本发明属于润滑脂技术领域，特别涉及一种长寿命的防卡咬润滑脂组合物及制备方法。
背景技术：
塔式起重机简称塔机，也称塔吊，是建筑工地上最常用的一种起重设备。塔机在露天施工条件施工，要承受雨水、水泥、沙尘、腐蚀性气体等复杂介质环境的影响。当施工完成时,必须将塔机各构件进行拆卸和搬运。在露天作业环境下，若塔机标准节连接销轴因严重锈蚀造成卡死，就会给塔机在施工作业完成后的拆卸作业造成极大的困难。实现上述紧固件顺畅的安装与拆卸，需要涂敷防卡咬润滑脂，其功能是在高温、高压、潮湿以及在静态或微动条件下，起到防止金属生锈卡死、隔离金属防止发生粘结、确保适宜的动静摩擦系数。
现有技术是在塔机的销轴与销轴套间使用普通的锂基润滑脂、极压锂基润滑脂、二硫化钼锂基润滑脂等。其减磨和防锈功能较差,四球烧结负荷PD值通常<2450N,盐雾试验通过时间<120h。在通常情况下，这些产品在施工期超过6个月以后就会逐渐发生销轴锈蚀、磨损、以及销轴在受压下产生销轴变形弯曲等现象。尽管这些产品也具有一定的锈蚀、减磨功能,但是在高湿、高压、腐蚀性介质等苛刻的工况条件下,易发生工件表面的擦伤、粘结、生锈等一系列问题,会给金属构件的安装与拆解施工带来严重困难,同时造成金属机件的使用寿命大大缩短。
CN201410380754.4塔式起重机标准节装配用脂组合物及制备方法,采用了通用锂基脂为载体，再通过加入抗氧化、减磨、防卡咬、防锈、增黏等添加剂，获得了一种塔式起重机标准节装配专用脂组合物。该发明产品的抗盐雾试验通过时间为720h,使用周期为1～2年。
对于一般大型或高层建设项目来说，施工周期往往达到2年至数年以上。当施工完成时，标准节销轴卡咬锈死现象往往相当严重，销轴很难实现正常拆解。
塔机上销轴与销轴套之间的装配用脂，必须保证在静态或微动条件下，销轴与销轴套间留存的脂膜要起到防止金属生锈卡死、隔离金属防止发生粘结、确保适宜的动静摩擦系数等作用。要实现这种功能，这种装配用脂在成分上，需要含有性能优异的防锈剂、粒径适宜的固体润滑剂，以及物理化学性质稳定、机械强度足够的固体填充剂。
为了满足现代大型或高层建设项目在长周期下的施工要求，克服现有技术润滑脂在塔式起重机标准节使用与拆解过程中存在的各种缺陷，需要开发一种满足盐雾试验通过时间(B级)>1440h，四球烧结负荷>3089N，抗微动磨损试验<4.5mg等要求，使用周期达到2年至数年以上长寿命的防卡咬润滑脂，以实现塔机销轴能顺畅的装配与拆解。
技术实现要素：
本发明的目的，是在于克服现有技术润滑脂在塔机标准件装配后出现的销轴拆解困难的缺陷，而提供一种在2年至数年以上的建设周期内，可始终保持良好的防锈、耐腐蚀、控制磨擦、抵抗卡咬等性能的长寿命的防卡咬润滑脂组合物，以实现轴销的正常装配与拆解。
复合磺酸钙基润滑脂是一种新型的润滑脂产品,体系中所含有的长烷基链磺酸钙盐具有优良的防锈性,所含有的纳米级碳酸钙微粒具有良好的减磨、抗擦伤能力。以复合磺酸钙基脂为基础脂,再进一步复配抗氧剂、防锈剂、固体润滑剂、增黏剂,以及具有化学惰性的填充剂,可以得到一种具有防锈蚀、抗擦伤、抗粘结等特点的长寿命的防卡咬润滑脂组合物。
本发明提供的长寿命防卡咬润滑脂组合物，是以复合磺酸钙基脂为载体,再复配抗氧和金属减活剂、防锈剂、固体润滑剂、固体填充剂、增黏剂等不同类型添加剂而得。以组合物总重为基准，各组分含量为：
优选组合物总重为基准，各组分含量为：
本发明提供的润滑脂组合物，所述复合磺酸钙基脂是由高碱值磺酸钙经过转化、皂化、高温炼制、后处理等工艺而制成的市售工业品，包括1号和2号两个牌号，要求滴点大于260℃。
本发明提供的润滑脂组合物，所述抗氧剂和金属减活剂包括苯三唑衍生物(石油添加剂统一代号T551)或噻二唑衍生物(石油添加剂统一代号T561),均为市售工业品。
本发明提供的润滑脂组合物，所述防锈剂是指对于大气环境条件具有良好适应性的金属皂类防锈添加剂，包括二壬基萘磺酸钙或二壬基萘磺酸锌，均为市售工业品。
本发明提供的润滑脂组合物，所述固体润滑剂是具有层状结构，分子间具有低剪切强度的金属硫化物粉状固体，包括二硫化钼粉或二硫化钨粉，为天然钼矿或钨矿经化学提纯、粉碎等工艺而制成的工业品。要求细度<10μm，优选<5μm。
本发明提供的润滑脂组合物，所述固体填充剂是对金属具有较强亲和力，且不腐蚀金属表面的金属氧化物粉状固体，包括钛白粉(化学名称二氧化钛)或陶瓷微粉(主要成分是二氧化硅和三氧化二铝)，为市售工业品。要求320目筛余物<0.3％，优选<0.1％。
本发明提供的润滑脂组合物，所述增黏剂为氢化苯乙烯-双烯聚合物(简称HSD),为市售工业品。要求分子量大于105。
本发明的生产方法为：首先将复合磺酸钙基脂投入釜中，搅拌升温。当温度达到75～125℃时顺序加入抗氧剂和金属减活剂、防锈剂、固体润滑剂、固体填充剂以及增黏剂。搅拌10～30min后出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
本发明所得到的一种长寿命防卡咬润滑脂组合物，是以普通复合磺酸钙基脂为载体，再加入抗氧剂和金属减活剂、防锈剂、固体润滑剂、固体填充剂以及增黏剂等多种功能添加剂，而制成的具有优良防腐防锈、减磨和抗卡咬能力的一种长寿命防卡咬润滑脂组合物。苯三唑衍生物(T551)或噻二唑衍生物(T561)类抗氧剂和金属减活添加剂,是一种多效添加剂,除具有抗氧性能外,还具有金属钝化、减磨等性能,可有效抑制铜、铁等金属的催化作用。在复合磺酸钙基脂中加入防锈剂可发挥补强作用，即通过体系中所含高碱值磺酸钙与外加金属皂防锈剂的有效复配，进一步提升完善防锈效果，从而能更有效地克服施工现场中雨水、水泥、沙尘、腐蚀性气体等复杂介质环境的影响，进而避免工件在长时间腐蚀介质环境下发生严重锈蚀。固体润滑剂特别是二硫化钼和二硫化钨，具有独特的层状结构，比石墨具有更低的摩擦系数，能改金属接触面间在静态或微动条件下的摩擦状况。固体填充剂如钛白粉、陶瓷微粉等，与金属的亲和力比碳酸钙、滑石粉更强，在高压、高负荷条件下，能充分有效地隔离金属，与固体润滑剂复合使用可防止构件在微动条件下产生卡咬现象。SHD可提高润滑脂对金属的粘附性，有利于改善抗水冲洗能力，提高防护性能。通过上述组分的复配组合，最终得到了一种多功能防卡咬润滑脂组合物。
本发明的润滑脂，具有抗水、防腐防锈、减磨、抗卡咬等功效，可以显著延缓构件的锈蚀和磨损速度，防止生锈、卡咬现象的发生，实现塔式起重机标准节轴销顺畅的装配与拆解,也可用于锁紧螺丝、铁路道轨螺栓、紧固件等部件的顺畅装配与拆解。
具体实施方式
实施例1：
长寿命防卡咬润滑脂组合物，组份和质量百分数如下：
(1)2号复合磺酸钙基脂92.4％；
(2)T551 0.5％；
(3)二壬基萘磺酸钙 3.0％
(4)二硫化钼粉 0.6％；
(5)钛白粉 2.7％；
(6)HSD 0.8％。
首先将2号复合磺酸钙基脂(工作锥入度242，单位0.1mm)924.0g投入釜中，搅拌升温。当温度达到120℃时顺序加入T551 5.0g、二壬基萘磺酸钙3.0g、二硫化钼粉(细度<5μm)6.0g、钛白粉(320目筛余物<0.1％)2.7g以及HSD 8.0g。搅拌21min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
实施例2：
长寿命防卡咬润滑脂组合物，组份和质量百分数如下：
(1)1号复合磺酸钙基脂 91.2％；
(2)T561 0.6％；
(3)二壬基萘磺酸锌 2.8％；
(4)二硫化钨 1.3％；
(5)陶瓷微粉 3.4％；
(6)陶瓷微粉 0.7％。
首先将1号复合磺酸钙基脂(工作锥入度331，单位0.1mm)912g投入釜中，搅拌升温。当温度达到118℃时顺序加入T5616.0g、二壬基萘磺酸锌2.8g、二硫化钨(细度<5μm)1.3g、陶瓷微粉(320目筛余物<0.1％)3.4g以及陶瓷微粉7.0g。再搅拌18min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
实施例3：
长寿命防卡咬润滑脂组合物，组份和质量百分数如下：
(1)2号复合磺酸钙基脂82.9％；
(2)T551 1.0％；
(3)二壬基萘磺酸钙 4.8％
(4)二硫化钼 3.2％；
(5)陶瓷微粉 4.5％；
(6)HSD 3.6％。
首先将2号复合磺酸钙基脂(工作锥入度242，单位0.1mm)829.0g投入釜中，搅拌升温。当温度达到95℃时顺序加入T551 10.0g、二壬基萘磺酸钙48.0g、二硫化钼(细度<10μm)32.0g、陶瓷微粉(320目筛余物<0.3％)45g以及HSD 36.0g。再搅拌30min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
实施例4：
长寿命防卡咬润滑脂组合物，组份和质量百分数如下：
(1)2号复合磺酸钙基脂 97.5％；
(2)T561 0.3％；
(3)二壬基萘磺酸锌 0.6％
(4)二硫化钨 0.3％；
(5)钛白粉 1.0％；
(6)HSD 0.3％。
首先将2号复合磺酸钙基脂(工作锥入度242，单位0.1mm)975.0g投入釜中，搅拌升温。当温度达到125℃时顺序加入T561 3.0g、二壬基萘磺酸锌6.0g、二硫化钨(细度<10μm)3.0g、钛白粉(320目筛余物<0.3％)10.0g以及HSD 3g。再搅拌10min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
实施例5：
长寿命防卡咬润滑脂组合物，组份和质量百分数如下：
(1)2号复合磺酸钙基脂 96.9％；
(2)T561 0.4％；
(3)二壬基萘磺酸钙 0.8％
(4)二硫化钨 0.3％；
(5)陶瓷微粉 1.2；
(6)HSD 0.4％。
首先将复合磺酸钙基脂(工作锥入度242，单位0.1mm)969.0g投入釜中，搅拌升温。当温度达到114℃时顺序加入T561 4.0g、二壬基萘磺酸钙8.0g、二硫化钨(细度<5μm)3.0g、陶瓷微粉(320目筛余物<0.1％)12.0g以及HSD 4.0g。再搅拌18min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
实施例6：
长寿命防卡咬润滑脂组合物，组份和质量百分数如下：
(1)1号复合磺酸钙基脂 84.6％；
(2)T561 0.8％；
(3)二壬基萘磺酸锌 4.4％
(4)二硫化钼 3.0％；
(5)钛白粉 4.0％；
(6)HSD 3.2％。
首先将1号复合磺酸钙基脂(工作锥入度331，单位0.1mm)846.0g投入釜中，搅拌升温。当温度达到107℃时顺序加入T561 8.0g、二壬基萘磺酸锌44.0g、二硫化钼(细度<5μm)30.0g、钛白粉(320目筛余物<0.1％)40.0g以及HSD 32.0g。再搅拌13min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。
对比例1
为市售1号通用锂基脂。
对比例2
为市售1号二硫化钼锂基脂。
对比例3
为市售0号极压锂基脂。
表1
从表1的结果可以看出：本发明提供的长寿命防卡咬润滑脂组合物，显著提高了防锈、减磨、抗卡咬等性能。特别是表现为盐雾试验通过时间为对比产品的12倍以上，抗微动磨损试验质量损失减少约48.2％以上，四球磨痕直径减少19.6％以上,四球烧结负荷PD值提高26.1％以上,氧化安定性提高17.8％以上。对于建设周期为2年以上的大型或高层建设项目的塔机来说，本发明提供的润滑脂，可避免在施工环境下发生卡咬生锈而导致的销轴难于拆解问题，实现塔式起重机标准节轴销顺畅的装配与拆解,同时也可用于锁紧螺丝、铁路道轨螺栓、紧固件等部件的顺畅装配与拆解。