本發明涉及潤滑脂,具體為潤滑脂復合組合物及其制備工藝。
背景技術:
1、潤滑脂為稠厚的油脂狀半固體,用于機械的摩擦部分,起潤滑和密封作用,也用于金屬表面,起填充空隙和防銹作用,主要由礦物油(或合成潤滑油)和稠化劑調制而成,在機械制造領域中得到了廣泛的使用,現有的潤滑脂大多使用含有金屬元素的添加劑作為油脂的原料,長期使用過程中潤滑脂中的金屬元素會腐蝕金屬表面,降低了設備的工作效率和使用年限,同時高溫環境下油脂中的金屬元素會擴散出有毒氣體對環境造成污染;且現有的潤滑脂的成分簡單,制備后石墨烯在油脂中的分散性和穩定性差,使用過程中石墨烯易從潤滑脂中析出,從而影響了潤滑脂的潤滑特性;現有的潤滑脂在研磨之前缺乏對油液的處理過程,油液中殘留的未反應物質會沉淀在油液底部,研磨之后會摻雜在潤滑脂中,影響了產品的純度;因此設計潤滑脂復合組合物及其制備工藝是很有必要的。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供潤滑脂復合組合物及其制備工藝,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:潤滑脂復合組合物,配方包括:基礎油、石墨烯、二甲苯、偶聯劑、膠粘劑、三乙二醇單甲醚、調配劑和分散劑;各組分的重量份數分別是:1000~1200份的基礎油、47~53份的石墨烯、10~12份的二甲苯、15~21份的偶聯劑、6~10份的膠粘劑、2~4份的三乙二醇單甲醚、12~18份的調配劑和7~9份的分散劑。
3、優選的,所述調配劑由硼酸、環乙烷和石油醚混合而成,且硼酸、環乙烷和石油醚的質量比為4:1:2,其中環乙烷使用的為戊基環乙烷。
4、優選的,所述分散劑由t151、hy105、油酸和span80組成,且t151、hy105、油酸和span80的質量比為1:1:3:1。
5、潤滑脂復合組合物的制備工藝,包括以下步驟:步驟一,原料稱取;步驟二,添加劑制備;步驟三,石墨烯改性;步驟四,復配共混;步驟五,高溫混煉;步驟六,混合研磨;
6、其中上述步驟一中,按照各組分的重量份數分別稱取1000~1200份的基礎油、47~53份的石墨烯、10~12份的二甲苯、15~21份的偶聯劑、6~10份的膠粘劑、2~4份的三乙二醇單甲醚、12~18份的調配劑和7~9份的分散劑,備用;
7、其中上述步驟二中,將上述步驟一中備好的三乙二醇單甲醚和調配劑放入燒瓶中,隨后向燒瓶中加入帶水劑,接著使用由分水器和冷凝管組成的分離裝置進行反應分離,當冷凝器中無水滴產生時停止反應,隨后對燒瓶進行旋轉蒸餾,然后使用真空泵抽離未反應材料得到無金屬添加劑,之后將無金屬添加劑放入真空箱中保存備用;
8、其中上述步驟三中,將上述步驟一中備好的石墨烯和二甲苯放入燒瓶中,隨后使用超聲波分散機進行超聲波分散,分散后加入偶聯劑,接著在超聲波分散機中進行高速分散,之后進行超聲處理,處理后在燒瓶中靜置,靜置后加入膠粘劑進行恒溫攪拌,恒溫攪拌后得到改性石墨烯,備用;
9、其中上述步驟四中,將上述步驟一中備好的基礎油均勻分成兩份,分別使用一號盛裝桶和二號盛裝桶進行盛裝,接著將一號盛裝桶中的基礎油倒入反應釜中,隨后向反應釜中加入步驟三中備好的改性石墨烯和步驟一中備好的分散劑,接著在磁力攪拌機中進行磁力攪拌,磁力攪拌后使用超聲波分散機進行超聲分散,超聲分散后得到復合油液,備用;
10、其中上述步驟五中,將上述步驟四中備好的復合油液放入混煉塔中,隨后加入步驟二中備好的無金屬添加劑,之后在提高混煉塔的溫度進行高溫混煉,高溫混煉后取出得到混料油,備用;
11、其中上述步驟六中,將上述步驟五中得到的混料油倒入冷卻沉淀池中,進行冷卻沉淀,冷卻沉淀后經過濾倒入攪拌機中,隨后倒入步驟四中盛裝在二號盛裝桶中的基礎油,接著在攪拌機中進行攪拌處理,攪拌處理后進行研磨處理,研磨處理后得到潤滑脂復合組合物。
12、優選的,所述步驟二中,帶水劑的添加量為燒瓶中固體重量的200%~500%,反應分離時分離裝置中的溫度為130~135℃,旋轉蒸餾時燒瓶轉速為30~60r/min,且旋轉蒸餾時燒瓶中的溫度為85~90℃,真空泵抽離時真空泵的真空度為0.8~1.2pa。
13、優選的,所述步驟三中,超聲波分散時超聲波分散機的工作頻率為5~13khz,分散時間為3~7min,高速分散過程中超聲波分散機的工作頻率為25~28hz,分散時間為25~30min,在燒瓶中靜置的時間為120~150min,恒溫攪拌的攪拌轉速為30~60r/min,恒溫攪拌時的溫度為45~48℃,且恒溫攪拌的時間為50~60min。
14、優選的,所述步驟四中,磁力攪拌時,磁力攪拌機中的溫度為85~90℃,且磁力攪拌機的攪拌轉速為15~18r/min,磁力攪拌的時間為120~150min,超聲分散時超聲波分散機的工作頻率為18~25hz,分散時間為25~30min。
15、優選的,所述步驟五中,高溫混煉之前混煉塔的升溫速率為6~8℃/min,且升溫將混煉塔的溫度升高至150~180℃,高溫混煉時混煉塔中攪拌架的攪拌轉速為18~25r/min,且高溫混煉的時間為60~80min。
16、優選的,所述步驟六中,冷卻沉淀池中的溫度為15~18℃,且冷卻沉淀的時間為100~120min,攪拌處理時攪拌機的攪拌轉速為30~32r/min,且攪拌處理的時間為200~240min。
17、與現有技術相比,本發明的有益效果是:該潤滑脂復合組合物及其制備工藝,通過使用三乙二醇單甲醚為主原料制備不含金屬元素的無金屬添加劑,避免長期使用潤滑油脂對金屬的表面造成腐蝕,延長了設備的使用年限,同時高溫環境下不會產生有毒氣體,降低了對環境的污染;在混煉之前使用有機物對石墨烯進行改性修飾,提高了石墨烯的分散性和穩定性,避免使用過程中石墨烯從潤滑脂中析出,從而保障了潤滑脂的潤滑特性;在研磨制備油脂之前對混料油進行冷卻沉淀,去除油液中的底渣,避免研磨后底渣摻雜在潤滑脂中影響產品的純度。
1.潤滑脂復合組合物,配方包括:基礎油、石墨烯、二甲苯、偶聯劑、膠粘劑、三乙二醇單甲醚、調配劑和分散劑;其特征在于:各組分的重量份數分別是:1000~1200份的基礎油、47~53份的石墨烯、10~12份的二甲苯、15~21份的偶聯劑、6~10份的膠粘劑、2~4份的三乙二醇單甲醚、12~18份的調配劑和7~9份的分散劑。
2.根據權利要求1所述的潤滑脂復合組合物,其特征在于:所述調配劑由硼酸、環乙烷和石油醚混合而成,且硼酸、環乙烷和石油醚的質量比為4:1:2,其中環乙烷使用的為戊基環乙烷。
3.根據權利要求1所述的潤滑脂復合組合物,其特征在于:所述分散劑由t151、hy105、油酸和span80組成,且t151、hy105、油酸和span80的質量比為1:1:3:1。
4.潤滑脂復合組合物的制備工藝,包括以下步驟:步驟一,原料稱取;步驟二,添加劑制備;步驟三,石墨烯改性;步驟四,復配共混;步驟五,高溫混煉;步驟六,混合研磨;其特征在于:
5.根據權利要求4所述的潤滑脂復合組合物的制備工藝,其特征在于:所述步驟二中,帶水劑的添加量為燒瓶中固體重量的200%~500%,反應分離時分離裝置中的溫度為130~135℃,旋轉蒸餾時燒瓶轉速為30~60r/min,且旋轉蒸餾時燒瓶中的溫度為85~90℃,真空泵抽離時真空泵的真空度為0.8~1.2pa。
6.根據權利要求4所述的潤滑脂復合組合物的制備工藝,其特征在于:所述步驟三中,超聲波分散時超聲波分散機的工作頻率為5~13khz,分散時間為3~7min,高速分散過程中超聲波分散機的工作頻率為25~28hz,分散時間為25~30min,在燒瓶中靜置的時間為120~150min,恒溫攪拌的攪拌轉速為30~60r/min,恒溫攪拌時的溫度為45~48℃,且恒溫攪拌的時間為50~60min。
7.根據權利要求4所述的潤滑脂復合組合物的制備工藝,其特征在于:所述步驟四中,磁力攪拌時,磁力攪拌機中的溫度為85~90℃,且磁力攪拌機的攪拌轉速為15~18r/min,磁力攪拌的時間為120~150min,超聲分散時超聲波分散機的工作頻率為18~25hz,分散時間為25~30min。
8.根據權利要求4所述的潤滑脂復合組合物的制備工藝,其特征在于:所述步驟五中,高溫混煉之前混煉塔的升溫速率為6~8℃/min,且升溫將混煉塔的溫度升高至150~180℃,高溫混煉時混煉塔中攪拌架的攪拌轉速為18~25r/min,且高溫混煉的時間為60~80min。
9.根據權利要求4所述的潤滑脂復合組合物的制備工藝,其特征在于:所述步驟六中,冷卻沉淀池中的溫度為15~18℃,且冷卻沉淀的時間為100~120min,攪拌處理時攪拌機的攪拌轉速為30~32r/min,且攪拌處理的時間為200~240min。