聚合物润滑脂的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及聚合物润滑脂（polymergrease)及其制造方法的领域。
【背景技术】
[0002] 润滑脂被用于多种工程应用中W保持活动的机械表面（例如在轴承中发现的）之 间的润滑。润滑脂显示出剪切-稀化的流变性质，运意味着润滑脂的粘度在剪切下降低。润 滑脂典型地包括润滑剂（如润滑矿物油）和增稠物质。在非剪切条件下，增稠剂充当保持 润滑油的海绵状基体。于是，润滑脂显示出固体或半固体特性。润滑油在静态或动态条件 下均可从该基体释放。具体地，当施加剪切力时，润滑油从增稠剂基体分离并且导致润滑脂 显示出润滑性质。
[0003] 润滑油的性质对于确定润滑脂的润滑性质是重要的。此外，润滑油和增稠剂的相 互作用对于确定例如润滑脂在用作润滑剂时的寿命是重要的。为了延长其作为润滑剂的寿 命，润滑脂的油补充（再填充，r巧Ienish)特性是至关重要的，W确保一旦剪切从经润滑的 系统移除，润滑油就会被再吸收到基体。
[0004] 用于轴承的润滑脂描述于EP0700986、EP0795597和EP0795598中。在运些文 献中，聚合物用作润滑脂组合物中的增稠剂。选择润滑油为常规的合成润滑油，如矿物油、 合成控油或醋油。 阳0化]如EP0700986中所述，典型的用于制造脂的方法为：形成所需润滑油和增稠剂的 均匀混合物，并然后使它快速冷却或骤冷（泽火）。运可通过将组合物倾倒在冷却台上实 现。
[0006] 本发明旨在解决与现有技术相关的问题中的至少一些或者至少提供对其商业上 有用的替代方案。
【发明内容】
[0007] 根据第一方面，本发明提供用于制造润滑脂组合物的方法，该方法包括如下步 骤：
[0008] 提供包括润滑油和增稠聚合物的基本上均匀的液体组合物；
[0009] 使所述液体组合物流动通过剪切-混合设备W混合和冷却所述液体组合物，从 而形成润滑脂组合物。
[0010] 现将进一步描述本发明。在W下段落中更具体地阐释本发明的不同方面。如此阐 释的各方面可与任何其它一个或多个方面组合，除非明确地相反指示。具体地，指示为优选 或有利的任何特征可与指示为优选或有利的任何其它一个或多个特征组合。
[0011] 如上所述，聚合物润滑脂的常规制造设及使热的聚合物/基础油混合物在金属板 上骤冷至室溫。进一步地，它包括经骤冷材料的机械处理，优选通过施加剪切（例如，使用 行星式混合器、漉磨机或均质器）W赋予润滑脂其最终性质。然而，本发明人已经发现润滑 脂性质（尤其是机械稳定性和硬度）对冷却过程（特别地与剪切过程的组合）极为敏感。具 体地，他们已经发现很难再现相同的润滑脂品质，因为冷却过程是一般的、不受控的步骤。
[0012] 而且，本发明人已经发现相比于小规模生产，该问题更大程度地影响大批量工厂 生产。当W较大宗的润滑脂操作时，如下是甚至更重要的：控制和调节冷却速率、热耗散、在 大批量中的局部热分布、平衡溫度等。当生产例如1-5吨的大批量时运变得甚至更为突出。
[0013] 本发明人发现可通过使用本文所披露的新方法解决许多与现有技术相关的问题。 具体地，该方法避免将大的生产批次倾倒至诱注台上。它提供对大批量中的溫度变化、冷却 速率和均匀热分布的控制。它还容许调节冷却条件W优化润滑脂的生产品质，并且避免与 环境空气的直接接触（其导致氧化、污染W及灰尘和颗粒进入）。然而，重要地，作为冷却方 案的结果或者因为它容许使用新型材料，它还容许调节冷却条件W获得具有不同性质的润 滑脂。
[0014] 本发明人已经发现常规的倾倒-和-骤冷方法对于加工润滑脂并非理想的，因为 它不容许在冷却过程中控制或大批量材料的冷却速率或热耗散。实际上，与本发明的方法 相反，不能调节运样的冷却方法W改进润滑脂性质。
[0015] 本文所使用的术语基本上均匀是指形成液体组合物的组分是基本上均匀的且典 型地在混合物中不可在视觉上（明显）辨别。具体地，混合物优选在润滑油内不具有任何单 独的增稠聚合物畴区，或反之亦然。优选地，液体组合物是均匀的。优选地，在150-350°c、 优选200-250°C的溫度下提供基本上均匀的液体组合物。通常需要运些溫度W确保形成润 滑脂的组分是充分混合且均匀的。然而，所选择组分的性质将决定为建立基本上均匀的液 体组合物所需的最低溫度。
[0016] 润滑油和增稠聚合物在润滑脂制造领域中是公知的。已经发现，新型方法允许在 形成润滑脂时使用更宽范围的材料。优选地，润滑油包括选自如下的油：矿物油、合成控、醋 油、植物油及其两种或更多种的混合物。优选地，增稠聚合物包括选自如下的聚合物：聚酷 胺、聚醋、聚环氧乙烧、聚乙締、聚丙締、聚交醋、纤维素或纤维素衍生物及其两种或更多种 的混合物。所述聚合物意图也涵盖共聚物。
[0017] 润滑油和增稠聚合物的比率帮助确定最终润滑脂的结构。本发明人已经发现当增 稠聚合物形成基本上均匀的液体组合物的5-20重量％、优选9-15重量％时是优选的。在 该范围内操作确保了在提供可容易生产的且稳定的脂产品的同时可增强润滑性质。
[0018] 使液体组合物流动通过剪切-混合设备W混合和冷却液体组合物，从而形成润滑 脂组合物。剪切混合设备优选为剪切-混合管道，优选具有可变的横截面积。剪切-混合管 道的使用是有利的，因为它具有用于控制液体组合物溫度的接触表面并且它也容许在组合 物流动通过时剪切-混合该组合物。运优选通过将剪切引入混合物中的可变横截面实现。
[0019] 如下是尤其优选的：剪切-混合设备是封闭的气密性系统。运容许更好地控制润 滑脂的性质且它还减少润滑剂的气体污染。此外，它减少氧化，如果在加工过程中润滑剂的 溫度增加则氧化是重要因素。
[0020] 优选地，液体组合物沿着设置有一个或多个静态混合元件的流路流动通过剪 切-混合设备。静态混合元件容许可再现的混合。静态混合器的实例在本领域中是公知的 且包括档板（折流板，baffle)、混合器条（棒）和流路中的其它障碍物。
[0021] 优选地，液体组合物沿着设置有多个静态混合元件的流路流动通过所述剪切-混 合设备，所述多个静态混合元件布置W提供增加的剪切混合的区域。优选地，所述液体组合 物沿着设置有一个或多个用于各自加热或冷却所述液体组合物的溫控部分的流路流动通 过所述剪切-混合设备。目P，剪切-混合设备可设置有多个具有替代目的的区域。一些区 域可用于改变流经其中的润滑剂的溫度，而其它区域可用于实现或高或低的剪切混合。区 域当然可用于溫度控制和/或剪切-混合。
[0022] 如下是尤其优选的：至少一个溫控部分设置在比沿着所述流路在前的溫控部分更 高的溫度下。运容许在例如初始冷却步骤之后加热润滑剂。运可提供可控的回火或退火步 骤，其不能使用常规的诱注台途径实现。因此它可用于提供具有W前无法实现的性质的新 型润滑剂。
[0023] 在一种实施方式中，剪切-混合设备包括一对或多对传热板，液体组合物在传热 板之间流动，其中至少一个板的表面设置有在所述液体组合物的流路中的表面形貌（特征 部件，features)。因此，运对板提供了用于升高、降低或保持润滑剂溫度的装置，同时所述 表面形貌（在运对板的一个或两个上）可操作润滑脂W剪切-混合它。优选地，用水冷却 控制传热板的溫度。运是廉价而有效地控制溫度的方式。
[0024] 有利地，可使用本发明的方法连续地挤出润滑脂组合物。相较于常规的倾 倒-和-骤冷方法，运对于封装润滑脂而言具有许多优势。此外，它容许更好地控制润滑脂 在系统内的停留时间。 阳0巧]优选地，所述剪切-混合通过改变液体组合物的流速控制。运可例如通过改变施 加至基本均匀组合物的胆存器的气体压力而控制。为了促进骤冷过程，在剪切-混合过程 期间可降低或停止流速，使得可发生交替的动态和静态骤冷。
[00%] 优选地，施加于润滑脂上的剪切速率和剪切应力在剪切-混合过程中变化，使得 可精确地控制最终润滑脂的性质。在一种实施方式中，通过调节流速和流动通道或流动板 的几何结构调整剪切速率。特别地，通过缩小板之间的距离，可增加剪切速率W适应更高的 剪切应力和更严苛的润滑脂操作过程。在另一实施方式中，剪切应力通过调节在各区域中 的流速和溫度控