本发明涉及机械润滑技术领域，特别涉及一种润滑脂及其制备方法。
背景技术
润滑脂为稠厚的油脂状半固体，用于机械的摩擦部分，起润滑和密封作用，也用于金属表面，起填充空隙和防锈作用。润滑脂在日常生活中应用广泛，单就汽车来说，可用于汽车座椅滑道、玻璃升降器、天窗滑轨以及手刹等附件的润滑，而在其它机械设备中应用更为广泛。
现有技术中，大部分润滑脂在制备过程中需要高温炼制，生产过程及产品都会产生一定的油脂味。而根据环保部和国家质检总局联合制定的强制性国家标准《乘用车内空气质量评价指南》要求，2017年以来各汽车零部件厂商应主机厂要求对汽车驾驶室内零部件润滑脂气味提出强制要求，降低润滑脂气味已成为亟待解决的问题。
为了克服上述问题，现有技术中的主要措施是添加香味剂，然而该种方式只能通过香味剂去掩盖油脂味，并不能从根本上降低或减少油脂味，所散发的香味中仍夹杂油脂味，并没有较好的改善润滑脂气味。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种润滑脂及其制备方法。本发明提供的润滑脂和制备方法能够有效降低润滑脂气味，且不会破坏润滑脂的使用性能。
本发明提供了一种润滑脂，包括以下重量份的组分：
所述气味改性剂为硫磷型锌盐或硫磷型锌盐混合物；
所述硫磷型锌盐混合物为硫磷型锌盐和聚甲基丙烯酸酯的混合物；
所述锂盐选自12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂中的一种或几种。
优选的，所述聚α烯烃的100℃运动粘度为8～40mm2/s。
优选的，所述硫磷型锌盐选自硫磷丁辛基锌盐、硫磷双辛基碱性锌盐和硫磷伯仲烷基锌盐中的一种或几种。
优选的，所述聚甲基丙烯酸酯选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸十八酯中的一种或几种。
优选的，所述锂盐选自12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂中的两种以上，且包含12-羟基硬脂酸锂。
优选的，所述抗氧剂选自二异辛基二苯胺、对苯二胺、n-苯基-α萘胺、2,6-二叔丁基对甲酚和2,6-二叔丁基-α二甲氨基对甲酚中的一种或几种。
优选的，所述固体润滑剂为四氟乙烯微粉和/或三聚氰胺氰尿酸盐。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的润滑脂的制备方法，包括：
a)将部分聚α烯烃、酸、单水氢氧化锂在水溶液中混合，进行皂化反应，然后升温炼制，得到炼制物；
所述酸选自12-羟基硬脂酸、癸二酸和硼酸中的一种或几种；
b)将所述炼制物与剩余聚α烯烃、抗氧剂、气味改性剂及固体润滑剂混合，得到润滑脂。
优选的，所述步骤a)中，皂化反应的温度为110～135℃，时间为1～1.5h。
优选的，所述步骤a)中，炼制的温度为170～180℃，时间为0.25～0.5h。
本发明提供了一种润滑脂，包括：70～80份聚α烯烃，5～18份锂盐，0.05～1份气味改性剂，0.02～0.15份抗氧剂，1～5份固体润滑剂；所述气味改性剂为硫磷型锌盐或硫磷型锌盐混合物；所述硫磷型锌盐混合物为硫磷型锌盐和聚甲基丙烯酸酯的混合物；所述锂盐选自12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂中的一种或几种。本发明采用聚α烯烃为基础油与特定的锂盐搭配，在特定气味改性剂的作用下，能够有效降低整体润滑脂的油脂气味，再配合固体润滑剂和抗氧剂，在减少油脂味的同时，不破坏润滑脂的各项性能要求如良好的胶体安定性、高低温性能等，保证润滑脂的使用性能需求。
试验结果表明，本发明所得润滑脂的气味达到2.5级，有效降低了油脂味；滴点在250℃以上，低温转矩在0.140nm以上，表现出优异的高低温性能；钢网分油在2.3％以下，具有良好的胶体安定性。
具体实施方式
本发明提供了一种润滑脂，包括以下重量份的组分：
所述气味改性剂为硫磷型锌盐或硫磷型锌盐混合物；
所述硫磷型锌盐混合物为硫磷型锌盐和聚甲基丙烯酸酯的混合物；
所述锂盐选自12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂中的一种或几种。
本发明采用聚α烯烃为基础油。所述聚α烯烃优选为100℃运动粘度为8～40mm2/s的聚α烯烃。本发明对所述聚α烯烃的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述聚α烯烃的含量为70～80质量份。
本发明中，所述锂盐选自12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂中的一种或几种，采用所述锂盐与聚α烯烃基础油搭配，有利于调节润滑脂的粘稠度，提升润滑脂胶体的安定性等性能要求，若采用其它相似锂盐如硬脂酸锂等，则难以达到相应效果。优选的，所述锂盐选自12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂中的两种或三种，且包含12-羟基硬脂酸锂；即所述锂盐为12-羟基硬脂酸锂和癸二酸锂，或为12-羟基硬脂酸锂和硼酸锂，或为12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂。在本发明的一些实施例中，锂盐为12-羟基硬脂酸锂和癸二酸锂，且12-羟基硬脂酸锂与癸二酸锂的摩尔比为1∶(0.3～0.5)。相比于采用单一锂盐，采用上述复合锂盐方案，能够进一步明显改善物料体系的相容性，在引入气味改性剂的情况下，仍有利于物料体系保证优良的油脂性能。在本发明的一些实施例中，锂盐为12-羟基硬脂酸锂和硼酸锂，且12-羟基硬脂酸锂与硼酸锂的摩尔比为1∶(0.3～0.5)。在本发明的一些实施例中，锂盐为12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂和硼酸锂，且12-羟基硬脂酸锂、癸二酸锂与硼酸锂的摩尔比为1∶(0.1～0.2)∶(0.1～0.3)。
本发明中，以聚α烯烃含量为70～80质量份为基准，所述锂盐的含量为5～18质量份。
本发明中，所述气味改性剂为硫磷型锌盐或硫磷型锌盐混合物；所述硫磷型锌盐混合物为硫磷型锌盐和聚甲基丙烯酸酯的混合物。现有技术中通常通过添加香味剂或香料来改善油脂气味，并不能从根本上减少油脂味，经申请人研究发现，采用上述气味改性剂可从油脂本身出发，从本质上减少油脂味，且在降低油脂味的同时不会破坏油脂性能。具体的，聚α烯烃基础油高温下生成自由基，发生副反应、产生有气味的分子，本发明提供的上述气味改性剂能够有效捕捉气味分子并与之反应，减少油脂气味；而且不会牺牲油脂的性能，能够较好的与本发明其它组分配合，使润滑油性能达到使用需求。
本发明中，所述硫磷型锌盐优选为硫磷丁辛基锌盐、硫磷双辛基碱性锌盐和硫磷伯仲烷基锌盐中的一种或几种。所述硫磷伯仲烷基锌盐优选包括t206和t207中的一种或几种。本发明对所述硫磷型锌盐的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述聚甲基丙烯酸酯选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸十八酯中的一种或几种。所述聚甲基丙烯酸酯的数均分子量优选为20000～35000。本发明对所述聚甲基丙烯酸酯的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。
本发明中，以聚α烯烃含量为70～80质量份为基准，所述气味改性剂的含量为0.05～1质量份，在所述用量范围内才能与基础油较好的作用，达到有效降低油脂味的效果，若含量低于0.05质量份，则难以达到降低油脂味的效果，若含量高于1质量份，反而会与油脂作用、引入异味。
本发明提供的润滑脂中还包含抗氧剂。本发明中，抗氧剂能够与气味改性剂协同作用，促进油脂味的减少。具体的，基础油生成自由基，发生副反应产生气味分子后，与气味改性剂发生作用减少油脂气味，同时，抗氧剂能捕捉自由基防止副反应进一步生成，从而帮助减少气味分子的产生，与气味改性剂协同作用，进一步有效减少和抑制油脂味。本发明中，所述抗氧剂优选为二异辛基二苯胺、对苯二胺、n-苯基-α萘胺、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-α二甲氨基对甲酚中的一种或几种。本发明对所述抗氧剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。
本发明中，以聚α烯烃含量为70～80质量份为基准，所述抗氧剂的含量为0.02～0.15质量份。
本发明提供的润滑脂中还包含固体润滑剂。采用固体润滑剂能够与本发明物料体系的其它组分较好的融合，在有气味改性剂存在的情况下改善润滑脂的润滑性等，使整体润滑脂满足胶体安定性、高低温性能等各项性能需求。本发明中，所述固体润滑剂优选为四氟乙烯微粉和/或三聚氰胺氰尿酸盐。本发明对所述固体润滑剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。
本发明中，以聚α烯烃含量为70～80质量份为基准，所述固体润滑剂的含量为1～5质量份。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的润滑脂的制备方法，其特征在于，包括：
a)将部分聚α烯烃、酸、单水氢氧化锂在水溶液中混合，进行皂化反应，然后升温炼制，得到炼制物；
所述酸选自12-羟基硬脂酸、癸二酸和硼酸中的一种或几种；
b)将所述炼制物与剩余聚α烯烃、抗氧剂、气味改性剂及固体润滑剂混合，得到润滑脂。
其中，聚α烯烃、抗氧剂、气味改性剂及固体润滑剂的种类、用量和来源等均与上述技术方案中所述一致，在此不再一一赘述。
按照本发明，先将部分聚α烯烃、酸、单水氢氧化锂在水溶液中混合，进行皂化反应，然后升温炼制，得到炼制物，得到炼制物。
以总聚α烯烃的用量为70～80质量份为基准，所述部分聚α烯烃的用量优选为30～40质量份。
所述酸优选为12-羟基硬脂酸、癸二酸和硼酸中的一种或几种。酸与单水氢氧化锂反应，生成锂盐，所述锂盐即为上述技术方案中所述的锂盐。所述酸的添加量优选为5～18质量份，单水氢氧化锂的添加量以中和酸所需的量为准，本领域技术人员通过皂化反应化学平衡计量即可得出。
所述水作为混料和皂化反应的介质。本发明对水的用量没有特殊限制，采用本领域技术常规润滑脂制备中的水介质用量即可，在一些实施例中，水介质添加量与单水氢氧化锂用量相同。
所述皂化反应的温度优选为110～135℃。所述皂化反应的时间优选为1～1.5h。经皂化反应后，酸与单水氢氧化锂转化为锂盐。本发明中，所述皂化反应可在常压条件下进行，也可在加压条件下进行。所述加压的压力优选为0.3～0.5mpa。在加压条件下进行时，皂化反应结束后，完全泄压后，再进行下一步操作。
在皂化反应后，对体系升温进行炼制。所述炼制的温度优选为170～180℃。所述炼制的时间优选为0.25～0.5h。本发明在选定物料的基础上，降低物料在高温下的作用时间，有利于减少气味物质的产生，进一步帮助物料减少油脂味，且能够保证润滑脂的性能不受影响。
按照本发明，经炼制得到炼制物后，将所述炼制物与剩余聚α烯烃、抗氧剂、气味改性剂及固体润滑剂混合，得到润滑脂。
本发明中，在得到炼制物后，优选的，先进行一次降温，将降温后炼制物与剩余聚α烯烃及抗氧剂混合，并进行二次降温，再加入气味改性剂及固体润滑剂，混匀，得到润滑脂。本发明中，所述一次降温优选降至140～160℃。所述二次降温优选降至100℃以下。本发明中，在所述混匀后，优选还进行研磨。在本发明的一些实施例中，用三辊磨研磨3次后，得到润滑脂。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例中，所用原料均为市售，其中，聚α烯烃在100℃运动粘度为8～40mm2/s。
实施例1
将30份聚α烯烃，9份12-羟基硬脂酸，3份癸二酸，2.56份单水氢氧化锂，2.56份水混合，在110℃下进行皂化反应，反应1.5h后，升温至170℃炼制0.5h。然后，降温至150℃，加入40份聚α烯烃、0.02份二异辛基二苯胺抗氧剂，持续搅拌降温至90℃，再加入0.05份硫磷丁辛基锌盐，1份四氟乙烯微粉，搅拌均匀，用三辊磨研磨3次后，得到润滑脂。
实施例2
将35份聚α烯烃，10份12-羟基硬脂酸，4份硼酸，4.13份单水氢氧化锂，4.13份水混合，在120℃下进行皂化反应，反应1h后，升温至175℃炼制0.4h。然后，降温至145℃，加入38份聚α烯烃、0.1份n-苯基-α萘胺抗氧剂，持续搅拌降温至85℃，再加入0.1份硫磷双辛基碱性锌盐，3份三聚氰胺氰尿酸盐，搅拌均匀，用三辊磨研磨3次后，得到润滑脂。
实施例3
将40份聚α烯烃，12份12-羟基硬脂酸，2.4份癸二酸，3.6份硼酸，5.17份单水氢氧化锂，5.17份水混合，在135℃下进行皂化反应，反应1h后，升温至180℃炼制0.25h。然后，降温至150℃，加入40份聚α烯烃、0.15份2,6-二叔丁基对甲酚抗氧剂，持续搅拌降温至95℃，再加入0.2份硫磷伯仲烷基锌盐t206，0.8份聚甲基丙烯酸甲酯(数均分子量为25000)，5份三聚氰胺氰尿酸盐，搅拌均匀，用三辊磨研磨3次后，得到润滑脂。
实施例4
对实施例1～3所得的润滑脂进行性能检测，测试结果参见表1。
表1实施例1～3的性能测试结果
由以上测试结果可知，本发明所得润滑脂能够有效降低油脂气味，满足汽车零部件厂商对润滑脂气味的环保性要求，同时，所得润滑脂还具有良好的胶体安定性、低温流动性和耐高温性能等性能，满足润滑脂的性能要求。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。