CN103031181B

CN103031181B - 一种复合钙基润滑脂及其制备方法

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Publication number: CN103031181B
Application number: CN201110290878.XA
Authority: CN
Inventors: 王佳; 孙洪伟; 何懿峰; 杨海宁; 段庆华; 刘中其; 方春梅; 潘卓; 姜靓
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: CN103031181A

Abstract

本发明提供一种复合钙基润滑脂及其制备方法，以润滑脂总重量为100％计，该润滑脂包括以下组分：1)基础油，重量为60％～90％；2)复合钙基稠化剂，重量为8％～30％；3)水，重量为0.2％～10％。本发明合成的复合钙基润滑脂，在保有复合钙基润滑脂的基本性能的基础上，大大改善了其在储存过程中的表面硬化现象。

Description

一种复合钙基润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合钙基润滑脂及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，对润滑材料的要求日益苛刻，在高负荷、高速和高温下连续运转的机械设备，许多润滑部位工作温度要求越来越高，对润滑脂的耐高温性能也提出了更高的要求。另外还要求润滑脂具有较长的润滑使用寿命，以延长换脂周期，提高生产效率，降低生产成本。复合钙基润滑脂就是一种耐温、耐压、用途广泛的优良润滑脂，另外还具有很好的剪切安定性和胶体安定性。但是复合钙基润滑脂有一个致命的缺陷：即在储存和使用过程中的硬化问题，这一缺陷大大限制了复合钙基润滑脂的推广应用。

目前，文章和专利对于复合钙基润滑脂的报道主要集中在改进配方和生产工艺上，如CN1364859A介绍了一种高极压混合稠化剂润滑脂的制造方法，是分别制备复合钙基润滑脂和聚脲润滑脂，再将两种润滑脂混合，得到一种含有聚脲的混合钙基润滑脂，使得表面硬化程度有所减小，但是所用的原料和工艺相对复杂。CN1888036A中介绍了一种复合钙基润滑脂的制备方法，是向复合钙基润滑脂中加入二氧化钛作为添加剂，得到表面硬化值小，极压性能好的复合钙基润滑脂。US2847381介绍一种用乳酸作为小分子酸复合钙基润滑脂的制备方法。这些方法虽然对复合钙基润滑脂的性能均有一定改进，但是都没有解决硬化这个严重的问题。对于复合钙基润滑脂的推广应用没有很大改善。因此，能否解决硬化问题是现在复合钙基润滑脂的技术关键。

发明内容

本发明旨在提供一种表面硬化值很小的复合钙基润滑脂及其制备方法。

本发明提供的复合钙基润滑脂以润滑脂总重量100％计，包括以下组分：

1)基础油，重量为60％～90％，优选70％～89％，更优选75％～87％；

2)复合钙基稠化剂，重量为8％～30％，优选10％～25％，更优选12％～22％；

3)水，重量0.2％～10％，优选0.5％～5％，更优选1％～3％。

所说的基础油可以是矿物油、植物油、合成油或其混合物，100℃粘度为5～40cSt。

所说的复合钙基稠化剂包含一种或多种长链有机酸钙皂和一种或多种小分子酸钙皂。其中，长链有机酸选自一种或多种C12～C18长链有机酸，优选12-羟基硬脂酸或硬脂酸，小分子酸选自一种或多种C1～C8小分子有机酸和/或选自硼酸和磷酸的无机酸。小分子有机酸可以是直链一元酸、二元酸或芳酸，优选甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、乙二酸、己二酸，邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸等中的一种或几种。小分子酸与长链有机酸的摩尔比为0.5～15∶1，优选1～8∶1。

本发明提供的复合钙基润滑脂还可以根据需要加入添加剂，如抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂等。

本发明提供的复合钙基润滑脂的制备方法包括：

1)在部分基础油的存在下，使氢氧化钙与酸混合，升温排水皂化；

2)继续升温，并加入余下的基础油，直至温度升到200～240℃，循环降温；

3)温度降到90～150℃时，向其中加入占润滑脂总重量0.2％～10％的水，搅拌，均化。

在优选情况下，本发明提供的复合钙基润滑脂的制备方法可以按照以下方法进行：

步骤1)，首先将部分(约30％～40％)的基础油与氢氧化钙在常温下混合，向其中依次或同时加入C1～C8的小分子有机酸和C12～C18长链有机酸以及选择性的硼酸、磷酸等无机酸；优选先加入C1～C8的小分子有机酸以及选择性的硼酸、磷酸等无机酸，搅拌反应5～15分钟，升温，当温度升至70～90℃时，再加入长链有机酸，进行排水皂化；

步骤2)，排完水后继续升温，在升温过程中分次加入余下的基础油，直至温度升到200～240℃，开始循环降温；

步骤3)，温度降到90℃～150℃左右，向其中加入占润滑脂总重量0.2％～10％，优选0.5％～5％，更优选1％～3％的水，搅拌均匀后进行均化处理，然后根据需要向基础脂中加入抗氧剂、防锈剂等添加剂。在加水时，如果润滑脂温度超过100℃，可能会有少量水蒸发，但通过快速搅拌，可以使蒸发水量忽略不计，因此成品润滑脂的含水量以加入水量计算。

所说的氢氧化钙可以是固体粉末，也可以是悬浮液，优选悬浮液，悬浮液固含量为5％～50％，优选10％～20％。酸和氢氧化钙的摩尔比理论上为1∶1，但是氢氧化钙可以过量约5％。

本发明合成的复合钙基润滑脂，在保有复合钙基润滑脂的基本性能的基础上，大大改善了其在储存过程中的表面硬化现象。

附图说明

图1是实施例1制备的润滑脂的红外谱图。

图2是实施例2制备的润滑脂的红外谱图。

图3是对比例1制备的润滑脂的红外谱图。

图4是对比例2制备的润滑脂的红外谱图。

具体实施方式

实施例中，复合钙基稠化剂的重量以酸和氢氧化钙的总重量计。

实施例1

将120g500SN和84.8g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙21.2g)混合，向其中滴加57.6g乙酸溶液(含乙酸28.8g)，滴加完毕后开始升温，升温至80℃向其中加入28.8g12-羟基硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入100g500SN，然后继续升温，升至220℃再加入100g500SN，冷却至150℃时向其中加入8g水，搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量78.4％，复合钙稠化剂含量19.6％，水含量2％。乙酸与12-羟基硬脂酸的摩尔比为5∶1。润滑脂性能数据见表1。

从红外谱图中可以看出，在3200-3400处的吸收峰为水的吸收峰。

实施例2

将100g500SN和64g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙16g)混合，向其中滴加43.2g乙酸溶液(含乙酸21.6g)，滴加完毕或开始升温，升温至80℃向其中加入21.6g12-羟基硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入60g500SN，然后继续升温，升至220℃再加入80g500SN，冷却至120℃时向其中加入3g水，搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量79.2％，复合钙稠化剂含量19.8％，水含量1％。乙酸与12-羟基硬脂酸的摩尔比为5∶1。润滑脂性能数据见表1。

实施例3

将200g大港环烷基油和170g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙42.55g)混合，向其中滴加90g乙二酸溶液(含乙二酸45g)，滴加完毕或开始升温，升温至80℃向其中加入45g12-羟基硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入200g大港环烷基油，然后继续升温，升至220℃再加入250g大港环烷基油，冷却至150℃时向其中加入10g水，搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量82％，复合钙稠化剂含量16.75％，水含量1.25％。乙二酸与12-羟基硬脂酸的摩尔比为3.3∶1。润滑脂性能数据见表1。

实施例4

将200gPAO10和96g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙24g)混合，向其中滴加90g乳酸溶液(含α-羟基丙酸45g)，滴加完毕或开始升温，升温至80℃向其中加入45g硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入200gPAO10，然后继续升温，升至220℃再加入246gPAO10，冷却至150℃时向其中加入8g水，搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量84.1％，复合钙稠化剂含量14.9％，水含量1％。乳酸与硬脂酸的摩尔比为3.15∶1。润滑脂性能数据见表1。

对比例1

将120g500SN和84.8g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙21.2g)混合，向其中滴加57.6g乙酸溶液(含冰醋酸28.8g)，滴加完毕后开始升温，升温至80℃向其中加入28.8g12-羟基硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入100g500SN，然后继续升温，升至220℃再加入100g500SN，冷却搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量80％，复合钙稠化剂含量20％，润滑脂性能数据见表1。

对比例2

将100g500SN和64g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙16g)混合，向其中滴加43.2g乙酸溶液(含冰醋酸21.6g)，滴加完毕或开始升温，升温至80℃向其中加入21.6g12-羟基硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入60g500SN，然后继续升温，升至220℃再加入80g500SN，冷却后直接研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量80％，复合钙稠化剂含量20％，润滑脂性能数据见表1。

对比例3

将200g大港环烷基油和170g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙42.55g)混合，向其中滴加90g乙二酸溶液(含乙二酸45g)，滴加完毕或开始升温，升温至80℃向其中加入45g12-羟基硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入200g大港环烷基油，然后继续升温，升至220℃再加入250g大港环烷基油，冷却搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量83％，复合钙稠化剂含量17％，润滑脂性能数据见表1。

对比例4

将200gPAO10和96g氢氧化钙的悬浮液(含氢氧化钙24g)混合，向其中滴加90g乳酸溶液(含α-羟基丙酸45g)，滴加完毕或开始升温，升温至80℃向其中加入45g硬脂酸，加热排水，排完水后升温至120℃，向其中加入200gPAO10，然后继续升温，升至220℃再加入246gPAO10，冷却搅拌均匀后研磨成脂。所制备的润滑脂中，以重量计，基础油含量85％，复合钙稠化剂含量15％，润滑脂性能数据见表1。

表1

注：

表面硬化值按照GB/T269方法测试：

1/4锥入度按照GB/T269方法测试：

滴点按照GB/T3498方法测试：

P_B、P_D按照SH/T0202方法测试：

从上表可以看出，采用本发明的制备工艺可以得到表面硬化值变化很小的复合钙基润滑脂，并且复合钙基润滑脂的其他性能基本保持不变。

Claims

1.一种复合钙基润滑脂，以润滑脂总重量为100％计，包括以下组分：

1)基础油，重量为70％～90％；

2)复合钙基稠化剂，重量为8％～30％；

3)水，重量为0.5％～5％；

所述复合钙基润滑脂的制备方法包括：

3)温度降到90～150℃时，向其中加入占润滑脂总重量0.5％～5％的水，搅拌，均化。

2.按照权利要求1所述的润滑脂，以润滑脂总重量为100％计，包括以下组分：

1)基础油，重量为70％～89％；

2)复合钙基稠化剂，重量为10％～30％；

3)水，重量为1％～3％。

3.按照权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所说的复合钙基稠化剂包含一种或多种长链有机酸钙皂和一种或多种小分子酸钙皂。

4.按照权利要求3所述的润滑脂，其中，长链有机酸选自一种或多种C12～C18长链有机酸，小分子酸选自一种或多种C1～C8小分子有机酸和/或选自硼酸和磷酸的无机酸。

5.按照权利要求3所述的润滑脂，其中，长链有机酸选自12-羟基硬脂酸或硬脂酸，小分子有机酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、乙二酸、己二酸、对苯二甲酸中的一种或几种。

6.按照权利要求3所述的润滑脂，其中，小分子酸与长链有机酸的摩尔比为0.5～15∶1。

7.按照权利要求3所述的润滑脂，其中，小分子酸与长链有机酸的摩尔比为1～8∶1。

8.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，步骤1)中，首先将部分基础油与氢氧化钙混合，向其中依次或同时加入C1～C8的小分子有机酸和C12～C18长链有机酸以及选择性的硼酸和/或磷酸。

9.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，步骤2)中，排完水后继续升温，在升温过程中分次加入余下的基础油，直至温度升到200～240℃，开始循环降温。

10.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，步骤3)中，温度降到90℃～150℃时，向其中加入占润滑脂总重量1％～3％的水。