本發(fā)明屬于潤(rùn)滑劑領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保型潤(rùn)滑劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高和環(huán)境保護(hù)法的加強(qiáng)，人們?cè)絹碓疥P(guān)注由潤(rùn)滑劑引起的環(huán)境污染問題。因?yàn)樵跐?rùn)滑劑的使用過程中，由于溢出、滲漏或處理不當(dāng)?shù)仍蚨斐森h(huán)境污染的事件時(shí)有發(fā)生，特別是塑性潤(rùn)滑脂難回收。現(xiàn)在的大部分潤(rùn)滑劑都是油溶性的，在很多工況下，比如大炮炮管冷擠自緊加工、金屬加工、水管彎道等，潤(rùn)滑劑在使用過程給環(huán)境造成了不可避免的污染。并且，使用油性的潤(rùn)滑劑時(shí)，還需要專門的清洗劑進(jìn)行清洗，提高了成本。
近年來，國(guó)內(nèi)外開始注重生物降解潤(rùn)滑劑的研究，制備生物降解潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油主要有植物油、聚乙二醇、合成酯、聚α烯烴等，但在大炮炮管冷擠自緊加工、金屬加工、水管彎道這些部位使用這些會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。
因此，現(xiàn)亟需研發(fā)一種成本低、耐高溫、環(huán)保無污染且綜合性能強(qiáng)的潤(rùn)滑劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種環(huán)保無污染，且潤(rùn)滑性、抗磨性及粘附性能強(qiáng)的潤(rùn)滑劑；本發(fā)明的第二目的是提供該潤(rùn)滑劑的制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明的環(huán)保型潤(rùn)滑劑，按重量百分比計(jì)包括如下原料：基礎(chǔ)液60～89％、脂肪酸8～25％、氫氧化鈉0.1～2％、氫氧化鈣0.5～4％、水溶性二氧化硅1～15％、防銹劑0.02～2％及極壓劑1～5％。
本發(fā)明通過合理配比各原料的含量，從而制備出的潤(rùn)滑劑不僅具有優(yōu)越的潤(rùn)滑性能、極壓抗磨性及粘附性，且其生物降解性能強(qiáng)，環(huán)保無污染。優(yōu)選的，基礎(chǔ)液75～85％、脂肪酸9～19％、氫氧化鈉0.25～1.5％、氫氧化鈣1～3.5％、親水性二氧化硅3～12％、防銹劑0.3～1％及極壓劑1～3％。
進(jìn)一步說，本發(fā)明采用重量比為1:0.67～9的水溶性聚醚及蒸餾水作為基礎(chǔ)液，不僅對(duì)環(huán)境污染小，且能夠有效地將鈣鈉混合皂稠化劑分散在基礎(chǔ)液中，形成比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的耐高溫性和穩(wěn)定性，避免產(chǎn)品出現(xiàn)析水或發(fā)干的現(xiàn)象。優(yōu)選的，重量比可為1:1～4，其中，水溶性聚醚40℃的運(yùn)動(dòng)粘度為60～2000mm2/s，采用該運(yùn)動(dòng)粘度的水溶性聚醚，能夠有效提高基礎(chǔ)液的粘度，確保在制備過程中能形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑脂結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
更進(jìn)一步說，本發(fā)明采用的脂肪酸優(yōu)選可為硬脂酸和/或12-羥基硬脂酸；水溶性二氧化硅的比表面積為200～400m2/g，采用該比表面積的水溶性二氧化硅，能夠有效提高產(chǎn)品的耐高溫性，而且能夠在高溫下保持良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證了產(chǎn)品具有良好的潤(rùn)滑性、優(yōu)異的粘附性和極佳的冷卻和傳熱性能；氫氧化鈉和氫氧化鈣的重量比為6:4～0.025，優(yōu)先可為5:5～2:8，確保制備的潤(rùn)滑脂具有最優(yōu)的膠體安定性；防銹劑優(yōu)選可為苯并三氮唑和/或亞硝酸鈉；極壓劑包括二烷基二硫代氨基甲酸鋅、三聚氰胺氰尿酸鹽、二聚酸鉀中的至少一種。
本發(fā)明制備環(huán)保型潤(rùn)滑劑的方法包括如下步驟：按質(zhì)量百分比將基礎(chǔ)液、脂肪酸和水溶性二氧化硅混合攪拌，加熱至75～85℃，依次加入氫氧化鈉、氫氧化鈣，在90～95℃條件下皂化反應(yīng)30～45min；隨后降溫至60～80℃，加入防銹劑和極壓劑攪勻，待冷卻至室溫后，即可。
在制備潤(rùn)滑劑時(shí)采用的溫度較低，這是由于本發(fā)明是將鈣鈉混合皂稠化劑分散在含有水的基礎(chǔ)液中，因此溫度不能過高，否則會(huì)導(dǎo)致水的損失，而傳統(tǒng)工藝是將稠化劑分散在油中，最高溫度能夠達(dá)到200℃以上；此外，在皂化時(shí)堿的加入順序必須先加入氫氧化鈉再加入氫氧化鈣，如果先加入氫氧化鈣的話，物料會(huì)形成固體顆粒，并不能達(dá)到很好的稠化效果。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：該環(huán)保型潤(rùn)滑劑不僅具有極佳的潤(rùn)滑性、極壓抗磨性及粘結(jié)性，且其生物可降解性能強(qiáng)，可用水直接進(jìn)行沖洗，節(jié)約成本，環(huán)保無污染；同時(shí)，其具有優(yōu)越的冷卻和傳熱效果，尤其適合金屬加工場(chǎng)合和水管彎道的潤(rùn)滑；此外，該生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)單，能耗低，成本低，可適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例中所涉及的原料若無特殊說明，均為市場(chǎng)所售。
實(shí)施例1
原料組成：水溶性聚醚495g、蒸餾水1140g、硬脂酸240g、氫氧化鈉10g、氫氧化鈣24g、水溶性二氧化硅60g、苯并三氮唑10g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅10g及三聚氰胺氰尿酸鹽20g。
制備方法包括：
(1)將水溶性聚醚、蒸餾水、硬脂酸和水溶性二氧化硅投入皂化釜，攪拌加熱至80℃，待所述硬脂酸全部溶解；
(2)依次加入氫氧化鈉、氫氧化鈣，并控制皂化溫度在92℃，皂化時(shí)間控制40min；
(3)皂化完成后，降溫至70℃，加入苯并三氮唑和二烷基二硫代氨基甲酸鋅、三聚氰胺氰尿酸鹽，自然冷卻至室溫后，研磨、灌裝、得成品。
對(duì)比例1
基本步驟與實(shí)施例1相同，不同之處在于原料中不添加水溶性二氧化硅，原料成分具體為：水溶性聚醚515g、蒸餾水1180g、硬脂酸240g、氫氧化鈉10g、氫氧化鈣24g、苯并三氮唑10g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅10g及三聚氰胺氰尿酸鹽20g。
制備方法包括：
(1)將水溶性聚醚、蒸餾水、硬脂酸全部投入皂化釜，攪拌加熱至80℃，待所述硬脂酸全部溶解；
(2)依次加入氫氧化鈉、氫氧化鈣，并控制皂化溫度在92℃，皂化時(shí)間控制40min；
(3)皂化完成后，降溫至70℃，加入苯并三氮唑和二烷基二硫代氨基甲酸鋅、三聚氰胺氰尿酸鹽，自然冷卻至室溫后，研磨、灌裝、得成品。
實(shí)施例2
原料組成：水溶性聚醚610g、蒸餾水930g、硬脂酸180g、氫氧化鈉5g、氫氧化鈣21g、水溶性二氧化硅220g、苯并三氮唑6g和二聚酸鉀30g。
制備方法包括：
(1)將水溶性聚醚、蒸餾水、硬脂酸和水溶性二氧化硅全部投入皂化釜，攪拌加熱至85℃，待所述硬脂酸全部溶解；
(2)依次加入氫氧化鈉、氫氧化鈣，并控制皂化溫度在90℃，皂化時(shí)間控制45min；
(3)皂化完成后，降溫至80℃，加入苯并三氮唑和二聚酸鉀，自然冷卻至室溫后，研磨、灌裝、得成品。
將上述實(shí)施例及對(duì)比例制備的潤(rùn)滑劑進(jìn)行性能檢測(cè)，獲得的結(jié)果如表1所示。
表1各實(shí)施例及對(duì)比例的理化性能檢驗(yàn)數(shù)據(jù)
通過表1的試驗(yàn)結(jié)果可知本發(fā)明的環(huán)保型潤(rùn)滑劑添加水溶性二氧化硅，不僅提高了產(chǎn)品的耐高溫性，且能夠更好地保持結(jié)構(gòu)特性，保證產(chǎn)品具有良好的潤(rùn)滑性、生物降解性能、極佳的冷卻和傳熱效果，環(huán)保無污染；此外，其不僅滴點(diǎn)高、極壓抗磨性能優(yōu)越，且具有良好的膠體安定性，穩(wěn)定性強(qiáng)；同時(shí)，該潤(rùn)滑劑可用水直接進(jìn)行水沖洗，節(jié)約了成本。
實(shí)施例3
原料組成：水溶性聚醚718g、蒸餾水481g、脂肪酸(硬脂酸250克、12-羥基硬脂酸250克)500g、氫氧化鈉40g、氫氧化鈣80g、水溶性二氧化硅40g、防銹劑(苯并三氮唑20克、亞硝酸鈉20克)40g、極壓劑(二烷基二硫代氨基甲酸鋅30克、三聚氰胺氰尿酸鹽30克及二聚酸鉀40克)100g。
制備方法包括：
(1)將水溶性聚醚、蒸餾水、脂肪酸和水溶性二氧化硅投入皂化釜，攪拌加熱至75℃，待所述脂肪酸全部溶解；
(2)依次加入氫氧化鈉、氫氧化鈣，并控制皂化溫度在95℃，皂化時(shí)間控制30min；
(3)皂化完成后，降溫至60℃，加入防銹劑和極壓劑，自然冷卻至室溫后，研磨、灌裝、得成品。
實(shí)施例4
原料組成：水溶性聚醚1066g、蒸餾水714g、硬脂酸160g、氫氧化鈉2g、氫氧化鈣10g、水溶性二氧化硅20g、苯并三氮唑8g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅20g。
實(shí)施例5
原料組成：水溶性聚醚902g、蒸餾水605.6g、硬脂酸160g、氫氧化鈉2g、氫氧化鈣10g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑0.4g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅20g。
實(shí)施例6
原料組成：水溶性聚醚750g、蒸餾水750g、硬脂酸324g、氫氧化鈉30g、氫氧化鈣20g、水溶性二氧化硅60g、苯并三氮唑6g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅60g。
實(shí)施例7
原料組成：水溶性聚醚253g、蒸餾水1012g、硬脂酸380g、氫氧化鈉5g、氫氧化鈣70g、水溶性二氧化硅240g、苯并三氮唑20g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅20g。
實(shí)施例8
原料組成：水溶性聚醚170g、蒸餾水1530g、硬脂酸180g、氫氧化鈉4g、氫氧化鈣7g、水溶性二氧化硅20g、苯并三氮唑6g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅20g。
將實(shí)施例3-8制備的潤(rùn)滑劑進(jìn)行性能檢測(cè)可知，采用本發(fā)明的原料及含量制備的潤(rùn)滑劑不僅具有極佳的潤(rùn)滑性、極壓抗磨性及粘結(jié)性，且其生物可降解性能強(qiáng)；同時(shí)，其具有優(yōu)越的冷卻和傳熱效果，尤其適合金屬加工場(chǎng)合和水管彎道的潤(rùn)滑。
實(shí)施例9
原料組成：水溶性聚醚600g、蒸餾水600g、硬脂酸310g、氫氧化鈉30g、氫氧化鈣20g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅100g。
實(shí)施例10
原料組成：水溶性聚醚600g、蒸餾水600g、硬脂酸270g、氫氧化鈉2g、氫氧化鈣80g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅100g。
實(shí)施例11
原料組成：水溶性聚醚600g、蒸餾水600g、硬脂酸320g、氫氧化鈉20g、氫氧化鈣20g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅100g。
實(shí)施例12
原料組成：水溶性聚醚600g、蒸餾水600g、硬脂酸260g、氫氧化鈉20g、氫氧化鈣80g、水溶性二氧化硅300g、苯并三氮唑40g、二烷基二硫代氨基甲酸鋅100g。
將實(shí)施例9-12制備的潤(rùn)滑劑進(jìn)行性能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，其不僅具有極佳的潤(rùn)滑性、極壓抗磨性及粘結(jié)性，且其生物可降解性能強(qiáng)，且膠體安定性極佳。