專利名稱：一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤滑脂及其制備方法，尤其是一種復(fù)合型潤滑脂及其制備方法， 屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)化水平不斷提高，高性能的工業(yè)設(shè)備對潤滑脂產(chǎn)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(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的潤滑要求。鋰基潤滑脂具有良好的多效性，廣泛應(yīng)用于汽車、坦克、飛機、艦艇、工業(yè)機械、儀器儀表等的潤滑。在鋰基脂中加入鈣皂制成的鋰鈣混合皂基脂，可以在保持鋰基脂的結(jié)構(gòu)和多效性基礎(chǔ)上降低成本， 提高其抗水性、抗磨性。因此，復(fù)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(fā)展，成為當(dāng)今高性能潤滑脂研究的熱點。據(jù)申請人了解，中國專利CN1252434A公開了一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂組成物及其制備工藝，其產(chǎn)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公開了一種高性能復(fù)合鋰鈣基潤滑脂組合物及其制備方法，制備工藝中選用氫氧化鋰懸浮液代替氫氧化鋰水溶液，盡管制備出的產(chǎn)品具有突出的剪切性和良好的極壓抗磨性能，但產(chǎn)品的綜合成本較高，不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；而CN102286306A也公開了一種高溫抗水長壽命復(fù)合鋰鈣基潤滑脂及制備方法，在制備原料中引入了小分子酸硼酸和水楊酸，且采用是一步法制備工藝，產(chǎn)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(dá)285°C，不能滿足長時間高溫使用要求，從而限制了產(chǎn)品的應(yīng)用；中國專利CN1616612A公開了一種含有高堿性磺酸鈣的復(fù)合鋰基脂，該潤滑脂具有良好的機械安定性，抗水性、防銹和高溫使用性能，但生產(chǎn)中需要對高堿性磺酸鈣轉(zhuǎn)相，因此制備方法較為復(fù)雜，工業(yè)化生產(chǎn)時較難控制。同樣地，CN102433206A公開的一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂及制備方法中，采用磺酸鈣代替氫氧化鈣， 生產(chǎn)中也需要使用小分子酸對磺酸鈣進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，不僅原料成本高，而且工藝上控制好磺酸鈣成功實現(xiàn)相轉(zhuǎn)變的過程比較困難，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。CN101921649A 的中國專利公開了一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂及其制備方法，通過在配方中加入表面活性劑使其產(chǎn)品具有較高的滴點，但表面活性劑加入對產(chǎn)品的膠體安定性影響較大，鋼網(wǎng)分油均大于2%以上。美國專利USP5350531報道了一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂的制備方法，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，然后加入氫氧化鋰和氫氧化鈣在182 232°C 下進(jìn)行皂化反應(yīng)，最后研磨均化、調(diào)稠，制備的潤滑脂產(chǎn)品具有很好的機械安定性，10次剪切差值為25，但是滴點小于200°C，不能滿足高溫使用性能要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂及其制備方法，滿足高溫使用性能要求。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決技術(shù)問題，一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，包括下述重量百分比的原料a .占潤滑脂總重量70 85%的基礎(chǔ)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，包括占潤滑脂總重量6 12%的含12 24個C原子的一元有機酸、占潤滑脂總重量2 4%的二元羧酸、占潤滑脂總重量I 3%的單水氫氧化鋰和占潤滑脂總重量O. 2 I. 5%的氫氧化鈣；
c .添加劑，由占潤滑脂總重量O. I O. 5%的抗氧劑、占潤滑脂總重量I 3%
的抗氧抗腐劑、占潤滑脂總重量O. 5 3%的極壓抗磨劑、占潤滑脂總重量O. I O. 5%的防銹劑和占潤滑脂總重量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堿性鋅鹽；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；所述防銹劑為石油磺酸鋇、苯并三氮唑或者2-巰基苯并噻二唑中至少一種；所述固體添加劑為平均粒徑在5(T80nm范圍內(nèi)的納米級碳酸鈣、二硫化鑰中至少一種。本發(fā)明進(jìn)一步提供復(fù)合鋰鈣基潤滑脂的制備方法，包括將上述原料按所述比例，以下述步驟進(jìn)行，
步驟一、將占潤滑脂總量的1/2 2/3基礎(chǔ)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,并加入剩余的單水氫氧化鋰?yán)^續(xù)反應(yīng)45 90min,然后升溫至215 230°C進(jìn)行高溫?zé)捴疲?br> 步驟三、加入剩余的基礎(chǔ)油，降溫至170 180°C并保溫15 30min，待溫度降至90°C以下后，依次加入添加劑，循環(huán)剪切均化、脫氣、過濾后得成品。本發(fā)明通過試驗及對產(chǎn)品進(jìn)行性能評價得出以下優(yōu)點
1、綜合考慮鋰基脂和鈣基脂的各自優(yōu)勢，制備出復(fù)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，使制備出的產(chǎn)品具有優(yōu)異的極壓抗磨性，抗氧性和防銹性；
3、與已有的專利技術(shù)相比，不僅在原料選擇上易得，價格低，而且在制備工藝上能保證產(chǎn)品的滴點高于300°C，且易于控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，其各項性能指標(biāo)達(dá)到或超過了國內(nèi)外同類產(chǎn)品，對工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)具有重要的意義。4、本發(fā)明的另一個特殊之處在于，第二步反應(yīng)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(fā)掉，會影響反應(yīng)效果。5、由于氫氧化鈣與脂肪酸不容易發(fā)生皂化反應(yīng)，且反應(yīng)效率低，同時制備高性能復(fù)合鋰鈣基潤滑脂的關(guān)鍵還在于二元酸的復(fù)合問題，本發(fā)明通過兩步皂化法來實現(xiàn)復(fù)合鋰鈣皂基的形成，并控制好第二步皂化時的溫度來達(dá)到制備同時具有高滴點和良好膠體安定性的復(fù)合鋰鈣基潤滑脂。本發(fā)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，且制備方法簡單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品的綜合成本較低。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)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制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(chǔ)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倍堿量的水溶解的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(yīng)40min，繼續(xù)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(yīng)60min，然后升溫至215°C進(jìn)行高溫?zé)捴疲徊襟E三、加入659g基礎(chǔ)油500SN，降溫至175°C并保溫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的苯并三氮唑和30g平均粒徑為SOnm的納米級碳酸鈣，循環(huán)剪切均化、脫氣、過濾后得成品。 檢測結(jié)果見表I。
表I實施例一的檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，包括下述重量百分比的原料 a .占潤滑脂總重量70 85%的基礎(chǔ)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，包括占潤滑脂總重量6 12%的含12 24個C原子的一元有機酸、占潤滑脂總重量2 4%的二元羧酸、占潤滑脂總重量I 3%的單水氫氧化鋰和占潤滑脂總重量0. 2 I. 5%的氫氧化鈣； c .添加劑，由占潤滑脂總重量0. I 0. 5%的抗氧劑、占潤滑脂總重量I 3% 的抗氧抗腐劑、占潤滑脂總重量0. 5 3%的極壓抗磨劑、占潤滑脂總重量0. I 0. 5%的防銹劑和占潤滑脂總重量I 3%的固體添加劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于所述一元有機酸為12-羥基硬脂酸和硬脂酸中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于所述的二元羧酸為壬二酸或者癸二酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于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(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于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(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于所述抗氧劑為二苯胺或者N-苯基-a -萘胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于所述抗氧劑抗腐劑為硫磷丁辛基鋅鹽或硫磷雙辛基堿性鋅鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于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(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于所述防銹劑為石油磺酸鋇、苯并三氮唑或者2-巰基苯并噻二唑中至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂，其特征在于所述固體添加劑為平均粒徑在5(T80nm范圍內(nèi)的納米級碳酸I丐，二硫化鑰中至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合鋰鈣基潤滑脂的制備方法，包括將上述原料按所述比例，以下述步驟進(jìn)行， 步驟一、將占潤滑脂總量的1/2 2/3基礎(chǔ)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,并加入剩余的單水氫氧化鋰?yán)^續(xù)反應(yīng)45 90min,然后升溫至215 ·230°C進(jìn)行高溫?zé)捴疲? 步驟三、加入剩余的基礎(chǔ)油，降溫至170 180°C并保溫15 30min，待溫度降至90°C以下后，依次加入添加劑，循環(huán)剪切均化、脫氣、過濾后得成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種潤滑脂及其制備方法，尤其是一種復(fù)合型潤滑脂及其制備方法，屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過將基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑按合適比例進(jìn)行制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，且制備方法簡單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者石俊峰, 楊操, 嵇美栓 申請人:江蘇龍蟠石化有限公司