一種複合鋰鈣基潤滑脂及其製備方法
2024-04-08 06:23:05
專利名稱：一種複合鋰鈣基潤滑脂及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種潤滑脂及其製備方法，尤其是一種複合型潤滑脂及其製備方法， 屬於化學技術領域。
背景技術：
隨著我國工業化水平不斷提高，高性能的工業設備對潤滑脂產品提出了更高要求，僅具有單一性能的潤滑脂已不能滿足現代工業設備的潤滑要求。鋰基潤滑脂具有良好的多效性，廣泛應用於汽車、坦克、飛機、艦艇、工業機械、儀器儀表等的潤滑。在鋰基脂中加入鈣皂製成的鋰鈣混合皂基脂，可以在保持鋰基脂的結構和多效性基礎上降低成本， 提高其抗水性、抗磨性。因此，複合鋰鈣基脂作為一種高滴點、多效能潤滑脂，近年來得到了較快發展，成為當今高性能潤滑脂研究的熱點。據申請人了解，中國專利CN1252434A公開了一種複合鋰鈣基潤滑脂組成物及其製備工藝，其產品具有良好的抗水剪切安定性、機械安定性和極壓抗磨性能，但滴點偏低，耐高溫性能不佳；CN101792689A公開了一種高性能複合鋰鈣基潤滑脂組合物及其製備方法，製備工藝中選用氫氧化鋰懸浮液代替氫氧化鋰水溶液，儘管製備出的產品具有突出的剪切性和良好的極壓抗磨性能，但產品的綜合成本較高，不利於大規模工業化生產；而CN102286306A也公開了一種高溫抗水長壽命複合鋰鈣基潤滑脂及製備方法，在製備原料中引入了小分子酸硼酸和水楊酸，且採用是一步法製備工藝，產品的抗水性、機械安定性和極壓抗磨性能較好，但滴點最高只能達285°C，不能滿足長時間高溫使用要求，從而限制了產品的應用；中國專利CN1616612A公開了一種含有高鹼性磺酸鈣的複合鋰基脂，該潤滑脂具有良好的機械安定性，抗水性、防鏽和高溫使用性能，但生產中需要對高鹼性磺酸鈣轉相，因此製備方法較為複雜，工業化生產時較難控制。同樣地，CN102433206A公開的一種複合鋰鈣基潤滑脂及製備方法中，採用磺酸鈣代替氫氧化鈣， 生產中也需要使用小分子酸對磺酸鈣進行相轉變，不僅原料成本高，而且工藝上控制好磺酸鈣成功實現相轉變的過程比較困難，不能保證產品質量的穩定性。CN101921649A 的中國專利公開了一種複合鋰鈣基潤滑脂及其製備方法，通過在配方中加入表面活性劑使其產品具有較高的滴點，但表面活性劑加入對產品的膠體安定性影響較大，鋼網分油均大於2%以上。美國專利USP5350531報導了一種複合鋰鈣基潤滑脂的製備方法，先光亮油和12-羥基硬脂酸在76 93°C下攪拌混合至少30分鐘，然後加入氫氧化鋰和氫氧化鈣在182 232°C 下進行皂化反應，最後研磨均化、調稠，製備的潤滑脂產品具有很好的機械安定性，10次剪切差值為25，但是滴點小於200°C，不能滿足高溫使用性能要求。發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提出一種複合鋰鈣基潤滑脂及其製備方法，滿足高溫使用性能要求。
本發明通過以下技術方案解決技術問題，一種複合鋰鈣基潤滑脂，包括下述重量百分比的原料a .佔潤滑脂總重量70 85%的基礎油，包括40°C運動粘度為90-500mm2/s的礦物油與合成油中至少一種；
b .稠化劑，包括佔潤滑脂總重量6 12%的含12 24個C原子的一元有機酸、佔潤滑脂總重量2 4%的二元羧酸、佔潤滑脂總重量I 3%的單水氫氧化鋰和佔潤滑脂總重量O. 2 I. 5%的氫氧化鈣；
c .添加劑，由佔潤滑脂總重量O. I O. 5%的抗氧劑、佔潤滑脂總重量I 3%
的抗氧抗腐劑、佔潤滑脂總重量O. 5 3%的極壓抗磨劑、佔潤滑脂總重量O. I O. 5%的防鏽劑和佔潤滑脂總重量I 3%的固體添加劑組成。其中，所述一元有機酸為12-羥基硬脂酸和硬脂酸中至少一種；所述的二元羧酸為壬二酸或者癸二酸；所述一元有機酸與二元羧酸的摩爾比為1:0. 2 1:0. 5 ;所述單水氫氧化鋰和氫氧化 丐的摩爾比為9:1 3:1 ;所述抗氧劑為二苯胺或者N-苯基-α -萘胺；所述抗氧劑抗腐劑為硫磷丁辛基鋅鹽或硫磷雙辛基鹼性鋅鹽；所述極壓抗磨劑為硫化異丁 烯、磷酸三甲酚脂、三硼酸鉀、氨基硫代脂中至少一種；所述防鏽劑為石油磺酸鋇、苯並三氮唑或者2-巰基苯並噻二唑中至少一種；所述固體添加劑為平均粒徑在5(T80nm範圍內的納米級碳酸鈣、二硫化鑰中至少一種。本發明進一步提供複合鋰鈣基潤滑脂的製備方法，包括將上述原料按所述比例，以下述步驟進行，
步驟一、將佔潤滑脂總量的1/2 2/3基礎油與含12 24個C原子的一元有機酸混合，加熱至80 85 °C，待所述一元有機酸全部溶解；
步驟二、加入氫氧化韓和1/3配方量的單水氫氧化鋰阜化30 60min,升溫至90 IOO0C,加入二元羧酸,並加入剩餘的單水氫氧化鋰繼續反應45 90min,然後升溫至215 230°C進行高溫煉製；
步驟三、加入剩餘的基礎油，降溫至170 180°C並保溫15 30min，待溫度降至90°C以下後，依次加入添加劑，循環剪切均化、脫氣、過濾後得成品。本發明通過試驗及對產品進行性能評價得出以下優點
1、綜合考慮鋰基脂和鈣基脂的各自優勢，製備出複合鋰鈣基潤滑脂，具有良好的機械安定性，膠體安定性和抗水性能；
2、精選各添加劑及精確配伍組合，使製備出的產品具有優異的極壓抗磨性，抗氧性和防鏽性；
3、與已有的專利技術相比，不僅在原料選擇上易得，價格低，而且在製備工藝上能保證產品的滴點高於300°C，且易於控制，產品性能穩定，其各項性能指標達到或超過了國內外同類產品，對工業化大規模生產具有重要的意義。4、本發明的另一個特殊之處在於，第二步反應時的溫度控制在90 100°C，如果溫度過高，體系中的水分迅速蒸發掉，會影響反應效果。5、由於氫氧化鈣與脂肪酸不容易發生皂化反應，且反應效率低，同時製備高性能複合鋰鈣基潤滑脂的關鍵還在於二元酸的複合問題，本發明通過兩步皂化法來實現複合鋰鈣皂基的形成，並控制好第二步皂化時的溫度來達到製備同時具有高滴點和良好膠體安定性的複合鋰鈣基潤滑脂。本發明的有益效果是具有良好的高溫性能、剪切安定性、極壓抗磨性和抗水性能等特點，且製備方法簡單，產品性能穩定，便於大規模工業化生產，產品的綜合成本較低。
具體實施方式
以下結合實施例進一步闡述本發明，實施例中所涉及的原料若無特殊說明，均為市場所售。
實施例一本實施例將原料按以下方法製備鋰鈣基潤滑脂步驟一、在帶有加熱和攪拌功能的制脂釜中加入40°C粘度為120mm2/s、1618g的基礎油500SN與321. 6g的12-羥基硬脂酸混合攪拌加熱至85°C，使12-羥基硬脂酸全部溶解；步驟二、加入用3倍鹼量的水溶解的24. 9g氫氧化鈣和23. 7g單水氫氧化鋰混合物，在 85°C下皂化反應40min，繼續升溫至95°C，加入86. 7g的癸二酸，再加入含單水氫氧化鋰 47. 4g的水溶液240ml反應60min，然後升溫至215°C進行高溫煉製；步驟三、加入659g基礎油500SN，降溫至175°C並保溫15min，待溫度降至85°C時，依次加入15g的二苯胺，45g的硫磷丁辛基鋅鹽，45g的硫化異丁烯，45g的磷酸三甲酹酯，9g的苯並三氮唑和30g平均粒徑為SOnm的納米級碳酸鈣，循環剪切均化、脫氣、過濾後得成品。 檢測結果見表I。
表I實施例一的檢測結果
權利要求
1.一種複合鋰鈣基潤滑脂，包括下述重量百分比的原料 a .佔潤滑脂總重量70 85%的基礎油，包括40°C運動粘度為90-500mm2/s的礦物油與合成油中至少一種； b .稠化劑，包括佔潤滑脂總重量6 12%的含12 24個C原子的一元有機酸、佔潤滑脂總重量2 4%的二元羧酸、佔潤滑脂總重量I 3%的單水氫氧化鋰和佔潤滑脂總重量0. 2 I. 5%的氫氧化鈣； c .添加劑，由佔潤滑脂總重量0. I 0. 5%的抗氧劑、佔潤滑脂總重量I 3% 的抗氧抗腐劑、佔潤滑脂總重量0. 5 3%的極壓抗磨劑、佔潤滑脂總重量0. I 0. 5%的防鏽劑和佔潤滑脂總重量I 3%的固體添加劑組成。
2.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述一元有機酸為12-羥基硬脂酸和硬脂酸中至少一種。
3.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述的二元羧酸為壬二酸或者癸二酸。
4.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述一元有機酸與二元羧酸的摩爾比為1:0. 2 1:0. 5。
5.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述單水氫氧化鋰和氫氧化鈣的摩爾比為9:1 3:1。
6.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述抗氧劑為二苯胺或者N-苯基-a -萘胺。
7.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述抗氧劑抗腐劑為硫磷丁辛基鋅鹽或硫磷雙辛基鹼性鋅鹽。
8.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述極壓抗磨劑為硫化異丁烯、磷酸三甲酚脂、三硼酸鉀、氨基硫代脂中至少一種。
9.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述防鏽劑為石油磺酸鋇、苯並三氮唑或者2-巰基苯並噻二唑中至少一種。
10.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂，其特徵在於所述固體添加劑為平均粒徑在5(T80nm範圍內的納米級碳酸I丐，二硫化鑰中至少一種。
11.根據權利要求I所述複合鋰鈣基潤滑脂的製備方法，包括將上述原料按所述比例，以下述步驟進行， 步驟一、將佔潤滑脂總量的1/2 2/3基礎油與含12 24個C原子的一元有機酸混合，加熱至80 85 °C，待所述一元有機酸全部溶解； 步驟二、加入氫氧化韓和1/3配方量的單水氫氧化鋰阜化30 60min,升溫至90 ·100C,加入二元羧酸,並加入剩餘的單水氫氧化鋰繼續反應45 90min,然後升溫至215 ·230°C進行高溫煉製； 步驟三、加入剩餘的基礎油，降溫至170 180°C並保溫15 30min，待溫度降至90°C以下後，依次加入添加劑，循環剪切均化、脫氣、過濾後得成品。
全文摘要
本發明涉及一種潤滑脂及其製備方法，尤其是一種複合型潤滑脂及其製備方法，屬於化學技術領域。本發明通過將基礎油、稠化劑和添加劑按合適比例進行製備得到的鋰鈣基潤滑脂，具有良好的高溫性能、剪切安定性、極壓抗磨性和抗水性能等特點，且製備方法簡單，產品性能穩定，便於大規模工業化生產，產品的綜合成本較低。
文檔編號C10M121/04GK102977979SQ20121054733
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者石俊峰, 楊操, 嵇美栓 申請人:江蘇龍蟠石化有限公司