一种用于汽车车门限位器的润滑脂组合物
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域，特别涉及一种用于汽车车门限位器的润滑脂组合物。
背景技术
车门限位器(Door%20check)的作用是限制车门打开的程度。一方面它可以限制车门的最大开度，防止车门开得过大，另一方面，它可在需要时使车门保持开启，如汽车停在坡道上或刮一般的风时，车门也不会自动关上。常见的车门开度限位器是单独的拉带式限位器，也有的限位器和门铰链制成一体，通常在车门全开和半开时具有限位的功能。
汽车车门限位器在运行过程中，容易出现异响、磨损、断裂等问题。出现此类问题主要是由于润滑失效而导致，润滑失效的原因主要有以下几类：1.润滑脂与限位臂材质(PA66或POM)兼容性差，致使限位臂脆裂或收缩；2.润滑脂抗剪切性和粘附性差，出现油脂流失，导致异响；3.润滑脂抗灰尘、泥沙、水等介质性差导致杂质在摩擦界面上形成磨粒，出现磨损现象；4.润滑脂抗磨性能差，致使限位臂出现磨损或裂痕。
CN%20104327926A中涉及润滑脂组合物和制备方法，其润滑脂组成包括：稠化剂2-10％，基础油84-95％，运动粘度100-670mm2/s，凝点不高于-42℃，添加剂2-10％。所发明的润滑脂低温流动性好，润滑性好，对尼龙材料兼容性好。CN%20104962374A中涉及润滑脂组合物，其润滑脂采用聚脲基稠化剂稠化茂金属PAO和烷基苯混合基础油，添加抗氧剂、防锈剂、抗磨剂、金属减火剂、粘附剂、抗氧防腐剂组合而成，所发明的润滑脂具有优异的高低温性，良好的橡胶相容性，良好的防腐蚀、防潮湿、低噪音、抗尘粘染性和耐磨性。然而，上述方案的缺陷在于，车门限位器进行50000次变温耐久台架过程中，在80℃进行5000次耐久(同时完成10次喷水、洒灰尘)时出现了多次异响同时伴有一定的磨损情况。
发明内容
为了解决上述问题，本发明一种适用于汽车车门限位器的性能优异的润滑脂组合物。
具体的，本发明发现，通过优化基础油、稠化剂和固体润滑剂的选用和配伍，可以有效地改善目前的汽车车门限位器润滑脂组合物在使用时所存在的异响、磨损、断裂等问题，经本发明优化后的方案如下：
一种用于汽车车门限位器的润滑脂组合物，包括主成分和添加剂；
所述主成分及其质量百分比如下：
混合基础油%2085～90％，
混合稠化剂%2010～15％；
以主成分总质量为基准，加入以下质量百分比的添加剂：
固体润滑剂%205～8％；
其中，所述混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油的混合物，40℃粘度不小于650mm2/s，倾点不大于-40℃，粘度指数不小于150；
所述混合稠化剂为摩尔比为5～7:1的含锂稠化剂和含钾稠化剂的混合物，所述含锂稠化剂和含钾稠化剂由脂肪酸稠化碱金属而成，所述脂肪酸为C16直链脂肪酸酸、C18直链脂肪酸酸、C18异构脂肪酸、C20直链脂肪酸中的一种或几种混合物，制备所述含锂稠化剂的碱金属为氢氧化锂，制备所述含钾稠化剂的碱金属为氢氧化钾；
所述固体润滑剂为聚四氟乙烯，其平均粒径为3～5μm，粒子形貌呈球状或接近球状。
作为优选，所述高粘度合成烃为茂金属PAO(mPAO)。
通常情况下PAO分子拥有突出的基干，从基干以无序方式伸出长短不一的侧链。而mPAO采用茂金属催化剂合成工艺，茂金属为单活性中心催化剂，其独特的几何结构可得到很均一的化学产品，所以mPAO拥有梳状结构，不存在直立的侧链。与常规PAO相比这种形状拥有改进的流变特性和流动特征，从而可更好地提供剪切稳定性、较低的倾点和较高的黏度指数，特别是由于有较少的侧链而具有比常规PAO高得多的剪切稳定性。
作为优选，所述混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油的混合物，所述高粘度合成烃与所述聚合物酯油的质量比为2～5：1时，两种基础油具有更好的协同效果，使得润滑脂组合物具有更好的润滑性和抗载荷性能，有利于降低异响几率，减少磨损现象。
本发明还对基础油、稠化剂和固体润滑剂的选用进行的进一步优化，可以进一步改善润滑脂组合物的各方面性能，得到了如下优选方案：
作为优选，所述高粘度合成烃是由C9～C11烯烃通过聚合而制成的共聚体；所述高粘度合成烃40℃粘度为550～1200mm2/s，倾点为-40℃～-54℃，粘度指数为170～200。
作为优选，所述聚合物酯油是由C8～C12的α-烯烃与不饱和二酯通过聚合而制成的共聚物，所述共聚物分子中包括10个以上酯基；所述聚合物酯油在40℃粘度为600～1500mm2/s。
典型的聚酯为无色均匀稠状液体，粘度指数和闪点较高，挥发性和倾点较好，且由于其分子结构特点，聚酯具有已知的最高固有的载荷能力，同时具有较好的热稳定性和相容性。
作为优选，所述固体润滑剂为平均粒径3～4μm聚四氟乙烯，以主成分总质量为基准，所述固体润滑剂的添加量为6～8％，更优选为7％。
优选地，所述添加剂中还包括防锈剂，在本发明体系中，所述防锈剂优选为二烷基萘磺酸金属盐中的一种或多种，其中烷基选自C9和C12中的一种或两种，金属盐选自钙、钡和钠中的一种，以主成分总质量为基准，所述防锈剂的添加量为0.8～1.2％，更优选为1％。
更优选所述防锈剂为二烷基萘磺酸钡，其中烷基为C9。
优选地，所述添加剂中还包括抗氧剂，所述抗氧剂为异二辛基二苯胺，以主成分总质量为基准，所述抗氧剂的添加量为0.8～1.2％，更优选为1％。
作为一种优选方案，所述的润滑脂组合物由以下主成分和添加剂组成；
所述主成分及其质量百分比如下：
混合基础油%2085～90％，
混合稠化剂%2010～15％；
以主成分总质量为基准，加入以下质量百分比的添加剂：
固体润滑剂6～8％；
防锈剂0.8～1.2％；
抗氧剂0.8～1.2％。
本发明有益效果如下：
本发明通过对配方的优化，有效地降低了汽车车门限位器出现的异响、磨损、断裂等问题，所得到的车门限位器润滑脂具有优异粘附性、塑料兼容性、抗剪切性、减磨性、降低噪音和长寿命，适用于-40℃～150℃温度范围金属与塑料、塑料与塑料接触摩擦副使用。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了便于对比效果，在以下实施例中所使用的高粘度合成烃都是同一批次的由C10烯烃通过聚合而制成的茂金属PAO，所述聚合物酯油都是同一批次的由C8～C12的α-烯烃与不饱和二酯通过聚合而制成的共聚物，所述共聚物分子中包括10个以上酯基，在实际操作中，其还可以是发明内容中所限定的其他选择。
以下实施例中润滑脂组合物的组成如下：
主成分及其质量百分比如下：
混合基础油%2085％，
混合稠化剂%2015％；
以主成分总质量为基准，加入以下质量百分比的添加剂：
固体润滑剂7％；
防锈剂1％；
抗氧剂1％。
以下实施例中润滑脂组合物的制备方法如下：
将混合稠化剂与2/3混合基础油混合后，缓慢升温至230℃，待所有物料形成真溶液后，用剩余的1/6混合基础油将物料温度降低至185℃，在此温度下恒定35min，再加入剩余的1/6混合基础油降低物料温度至160℃，加入聚四氟乙烯和异二辛基二苯胺，搅拌待温度降低至90℃时，加入防锈剂二壬基萘磺酸钡。将物料通过三辊机分散三遍后制备而成。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种润滑脂组合物，选用的混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油，其比例选用3:1。其中高粘度合成烃选用40℃粘度为586mm2/s，倾点-45℃，粘度指数178的茂金属PAO，其中聚合物酯油选用40℃粘度为920mm2/s。混合后基础油40℃粘度685mm2/s，倾点-42℃，粘度指数174。混合稠化剂选用摩尔比6：1的12羟基硬脂酸锂皂与异构硬脂酸钾皂。固体润滑剂选用4μm球状聚四氟乙烯，添加量7％。防锈剂选用二壬基萘磺酸钡，添加量1％。抗氧剂选用异二辛基二苯胺，添加量1％。
实施例2
本实施例提供一种润滑脂组合物，选用的混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油，其比例选用4:1。其中高粘度合成烃选用40℃粘度为917mm2/s，倾点-42℃，粘度指数187的茂金属PAO，其中聚合物酯油选用40℃粘度为620mm2/s。混合后基础油40℃粘度782mm2/s，倾点-45℃，粘度指数182。混合稠化剂选用摩尔比5：1的12羟基硬脂酸锂皂与异构硬脂酸钾皂。固体润滑剂选用3μm球状聚四氟乙烯，添加量7％。防锈剂选用二壬基萘磺酸钡，添加量1％。抗氧剂选用异二辛基二苯胺，添加量1％。
实施例3
本实施例提供一种润滑脂组合物，选用的混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油，其比例选用5:1。其中高粘度合成烃选用40℃粘度为614mm2/s，倾点-45℃，粘度指数175的茂金属PAO，其中聚合物酯油选用40℃粘度为1046mm2/s。混合后基础油40℃粘度719mm2/s，倾点-45℃，粘度指数170。稠化剂选用摩尔比7：1的12羟基硬脂酸锂皂与异构硬脂酸钾皂。固体润滑剂选用5μm球状聚四氟乙烯，添加量7％。防锈剂选用二壬基萘磺酸钡，添加量1％。抗氧剂选用异二辛基二苯胺，添加量1％。
实施例4
本实施例提供一种润滑脂组合物，选用的混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油，其比例选用2:1。其中高粘度合成烃选用40℃粘度为614mm2/s，倾点-45℃，粘度指数175的茂金属PAO，其中聚合物酯油选用40℃粘度为890mm2/s。混合后基础油40℃粘度689mm2/s，倾点-45℃，粘度指数177。稠化剂选用摩尔比5：1的12羟基硬脂酸锂皂与异构硬脂酸钾皂。固体润滑剂选用4μm球状聚四氟乙烯，添加量7％。防锈剂选用二壬基萘磺酸钡，添加量1％。抗氧剂选用异二辛基二苯胺，添加量1％。
实施例5
本实施例提供一种润滑脂组合物，选用的混合基础油为高粘度合成烃和聚合物酯油，其比例选用4:1。其中高粘度合成烃选用40℃粘度为780mm2/s，倾点-40℃，粘度指数185的茂金属PAO，其中聚合物酯油选用40℃粘度为890mm2/s。混合后基础油40℃粘度824mm2/s，倾点-40℃，粘度指数177。稠化剂选用摩尔比5：1的12羟基硬脂酸锂皂与异构硬脂酸钾皂。固体润滑剂选用4μm球状聚四氟乙烯，添加量7％。防锈剂选用二壬基萘磺酸钡，添加量1％。抗氧剂选用异二辛基二苯胺，添加量1％。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：将所述高粘度合成烃替换为等量的低粘度合成烃，低粘度合成烃选用40℃粘度为72mm2/s，倾点-51℃，粘度指数142的PAO。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：在配方中不含有聚合物酯油。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：固体润滑剂选用8μm球状聚四氟乙烯。
对比例4
本对比例中提供一种市售高粘度膨润土润滑脂，该润滑脂选用高粘度合成烃(选用茂金属PAO，40℃粘度为586mm2/s)复配增粘剂(聚异丁烯，型号6130)稠化膨润土(季铵盐改性)添加二硫化钼、石墨、抗氧剂作为添加剂制备而成。
对比例5
本对比例中提供一种市售阻尼脂，该润滑脂选用二氧化硅稠化高粘度甲基硅油(25℃粘度为1200-1300cst)，添加聚四氟乙烯(平均粒径为8-10μm，粒子形貌非球状)制备而成。
对比例6
本对比例中提供一种市售复合锂润滑脂，该润滑脂选用复合锂皂稠化PAO100与PAO40混合物，添加极压抗磨剂、增粘剂、抗氧剂、防锈防腐剂制备而成。
试验例
本试验例对实施例和对比例中润滑脂的性能进行检测，通过对测试其材料兼容性(PA66和POM)、抗磨性、抗载荷性、润滑性、减摩性和车门限位器耐久台架测试进行评估。
具体测试方法包括：
1.在塑料兼容性测试中，将润滑脂与POM和PA66塑料件在90℃环境下长期(168h)接触，测定POM和PA66塑料件邵氏硬度变化率、体积变化率来评定；测试方法具体参照SH/T0429；
2.抗磨性和抗载荷性通过四球机测试来评定；测试方法具体参照SH/T%200202和SH/T%200204；
3.润滑性和减摩性通过SRV高频线性振动仪(塑料对金属)来评定；测试方法具体参照ASTM%20D%207420；
4.车门限位器耐久台架测试，对实施案例和对比案例所涉及到的润滑脂装配至耐久台架中在80℃下进行5万次耐久测试(期间完成10次喷水、洒灰尘)，测试其限位臂质量变化率、变形程度来评定；测试在车门限位器厂家完成。
测试结果见下表1：
表1
从表1中可以得出，按照本发明配方范围内实施的1～5，从发明的润滑脂材料兼容性(PA66和POM)、抗磨性、抗载荷性、润滑性、减摩性等方面均能够满足汽车车门限位器润滑脂的性能要求，并且通过5万次的耐久台架测试，限位臂的质量变化率和变成程度均较好，完全能够满足车门限位器的润滑需求。而对比例1中，由于混合基础油的粘度达不到要求，导致塑料兼容性、减磨性和耐久台架测试受到影响，容易导致异响和变形情况；对比例2中，由于混合基础油中未添加聚合物酯油，导致润滑性和抗载荷性能受到影响，容易导致异响几率升高和磨损现象；对比例3中，由于固体润滑剂使用的粒径和形貌不对，导致减磨性受到影响，容易出现异响和磨损现象；对比例4～6中，市售润滑脂在抗磨性和抗载荷性满足不了车门限位器润滑需求，存在磨损和寿命降低的风险。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
