本发明涉及润滑脂技术领域，尤其涉及一种低噪音混合皂基润滑脂组合物及其制备方法。
背景技术：
润滑脂是由稠化剂、基础油和添加剂组成的塑形润滑剂，具有半流体特性。稠化剂分散在基础油之中，添加剂的作用是改善润滑脂的相关性能。润滑脂的产量和使用量远远低于润滑油，但润滑脂的种类以及其在工业和生活中起到的作用丝毫不亚于润滑油。首先，润滑脂可以应用于密封环境下，可以减少润滑剂的消耗，降低维护费用；润滑脂有一定的结构，不易流失，可以简化润滑系统设计的目的；润滑脂可适用于苛刻的操作条件，如高温，低速，高载荷的工况下。
机械工业上最广泛使用润滑脂的典型零件是滚动轴承。目前，80％以上的滚动轴承采用润滑脂进行润滑保护。随着科技的不断进步，随着轴承制造技术的进步，低噪音轴承的制造精度有了很大的提高，当加工精度达到一定水平时，其本身产生的噪音越来越小，此时润滑脂对降低轴承运转噪音的作用变得越来越重要。目前约有80％的滚动轴承使用润滑脂润滑，润滑脂已被认为是轴承内圈、外圈、滚动体和保持架之后不可缺少的第五大“元件”，因此润滑脂正成为影响轴承噪音的主要因素。
锂基润滑脂在轴承行业应用量最大，约占总用脂量的百分之七十。由于这类润滑脂选用了纤维柔软，容易过滤的锂皂做稠化剂，使用矿物油为基础油，很容易满足中低档轴承降低振动值的要求。然而客户对轴承润滑脂的使用寿命、防锈性能、低温性能提出了更高的要求，大部分润滑脂制造厂家采用复合锂基润滑脂，其高温性较好，使用寿命相比于锂基润滑脂的得到延长，但由于其稠化剂结晶中低分子酸的加入，使其纤维的硬度增加较大，在轴承中表现为振动性能较差，尤其是在中小型和微型精密轴承不能达到很好的降噪效果。
cn102021069a公开了一种锂基低噪音润滑脂制备方法，润滑脂具有良好降低振动噪音性能，振动值可以降低2～5个分贝值，高温性能和低温性能等指标都达到较好的指标范围，润滑脂成品也具有透明的外观。cn103525512a公开一种高温长寿命低噪音锂基润滑脂的制备方法，采用深度精制矿物油、酯类油、烯烃合成油稠化复合锂皂；采用特殊的急冷工艺和合适的抗氧剂体系，润滑脂加入到6201轴承中，震动分贝值达到25左右。cn110669567a公开了一种低噪音长寿命复合钡基润滑脂的制备方法，采用pao、矿物油、酯类油、多元醇酯稠化复合钡皂，在一定程度上解决现今复合钡基润滑脂存在噪音和寿命难以达到较高要求的技术问题。cn105419919a公开了一种低噪音聚脲润滑脂的制备方法，制备的聚脲润滑脂具有较好且稳定的振动值。
随着工业技术水平的提高，家用电器、电子设备、办公设备、汽车、精密仪器和一些军事装备等用bequiet+和morequiet噪音测试仪来评估润滑脂的静音水平，上面所述的低噪音润滑脂无法达到最高级的噪声等级。因此，目前亟需开发一款应用于中小型和微型精密轴承润滑的低噪音润滑脂产品。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种低噪音混合皂基润滑脂组合物及其制备方法。
本发明的目的之一在于提供一种低噪音混合皂基润滑脂组合物，按组合物的总重量百分数计，包括以下组分：
所述基础油选自矿物油或醚类油或聚α烯烃合成油中的一种或多种；所述稠化剂为脂肪酸与氢氧化锂和氢氧化钾反应的生成物。
本发明中，选用脂肪酸锂钾皂，使得该润滑脂较锂基润滑脂具有更加短小均匀的纤维结构，有效的减少滚珠与保持器沿轴承径向的碰撞，起到明显的降低振动效果。选取低温性能优异的基础油和添加适当的防锈剂、抗磨剂和抗氧剂，使得产品能够应用在-30℃以下的环境中，而且具有较长的轴承使用寿命和防护效果。
根据本发明的一些优选实施方式，所述稠化剂为十二羟基硬脂酸、硬脂酸或氢化蓖麻油与单水氢氧化锂和氢氧化钾反应的生成物。
根据本发明的一些优选实施方式，所述稠化剂中的单水氢氧化锂与氢氧化钾的质量比为1:1～9:1。
根据本发明的一些优选实施方式，所述基础油的凝点不大于-25℃，优选为-30～50℃。
根据本发明的一些优选实施方式，所述基础油40℃粘度为70～150mm2/s，优选为70～100mm2/s。
本发明中，基础油的优选种类为矿物油或聚α烯烃合成油。
根据本发明的一些优选实施方式，所述抗磨剂为二烷基二硫代磷酸盐或磷酸酯，优选为二烷基二硫代磷酸盐。
根据本发明的一些优选实施方式，所述防锈剂为磺酸盐化合物或苯并三氮唑，优选为磺酸盐化合物。
根据本发明的一些优选实施方式，所述抗氧剂为胺类抗氧剂或酚类抗氧剂，优选为酚类抗氧剂。
根据本发明的一些优选实施方式，所述组合物的配方为：
所述基础油为矿物油和聚α烯烃合成油，质量比1：1，所述稠化剂为锂钾混合皂，单水氢氧化锂与氢氧化钾的质量比为1.75:1，所述抗磨剂为二烷基二硫代磷酸盐，所述防腐剂为磺酸盐化合物，所述抗氧剂为酚类抗氧剂。
本发明的另一目的在于提供一种所述低噪音混合皂基润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：将脂肪酸加入1/2基础油中，混合加热至85～95℃，脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾的水溶液，皂化反应1.0～1.5h；然后升温至130～140℃，恒温20～30min后进行排水，然后升温至195～210℃，然后加入剩余基础油，搅拌5min，取出急冷降温，控制所述急冷的温度为130～160℃；然后继续降温至90～100℃，依次加入抗磨剂、防锈剂和抗氧剂，分散后即得。
本发明中，在工艺上，产品的最高炼制温度相对较低，急冷温度控制在130～160℃，既节约了能源又保证了纤维的短小均匀，制备方法工艺简单，产品质量也比较稳定。本发明采用脂肪酸锂钾皂稠化低温性能优异的基础油，以及特殊的急冷工艺，制成一种具有优异静音水平、长的使用寿命、良好的防护性能的润滑脂。
本发明的有益效果至少在于：本发明提供的低噪音混合皂基润滑脂较锂基润滑脂具有更加短小均匀的纤维结构，有效的减少滚珠与保持器沿轴承径向的碰撞，起到明显的降低振动效果。且所得产品能够应用在-30℃以下的环境中，具有优异的机械安定性能、胶体安定性能和抗磨性能，具有较长的轴承使用寿命和防护效果。本发明的制备方法具有节约能源的优势，且能保证纤维的短小均匀，工艺简单，产品质量稳定。本发明的低噪音混合皂基润滑脂能广泛用于家用电器、电子设备、办公设备、汽车、精密仪器和一些军事装备等领域，满足中小型和微型精密轴承对润滑的要求，同时通过bequiet+和morequiet噪音测试仪来测试评估，能够达到最高级的噪声等级。
具体实施方式
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。
本发明中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本发明中所用的原料均可在国内产品市场方便买到。
实施例1
本实施例的各组分按组合物的总重量计：
(1)基础油87％；
(2)稠化剂8％；
(3)抗磨剂2％；
(4)防锈剂1％；
(5)抗氧剂2％。
将十二羟基硬脂酸加入到1/2基础油(醚类油和合成油，质量比1:2，基础油粘度为80mm2/s，倾点为-40℃)中，混合加热至85℃，脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾(质量比9:1)的水溶液，皂化反应1.5小时；反应结束后升温到130℃，恒温30分钟进行排水，排水结束后升温到最高温度210℃，然后加入剩余基础油，搅拌五分钟，取出迅速降温，控制急冷温度160℃。继续降温到90℃，依次加入抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌、防锈剂二壬基萘磺酸钡、胺类抗氧剂。润滑脂经过三辊机分散后灌装。本实施例配方工艺制得的润滑脂性能列于表1：
表1实施例1的润滑脂性能
由表1可知，本实施例的润滑脂具有较好的静音性能、剪切安定性、抗水性、胶体安定性、抗磨性能、防锈防腐蚀性以及较长的高温轴承寿命等性能特点。
实施例2
本实施例的各组分按组合物的总重量计：
(1)基础油78％；
(2)稠化剂15％；
(3)抗磨剂3％；
(4)防锈剂2％；
(5)抗氧剂2％。
将十二羟基硬脂酸、硬脂酸(质量比4:1)加入到1/2基础油(矿物油和合成油，质量比2:1，基础油粘度为70mm2/s，倾点为-30℃)中，混合加热至90℃，脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾(质量比1:1)的水溶液，皂化反应1.0小时；反应结束后升温到120℃，恒温30分钟进行排水，排水结束后升温到最高温度190℃，然后加入剩余基础油，搅拌五分钟，取出迅速降温，控制急冷温度135℃。继续降温到95℃，依次加入抗磨剂磷酸三甲酚酯、防锈剂二壬基萘磺酸钡、抗氧剂2,6-二叔丁基对甲苯酚。润滑脂经过三辊机分散后灌装。本实施例配方工艺制得的润滑脂性能列于表2：
表2实施例2的润滑脂性能
由表2可知，本实施例的润滑脂具有较好的静音性能、剪切安定性、抗水性、胶体安定性、抗磨性能、防锈防腐蚀性以及较长的高温轴承寿命等性能特点。
实施例3
本实施例的各组分按组合物的总重量计：
(1)基础油83％；
(2)稠化剂12％；
(3)抗磨剂2％；
(4)防锈剂1％；
(5)抗氧剂2％。
将十二羟基硬脂酸、氢化蓖麻油(质量比3:2)加入到1/2基础油(矿物油和醚类油，质量比5:1，基础油粘度为100mm2/s，倾点为-35℃)中，混合加热至87℃，脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾(质量比2:1)的水溶液，皂化反应1.5小时；反应结束后升温到130℃，恒温20分钟进行排水，排水结束后升温到最高温度205℃，然后加入剩余基础油，搅拌五分钟，取出迅速降温，控制急冷温度145℃。继续降温到95℃，依次加入抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌、防腐剂苯并三氮唑、胺类抗氧剂。润滑脂经过三辊机分散后灌装。本实施例配方工艺制得的润滑脂性能列于表3：
表3实施例3的润滑脂性能
由表3可知，本实施例的润滑脂具有较好的静音性能、剪切安定性、抗水性、胶体安定性、抗磨性能、防锈防腐蚀性以及较长的高温轴承寿命等性能特点。
实施例4
本实施例的各组分按组合物的总重量计：
(1)基础油83％；
(2)稠化剂10％；
(3)抗磨剂3％；
(4)防锈剂2％；
(5)抗氧剂2％。
将十二羟基硬脂酸、硬脂酸、氢化蓖麻油(质量比3:1:1)加入到1/2基础油(合成油，基础油粘度为120mm2/s，倾点为-45℃)中，混合加热至85℃，脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾(质量比5:1)的水溶液，皂化反应1.5小时；反应结束后升温到130℃，恒温30分钟进行排水，排水结束后升温到最高温度207℃，然后加入剩余基础油，搅拌五分钟，取出迅速降温，控制急冷温度140℃。继续降温到95℃，依次加入抗磨剂磷酸三甲酚酯、防锈剂二壬基萘磺酸钡、抗氧剂2,6-二叔丁基对甲苯酚。润滑脂经过三辊机分散后灌装。本实施例配方工艺制得的润滑脂性能列于表4：
表4实施例4的润滑脂性能
由表4可知，本实施例的润滑脂具有较好的静音性能、剪切安定性、抗水性、胶体安定性、抗磨性能、防锈防腐蚀性以及较长的高温轴承寿命等性能特点。
实施例5
本实施例各组分按组合物的总重量计：
(1)基础油84％；
(2)稠化剂10％；
(3)抗磨剂2％；
(4)防锈剂2％；
(5)抗氧剂2％。
将十二羟基硬脂酸加入到1/2基础油(合成油和醚类油，质量比6:1，基础油粘度为150mm2/s，倾点为-45℃)中，混合加热至90℃，脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾(质量比6:1)的水溶液，皂化反应1.3小时；反应结束后升温到130℃，恒温30分钟进行排水，排水结束后升温到最高温度210℃，然后加入剩余基础油，搅拌五分钟，取出迅速降温，控制急冷温度150℃。继续降温到90℃，依次加入抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌、防腐剂苯并三氮唑、胺类抗氧剂。润滑脂经过三辊机分散后灌装。本实施例配方工艺制得的润滑脂性能列于表5：
表5实施例5的润滑脂性能
由表5可知，本实施例的润滑脂具有较好的静音性能、剪切安定性、抗水性、胶体安定性、抗磨性能、防锈防腐蚀性以及较长的高温轴承寿命等性能特点。
实施例6
本实施例各组分按组合物的总重量计：
(1)基础油83％；
(2)稠化剂13％；
(3)抗磨剂2％；
(4)防锈剂1％；
(5)抗氧剂1％。
将十二羟基硬脂酸加入到1/2基础油(合成油和醚类油，质量比6:1，基础油粘度为150mm2/s，倾点为-45℃)中，混合加热至85℃。脂肪酸溶解后，加入单水氢氧化锂和氢氧化钾(质量比1.75:1)的水溶液，皂化反应1.5小时；反应结束后升温到130℃，恒温30分钟进行排水，排水结束后升温到最高温度195℃，然后加入剩余基础油，搅拌五分钟，取出迅速降温，控制急冷温度145℃。继续降温到90℃，依次加入抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌、防腐剂二壬基萘磺酸钡、2,6-二叔丁基对甲苯酚抗氧剂。润滑脂经过三辊机分散后灌装。本实施例低噪音混合皂基润滑脂与市场售润滑脂(市售润滑脂1-3分别是通用低噪音锂基润滑脂、某品牌通用复合锂基润滑脂、酯类油低噪音润滑脂)的典型数据比较见表6：
表6实施例6的润滑脂性能
按照本发明实施例所列原料和制备方法制备出的低噪音混合皂基润滑脂和现有市售润滑脂性能比较可以看出：
(1)本发明的润滑脂的延长工作锥入度与工作锥入度的差值在30～40(0.1mm)范围内，高温轴承寿命在450小时以上，这与本发明的润滑脂具有优异的机械安定性和长的轴承使用寿命相一致；
(2)本发明的润滑脂在规定时间规定温度下的滚筒安定性和水淋损失量，明显优于市售润滑脂，这与本发明的润滑脂具有突出的胶体性和抗水性相一致；
(3)本发明的润滑脂在规定的温度下，其-40℃的低温转矩较小，这与本发明的润滑脂具有优异的低温性能相一致；
(4)本发明的润滑脂在钢片腐蚀、防腐蚀性等结果上均较佳，这与本发明的润滑脂具有良好的防腐防锈性能相一致。
(5)本发明的润滑脂在6201轴承上的分贝值在23db左右，bequiet+的噪声等级能达到最高级gn4，这与本发明的润滑脂具有优异的静音性能相一致。
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。