專利名稱：一種鋰鈣潤滑脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰鈣潤滑脂及其制備方法，屬于潤滑油的制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰基潤滑脂具有較高的使用溫度，但其抗水性能和機械安定性能在一些應(yīng)用場合很難滿足要求，而鈣基潤滑脂具有極好的抗水性能和機械安定性能，但其高溫性能不好，滴點低(一般滴點不到100°c)，且放置一段時間后，脂的表面易產(chǎn)生硬化現(xiàn)象。鋰鈣潤滑脂兼顧鋰基潤滑脂和鈣基潤滑脂優(yōu)點，具有較好的機械安定性、膠體穩(wěn)定性、耐高溫性、抗水性以及抗磨極壓性能。因此，鋰鈣潤滑脂在國內(nèi)外有很多研究，研制出的鋰鈣潤滑脂產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。特別是在與水容易接觸的應(yīng)用場合(如鋼鐵廠)，較好的取代了極壓鋰基潤滑脂。中國專利CN86103103A公開了一步法制備鋰鈣潤滑脂的新工藝，該工藝是將基礎(chǔ)油、脂肪酸和氫化蓖麻油、單水氫氧化鋰、氫氧化鈣懸乳液同時加入皂化釜中進行皂化反應(yīng)。皂化反應(yīng)結(jié)束后，升溫脫水，然后加入添加劑，循環(huán)剪切，分散均勻后得產(chǎn)品。該法制備的鋰鈣潤滑脂具有滴點高、機械安定性好、抗水性和膠體安定性好等特點。中國專利CN1718702A公開了一種高極壓鋰基潤滑脂，其生產(chǎn)工藝為按規(guī)定的重量份配比加入基礎(chǔ)油(高粘度礦油)的1/2，脂肪酸和氫氧化鋰、氫氧化鈣在100°C進行皂化反應(yīng)，然后加入升溫基礎(chǔ)油(高粘度礦油)的1/2，最高升溫到200°C進行高溫?zé)捴疲缓罄鋮s到180°C，降溫到110°C加入抗氧齊IJ、極壓劑、油性齊IJ、增粘劑，循環(huán)剪切均化后得產(chǎn)品。該鋰鈣潤滑脂產(chǎn)品具有較好的抗水性能、防銹性能，與傳統(tǒng)極壓鋰基潤滑脂具有更好的極壓抗磨性能。美國專利USP501M03報道了一種鋰鈣潤滑脂的制備方法，是將基礎(chǔ)油加熱到 82 93°C后，加入脂肪和/脂肪酸、氫氧化鋰常壓皂化反應(yīng)到196 210°C，于100 150psi循環(huán)剪切到變稠。冷卻到188°C，加入干燥的氫氧化鈣，常壓下于143 182°C攪拌反應(yīng)，最后在100 150psi循環(huán)剪切，得潤滑脂。此方法制備的鋰鈣潤滑脂具有較好的剪切安定性。美國專利USP5350531報道了一種復(fù)合鋰鈣潤滑脂的制備方法，是將光亮油與 12-羥基硬脂酸混合，加入氫氧化鈣和氫氧化鋰在182 232°C進行皂化反應(yīng)，制得的潤滑脂產(chǎn)品有很好的機械安定性，但滴點較低(低于200°C )。以上方法制備鋰鈣潤滑脂都使用氫氧化鈣原料，為提高其抗磨極壓性能，必須加入其他類型的抗磨極壓添加劑。同時，由于使用氫氧化鈣原料，使得鈣皂的制備在非均相反應(yīng)下進行，氫氧化鈣反應(yīng)不完全，從而導(dǎo)致產(chǎn)品中含氫氧化鈣顆粒，在實際使用過程中，這些氫氧化鈣顆粒是一種硬質(zhì)磨料，會使摩擦部件產(chǎn)生磨料磨損，縮短設(shè)備使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種不使用氫氧化鈣、不加抗磨極壓添加劑的鋰鈣潤滑脂及其制備方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案 一種鋰鈣潤滑脂，所述鋰鈣潤滑脂包括重量百分數(shù)如下的各組分
基礎(chǔ)油60 95% ；磺酸鈣1 10% ；單水氫氧化鋰0. 5 3% ；脂肪酸3 15%硼酸0 5% ；抗氧添加劑0. 1 5% ；抗腐蝕添加劑0. 01 1%增粘添加劑0 10%。進一步地，所述的基礎(chǔ)油為礦物基礎(chǔ)油，40°C運動粘度為25 500mm2/s ；所述基礎(chǔ)油是兩種或兩種以上礦物基礎(chǔ)油的混合物。進一步地，所述磺酸鈣為中、高堿值石油磺酸鈣和/或合成磺酸鈣；所述磺酸鈣的總堿值為 150-450mgK0H/g。進一步地，所述的脂肪酸為以下物質(zhì)中的一種12-羥基硬脂酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸和冰乙酸、硬脂酸和冰乙酸、12-羥基硬脂酸和硬脂酸或12-羥基硬脂酸和冰乙酸和硬脂酸。進一步地，所述抗氧劑為酚型、胺型抗氧劑或抗氧抗腐蝕劑中的一種或幾種。進一步地，所述抗氧劑為2，6- 二叔丁基對甲酚、N-苯基- α -萘胺、二苯胺、丁辛基硫代膦酸鋅、二烷基二硫代氨基甲酸酯中的一種或幾種。進一步地，所述的抗腐蝕劑為苯三唑、噻二唑及其衍生物中的一種或幾種。進一步地，所述的增粘劑為聚丁烯、聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物等的一種或幾種。本發(fā)明還提供該鋰鈣潤滑脂的制備方法，其特征在于，制備方法如下
⑴將基礎(chǔ)油總量的25 50%、高堿值磺酸鈣加入皂化反應(yīng)釜中，加熱攪拌升溫到85 950C，然后加入硼酸的熱水溶液或冰乙酸，所述硼酸與水的重量比為1 2 5，所述熱水溫度為90 98°C，攪拌反應(yīng)30分鐘，然后加入全部脂肪酸，加熱升溫到85 95°C，加入氫氧化鋰水溶液，加熱皂化升溫脫水反應(yīng)；
(2)將步驟⑴的產(chǎn)物攪拌升溫脫水到210-220°C，恒溫10 20分鐘，停止加熱，將剩余基礎(chǔ)油與反應(yīng)物通過急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜；
(3)加入增粘劑和呈固體狀的添加劑，攪拌冷卻到80 120°C，然后加入剩余添加劑， 循環(huán)剪切1 1. 5小時，均化脫氣后得成品。本發(fā)明提供一種鋰鈣潤滑脂新配方。由于采用油溶性的磺酸鈣作為鈣皂原料，以及短鏈脂肪酸或硼酸原料，使得制備的鈣皂中含短鏈脂肪酸鈣和/或硼酸的鈣鹽，而短鏈脂肪酸鈣和/或硼酸的鈣鹽本身就是較好的極壓抗磨添加劑，因此制得的產(chǎn)品在不加極壓抗磨添加劑時就具備極佳的極壓抗磨性能。同時，由于成品中含低或中堿值或中性磺酸鹽， 與普通方法制備的鋰鈣潤滑脂相比，在不加防銹劑的同時，制備的潤滑脂產(chǎn)品有更好的防銹性能、抗水性能、膠體穩(wěn)定性能以及更高的滴點。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如未特別指明，本發(fā)明所用原料均為市售。實施例1
在皂化反應(yīng)釜中，加入475公斤40°C運動粘度為493mm2/S的基礎(chǔ)油、10公斤總堿值為 150mgK0H/g的合成磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85°C，然后加入5公斤冰乙酸，攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入25公斤12-羥基硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入含6公斤單水氫氧化鋰的水溶液(單水氫氧化鋰水=1:5)，加熱皂化脫水并升溫到220°C，恒溫15分鐘。停止加熱，用475公斤40°C運動粘度為493mm2/s的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入3公斤 N-苯基-α-萘胺(Τ531)，攪拌循環(huán)剪切冷卻到80°C，加入1公斤苯三唑衍生物(Τ551)，循環(huán)剪切1小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例的主要性能見表1。實施例2
在皂化反應(yīng)釜中，加入300公斤40°C運動粘度為500mm2/s的基礎(chǔ)油、3公斤總堿值為 250mgK0H/g以及47公斤總堿值為450mgK0H/g的合成磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85 95°C， 然后加入含50公斤硼酸的熱水溶液(硼酸水=1 2，溫度為95°C )，攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入30公斤12-羥基硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入含5公斤單水氫氧化鋰的水溶液(單水氫氧化鋰水=1:10)，加熱皂化脫水并升溫到210°C，恒溫10分鐘。停止加熱， 用550公斤40°C運動粘度為436mm2/s的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入10公斤二苯胺、4. 9公斤2，6_ 二叔丁基對甲酚(T501)，攪拌循環(huán)剪切并冷卻到100°C后，加入0. 1公斤苯三唑衍生物(T551)，循環(huán)剪切1小時，均化脫氣得產(chǎn)品。本實施例的主要性能見表1。實施例3
在皂化反應(yīng)釜中，加入200公斤40°C運動粘度為369mm2/S的基礎(chǔ)油、50公斤總堿值為 250mgK0H/g的合成磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85 95°C，然后加入含15公斤硼酸的熱水溶液(硼酸冰=1 3，溫度為90°C )，攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入75公斤12-羥基硬脂酸， 攪拌升溫到85 95°C。加入含10公斤單水氫氧化鋰的水溶液(單水氫氧化鋰水=1:5)， 加熱皂化脫水并升溫到215°C，恒溫10 20分鐘。停止加熱，用余下的600公斤40°C運動粘度為369mm2/S的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入10公斤苯三唑(T706)，攪拌循環(huán)剪切冷卻到90°C，加入20公斤二烷基二硫代氨基甲酸酯(T323)和20公斤丁辛基硫代膦酸鋅 (T202)，循環(huán)剪切1小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例的主要性能見表1。實施例4
在皂化反應(yīng)釜中，加入300公斤40°C運動粘度為483mm2/S的基礎(chǔ)油、50公斤總堿值為 250mgK0H/g的合成磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85 95°C，然后加入含45公斤硼酸的熱水溶液(硼酸冰=1:2，溫度為98°C)，攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入100公斤12-羥基硬脂酸和50公斤硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入加入含30公斤單水氫氧化鋰的水溶液 (單水氫氧化鋰水=1:3)，加熱皂化反應(yīng)并升溫脫水到220°C，恒溫20分鐘。停止加熱，用 300公斤40°C運動粘度為483mm2/S的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入15公斤2，6- 二叔丁基對甲酚(T501)、5公斤苯三唑脂肪胺鹽(Τ406)、5公斤苯三唑(Τ706)和80公斤聚異丁烯(PIB)增粘劑，攪拌循環(huán)剪切冷卻到120°C，加入20公斤丁辛基硫代膦酸鋅(T202)，循環(huán)剪切1小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例的主要性能見表1。實施例5
在皂化反應(yīng)釜中，加入300公斤40°C運動粘度為100mm2/s的基礎(chǔ)油和100公斤總堿值為150mgK0H/g的石油磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85 95°C，然后加入含10公斤硼酸的熱水溶液(硼酸水=1 5，溫度為93°C )，攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入90公斤12-羥基硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入加入含5公斤單水氫氧化鋰的水溶液(單水氫氧化鋰水 =1:10)，加熱皂化反應(yīng)并升溫脫水到215°C，恒溫20分鐘。停止加熱，用389公斤40°C運動粘度為483mm2/S的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入1公斤N-苯基-α -萘胺(Τ531)、20 公斤聚丁烯(PB)增粘劑、20公斤聚異丁烯(PIB)增粘劑、20公斤聚甲基丙烯酸酯(PMA)增粘劑和20公斤乙丙共聚物(OCP)增粘劑，攪拌循環(huán)剪切冷卻到120°C，加入5公斤噻二唑衍生物(T561)，循環(huán)剪切1. 5小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例與參考樣品的主要性能見表2。實施例6
在皂化反應(yīng)釜中，加入300公斤40°C運動粘度為100mm2/s的基礎(chǔ)油和80公斤總堿值為150mgK0H/g的合成磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85 95°C，加入10公斤冰乙酸攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入95公斤12-羥基硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入含10公斤單水氫氧化鋰的水溶液(單水氫氧化鋰水=1 7)，加熱皂化反應(yīng)并升溫脫水到215°C，恒溫20 分鐘。停止加熱，用350公斤40°C運動粘度為100mm2/s的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入10公斤2，6_ 二叔丁基對甲酚(T501)、5公斤N-苯基-α-萘胺(Τ531)、5公斤苯三唑 (Τ706)和100公斤聚丁烯(PB)增粘劑，攪拌循環(huán)剪切冷卻到120°C，加入10公斤丁辛基硫代膦酸鋅(T202)、10公斤二烷基二硫代氨基甲酸酯(Τ323)和3公斤噻二唑衍生物(Τ561 )， 循環(huán)剪切1. 5小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例與參考樣品的主要性能見表2。實施例7
在皂化反應(yīng)釜中，加入300公斤40°C運動粘度為150mm2/S的基礎(chǔ)油和50公斤總堿值為 150mgK0H/g的合成磺酸鈣，攪拌加熱升溫到85 95°C，然后加入含10公斤硼酸的熱水溶液(硼酸水=1:5，溫度為93°C)和6公斤冰乙酸，攪拌加熱恒溫反應(yīng)30分鐘。加入105公斤12-羥基硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入含17公斤單水氫氧化鋰的水溶液(單水氫氧化鋰水=1 5)，加熱皂化反應(yīng)并升溫脫水到220°C，恒溫20分鐘，停止加熱。用420公斤 40°C運動粘度為150mm2/S的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入3公斤苯三唑(T706)、50公斤聚甲基丙烯酸酯(PMA)增粘劑和19公斤乙丙共聚物(OCP)增粘劑，攪拌循環(huán)剪切冷卻到 120°C，加入10公斤丁辛基硫代膦酸鋅(T202)和10公斤二烷基二硫代氨基甲酸酯(T323)， 循環(huán)剪切1. 5小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例與參考樣的主要性能見表3。實施例8
在皂化反應(yīng)釜中，加入100公斤40°C運動粘度為68mm2/s的基礎(chǔ)油、200公斤40°C運動粘度為100mm2/s的基礎(chǔ)油、30公斤總堿值為150mgK0H/g的合成磺酸鈣、10公斤總堿值為250mgK0H/g的合成磺酸鈣和10公斤總堿值為450mgK0H/g的合成磺酸鈣，加入120公斤 12-羥基硬脂酸，攪拌升溫到85 95°C。加入含9公斤單水氫氧化鋰的水溶液單水氫氧化鋰水=1:8)，加熱皂化升溫到220°C，恒溫20分鐘，停止加熱。用余下的400公斤40°C運動粘度為320mm2/s的基礎(chǔ)油急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。加入61公斤聚丁烯(PB)增粘劑，攪拌循環(huán)剪切冷卻到120°C，加入20公斤丁辛基硫代膦酸鋅(T202)、30公斤二烷基二硫代氨基甲酸酯(Τ323)、5公斤苯三唑衍生物(Τ551)和5公斤苯三唑(Τ561 )，循環(huán)剪切1. 5小時，最后均化脫氣后得產(chǎn)品。本實施例與參考樣的主要性能見表3。經(jīng)分析，實施例5-8所得的鋰鈣潤滑脂的滴點、抗水性能、防腐蝕性能、機械安性能、膠體穩(wěn)定性能、抗磨極壓性能等方面都優(yōu)于普通鋰鈣潤滑脂(參考樣品)。實施例1-4無參考樣品。表1實施例1-4性能分析數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1. 一種鋰鈣潤滑脂，其特征在于，所述鋰鈣潤滑脂包括重量百分數(shù)如下的各組分基礎(chǔ)油60 95% ；磺酸鈣1 10% ；單水氫氧化鋰0. 5 3% ；脂肪酸3 15%硼酸0 5% ；抗氧添加劑0. 1 5% ；抗腐蝕添加劑0. 01 1%增粘添加劑0 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述的基礎(chǔ)油為礦物基礎(chǔ)油，40°C 運動粘度為25 500mm2/S ；所述基礎(chǔ)油是兩種或兩種以上礦物基礎(chǔ)油的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述磺酸鈣為中、高堿值石油磺酸鈣和/或合成磺酸鈣；所述磺酸鈣的總堿值為150-450mgK0H/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述的脂肪酸為以下物質(zhì)中的一種12-羥基硬脂酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸和冰乙酸、硬脂酸和冰乙酸、12-羥基硬脂酸和硬脂酸或12-羥基硬脂酸和冰乙酸和硬脂酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述抗氧劑為酚型、胺型抗氧劑或抗氧抗腐蝕劑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述抗氧劑為2，6_二叔丁基對甲酚、N-苯基-α -萘胺、二苯胺、丁辛基硫代膦酸鋅、二烷基二硫代氨基甲酸酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述的抗腐蝕劑為苯三唑、噻二唑及其衍生物中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鈣潤滑脂，其特征在于所述的增粘劑為聚丁烯、聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物等的一種或幾種。
9.權(quán)利要求1-8任一項所述的一種鋰鈣潤滑脂的制備方法，其特征在于，制備方法如下⑴將基礎(chǔ)油總量的25 50%、高堿值磺酸鈣加入皂化反應(yīng)釜中，加熱攪拌升溫到85 95°C，然后加入硼酸的熱水溶液或冰乙酸，所述硼酸與水的重量比為1:2 5，所述熱水溫度為90 98°C，攪拌反應(yīng)30分鐘，然后加入全部脂肪酸，加熱升溫到85 95°C，加入氫氧化鋰水溶液，加熱皂化升溫脫水反應(yīng)；(2)將步驟⑴的產(chǎn)物攪拌升溫脫水到210-220°C，恒溫10 20分鐘，停止加熱，將剩余基礎(chǔ)油與反應(yīng)物通過急冷混合轉(zhuǎn)入調(diào)和釜；(3)加入增粘劑和呈固體狀的添加劑，攪拌冷卻到80 120°C，然后加入剩余添加劑， 循環(huán)剪切1 1. 5小時，均化脫氣后得成品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋰鈣潤滑脂，該鋰鈣潤滑脂包括重量百分數(shù)如下的各組分基礎(chǔ)油60～95%；磺酸鈣1～10%；單水氫氧化鋰0.5～5%；脂肪酸3～15%與硼酸0～5%；抗氧添加劑0.1～5%；抗腐蝕添加劑0.01～1%；增粘添加劑0～10%。由于采用油溶性的磺酸鈣作為鈣皂原料，以及短鏈脂肪酸或硼酸原料，使得制備的鈣皂中含短鏈脂肪酸鈣和/或硼酸的鈣鹽，而短鏈脂肪酸鈣和/或硼酸的鈣鹽本身就是較好的極壓抗磨添加劑，因此制得的產(chǎn)品在不加極壓抗磨添加劑時就具備極佳的極壓抗磨性能。由于成品中含中、高堿值或中性磺酸鹽，在不加防銹劑的同時，制備的潤滑脂產(chǎn)品有更好的防銹性能、抗水性能、膠體穩(wěn)定性能以及更高的滴點。
文檔編號C10M169/06GK102433205SQ20111033165
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者馮克權(quán), 繆冬琴 申請人:無錫惠源高級潤滑油有限公司