专利摘要

本发明公开了一种用于金属紧固件的油脂。本发明的油脂，由基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料制备而成，以油脂总重量百分比计，各组分的重量百分比为：基础脂50.0％～90.0％，成膜剂1.5％～20.0％，抗氧防腐剂0.1％～1.0％，防锈剂5.1％～8.3％，固体填料2.5％～26.0％。本发明的油脂有更高的抗氧化性、更长的抗腐防锈性、更好的抗水性、更优异的密封性、更好的耐压性、更好的粘附性、更环保的适宜性、涂刷和注入方便，结构稳定，对防护的非金属配套构件不易产生溶胀作用；可大量应用于提速铁路无砟轨道干线上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油脂，具体地说涉及一种用于金属紧固件防锈、防腐、密封用的油脂，该油脂特别适用于铁路无碴轨道紧固扣件、地铁轨道紧固扣件、室外天车紧固扣件、建筑紧固件、冶金紧固件、石油管道等设备部件(如道钉、螺栓、丝扣等部件)的防锈、防腐、密封。

背景技术

我国铁路多系混凝土轨枕铺设，扣件与轨枕、岔枕之间采用的是硫磺锚固式联结，这种轨道紧固扣件的防护，传统上一般采用钙基脂(黄油)做防腐防护，也有用废机油或兑入沥青加热、或未经验证和严格检验合格的油脂涂刷做防腐防护。近年来我国铁路建设快速发展，铁路已先后六次提速，客运列车的最高运行速度由80～110km/h提高至200～250km/h。在提速后的运行速度下，原有的硫磺锚固式联结容易导致铁轨钉孔开裂、轨枕早期失效，存在着安全隐患。因而目前在轨道建设上已逐步淘汰硫磺锚固式联结扣件、代之以预埋尼龙套管螺纹道钉式轨道扣件。原有的防护油脂由于耐候性较差，容易发生高温流失或低温脆裂的现象，防护周期极短，容易造成轨道紧固扣件断裂、死扣、锈蚀、拆卸困难或对螺旋套管产生溶胀，失去紧固作用，已不能适用于现有预埋尼龙套管螺纹道钉式轨道扣件的防护需要。这种先进轨道扣件的防护主要依赖于使用进口产品。中国专利ZL03104974.5公开了一种防护油脂，该防护油脂填补了国内在该项技术上的空白，但该防护油脂中使用了石油沥青、黑色石墨、二苯胺等对环境产生不利影响的组分，需要对其进行改进，并且其防锈性、抗氧化性、抵御雨水冲刷的能力也有待于进一步的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种环境友好，防锈性、抗氧化性、抵御雨水冲刷能力更强的用于金属紧固件的油脂。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于金属紧固件的油脂，由基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料制备而成，以油脂总重量百分比计，各组分的重量百分比为：基础脂50.0％～90.0％，成膜剂1.5％～20.0％，抗氧防腐剂0.1％～1.0％，防锈剂5.1％～8.3％，固体填料2.5％～26.0％；

其中，所述基础脂为由十二羟基硬脂酸与硬脂酸或其他中低分子酸与氢氧化锂反应形成的皂类化合物为稠化剂将基础油稠化的皂基脂，其原料主要由以下重量百分比的组分组成：十二羟基硬脂酸6.0％～12％，硬脂酸或其他中低分子酸1.0％～6.0％，单水氢氧化锂0.5％～3.0％，余量为基础油；

所述成膜剂为聚异丁烯、乙烯丙烯共聚物、环氧树脂E44中的任意两种；

所述抗氧防腐剂为辛基\丁基二苯胺或/和2，6二叔丁基对甲酚；

所述防锈剂为由4.5～6.0份石油磺酸钡(T701)或二壬基萘磺酸钡(T705)、0.5～2.0份羊毛脂镁皂、0.1～0.3份苯骈三氮唑(T706)组成的复合防锈剂；

所述固体填料由轻质碳酸钙粉、云母粉、滑石粉、单质铜粉、陶瓷微球、玻璃微球、塑料微球(或称松本微球)中的任意三种或三种以上组分组成。

上述用于金属紧固件的油脂，所述皂基脂原料的优选配方为：十二羟基硬脂酸7.0％～10％、硬脂酸或其他中低分子酸2.5％～4.0％、单水氢氧化锂1.5％～2.8％、余量为基础油。

上述用于金属紧固件的油脂中，所述皂基脂中的其他中低分子酸为二元分子酸与水杨酸或硼酸组成的混合酸，以皂基脂总重量百分比计，二元分子酸的重量百分比为0.8％～3.0％，水杨酸或硼酸0.2％～3.0％，所述二元分子酸为癸二酸、己二酸或壬二酸。

以皂基脂总重量百分比计，其他中低分子酸的配比优选范围为二元分子酸1.5％～2.5％，水杨酸或硼酸0.5％～1.5％。

上述用于金属紧固件的油脂中，还包括石灰粉0.2％～1.0％，所加石灰粉的优选配比为0.4％～0.6％。

油脂是一种常用的润滑剂，用于金属紧固件的油脂多由皂类化合物等稠化剂稠化基础油而形成的，在工业应用中占有十分重要的地位，它起着减少摩擦磨损、维护各种机械设备的正常运转、延长设备使用寿命等作用。本发明的用于金属紧固件的油脂，由十二羟基硬脂酸与硬脂酸或其他中低分子酸与氢氧化锂反应形成的皂稠化剂将基础油稠化的皂基脂，再按比例配入成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂、固体填料等组分制备而成。

上述用于金属紧固件的油脂中，所述基础油为其基本原料，可以选用精制矿物油或合成烃油或两者的混合物，符合表1所示标准的基础油均可用于本发明。

表1、基础油标准

所述成膜剂由聚异丁烯、乙烯丙烯共聚物、环氧树脂E44中的任意两种组成。其中聚异丁烯(T603)、乙烯丙烯共聚物(T611)不仅能够提高脂膜的粘附性，而且能够增强脂膜的耐磨抗压强度；环氧树脂E44可以提高脂膜与金属面间的粘附性。

所述抗氧防腐剂为辛基\丁基二苯胺或/和2，6二叔丁基对甲酚，具有良好的抗氧化性。辛基\丁基二苯胺的化学结构式如下，式中R、R’分别是在两个苯环上辛基和丁基的烷基团：

所述防锈剂为以石油磺酸钡(T701)或二壬基萘磺酸钡(T705)为主料，辅以羊毛脂镁皂、苯骈三氮唑(T706)的复合防锈剂，防锈效果好、抗氧性能强、周期长。

所述固体填料由轻质碳酸钙粉、云母粉、滑石粉、单质铜粉、陶瓷微球、玻璃微球、塑料微球中的任意三种或三种以上组分组成。其中云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，单质铜粉不溶水、具有润滑性、高密度的特性，云母粉、单质铜粉是优良的密封材料；轻质碳酸钙粉颗粒形状规则、粒径小、不溶于水并具有一定的极压性能的特性，滑石粉耐酸碱、不溶于水、光泽好、吸附力强、具有润滑性，轻质碳酸钙粉和滑石粉吸附力强并具有较好的润滑性；陶瓷微球、玻璃微球、塑料微球均为中空微球填料，具有较好的流动性、可降低产品重量、粘度、提高产品的抗水性、抗挤压强度，在相同体积加入量时具有较低的粘度，便于低温涂刷或喷注。上述固体填料组分色白而均为环境友好的填料，各填料综合使用，可提高填料综合性能和性能补强，可使油脂膜充盈并具有一定润滑性、密封性、耐酸碱性、抗压性，并能保持定骨架结构，避免在使用时被挤出而无法在金属表面形成防护膜、产生锈蚀、粘扣和死扣，同时可避免对环境的污染。

本发明油脂所用防锈剂、抗氧防腐剂、成膜剂均为环境友好的组分，在提高油脂的防锈、抗氧、成膜能力的同时可避免对环境的污染。

在基础脂中引入具有阻水作用的钙皂，可利用单水氢氧化锂、石灰粉和十二羟基硬脂酸、硬脂酸在基础油中产生皂化反应形成锂钙皂，具有更好的抗水性能。

在基础油皂化过程中引入二元酸和低分子酸，利用单水氢氧化锂、十二羟基硬脂酸与二元酸和低分子酸在基础油中产生皂化反应形成复合锂皂，可使油脂具有更高的耐温性和粘附性。

本发明的用于金属紧固件的油脂是在ZL03104974.5的基础上，去除对环境有污染或危害的石油沥青、石墨、二苯胺等组分，并优化了各组分的比例，选用环保成膜组分，在增强油脂在金属表面的附着力、致密性的同时能满足环保要求。油脂中加入环保抗氧组分，进一步提高油脂的抗氧能力；加入环境友好的防锈组分使金属表面形成排列有序的、紧密的吸附层，提高防锈性能和延长防腐防锈周期；加入对环境无影响的固体填料组分使油脂膜充盈并具有一定润滑性、密封性、耐酸碱性、抗压性，并保持一定骨架结构，避免在使用时被挤出而无法在金属表面形成防护膜、产生锈蚀、粘扣或死扣。经在不同环境气候现场应用，本发明的油脂与原有的油脂相比，具有更高的抗氧化性、更长的抗腐防锈性、更好的抗水性、更优异的密封性、更好的耐压性、更好的粘附性、更环保的适宜性、涂刷和注入方便，结构稳定，对防护的非金属配套构件不易产生溶胀作用；产品应用领域广泛，目前已大量应用于提速铁路无砟轨道干线上，唯一国产产品替代进口产品，为我国铁路的提速和行车安全奠定了良好的发展基础。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明实施方式中列举的用于金属紧固件的油脂，由基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料制备而成，以油脂总重量百分比计，各组分的重量百分比为：基础脂50.0％～90.0％，成膜剂1.5％～20.0％，抗氧防腐剂0.1％～1.0％，防锈剂5.1％～8.3％，固体填料2.5％～26.0％；

其中，所述基础脂为由十二羟基硬脂酸与硬脂酸或其他中低分子酸与氢氧化锂反应形成的皂类稠化剂将基础油稠化的皂基脂，其原料主要由以下重量百分比的组分组成：十二羟基硬脂酸6.0％～12％，硬脂酸或其他中低分子酸1.0％～6.0％，单水氢氧化锂0.5％～3.0％，余量为基础油；

所述成膜剂为聚异丁烯、乙烯丙烯共聚物、环氧树脂E44中的任意两种；

所述抗氧防腐剂为辛基\丁基二苯胺或/和2，6二叔丁基对甲酚；

所述防锈剂为以石油磺酸钡(T701)或二壬基萘磺酸钡(T705)为主料，辅以羊毛脂镁皂、苯骈三氮唑(T706)的复合防锈剂；

所述固体填料由轻质碳酸钙粉、云母粉、滑石粉、单质铜粉、陶瓷微球、玻璃微球、塑料微球(或称松本微球)中的任意三种或三种以上组分组成。

以油脂总重量百分比计，各实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2。

表2、实施例1-8中各组分的重量百分含量

本发明列举的用于金属紧固件的油脂通过以下工艺实施：

将十二羟基硬脂酸和1/3的基础油在配料釜混合均匀，升温至60～85℃，待十二羟基硬脂酸完全溶解后，加入硬脂酸或其他中低分子酸、单水氢氧化锂和三倍量水的混合液，搅拌均匀后将物料送入压力釜进行皂化反应，反应温度为95～110℃，反应时间2h后，升温至130℃脱水尽，继续升温至最高温度220℃，物料转入调和釜加入余下的基础油，快速冷却高温物料并调和物料的稠度，物料冷却至130～150℃时加入固体填料，搅拌分散均匀；物料冷却至80～100℃，加入成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂，经剪切、均化、脱气、过滤后制成成品。

实施例1

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂是由以下原料皂化而成：十二羟基硬脂酸8.5wt％、硬脂酸2.5wt％、单水氢氧化锂2.5wt％、余量为基础油；

成膜剂由10份乙稀丙稀共聚和0.6份环氧树脂E44组成；

抗氧防腐组分剂为辛基/丁基二苯胺；

防锈剂由4.5份石油磺酸钡(T701)、0.5份羊毛脂镁皂、0.1份苯骈三氮唑(T706)组成；

固体填料由5.0份云母粉、10.0份滑石粉、1.0份玻璃微球组成；

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表3。

实施例2

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂是由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸7.0wt％、硬脂酸4.0wt％、单水氢氧化锂2.5wt％、余量为基础油。

成膜剂由15份乙稀丙稀共聚物、2份环氧树脂E44组成；

抗氧防腐组分是辛基/丁基二苯胺；

防锈剂由4.5份二壬基萘磺酸钡(T705)、2.0份羊毛脂镁皂、0.1份苯骈三氮唑(T706)组成；

固体填料由10.0份云母粉、15.0份轻质碳酸钙、1.0份玻璃微球；

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表4。

实施例3

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸9.0wt％、硬脂酸3.5wt％、单水氢氧化锂1.6wt％、石灰粉0.4wt％、余量为基础油；

成膜剂由10.0份乙稀丙稀共聚物、2.0份聚异丁烯组成；

抗氧防腐剂为辛基/丁基二苯胺；

防锈剂由4.5份二壬基萘磺酸钡(T705)、0.5份羊毛脂镁皂、0.1份苯骈三氮唑(T706)组成；

固体填料由5.0份云母粉、10.0份滑石粉、1.0份塑料微球组成。

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表4。

实施例4

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸7.0wt％、硬脂酸5.5wt％、单水氢氧化锂1.6wt％、石灰粉0.4wt％、余量为基础油；

成膜剂由1.0份聚异丁烯、0.5份环氧树脂E44组成；

抗氧防腐剂是辛基/丁基二苯胺；

防锈剂由5.0份二壬基萘磺酸钡(T705)、1.0份羊毛脂镁皂、0.1份苯骈三氮唑(T706)组成；

固体填料由1.0份云母粉、1.0份滑石粉、0.5份陶瓷微球组成；

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表4。

实施例5

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸7.0wt％、硬脂酸6.0wt％、单水氢氧化锂1.6wt％、石灰粉0.6wt％、余量为基础油；

成膜剂由14.0份乙稀丙稀共聚物、2.0份环氧树脂E44组成；

抗氧防腐剂为辛基/丁基二苯胺；

防锈剂由6.0份石油磺酸钡(T701)、2.0份羊毛脂镁皂、0.1份苯骈三氮唑(T706)组成；

固体填料由云母粉7.0wt％、轻质碳酸钙15.0wt％、玻璃微球3.0wt％；

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表4。

实施例6

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸10.0wt％、癸二酸2.8wt％、硼酸0.7wt％、单水氢氧化锂2.9wt％、余量为基础油；

成膜剂由10.0份聚异丁烯、1.0份环氧树脂E44组成；

抗氧防腐剂为辛基/丁基二苯胺；

防锈剂由6.0份石油磺酸钡(T701)、2.0份羊毛脂镁皂、0.3份苯骈三氮唑(T706组成

固体填料由10.0份云母粉、4.0份铜粉、1.0份陶瓷微球组成。

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表5。

实施例7

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸10.0wt％、己二酸1.9wt％、硼酸0.5wt％、单水氢氧化锂2.8wt％、余量为基础油；

成膜剂由18.0份乙稀丙稀共聚物、2.0份环氧树脂E44组成；

抗氧防腐剂由辛基/丁基二苯胺和2，6二叔丁基对甲酚等比例混合而成；

防锈剂是二壬基萘磺酸钡(T705)4.5份、羊毛脂镁皂0.5份、苯骈三氮唑(T706)0.1份；

固体填料由15.0份云母粉、8.0份滑石粉、1.0份塑料微球组成；

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表5。

实施例8

本实施例中基础脂、成膜剂、抗氧防腐剂、防锈剂和固体填料各组分的重量百分比含量见表2，其中：

基础脂由以下原料皂化反应而成：十二羟基硬脂酸12.0wt％、壬二酸3.0wt％、硼酸0.8wt％、单水氢氧化锂3.4wt％、余量为基础油；

成膜剂由乙稀丙稀共聚物1.0份、聚异丁烯1.0份组成；

抗氧防腐剂为2，6二叔丁基对甲酚；

防锈剂由4.5份石油磺酸钡(T701)、0.5份羊毛脂镁皂、0.1份苯骈三氮唑(T706)组成；

固体填料由2.0份云母粉、1.0份滑石粉、0.5份塑料微球组成。

本实施例的油膏外观米黄色光亮均匀，抗氧、防锈、抗腐蚀、抗雨水冲刷等各项性能指标检测的检测方法及检测结果见表5。

对比例

对比例的防护油脂由以下重量百分比的组分组成：

单水氢氧化锂2.5％、硬脂酸2.0％、十二羟基硬脂酸10.0％、复合抗氧防腐剂0.8％、复合抗锈剂15.0％、成膜剂15.0％、胶体石墨8.0％，余量为基础油，其中，复合抗氧防腐剂各组分重量百分比为：二苯胺45％、苯三唑十八胺盐45％、2，6二叔丁基对甲酚10.0％；复合抗锈剂各组分的重量百分比为：石油磺酸钡6.0％、二壬基萘磺酸钡80.0％、羊毛脂镁皂12.0％、环烷酸锌2.0％；成膜剂各组分重量份为：乙烯丙烯共聚物1份、石油蜡膏1份。

对比例防护油脂的性能检测方法及检测结果见表3。

表3、对比例、实施例1、实施例2性能检测方法及结果

表4、实施例3-5性能检测方法及结果

表5、实施例6-8性能检测方法及结果

表3-表5的结果表明，1.由于对整体配方进行了整体改进，防锈剂总量减少，减轻了极性和表面活性对脂结构的影响并更稳定，防锈性能反而大大提高；“氧化安定性”：在二种抗氧化性能测定方法中更具苛刻性，由于改进了原料对抗氧性能影响，调整了抗氧组分，抗氧化能力也大大提高；“水淋流失”：也由于改进了成膜组分和填料组分以及防锈剂总量减少，由于功能性互补，脂的结构更加稳定，抵御雨水冲刷的能力、抗压能力、抗酸碱性、抗盐水性增强，产品更加环保。2.由于以上的改进，整体防腐防锈周期显著延长；3.产品外观呈米黄色光亮均匀油膏，改进了原黑色外观污染环境的不良结果。

一种用于金属紧固件的油脂专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。