一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法与流程

本发明涉及润滑脂，尤其涉及一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法。

背景技术：

1、船舶运输、食品加工和医疗器械的传动机构、密封圈垫等部位在长周期运转过程中受到河水、海水、食物碎屑以及有机物质等渗入污染后容易滋生细菌以及繁殖微生物，这会对人体健康和设备运转造成不利影响。相关技术中制备的抑菌型润滑脂一般是将抑菌剂以添加剂的形式加入到润滑脂中，受其组分、含量及工艺的影响较大，存在润滑功能单一、长周期抑菌效果差的缺点。中国专利cn115305128a公开一种抑菌型润滑脂组合物及其制备方法和应用，该方法通过在制备过程中引入二氧化钛、氧化锌等无机金属氧化物和硫化锌既作为稠化剂，又充当抑菌组分，改善长周期抑菌效果差的缺陷，但其稠化剂和固体含量高，抗水性、极压抗磨性和机械安定性较差，应用范围受限。

2、复合磺酸钙基润滑脂具有良好的胶体安定性、机械安定性、抗水性、极压抗磨性和防锈防腐蚀性能，在冶金、矿山、交通以及食品加工等领域得到广泛的应用，但是现有的复合磺酸钙基润滑脂一般不具备抗菌和抑制微生物性能。在食品加工设备、医疗器械以及船舶等润滑部位使用抑菌型润滑脂，可以降低食品加工过程中受到细菌和微生物污染的风险、提升医疗器械的抗菌洁净程度以及减少船舶航行中微生物的附着量。因此，开发一种节能抑菌型复合磺酸钙润滑脂是极其必要的。

技术实现思路

1、本发明提供一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法，以解决现有润滑脂的功能性单一和抑菌性不足的问题。

2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物，所述润滑脂组合物的制备原料包括如下重量份的组分：

3、

4、所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的一种或多种；所述阳离子表面活性剂为季铵盐类；所述两性离子表面活性剂为甜菜碱型两性表面活性剂；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型表面活性剂和/或脂肪酸多元醇酯；所述转化促进剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、正丁醇、己醇和己二醇中的一种或多种。

5、上述方案中，本发明一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物的制备原料包括磺酸钙、转化促进剂、表面活性剂、壳聚糖、小分子酸、脂肪酸、氢氧化钙、添加剂和基础油，在制备复合磺酸钙润滑脂组合物的过程中，利用转化促进剂作为壳聚糖的溶剂，并利用压力釜工艺制备过程中的高温高压，使得壳聚糖与表面活性剂形成具有抑菌性能的壳聚糖型杀菌剂，这样可以有效提升润滑脂的抑菌效果，可以有效抑制革兰氏阳性黄色葡萄球菌、革兰氏阴性大肠杆菌、大型藻类孢子、藤壶等滋生和繁殖，将这样的润滑脂组合物应用到船舶运输、食品加工以及医疗器械等行业中，可以降低食品加工过程中受到细菌和微生物污染的风险、提升医疗器械的抗菌洁净程度以及减少船舶航行中微生物的附着量，具有很大的实际应用价值和市场前景。同时，形成的壳聚糖型杀菌剂具有增稠效果，可以作为稠化剂，使形成的复合磺酸钙润滑脂组合物具有合适的粘度。

6、进一步地，通过选定具有季铵盐的表面活性剂，使得表面活性剂与壳聚糖反应生成壳聚糖季铵盐，壳聚糖季铵盐不仅具有抗菌性能，还无毒，生物相容性好，可生物降解。

7、更进一步地，通过将磺酸钙、转化促进剂、表面活性剂、壳聚糖、小分子酸、脂肪酸、氢氧化钙、添加剂和基础油的用量限定在合理的范围值内，使得各组分能达到更好的协同增效作用，使制备的复合磺酸钙润滑脂组合物不仅具有抑菌性能，相较于现有的抑菌型润滑脂，还具有优良的剪切安定性、极压抗磨性能。

8、进一步地，所述壳聚糖选自α-壳聚糖、β-壳聚糖、γ-壳聚糖中的一种或多种；优选的，所述壳聚糖选自分子量在1.5×104～6.7×104之间，脱乙酰度不低于86％的β-壳聚糖。

9、上述方案中，通过选定合适类型的壳聚糖，使制备得到的壳聚糖季铵盐具有更优异的抗菌性能。

10、进一步地，所述阳离子表面活性剂占所述表面活性剂总量的50～90％。

11、上述方案中，通过将阳离子表面活性剂占表面活性剂总量的比例限定在合理的范围值内，有利于形成具有更优异抗菌性能的壳聚糖季铵盐。当阳离子表面活性剂占表面活性剂总量的比例小于50％，制备的复合磺酸钙润滑脂组合物较弱，当阳离子表面活性剂占表面活性剂总量的比例超过90％，会影响复合磺酸钙润滑脂组合物的稳定性。

12、进一步地，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基乙基苄铵氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、对烷基苯基三甲基氯化铵、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵、十二烷基甜菜碱、n-月桂酰基谷氨酸钠、聚氧乙烯失水山梨醇脂、聚乙二醇辛基苯基醚和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

13、上述方案中，通过选定合适类型的表面活性剂，使制备得到的壳聚糖季铵盐具有更优异的抗菌性能。

14、优选的，异丙醇占转化促进剂体积的40～90％。

15、上述方案中，通过对转化促进剂类型进行合理的选择，更有利于壳聚糖的溶解，更有利于壳聚糖与表面活性剂反应形成壳聚糖型杀菌剂。异丙醇具有良好的溶解性能，可以有效地将壳聚糖分散在溶剂中，同时不会破坏壳聚糖的结构和性质。通过对转化促进剂中异丙醇用量进行合理限定，更有利于壳聚糖的溶解，更有利于壳聚糖与表面活性剂反应形成壳聚糖型杀菌剂。

16、进一步地，所述磺酸钙为高碱值合成磺酸钙；优选地，所述磺酸钙的总碱值为155～425mgkoh/g；和/或，所述高碱值合成磺酸钙中烷基苯磺酸碳数分布c10-c45的混合物，其中，碳数为c12-c20的烷基苯磺酸含量占烷基苯磺酸总含量20～40％，碳数为c20-c26的烷基苯磺酸含量占烷基苯磺酸总含量5～20％。

17、上述方案中，通过对磺酸钙的类型以及其中的碳数分布进行合理的限定，更有利于制备具有优良的剪切安定性、极压抗磨性能的复合磺酸钙润滑脂组合物。

18、进一步地，所述基础油选自聚α烯烃油、烷基萘基础油、酯类油和聚丁烯中的一种或多种；所述聚α烯烃油选自pao8、pao10和pao40中的一种或多种；所述酯类油选自偏苯三酸酯、邻苯二甲酸酯和复酯中的一种或者多种；和/或，所述基础油的倾点不高于-30℃；

19、上述方案中，通过选用上述合适类型的基础油，其较于常见基础油有更优异的氧化诱导期，可显著提升润滑脂寿命。

20、优选地，所述基础油由所述聚α烯烃油和所述酯类油或者所述聚丁烯复配调和得到，所述聚α烯烃油的质量分数为30～60％。

21、进一步地，所述小分子酸选自甲酸、冰醋酸、丙酸、乙二酸、丁二酸、硼酸和一元芳香酸中的一种或多种；

22、和/或，所述脂肪酸为氢化蓖麻油、棉籽油、十二羟基硬脂酸或硬脂酸，优选十二羟基硬脂酸；

23、和/或，所述添加剂包括抗氧剂。

24、上述方案中，通过选用合适类型的小分子酸、脂肪酸和添加剂，使得这些成分与磺酸钙、转化促进剂、表面活性剂、壳聚糖、氢氧化钙、和基础油能达到更好的协同增效作用，提升复合磺酸钙润滑脂组合物的整体性能。

25、根据本发明的第二方面，本发明提供上述的润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：

26、步骤1)，将磺酸钙和基础油混合、搅拌，升温至75～90℃；

27、步骤2)，将壳聚糖、表面活性剂、转化促进剂和适量水混合、搅拌，控制温度至80～85℃之间，搅拌反应1～8h后加入至步骤1)的混合料中，搅拌；

28、步骤3)，加入小分子酸、氢氧化钙和脂肪酸，搅拌15～30min；

29、步骤4)，关闭泄压阀，封闭反应体系，升温至105～130℃，控制反应压力不超过0.4mpa，保持30～360min；

30、步骤5)，打开泄压阀，继续升温至150～200℃恒温10～15min，加入余量的基础油；

31、步骤6)，降温至150℃以下时加入添加剂，搅拌后调稠，经轧油后即得。

32、上述复合磺酸钙润滑脂组合物的制备方法中，通过严格控制各原料的加入顺序和反应温度以及反应时间，使得最终得到的复合磺酸钙润滑脂组合物具有优异的抑菌性能、润滑性、极压抗磨性、长周期存储稳定性和剪切安定性等性能。

33、进一步地，步骤2)中，加料顺序为：先加入转化促进剂，再加入壳聚糖，搅拌10～30min后，然后加入预溶于水的表面活性剂；

34、和/或，步骤3)中，加入小分子酸、氢氧化钙和脂肪酸的顺序为：先加入小分子酸，搅拌5～10min后，再加入氢氧化钙，继续搅拌5～10min，然后加入脂肪酸。

35、上述方案中，通过对步骤2)和3)中加料顺序进行严格限定，能够使得各步反应更加充分，使得到的复合磺酸钙润滑脂组合物具有更优异的综合性能。

36、本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

37、本发明一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物通过引入阳离子表面活性剂和壳聚糖，利用复合磺酸钙润滑脂组合物制备过程中的转化促进剂作为壳聚糖的溶剂，并利用压力釜工艺制备过程中的高温高压，形成具备抑菌功能的水溶性的壳聚糖季铵盐，可以有效提升润滑脂的抑菌效果，非常适用于船舶运输、食品加工以及医疗器械等行业中，具有很大的实际应用价值和市场前景。

38、本发明一种抑菌型复合磺酸钙润滑脂组合物的制备方法由于采用特殊要求的制备工艺及原料，在反应过程中利用表面活性剂与壳聚糖形成壳聚糖季铵盐，赋予了复合磺酸钙润滑脂的抑菌性能；采用jis z2801方法，通过抑菌测试可以得出通过引入上述新成分后使得润滑脂具备了抑菌性能，抑菌活性值可达2.5，满足抑菌要求。