CN102433214B

CN102433214B - 锂钙润滑脂的制备方法

Info

Publication number: CN102433214B
Application number: CN201110332887.0A
Authority: CN
Inventors: 冯克权; 缪冬琴
Original assignee: WUXI HUIYUAN SUPER LUBRICATION OIL CO Ltd
Current assignee: WUXI HUIYUAN SUPER LUBRICATION OIL CO Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: CN102433214A

Abstract

锂钙润滑脂的制备方法，步骤如下：⑴皂化：将部分基础油、脂肪酸、氢氧化钙乳化液、单水氢氧化锂水溶液置于压力皂化釜中，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应0.5～2小时；再加入部分基础油和抗氧剂，搅拌，停止加热；⑵急冷混合：将余量基础油通过急冷混合器与皂化反应混合物急冷混合并转移到调和釜中；⑶循环剪切：冷却下，循环剪切并加入其他添加剂；⑷均化脱气：用高压均质机均化、脱气得锂钙润滑脂产品。本发明的锂钙润滑脂制备工艺具有皂化温度低、皂化反应过程易于控制、皂化时间短等优点。

Description

锂钙润滑脂的制备方法

技术领域

本发明涉及润滑剂领域，具体地，涉及一种锂钙润滑脂及其制备方法。

背景技术

锂基润滑脂因其具有较好的机械安定性、胶体稳定性、耐高温性、抗水性以及抗磨极压性能，在工业领域得到了广泛应用。特别是在与水容易接触的应用场合（如钢铁厂），较好的取代了极压锂基润滑脂。但目前锂钙润滑脂制备工艺主要是常压皂化制脂工艺，如：

中国专利CN86103103A公开了一步法制备锂钙润滑脂的新工艺，该工艺是将基础油、脂肪酸和氢化蓖麻油、单水氢氧化锂、氢氧化钙悬乳液同时加入皂化釜中进行皂化反应。皂化反应结束后，升温脱水，然后加入添加剂，循环剪切，分散均匀后得产品。该工艺为常压皂化工艺，皂化时间长达4小时。

美国专利USP5015403报道了一种锂钙润滑脂的制备方法，是将基础油加热到82～93℃后，加入脂肪和/脂肪酸、氢氧化锂常压皂化反应到196～210℃，于100～150psi循环剪切到变稠。冷却到188℃，加入干燥的氢氧化钙，常压下于143～182℃搅拌反应，最后在100～150psi循环剪切，得润滑脂。

美国专利USP5350531报道了一种复合锂钙润滑脂的制备方法，是将光亮油与12-羟基硬脂酸混合，加入氢氧化钙和氢氧化锂在182～232℃进行皂化反应制得。

以上制备方法都是在常压下皂化制脂，具有反应不易控制、操作步骤繁杂、劳动强度高、皂化时间长等缺点。

中国专利CN101880581A公开了一种通用锂基润滑脂的制备方法，是将基础油加入压力皂化釜中升温到260℃，然后加入十二羟基硬脂酸、氢氧化钙、氢氧化锂、硬脂酸、添加剂等，升温到280℃皂化反应，然后加入染料，转入调和釜循环搅拌得产品。该专利虽然提及在压力釜中皂化，但并没有说明采用了压力皂化反应，同时其控制的反应温度高（加酸、碱时的温度高达260℃），反应不易控制（高温皂化剧烈，容易溢出）。

发明内容

本发明提供了一种锂钙润滑脂制备的新工艺，与现有锂钙润滑脂制备工艺相比，本发明的锂钙润滑脂制备工艺具有压力皂化、皂化反应过程易于控制、皂化时间短等优点。

实现上述目的的技术方案如下：

锂钙润滑脂的制备方法，步骤如下：⑴ 皂化：将部分基础油、脂肪酸、氢氧化钙乳化液、单水氢氧化锂水溶液置于压力皂化釜中，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应0.5～2小时；再加入部分基础油和抗氧剂，搅拌，停止加热；⑵ 急冷混合：将余量基础油通过急冷混合器与皂化反应混合物急冷混合并转移到调和釜中；⑶ 循环剪切：冷却下，循环剪切并加入其他添加剂；⑷ 均化脱气：用高压均质机均化、脱气得锂钙润滑脂产品。

具体地，步骤如下：⑴ 皂化：将基础油总重量1/3的基础油、脂肪酸置于压力皂化釜中，升温到85～95℃，然后加入氢氧化钙乳化液、单水氢氧化锂水溶液，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应0.5～2小时；然后泄压到常压，搅拌升温到130～160℃，加入基础油总重量1/3的基础油和抗氧剂，然后搅拌加热升温到210±10℃，恒温10～20分钟，停止加热；⑵ 急冷混合：将剩余基础油通过急冷混合器与皂化反应混合物急冷混合并转移到调和釜中；⑶ 循环剪切：冷却下，于0.8 MPa～0.9MPa下循环剪切，使物料温度降到100～120℃，加入其他添加剂，继续搅拌循环；⑷ 均化脱气：控制脱气罐真空度高于0.08MPa，用高压均质机均化、脱气得锂钙润滑脂产品；高压均质机均化压力为15MPa～45MPa，均化温度应小于120℃即可产品。

上述锂钙润滑脂的原料重量组成如下：基础油：75～95%，脂肪酸：3～15%，单水氢氧化锂：0.10～5%，氢氧化钙：0.10～5%，抗氧剂：0.1～5%，防锈剂和抗腐蚀剂：0.1～3%，抗磨极压剂：0～5%，增粘剂：0～15%。

进一步地，所述的基础油为矿物油、合成油，如：HVI500、150BS、PAO（合成烃）、PAG（聚醚）、烷基萘等，基础油的100℃运动粘度为：3～50mm²/s，可以是一种基础油，或者两种、两种以上基础油的混合物。

进一步地，所述的酸为C₂～C₂₂的饱和脂肪酸，如：乙酸、12-羟基硬脂酸、硬脂酸。

进一步地，所述的所述的单水氢氧化锂的水溶液中单水氢氧化锂与水的重量比为1:1～5，氢氧化钙悬乳液中氢氧化钙与水的重量比为：1:3～10；

进一步地，所述的抗氧剂为胺型、酚型抗氧剂，如：2,6-二叔丁基对甲酚、苯胺、苯基ａ-萘胺、烷基代二苯胺等，也可以是两种或两种以上抗氧剂的混合物。

进一步地，所述的防锈抗腐蚀剂为：磺酸盐类、烯基丁二酸及其衍生物类、苯三唑及其衍生物、噻二唑衍生物等，如： T101、T104、T106、T705、T705A、T706、T551、T561等。

进一步地，所述的抗磨极压剂为：亚磷酸酯及其衍生物、磷酸酯及其衍生物、二烷基二硫代磷酸酯盐类、二烷基二硫代磷酸酯的胺盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐类、二烷基二硫代氨基甲酸酯类，如：T202、T203、T204、T304、T306、T309、T305、T307、T308、T321、T323等，可以是它们中的一种或者两种、两种以上的混合物。

进一步地，所述的增粘剂为：聚丁烯（PB）类、聚异丁烯（PIB）类、乙丙共聚物(OCP)类、聚甲基丙烯酸酯（PMA）类以及它们的混合物。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种锂钙润滑脂的制备新方法，由于采用压力皂化反应，使得本发明的工艺与其它工艺相比，1、皂化反应过程易于控制，由于压力皂化是在压力釜中密闭反应，因此不存在常压开口釜皂化时因水的存在，导致的反应物从反应釜中溢出等的情况，控制方便、可靠；2、相比于之前的4小时左右，本发明的皂化反应时间一般少于2小时，明显短于现有技术。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

⑴ 在压力皂化反应釜中，加入300公斤HVI500和90公斤12-羟基硬脂酸，搅拌加热升温到85～95℃，然后加入含3.7公斤氢氧化钙悬乳液22.2公斤，含9.24公斤单水氢氧化锂的水溶液37公斤，封盖，加热皂化升温，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应1.5小时。停加热，泄压到常压，搅拌加热升温到130～160℃，加入300公斤150BS和5公斤二苯胺，继续搅拌加热升温到210±10℃恒温反应10分钟，停止加热。

⑵ 将300公斤HVI500基础油，通过急冷混合器与皂化反应混合物急冷混合并转移到调和釜中。

⑶ 开冷却水，于0.8 MPa～0.9MPa下搅拌循环剪切，使物料温度降到100～120℃，加入5公斤T705，继续搅拌循环剪切1小时；

⑷ 控制脱气罐真空度高于0.08MPa，用高压均质机均化、脱气得成品。高压均质机均化压力为25MPa，均化温度小于100℃。

⑸ 包装成品。

实施例2

⑴ 在压力皂化反应釜中，加入300公斤HVI500和72公斤12-羟基硬脂酸和18公斤硬脂酸，搅拌加热升温到85～95℃，然后加入含3.7公斤氢氧化钙悬乳液22.2公斤，含9.24公斤单水氢氧化锂的水溶液37公斤，封盖，加热皂化升温，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应1.5小时。停加热，泄压到常压，搅拌加热升温到130～160℃，加入300公斤150BS和5公斤二苯胺，继续搅拌加热升温到210±10℃恒温反应10分钟，停止加热。

⑸ 包装成品。

实施例3

⑴ 在压力皂化反应釜中，加入300公斤150BS和90公斤12-羟基硬脂酸，搅拌加热升温到85～95℃，然后加入含3.7公斤氢氧化钙悬乳液22.2公斤，含9.24公斤单水氢氧化锂的水溶液37公斤，封盖，加热皂化升温，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应1.5小时。停加热，泄压到常压，搅拌加热升温到130～160℃，加入300公斤150BS和5公斤二苯胺，继续搅拌加热升温到210±10℃恒温反应10分钟，停止加热。

⑵ 将300公斤PAO10基础油，通过急冷混合器与皂化反应混合物急冷混合并转移到调和釜中。

⑶ 开冷却水，于0.8 MPa～0.9MPa下搅拌循环剪切，使物料温度降到100～120℃，加入5公斤T705、30公斤T323和20公斤T202，继续搅拌循环剪切1小时；

⑸ 包装成品。

实施例4

⑴ 在压力皂化反应釜中，加入300公斤HVI500和75公斤12-羟基硬脂酸、15公斤硬脂酸和5公斤冰乙酸，搅拌加热升温到85～95℃，然后加入含6.7公斤氢氧化钙悬乳液41公斤，含9.24公斤单水氢氧化锂的水溶液37公斤，封盖，加热皂化升温，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应1.5小时。停加热，泄压到常压，搅拌加热升温到130～160℃，加入300公斤150BS和5公斤二苯胺，继续搅拌加热升温到210±10℃恒温反应10分钟，停止加热。

⑶ 开冷却水，于0.8 MPa～0.9MPa下搅拌循环剪切，使物料温度降到100～120℃，加入5公斤T705、50公斤PB2400，继续搅拌循环剪切1小时；

⑸ 包装成品。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.锂钙润滑脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

⑴ 皂化：将基础油总重量1/3的基础油、脂肪酸置于压力皂化釜中，升温到85～95℃，然后加入氢氧化钙乳化液、单水氢氧化锂水溶液，于0.25MPa～0.6MPa以及130～160℃下，恒温恒压皂化反应0.5～2小时；然后泄压到常压，搅拌升温到130～160℃，加入基础油总重量1/3的基础油和抗氧剂，然后搅拌加热升温到210±10℃，恒温10～20分钟，停止加热；⑵ 急冷混合：将剩余基础油通过急冷混合器与皂化反应混合物急冷混合并转移到调和釜中；⑶ 循环剪切：冷却下，于0.8 MPa～0.9MPa下循环剪切，使物料温度降到100～120℃，加入其他添加剂，继续搅拌循环；⑷ 均化脱气：控制脱气罐真空度高于0.08MPa，用高压均质机均化、脱气得锂钙润滑脂产品；高压均质机均化压力为15MPa～45MPa，均化温度应小于120℃；

所述制备方法的原料重量百分比为：基础油：75～95%，脂肪酸：3～15%，单水氢氧化锂：0.10～5%，氢氧化钙：0.10～5%，抗氧剂：0.1～5%，防锈剂和抗腐蚀剂：0.1～3%，抗磨极压剂：0～5%，增粘剂：0～15%；

所述的抗氧剂为胺型、酚型抗氧剂中的任一种抗氧剂，或任两种或两种以上抗氧剂的混合物；

所述的防锈抗腐蚀剂为磺酸盐类、烯基丁二酸及其衍生物类、苯三唑及其衍生物或噻二唑衍生物；

所述的抗磨极压剂为：亚磷酸酯及其衍生物、磷酸酯及其衍生物、二烷基二硫代氨基甲酸盐类、二烷基二硫代氨基甲酸酯中的任一种或任两种、两种以上的混合物；

所述的增粘剂为：聚丁烯PB类、聚异丁烯PIB类、乙丙共聚物OCP类、聚甲基丙烯酸酯PMA类中的任一种或任两种、两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的锂钙润滑脂的制备方法，其特征在于，所述的基础油为矿物油或合成油中的任一种基础油，或任两种、两种以上基础油的混合物。

3.根据权利要求1所述的锂钙润滑脂的制备方法，其特征在于，所述的脂肪酸为C₂～C₂₂的饱和脂肪酸。

4.根据权利要求1所述的锂钙润滑脂的制备方法，其特征在于，所述的单水氢氧化锂的水溶液中单水氢氧化锂与水的重量比为1:（1～5）；氢氧化钙悬乳液中氢氧化钙与水的重量比为1:（3～10）。