CN104419506B

CN104419506B - 酯类油润滑脂及其制备方法

Info

Publication number: CN104419506B
Application number: CN201310383251.8A
Authority: CN
Inventors: 刘大军; 潘卓; 孙洪伟; 段庆华
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: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: CN104419506A

Abstract

本发明提供一种酯类油作为基础油的润滑脂及其制备方法。该润滑脂包括由多元醇酯类油基础油和脂肪酸金属皂稠化剂组成的基础脂以及添加剂，其中添加剂中至少含有多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐，以基础脂重量为基准，所述多元醇酯类油基础油的含量为70%～95%，所述脂肪酸金属皂稠化剂的含量为5%～30%，所述多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐的含量为0.005%～0.8%。本发明方法能得到具有良好机械安定性和长期氧化安定性的润滑脂，并且所得到的润滑脂外观光亮，可以有效抑制以多元醇酯类油为基础油制备的润滑脂长时间放置后颜色变灰的现象。

Description

酯类油润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑脂组成及其制备方法。

背景技术

多元醇酯类油具有高的黏度指数，使用温度范围宽，高低温性能好，润滑性能好，是一类优异的润滑脂基础油被广泛使用。尤其在航空润滑油脂领域，作为发动机油、多用途润滑脂的基础油等，性能卓越。由于酯类油具有水解问题，直接采用皂化制脂会影响产品质量。工艺上一般采用其它类型基础油皂化，然后以酯类油为急冷油，如US4879054，但由于与其它类型基础油混合使用，稀释了酯类油很多优异的性能。还有一种方法是采用预制皂方法，如CN1184845A即先在水相中制备脂肪酸金属皂，然后烘干水分，再与酯类油混合升温制备润滑脂，所制备的润滑脂各项性能指标能达到要求，但机械安定性和长期氧化安定性较差。

发明内容

本发明提供一种酯类油润滑脂及其制备方法。

一种酯类油润滑脂，包括由多元醇酯类油基础油和脂肪酸金属皂稠化剂组成的基础脂以及添加剂，其中添加剂中至少含有多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐。

根据本发明的润滑脂，以基础脂重量为基准，所述多元醇酯类油基础油的含量为70%～95%，优选80%～94%；所述脂肪酸金属皂稠化剂的含量为5%～30%，优选6%～20%；所述多效添加剂的含量为0.005%～0.8%，优选0.01%～0.5%。

所述基础油为多元醇酯类油，100℃粘度为2～200mm²/s，最好为2.5～25mm²/s。所述多元醇酯类油可以是双酯、甘油酯、季戊四醇酯和复酯等，如癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇脂肪酸酯、双季戊四醇六酯等，特别优选三羟甲基丙烷酯、季戊四醇脂肪酸酯、双季戊四醇六酯中的一种或几种。

所述脂肪酸金属皂稠化剂至少为一种C10～C20脂肪酸与ⅠA和/或ⅡA金属氢氧化物反应生成的金属皂。其中ⅠA和/或ⅡA金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁和/或氢氧化钡，反应生成的金属皂分别为锂皂、钠皂、钙皂、镁皂、钡皂。所述C10～C20脂肪酸优选月桂酸、十二羟基硬脂酸、硬脂酸和软脂酸中的一种或几种。

所述多效添加剂为二烷基二硫代氨基甲酸盐，其通式为：

其中n为2～10的整数，M代表金属，m为金属价态。

所述金属选自钼、锌、铅、锑、镉中的一种或几种，优选钼。

所述多效添加剂优选二丁基二硫代氨基甲酸锑、二丁基二硫代氨基甲酸铅、二戊基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸氧钼、二戊基二硫代氨基甲酸锑中的一种或多种。

本发明润滑脂中可以根据需要加入其它添加剂，如抗氧剂、防锈剂、增粘剂、极压抗磨剂等。

本发明所述酯类油润滑脂的制备方法包括：

1）在反应釜内投入部分酯类油基础油和脂肪酸金属预制皂，搅拌加热升温；

2）在20～100℃时加入多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐；

3）继续升温至205～230℃至预制皂全部溶化，加入剩余基础油作为急冷油；

4）根据需要于130℃以下加入其它添加剂，研磨均匀，得到外观光亮细腻不变灰的润滑脂。

根据本发明方法，步骤1）中加入的基础油通常占全部基础油质量的1/3～2/3。所述脂肪酸金属预制皂的制备可以按照常规方法进行，例如，将脂肪酸和水加入反应釜中，升温至80～100℃，加入氢氧化物碱溶液，皂化反应0.5～2小时，然后在100～120℃范围内烘干15～40h，制成预制皂。氢氧化物碱溶液可以与脂肪酸等当量或稍过量。

步骤2）中，优选在30～80℃时加入多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐。

本发明方法由于在制脂初期加入多效添加剂，在炼制升温过程中，阻止了基础油氧化变质，保护了预制皂的完整结构，能得到具有良好机械安定性和长期氧化安定性的润滑脂，并且所得到的润滑脂外观光亮，可以有效抑制以多元醇酯类油为基础油制备的润滑脂长时间放置后颜色变灰的现象。

具体实施方式

预制皂制备：

锂皂：

先将15kg的十二羟基硬脂酸和20kg水加入常压制脂釜中，升温至80～100℃，加入2.20kg氢氧化锂的水溶液，皂化反应1小时，然后在110℃下烘干30h制成十二羟基硬脂酸锂皂。

钠皂：

先将15kg的硬脂酸和20kg水加入常压制脂釜中，升温至80～100℃，加入2.11kg氢氧化钠的水溶液，皂化反应1小时，然后在110℃下烘干30h制成硬脂酸钠皂。

钙皂：

先将15kg的十二羟基硬脂酸和20kg水加入常压制脂釜中，升温至80～100℃，加入2.03kg氢氧化钙的悬浮液，皂化反应1小时，然后在110℃下烘干30h制成十二羟基硬脂酸钙皂。

实施例1

将42kg的癸二酸二辛酯（100℃黏度3.8mm²/s）和11.5kg12羟基硬脂酸钙皂投入制脂釜中，混合升温，在30℃时加入0.08kg二丁基二硫代氨基甲酸氧钼（T351），继续升温至210℃至预制皂全部溶化，加入46.5kg癸二酸二辛酯作为急冷油。循环降温，120℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，剪切研磨35min，得到外观光亮细腻润滑脂成品，长时间放置3个月后也不变灰。性能见表1。

实施例2

将39kg的季戊四醇四酯（100℃黏度4.2mm²/s）和10.5kg12羟基硬脂酸锂皂投入制脂釜中，混合升温，在55℃时加入0.1kg二丁基二硫代氨基甲酸氧钼（T351），继续升温至210℃至预制皂全部溶化，加入50.5kg癸二酸二辛酯作为急冷油。循环降温，120℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，剪切研磨35min，得到外观光亮细腻润滑脂成品，长时间放置3个月后也不变灰。

实施例3

将40kg的邻苯二甲酸二辛酯油、9kg十二羟基硬脂酸锂皂投入制脂釜中，混合升温，在25℃时加入0.02kg二丁基二硫代氨基甲酸锑（T352），继续升温至210℃至预制皂全部溶化，加入51kg邻苯二甲酸二辛酯油作为急冷油。循环降温，130℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，研磨30min，得到外观光亮细腻润滑脂成品，长时间放置3个月后也不变灰。性能见表1。

实施例4

将46.1kg的三羟甲基丙烷酯（100℃黏度4mm²/s）和9.9kg12羟基硬脂酸锂皂投入制脂釜中，混合升温，在40℃时加入0.05kg二丁基二硫代氨基甲酸铅（T353），继续升温至218℃至预制皂全部溶化，加入44kg三羟甲基丙烷酯作为急冷油。循环降温，128℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，0.1kg的苯骈三氮唑（T706）,120℃进行剪切研磨40min，得到外观光亮细腻润滑脂成品，长时间放置3个月后也不变灰。性能见表1。

实施例5

将50kg的季戊四醇油酸酯（100℃黏度8.1mm²/s）和10.8kg12羟基硬脂酸锂皂投入制脂釜中，混合升温，在38℃时加入0.1kg二戊基二硫代氨基甲酸锌，继续升温至220℃至预制皂全部溶化，加入39.2kg季戊四醇油酸酯作为急冷油。循环降温，120℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，剪切研磨35min，得到外观光亮细腻润滑脂成品，长时间放置3个月后也不变灰。性能见表1。

实施例6

将40kg的双季戊四醇六酯（100℃黏度13.5mm²/s）和13.5kg硬脂酸钠皂投入制脂釜中，混合升温，在80℃时加入0.06kg二丁基二硫代氨基甲酸氧钼（T351），继续升温至210℃至预制皂全部溶化，加入46.5kg双季戊四醇酯作为急冷油。循环降温，120℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，剪切研磨35min，得到外观不变灰的光滑细腻润滑脂成品。性能见表1。

实施例7

将35kg的邻苯二甲酸二丁酯（100℃黏度5.4mm²/s）和11kg硬脂酸钠皂投入制脂釜中，混合升温，在55℃时加入0.3kg二戊基二硫代氨基甲酸锑，继续升温至212℃至预制皂全部溶化，并加入54kg邻苯二甲酸二丁酯作为急冷油。循环降温，125℃加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，0.2kg的苯骈三氮唑（T706）,120℃进行剪切研45min，得到外观不变灰的光滑细腻润滑脂成品。性能见表1。

对比例1～对比例5

对比例1～对比例5按传统工艺制备润滑脂，不加多效添加剂，其它操作条件对应于实施例1～实施例5。对比例1～对比例5性能见表2。

对比列6

本对比例在反应后期加入多效添加剂。

将30kg的三羟甲基丙烷酯（100℃黏度4mm²/s）和9.9kg12羟基硬脂酸锂皂投入制脂釜中，混合升温至210℃至预制皂全部溶化，加入60.1kg三羟甲基丙烷酯作为急冷油。循环降温，130℃进行剪切研磨40min，在100℃时加入0.03kg二丁基二硫代氨基甲酸锑，加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，0.1kg的苯骈三氮唑（T706）,得到黄色的润滑脂，但放置7天后逐渐变灰。性能见表2。

对比例7

本对比例在反应后期加入多效添加剂。

将30kg的三羟甲基丙烷酯（100℃黏度4mm²/s）和9.9kg12羟基硬脂酸锂皂投入制脂釜中，混合升温至210℃至预制皂全部溶化，加入60.1kg三羟甲基丙烷酯作为急冷油。循环降温，130℃进行剪切研磨40min，在100℃时加入3kg二丁基二硫代氨基甲酸氧钼（T351），加入0.5kg二异辛基二苯胺添加剂，0.1kg的苯骈三氮唑（T706）,得到黄色的润滑脂，但放置20天后逐渐变灰。性能见表2。

由表1和表2对比可以看出，按本发明提供的润滑脂与对比例润滑脂相比，外观上具有不变灰且光亮细腻的特点，并且机械安定性更好，10万次延长工作锥入度变化值10～30个单位，而对比例变化值大于50个单位。长期氧化安定性500h压力降仅为5～20kPa，是对比例压力降的十分之一左右。

表1各实施例润滑脂性能表

表2各对比例润滑脂性能表

Claims

1.一种酯类油润滑脂，包括由多元醇酯类油基础油和脂肪酸金属皂稠化剂组成的基础脂以及添加剂，其中添加剂中至少含有多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐，以基础脂重量为基准，所述多元醇酯类油基础油的含量为70％～95％，所述脂肪酸金属皂稠化剂的含量为5％～30％，所述多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐的含量为0.005％～0.8％；所述润滑脂由以下方法制备：

1)在反应釜内投入部分酯类油基础油和脂肪酸金属预制皂，搅拌加热升温；

2)在30～80℃时加入多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐；

3)继续升温至205～230℃至预制皂全部溶化，加入剩余基础油作为急冷油；

4)根据需要于130℃以下加入其它添加剂，研磨均匀即可。

2.按照权利要求1所述的润滑脂，以基础脂重量为基准，所述多元醇酯类油基础油的含量为80％～94％，所述脂肪酸金属皂稠化剂的含量为6％～20％，所述多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐的含量为0.01％～0.5％。

3.按照权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述多元醇酯类油选自癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇脂肪酸酯、双季戊四醇六酯中的一种或几种。

4.按照权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述脂肪酸金属皂稠化剂至少为一种C10～C20脂肪酸与ⅠA和/或ⅡA金属氢氧化物反应生成的金属皂。

5.按照权利要求4所述的润滑脂，其中ⅠA和/或ⅡA金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁和/或氢氧化钡，所述C10～C20脂肪酸选自月桂酸、十二羟基硬脂酸、硬脂酸和软脂酸中的一种或几种。

6.按照权利要求1或2所述的润滑脂，其中所述多效添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐的通式为：

其中n为2～10的整数，M代表金属，m为金属价态。

7.按照权利要求6所述的润滑脂，其中所述金属选自钼、锌、铅、锑、镉中的一种或几种。

8.按照权利要求7所述的润滑脂，其中所述多效添加剂选自二丁基二硫代氨基甲酸锑、二丁基二硫代氨基甲酸铅、二戊基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸氧钼、二戊基二硫代氨基甲酸锑中的一种或多种。

9.按照权利要求1所述的润滑脂，所述润滑脂10万次延长工作锥入度变化值10～30个单位，长期氧化安定性500h压力降为5～20kPa。

10.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，步骤1)中加入的基础油通常占全部基础油质量的1/3～2/3。

11.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，所述脂肪酸金属预制皂按照以下方法制备：将脂肪酸和水加入反应釜中，升温至80～100℃，加入氢氧化物碱溶液，皂化反应0.5～2小时，然后在100～120℃范围内烘干15～40h，制成预制皂。