[发明专利]节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法

说明书

本发明提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及其制备方法，按组合物的总重量计，包括以下组分：磺酸钙15～40％；转化促进剂1～2％；表面活性剂1～4％；小分子酸0.5～4％；脂肪酸1～4％；芳香酸1～5％，氢氧化钙1～3％；硝酸盐0.5～1.5％；添加剂0.2～1.5％；余量为基础油。磺酸钙为高碱值合成磺酸钙，芳香酸优选为中‑四(4‑羧基苯基)卟吩，本发明通过同时引入金属硝酸盐和芳香酸，形成具有空间骨架结构且具备减摩作用的成分，与润滑脂形成协同效应，从而减小摩擦系数，提升耐磨性能。本发明适用于冶金、汽车及电动工具等行业中需要重载荷、低摩擦系数、节能降耗的润滑部位，实际应用价值和市场前景良好。

技术领域

本发明涉及润滑脂技术领域，尤其涉及一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法。

背景技术

据统计，每年因摩擦消耗的能量约占当年一次性能源供给能量的四分之一以上，提高能源的利用效率是应对能源问题的有效方式之一。润滑脂广泛应用于各种类型的轴承、轴销和齿轮上，如在汽车上的万向节、十字轴、电动工具的齿轮等要求终身免维护的设备上，降低润滑脂的摩擦系数，以减少运转阻力，既能降低能耗，又能控制温升以延长部件使用寿命。

国外相关研究发现，可以将油溶性的牛顿体磺酸钙作稠化剂，从而制得磺酸钙基润滑脂，其滴点高于普通钙基润滑脂。随后十几年的发展，研究人员发现了牛顿体磺酸钙和非牛顿体磺酸钙之间的转变方法，并使用高碱值的石油磺酸钙作原料，诞生了高碱值复合磺酸钙基润滑脂，但存在外观粘稠、泵送性差的缺点，影响了使用范围。而后发现高碱值非牛顿体磺酸钙与硼酸盐、脂肪酸钙皂复合制备的高碱性复合磺酸钙基润滑脂，降低皂分，改善了低温泵送性，而且表现出优良的极压抗磨性、机械稳定性、胶体安定性、防锈性、抗水性及高温性等特点，被誉为“新一代高效润滑脂”，使得复合磺酸钙基润滑脂能够大规模工业化生产。

复合磺酸钙基润滑脂的结构骨架与其他类型的稠化剂不同，是以碳酸钙晶体与磺酸钙相互吸附作用形成粒径更大的胶体粒子或胶团，胶体粒子或胶团靠分子力和离子力形成交错的凝胶结构，其结构的特殊性导致皂份含量要高于钙基、锂基和脲基润滑脂。较高的皂份及其特殊的结构使得复合磺酸钙基润滑脂的摩擦系数要高于其他类型的润滑脂，且常规的减摩添加剂作用不明显，限制了其应用领域和性能的发挥。

中国专利CN112646640A公开一种改性的复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法，该方法的特点在于降温过程中加入凹凸棒土，利用其独特的层链状结构和微介孔结构，改善现有复合磺酸钙基润滑脂存在的遇水硬化、抗磨减摩性降低、粘附性降低等问题。但其摩擦系数并未得到有效降低。专利CN202010566376.4公开了一种低摩擦系数复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，利用复合磺酸钙制备过程中的碱性条件，引入易溶于水的金属盐，反应形成具有协同作用的减摩成分，从而降低润滑脂的摩擦系数。但其摩擦系数及低温转矩性能仍有待进一步降低，以提升耐磨性能。

因此，有必要设计一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，解决现有技术中存在的摩擦系数高、启动力矩和运转力矩大的缺陷和不足。

为实现上述目的，本发明提供一种节能减摩型复合磺酸钙润滑脂组合物，按质量含量包括如下组分：

通过采用上述方案，通过同时引入金属硝酸盐和芳香酸，在制备过程中形成具有空间骨架结构且具备减摩作用的成分，与润滑脂形成协同效应，而且加入的转化促进剂有助于芳香酸的溶解，从而充分发挥其协同作用；与此同时，通过引入新型表面活性剂来改善润滑剂与有色金属及黑色金属的粘附力，从而减小摩擦系数，降低为克服润滑部位摩檫力所需要的能量消耗，提升耐磨性能。

优选地，高碱值合成磺酸钙的含量为18-28％，芳香酸含量为2-4％，硝酸盐含量为0.8-1.5％。