，温度控制在92℃搅拌反应53分钟；搅拌加热至125℃时，加入剩余全部12-羟基硬脂酸和120kg基础油；继续升温至148℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应85分钟，皂化反应结束后继续升温至190℃，停止加热，恒温搅拌8分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至95℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
35.实施例3
36.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
37.稠化剂：12-羟基硬脂酸70kg，硬脂酸70kg，异丙醇铝48kg，八水合氢氧化钡90kg，铝和钡的摩尔比为1.71；
38.基础油：700kg(pao合成油：50％，机械油：50％，pao合成油40℃运动粘度30mm2/s：机械油40℃运动粘度18mm2/s，基础油40℃运动粘度：25mm2/s)；
39.黏指剂：超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶1.0kg，超细全硫化粉末硅橡胶1.0kg。
40.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将420kg基础油和42kg12-羟基硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至70℃时加入24kg异丙醇铝，搅拌反应20分钟；继续升温至90℃时加入剩余全部异丙醇铝，温度控制在90℃搅拌反应50分钟；搅拌加热至130℃时，加入剩余全部12-羟基硬脂酸、70kg硬脂酸和140kg基础油；继续升温至150℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应80分钟，皂化反应结束后继续升温至187℃，停止加热，恒温搅拌10分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至90℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
41.实施例4
42.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
43.稠化剂：硬脂酸120kg，异丙醇铝三聚体26kg，一水合氢氧化钡38kg，铝和钡的摩尔比为0.61；
44.基础油：600kg(机械油：100％，基础油40℃运动粘度：28mm2/s)；
45.黏指剂：超细全硫化粉末硅橡胶1.5kg。
46.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将360kg基础油和36kg硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至78℃时加入13kg异丙醇铝三聚体，搅拌反应20分钟；继续升温至88℃时加入剩余全部异丙醇铝三聚体，温度控制在88℃搅拌反应60分钟；搅拌加热至128℃时，加入剩余全部脂肪酸和120kg基础油；继续升温至147℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应90分钟，皂化反应结束后继续升温至190℃，停止加热，恒温搅拌5分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至98℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
47.实施例5
48.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
49.稠化剂：12-羟基硬脂酸120kg，异丙醇铝33.6kg，八水合氢氧化钡39kg，铝和钡的摩尔比为1.28；
50.基础油：460kg(机械油：100％，基础油40℃运动粘度：35mm2/s)；
51.黏指剂：超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶0.9kg。
52.本实施例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将280kg基础油和40kg12-羟基硬脂酸硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至75℃时加入16.8kg异丙醇铝，搅拌反应15分钟；继续升温至85℃时加入剩余全部异丙醇铝，温度控制在90℃搅拌反应50分钟；搅拌加热至130℃时，加入剩余全部12-羟基硬脂酸和90kg基础油；继续升温至145℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应90分钟，皂化反应结束后继续升温至190℃，停止加热，恒温搅拌5分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至95℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
53.对比例1
54.本对比例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
55.稠化剂：12-羟基硬脂酸120kg，异丙醇铝三聚体21.6kg，一水合氢氧化钡38.4kg，铝和钡的摩尔比为0.50；
56.基础油：600kg(机械油：100％，基础油40℃运动粘度：38mm2/s)；
57.黏指剂：聚异丁烯1.2kg。
58.本对比例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将360kg基础油和36kg12-羟基硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至75℃时加入10.8kg异丙醇铝三聚体，搅拌反应15分钟；继续升温至85℃时加入剩余全部异丙醇铝三聚体，温度控制在92℃搅拌反应53分钟；搅拌加热至125℃时，加入剩余全部12-羟基硬脂酸和120kg基础油；继续升温至148℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应85分钟，皂化反应结束后继续升温至190℃，停止加热，恒温搅拌8分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至95℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
59.对比例2
60.本对比例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
61.稠化剂：硬脂酸135kg，异丙醇铝33.6kg，八水合氢氧化钡39kg，铝和钡的摩尔比为1.01；
62.基础油：460kg(pao合成油：100％，基础油40℃运动粘度：42mm2/s)；
63.黏指剂：超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶0.9kg。
64.本对比例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将280kg基础油和40kg硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至70℃时加入16.8kg异丙醇铝，搅拌反应15分钟；继续升温至80℃时加入剩余全部异丙醇铝，温度控制在88℃搅拌反应50分钟；搅拌加热至125℃时，加入剩余全部脂肪酸和90kg基础油；继续升温至145℃，缓慢加入氢氧化钡，搅拌反应90分钟，皂化反应结束后继续升温至190℃，停止加热，恒温搅拌6分钟；恒温结束后加入剩余全部基础油和黏指剂进行急冷，温度降至98℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
65.对比例3
66.本对比例提供的铝钡基润滑脂组合物具体包括：
67.稠化剂：硬脂酸135kg，异丙醇铝33.6kg，八水合氢氧化钡39kg，铝和钡的摩尔比为1.01；
68.基础油：460kg(pao合成油：100％，基础油40℃运动粘度：42mm2/s)；
69.黏指剂：超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶0.9kg。
70.本对比例提供的铝钡基润滑脂组合物的具体制备方法：将280kg基础油和95kg硬脂酸投入到反应釜中并搅拌升温，升温至75℃时加入19.5kg八水合氢氧化钡，搅拌反应15分钟；继续升温至85℃时加入剩余全部八水合氢氧化钡，温度控制在90℃搅拌反应50分钟；搅拌加热至125℃时，加入剩余全部脂肪酸和90kg基础油；继续升温至145℃，缓慢加入异丙醇铝，搅拌反应90分钟，皂化反应结束后继续升温至190℃，停止加热，恒温搅拌4分钟；恒温结束后将釜内全部物料采用薄膜冷却装置进行快速降温，温度降至96℃用20mpa高压均质机进行分散处理，温度降至60℃以下加入剩余全部基础油和黏指剂，搅拌均匀后经过滤脱气罐装成品。
71.对实施例1～5和对比例1～3得到的润滑脂进行性能测试(测试结果见表1)。
72.表1润滑脂性能测试结果
[0073][0074]
从表1数据中可看出，本发明实施例1-5制备的润滑脂均表现出优异的低温性能、耐海水性、粘附性能、防护性能和橡胶相容性，完全符合船舶上与海水接触的橡皮垫圈、密封部位和螺纹部位的密封与防护以及外壳无漆处的防护要求。本发明可向使用设备提供更可靠全面的防护，具有很好的应用前景。
[0075]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因
此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。