本发明涉及润滑脂技术领域，特别涉及一种工业机器人谐波减速机专用润滑脂及其制备方法。
背景技术：
在《中国制造2025》国家政策下，中国制造业转型升级以及工业自动化发展趋势下，中国工业机器人的迅速增长推动了谐波减速器需求激增。
目前，我国谐波减速器以及初装润滑脂仍以进口品牌为主，谐波减速器在国内起步较晚，现已有形成系列化生产的专业生产厂家，该产品已制定国家标准。而谐波减速器专用润滑脂鲜有研究，尤其是非金属皂稠化剂产品更是空白。进口品牌润滑脂的价格比较昂贵，从而增加了减速器的维护和更换成本。另外，谐波减速器控制着工业机器人力量输出和作业精度，其性能好坏直接影响工业机器人的性能，性能优异的润滑脂对工业机器人极其重要。
为解决上述问题，针对机器人谐波减速器的独有润滑特点，开发一款谐波减速机专用润滑剂，保证作业精度，降低设备故障，节约维护维修费用，减少对国外品牌的依赖。
技术实现要素：
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种工业机器人谐波减速机专用润滑脂及其制备方法，创新之处在于，基础油采用聚α烯烃、天然气合成油与醚、酯类合成油复配，以非金属皂有机脲为稠化剂，配伍多功能添加剂，经特殊工艺调制而成。其特点是：高低温性能优异，使用范围宽，适用温度为-50～150℃；极小的低温转矩，良好的降噪性能；优异的极压抗磨性能和抗微动磨损性能；有效延长谐波减速机和机器人的寿命，是一款宽温长寿命润滑脂。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种工业机器人谐波减速机专用润滑脂，由下述重量份数的组分组成：
合成基础油：75～90份；
非金属皂稠化剂：3～8份；
增粘剂：8～20份；
引发剂：0.5～3份；
多效添加剂：3～10份；
极压抗磨剂：1～5份；
防锈剂：0.5～1.5份。
所述合成基础油是聚α烯烃、天然气合成油、合成酯类油、水不溶聚醚中的两种或两种以上组成的混合油，为全合成基础油；经增粘剂改进后混合物的40℃运动粘度为55～60mm2/s，粘度指数为210～220，密度为0.85～0.86g/cm3；
所述的聚a烯烃选用低粘度等级pao2、pao4、pao6中的一种或两种；所述的天然气合成油为g4、g8；所述的合成酯类油是三羟甲基丙烷饱和酯、单季戊四醇饱和酯、偏苯三酸酯中的一种；所述的水不溶性聚醚是环氧乙烷均聚物。
所述的增粘剂是聚甲基丙烯酸酯pma型高分子材料。
所述的非金属皂稠化剂是异氰酸酯类与脂肪胺、芳香胺反应而成的聚合物。
所述的引发剂是1,4-二氮双环辛烷、1,8-二氮双环[5,4,0]-十一碳-7-烯化合物中的一种。
所述的多效添加剂是硫代磷酸锌盐和硫代氨基甲酸钼盐的混合物；
所述的硫代磷酸锌盐是二(正丁基异辛基)二硫代磷酸锌t202、硫磷双辛基碱性锌盐t203中的一种。
所述的硫代氨基甲酸钼盐是硫代二丁基二硫代氨基甲酸钼。
所述的极压抗磨剂是硫化烯烃、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯中的一种。
所述的防锈剂是有机胺类与磺酸盐、环烷酸盐中的一种复合使用。
所述的工业机器人谐波减速机专用润滑脂的制备方法，具体工艺步骤如下：
1)用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀；
2)用1/2上述调和油加入到反应釜b中，70-80℃溶解脂肪胺、芳香胺；
3)剩余调和油在反应釜a中，50-60℃下溶解异氰酸酯；
4)待完全溶解后，步骤2)、3)溶解液经精密过滤；
5)将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂80-100℃下进行反应10-30min；
6)反应完成后升至150-200℃高温炼制30-90min；
7)再经冷却80-90℃，依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一款宽温长寿命工业机器人谐波减速机专用润滑脂，弥补现有技术空白。采用全合成基础油与有机脲稠化剂，配伍多功能添加剂，经特定工艺调制而成，其优异性表述如下：
1、全合成基础油是由聚α烯烃、天然气合成油与醚、酯类合成油复配。天然气合成油综合性能媲美聚a烯烃，来源广泛，价格更具优势。引入醚、酯类合成油，因其分子间具有强极性易吸附在摩擦面上形成油膜，增加油膜厚度提高润滑性。这种混合油对非皂稠化剂纤维和添加剂有良好的相容性。高低温性能优异，使用寿命长，应用范围宽，适用温度为-50～150℃，-40℃下具有极小的低温转矩。
2、非金属皂稠化剂是异氰酸酯类与脂肪胺、芳香胺反应而成的聚合物。非金属皂有机脲稠化剂的选用，区别于金属皂稠化剂的显著特点是，其稠化剂结晶中不含有金属离子，纤维硬度较小，噪音性能较好。另外，除稠化剂本身不含有催化氧化作用的金属离子外，其含有丰富氮氧原子更是一种优异的抗氧化物，有效延缓氧化寿命。
3、增粘剂是聚甲基丙烯酸酯pma型高分子材料。粘度指数改进效果明显，低温下粘度小。改善基础油的粘温性能，提高润滑脂对金属的附着力，使润滑脂更容易保留在摩擦表面上。
4、多效添加剂与极压抗磨剂复配使用，提高承载、抗磨、抗微动磨损及降噪保护。
本发明具有高低温性能极佳，使用范围宽，适用温度为-50～150℃；具有极小的低温转矩；良好的降噪性能；优异的极压抗磨性能和抗微动磨损性能；有效延长谐波减速机和机器人的寿命。适用于各种工业机器人谐波减速器初装及维护润滑使用，保证操作精度，降低设备故障率，本发明技术将打破对国外品牌的依赖，降低维护成本。
具体实施方式
以下对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
一种工业机器人谐波减速机专用润滑脂，由下述重量份数的组分组成：
合成基础油：75～90份；
非金属皂稠化剂：3～8份；
增粘剂：8～20份；
引发剂：0.5～3份；
多效添加剂：3～10份；
极压抗磨剂：1～5份；
防锈剂：0.5～1.5份。
所述合成基础油是聚α烯烃、天然气合成油、合成酯类油、水不溶聚醚中的两种或两种以上组成的混合油，为全合成基础油；经增粘剂改进后混合物的40℃运动粘度为55～60mm2/s，粘度指数为210～220，密度为0.85～0.86g/cm3；这种混合油对非皂稠化剂纤维和添加剂有良好的相容性。高低温性能优异，使用寿命长，应用范围宽，适用温度为-50～150℃，-40℃下具有极小的低温转矩。
所述的聚α烯烃选用低粘度等级pao2、pao4、pao6中的一种或两种；提供优异的高低温性能，极小的低温流动压力和低温转矩。
所述的天然气合成油为g4、g8；具有优异的粘度指数、高低温性能，综合性能媲美聚a烯烃，来源广泛，价格低廉。
所述的合成酯类油是三羟甲基丙烷饱和酯、单季戊四醇饱和酯、偏苯三酸酯中的一种；改善低温流动性，氧化稳定性好，提高热稳定性。分子间极性易吸附在摩擦面上形成油膜，增加油膜厚度提高润滑性。
所述的水不溶性聚醚是环氧乙烷均聚物。提供优异的高低温性能，优秀的承载能力及润滑性，较低的摩擦系数；高温下不结焦、不变色，长寿命。同时利于聚脲脂的稠化。
所述的增粘剂是聚甲基丙烯酸酯pma型高分子材料。粘度指数改进效果明显，低温下粘度小。改善基础油的粘温性能，提高润滑脂对金属的附着力，使润滑脂更容易保留在摩擦表面上。
所述的非金属皂稠化剂是异氰酸酯类与脂肪胺、芳香胺反应而成的聚合物。非金属皂有机脲稠化剂的选用，区别于金属皂稠化剂的显著特点是，其稠化剂结晶中不含有金属离子，纤维硬度较小，噪音性能较好。另外，除稠化剂本身不含有催化氧化作用的金属离子外，其含有丰富氮氧原子更是一种优异的抗氧化物，有效延缓氧化寿命。
所述的引发剂是1,4-二氮双环辛烷、1,8-二氮双环[5,4,0]-十一碳-7-烯化合物中的一种。可缩短反应时间为几分钟，提高反应效率，节约生产成本。
所述的多效添加剂是硫代磷酸锌盐和硫代氨基甲酸钼盐的混合物；同时具有抗氧化、抗腐蚀、抗磨损等多种性能，与其他添加剂复配使用，提高综合性能。
所述的硫代磷酸锌盐是二(正丁基异辛基)二硫代磷酸锌t202、硫磷双辛基碱性锌盐t203(zdtp)中的一种。
所述的硫代氨基甲酸钼盐是硫代二丁基二硫代氨基甲酸钼(mo-dtc)。提供良好的热稳定性，明显提高润滑脂的抗磨和承载能力。
所述的极压抗磨剂是硫化烯烃、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯中的一种。与上述多效添加剂复配使用，提高承载、抗磨、抗微动磨损及降噪保护。
所述的防锈剂是有机胺类与磺酸盐、环烷酸盐中的一种复合使用。防锈效果更优异。
所述的工业机器人谐波减速机专用润滑脂的制备方法，具体工艺步骤如下：
1)用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀；
2)用1/2上述调和油加入到反应釜b中，70-80℃溶解脂肪胺、芳香胺；
3)剩余调和油在反应釜a中，50-60℃下溶解异氰酸酯；
4)待完全溶解后，步骤2)、3)溶解液经精密过滤；
5)将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂80-100℃下进行反应10-30min；
6)反应完成后升至150-200℃高温炼制30-90min；
7)再经冷却80-90℃，依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
润滑脂的生产工艺对产品的性能有很大影响。谐波脂要求降噪和抗微动磨损性能，在工艺中严格控制原材料的纯度，溶解后精密过滤以除去原材料中的杂质此工艺步骤是必不可少的。同时，需要在高清洁度的环境和设备上生产制造。以确保优异的噪音特性及抗微动磨损特性，从而相对提高谐波减速机的寿命和机器人的可靠性。
制备工艺中高温炼制温度是影响聚脲脂稠化剂纤维结构的重要因素。稠化剂纤维结构是影响聚脲脂滴点的根本原因。聚脲稠化剂纤维结构形成机理如下：高温炼制条件下脲基稠化剂分子形成氢键能力明显增强，氢键连接形成长链，并随炼制温度升高链越来越长形成螺旋管结构，当达到一定高温，脲分子从杂乱无序的结构排列向有序结构排列转变，并通过氢键交联形成稳定的润滑脂空间骨架网络结构。同时基础油分子在高温下被活化，并被充分地吸收入空心螺旋管内，最终生成结合紧密、热稳定性好的脲基润滑脂。因此，通过控制炼制温度150-200℃，提高润滑脂滴点达260℃以上，以获得理想稳定的高温特性。
具体实施例：
[实施例1]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油78(聚a烯烃85，三羟甲基丙烷饱和酯15)；非金属皂稠化剂5；聚甲基丙烯酸酯17；二烷基二硫代磷酸锌2；硫代氨基甲酸钼2；磷酸三甲酚酯4；有机胺0.5；石油磺酸钡0.5；1,4-二氮双环辛烷0.5。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂80℃下进行反应30min，反应完成后升至180℃高温炼制40min，再经冷却90℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例2]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油81，(天然气合成油80偏苯三酸酯20)；非金属皂稠化剂6；聚甲基丙烯酸酯13；二烷基二硫代磷酸锌3；硫代氨基甲酸钼2；磷酸三苯酯3；有机胺0.5；石油磺酸钡1；1,4-二氮双环辛烷1.5。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂90℃下进行反应20min，反应完成后升至170℃高温炼制60min，再经冷却85℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例3]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油86(天然气合成油75水不溶聚醚25)；非金属皂稠化剂4；聚甲基丙烯酸酯10；二烷基二硫代磷酸锌4；硫代氨基甲酸钼4；磷酸三苯酯2；有机胺0.5；环烷酸锌0.5；1,8-二氮双环[5,4,0]-十一碳-7-烯化合物1。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂100℃下进行反应15min，反应完成后升至160℃高温炼制90min，再经冷却85℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例4]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油83.5(天然气合成油80，水不溶聚醚20)；非金属皂稠化剂4.5；聚甲基丙烯酸酯12；硫磷双辛基锌盐4；硫代氨基甲酸钼4；硫化烯烃2；有机胺0.8；环烷酸锌0.5；1,8-二氮双环[5,4,0]-十一碳-7-烯化合物0.8。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂90℃下进行反应30min，反应完成后升至190℃高温炼制30min，再经冷却80℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例5]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油75(聚a烯烃20，天然气合成油65，单季戊四醇酯15)；非金属皂稠化剂8；聚甲基丙烯酸酯17；二烷基二硫代磷酸锌7；硫代氨基甲酸钼3；磷酸三甲酚酯3；有机胺0.8；石油磺酸钡0.5；1,8-二氮双环[5,4,0]-十一碳-7-烯化合物2。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂85℃下进行反应25min，反应完成后升至150℃高温炼制80min，再经冷却80℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例6]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油82(聚a烯烃70，偏苯三酸酯20，水不溶聚醚10)；非金属皂稠化剂5；聚甲基丙烯酸酯13；硫磷双辛基锌盐1；硫代氨基甲酸钼2；硫化烯烃5；有机胺0.3；石油磺酸钡0.8；1,8-二氮双环[5,4,0]-十一碳-7-烯化合物3。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂95℃下进行反应20min，反应完成后升至200℃高温炼制30min，再经冷却80℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例7]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油82(聚a烯烃30，天然气合成油50，三羟甲基丙烷饱和酯20)；非金属皂稠化剂7；聚甲基丙烯酸酯11；硫磷双辛基锌盐2；硫代氨基甲酸钼2；磷酸三苯酯4；有机胺0.3；环烷酸锌0.8；1,4-二氮双环辛烷1。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂90℃下进行反应30min，反应完成后升至180℃高温炼制50min，再经冷却85℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
[实施例8]
工业机器人谐波减速机专用润滑脂包括以下组分按重量份配比调和而成：
合成基础油90(天然气合成油70，三羟甲基丙烷饱和酯30)；非金属皂稠化剂3；聚甲基丙烯酸酯10；硫磷双辛基锌盐2；硫代氨基甲酸钼4；硫化烯烃1；有机胺0.3；环烷酸锌0.2；1,4-二氮双环辛烷0.8。
工业机器人谐波减速机专用润滑脂，具体工艺步骤如下：
用全部的基础油与增粘剂在反应釜a中加热调和均匀，用1/2上述调和油加入到反应釜b中75℃溶解脂肪胺、芳香胺，剩余调和油在反应釜a中55℃下溶解异氰酸酯，待完全溶解后经精密过滤，将脂肪胺、芳香胺溶解液缓慢加入到异氰酸酯溶解液中，并加入引发剂90℃下进行反应30min，反应完成后升至180℃高温炼制50min，再经冷却85℃、依次加入多效添加剂、极压抗磨剂、防锈剂，研磨均化成脂。
实施例1-8的性能测试数据见下表：
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。