CN104870620A

CN104870620A - 润滑脂组合物

Info

Publication number: CN104870620A
Application number: CN201380067255.3A
Authority: CN
Inventors: 渡边和也; 田中启司
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: US20150315509A1; KR102127029B1; CN104870620B; EP2935539A1; JP2014122282A; EP2935539B1; WO2014096258A1; JP6072532B2; KR20150099565A; BR112015014520B1; BR112015014520A2

Abstract

本发明公开了包含基础油与作为增稠剂的钙复合皂和锂皂的润滑脂组合物。高级脂肪酸、芳族单羧酸和低级脂肪酸用作构成所述钙复合皂和锂皂的羧酸。所述润滑脂组合物具有高滴点和优异的剪切稳定性，并表现出热稳定性和长轴承寿命。

Description

润滑脂组合物

发明领域

本发明涉及润滑脂组合物。更具体地说，本发明涉及热稳定的含锂的钙复合基润滑脂组合物，其具有高滴点和优异的剪切稳定性，并表现出长轴承寿命。

发明背景

随着机械技术例如汽车或电气设备的进步，工作条件使用较高的温度并且每年在最小化尺寸和重量以及增加各种类型设备的输出方面愈益严格。因此，对于润滑脂在高温下用于各种设备的性能改善有增加的需求。提出了具有高滴点和优异的热稳定性的润滑脂组合物。

除了改善润滑脂在高温下的性能之外，对于安全用于人类并可以较低的环境负担生产的材料等等也有增加的需求，因此需要满足这些要求的润脂油。对于所述要求，使用锂复合皂或脲作为增稠剂的润滑脂组合物表现出优异的滴点和耐热性。为了改善所述特性，对于这种润滑脂组合物有各种提议。

首先，作为使用锂皂基增稠剂的润滑脂组合物，JP-A-2006-131721提出了包含脂族单羧酸的锂盐、芳族二元酸的锂盐和脂族二元酸的锂盐的锂复合润滑脂，其是具有比锂基润滑脂更好的较高滴点并允许更宽的使用温度范围的润滑脂。然而，因为作为锂基润滑脂起始材料的锂，不限于它用于润滑脂并且广泛地用于其他领域，所以存在关于由于最近需求的增加导致将来资源枯竭或成本急剧上升的顾虑。另外，锂复合润滑脂具有生产程序复杂并且因两种脂族酸的反应包括两个阶段而需要更长时间的问题。

另外，作为使用脲作为增稠剂的润滑脂组合物，JP-A-2008-231310提出了双脲润滑脂，其可高温下长时间使用。然而，因为用作起始材料的胺化合物例如苯胺是极度毒性的，当生产操作时应该采取特别的小心，因此有安全问题。

因此，代替从安全性和环境负担的角度上不很令人满意的利用锂皂或脲作为增稠剂的润滑脂组合物，已经研究出利用钙作为增稠剂的润滑脂组合物除了安全性和环境负担之外还在生产成本方面具有优势。然而，利用钙皂作为增稠剂的润滑脂通常具有比锂润滑脂、锂复合润滑脂或脲润滑脂更差的滴点和耐热性，因此利用钙皂的润滑脂没有满足作为适合于当前工作条件的润滑脂的要求。

作为满足这样的要求的润滑脂，已经提出了所谓的钙复合润滑脂，其通常使用高级脂肪酸或低级脂肪酸钙复合皂作为增稠剂。

具体而言，JP-A-2009-249419提出了具有高滴点的钙复合润滑脂，其使用包含二元酸和脂肪酸的钙盐的钙皂作为增稠剂。然而，问题在于如果所述增稠剂的添加量少则不能保持合适的稠度，并且对用作起始材料的二元酸的形式、尤其对苯二甲酸有限制，并且对苯二甲酸必须在120℃的高温下引入以供生产。

因此，本发明的目的是提供热稳定的润滑脂组合物，其包含耐热性等于或高于利用锂皂或脲作为增稠剂的润滑脂，并具有高滴点和优异的剪切稳定性，并表现出长轴承寿命。作为发明人精心研究的结果，发现以上提到的问题可通过利用锂皂和钙皂，其中添加特定高级脂肪酸、特定低级脂肪酸和特定芳族单羧酸而解决。

发明内容

因此，本发明提供了包含基础油与作为增稠剂的钙复合皂和锂皂的润滑脂组合物，所述润滑脂组合物特征在于C18-22直链的取代或未取代高级脂肪酸、具有苯环的取代或未取代芳族单羧酸和C2-4直链饱和低级脂肪酸用作构成所述钙复合皂和锂皂的羧酸。

另外，可以通过基于所述润滑脂组合物的100质量份总掺合量，掺合3至25质量份直链高级脂肪酸、0.5至3质量份芳族单羧酸和1至5质量份直链饱和低级脂肪酸作为基础起始材料，得到所述润滑脂组合物。

另外，所述润滑脂组合物可以包含选自硬脂酸、油酸、12-羟基硬脂酸和山萮酸的至少一种的直链高级脂肪酸，选自苯甲酸和对甲苯酸的至少一种的芳族单羧酸，以及选自乙酸和丁酸的至少一种的直链饱和低级脂肪酸。

此外，所述增稠剂起始材料中的锂金属含量与钙金属含量的质量比(Li/Ca)可以是1份/100至5份/100。

制造润滑脂组合物的方法可以是包含以下步骤的方法：通过向基础油添加直链高级脂肪酸、芳族单羧酸、直链饱和低级脂肪酸、氢氧化钙和氢氧化锂，形成含锂的钙复合皂。

本发明的含锂的钙复合润滑脂组合物具有高滴点并保持合适的稠度，并且除了所述组合物可在高温环境下使用(其在过去只有用锂基润滑脂或脲润滑脂才有可能)的事实之外，所述组合物还表现出安全性、环境和低成本效应。此外，本发明的含锂的钙复合润滑脂组合物具有优异的剪切稳定性，并表现出热稳定性和长轴承寿命。

具体实施方式

在下文中，将描述本发明的实施方式，但是本发明的技术范围不以任何方式被所述实施方式限制。

本实施方式的润滑脂组合物包括“基础油”和“增稠剂”作为必要的结构组分。在下文中，润滑脂组合物中包含的组分、各组分在润滑脂组合物中的量(掺合量)、润滑脂组合物的制造方法、润滑脂组合物的性质和润滑脂组合物的用途将以所述次序描述。

基础油

用于本实施方式的润滑脂组合物中的基础油没有特别的限制。例如，可以适当选择用于一般润滑脂组合物中的油，例如矿物油、合成油、动植物油或其混合油。作为具体例子，属于API(美国石油协会)基础油类别中1类、2类、3类、4类等的基础油可以单独或作为混合物使用。

1类基础油的例子包括石蜡基矿物油，其可通过以溶剂精制、加氢处理、脱蜡等的适当组合手段精炼从原油的常压蒸馏得到的润滑油馏分而得到。2类基础油的例子包括石蜡基矿物油，其可通过以加氢处理、脱蜡等的适当组合手段精炼从原油的常压蒸馏得到的润滑油馏分而得到。通过Gulf加氢处理等精制的2类基础油具有小于10ppm硫含量和最多5％芳烃含量，并可以优选用于本发明。3类基础油和2+类基础油的例子包括：可通过将从原油的常压蒸馏得到的润滑油馏分进行高度氢化精制而制造的石蜡基矿物油，通过ISODEWAX工艺精制的基础油(根据该工艺，通过脱蜡工艺产生的蜡转化/脱蜡成异链烷烃)，和通过Mobil蜡异构化工艺精制的基础油，并且这些油也可以优选用于本实施方式中。

合成油的例子包括聚烯烃，二元酸的二酯例如癸二酸二辛酯，多元醇酯，烷基苯，烷基萘，酯，聚氧亚烷基二醇，聚氧亚烷基二醇酯，聚氧亚烷基二醇醚，聚苯醚，二烷基二苯醚，含氟化合物(全氟聚醚，氟化聚烯烃等)，有机硅等等。上述聚烯烃包括各种烯烃聚合物及其氢化产物。可以使用任何烯烃，并且例子包括乙烯、丙烯、丁烯、具有5或更多个碳原子的α-烯烃等。

聚烯烃可以通过使用上述烯烃之一或它们的两种或更多种的组合产生。特别地，所谓的聚-α-烯烃(PAO)优选作为聚烯烃使用，其是4类基础油。

借助于通过费-托(Fischer-Tropsch)工艺(其是从天然气获得液体燃料的技术)的GTL(天然气制油)合成的油，与通过原油精炼得到的矿物基础油相比，具有明显较低的硫和芳烃含量以及明显较高的石蜡组分比，并因此表现出优异的氧化稳定性和极少的蒸发损失。因此，所述油可优选用作本实施方式的基础油。

增稠剂

用于本实施方式的增稠剂是通过多种羧酸与特定的碱(典型的例子是氢氧化钙和氢氧化锂)反应而得到的含锂的钙复合皂。本文中，本实施方式的含锂的钙复合皂中的术语“复合”是指使用多种羧酸。本实施方式的含锂的钙复合皂有三个羧酸源，它们是(1)高级脂肪酸、(2)芳族单羧酸和(3)低级脂肪酸。以下，将描述所述含锂的钙复合皂中的羧酸部分(阴离子部分)。

(1)用于本实施方式的高级脂肪酸是C18-22直链高级脂肪酸(单羧酸)。本文中，所述直链高级脂肪酸可以是未取代的或被一种或多种取代基(例如羟基等)取代。所述直链高级脂肪酸可以是饱和或不饱和脂肪酸，但是优选是饱和脂肪酸。饱和脂肪酸的具体例子包括硬脂酸(十八烷酸，C18)、结核硬脂酸(十九烷酸，C19)、花生酸(二十烷酸，C20)、二十一碳酸(C21)、山萮酸(二十二烷酸，C22)和羟基硬脂酸(C18，氢化蓖麻油脂肪酸)，不饱和脂肪酸的例子包括油酸、亚油酸、亚麻酸(C18)、鳕烯酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸(C20)、芥酸、二十二烯酸(C22)等。这些酸可以单独使用或它们的一些可以组合使用。例如，在包括不饱和脂肪酸的情况下，优选组合使用饱和脂肪酸。

(2)用于本实施方式的芳族单羧酸是具有苯环的取代或未取代芳族单羧酸。本文中，所述芳族单羧酸可以是未取代的或被一种或多种取代基(例如，邻、间或对烷基，羟基，烷氧基等)取代。具体的例子包括苯甲酸，甲基苯甲酸{甲苯酸(对，间，邻)}，二甲基苯甲酸(二甲苯基酸，半米酸，米林酸)，三甲基苯甲酸{2，3，4-三甲基苯甲酸，杜基酸，异杜基酸(α-，β-，γ-)}，4-异丙基苯甲酸(枯茗酸)，羟基苯甲酸(水杨酸)，二羟苯甲酸{焦儿茶酸，雷琐酸(α-，β-，γ-)，龙胆酸，原儿茶酸}，三羟基苯甲酸(没食子酸)，羟甲基苯甲酸{甲酚酸(对，间，邻)}，二羟甲基苯甲酸(苔色酸)，甲氧基苯甲酸{茴香酸(对，间，邻)}，二甲氧基苯甲酸(藜芦酸)，三甲氧基苯甲酸(细辛酸)，羟基甲氧基苯甲酸(香草酸，异香草酸)，羟基二甲氧基苯甲酸(丁香酸)等等。这些可以单独使用或它们的一些可以组合使用。在本说明书中，所述“取代基”中的烷基和烷氧基中的烷基部分是，例如，1-4直链或支链烷基。

(3)用于本实施方式的低级脂肪酸(单羧酸)是C2-4直链饱和的低级脂肪酸。具体的例子包括乙酸(C2)、丙酸(C3)和丁酸(C4)。这些可以单独使用或它们的一些可以组合使用。

在这些之中，从质地、粘度(主体)良好、容易生产等的观点来看，硬脂酸或山萮酸作为直链高级脂肪酸、苯甲酸或对甲苯酸作为芳族单羧酸、和乙酸或丁酸作为低级脂肪酸的组合是最优选的组合。

其它增稠剂

对于本实施方式的润滑脂组合物，其他增稠剂也可以与上述的含锂的钙复合皂组合使用。其他增稠剂的例子包括磷酸三钙、碱金属皂、碱金属复合皂、碱土金属皂、碱土金属复合皂(钙复合皂以外的)，碱金属磺酸盐，碱土金属磺酸盐，其他金属皂，对苯二酸金属盐，三脲单氨基甲酸酯，双脲，四脲，其他聚脲，粘土，二氧化硅(硅氧化物)例如二氧化硅气凝胶，或氟树脂例如聚四氟乙烯，等等。这些可以单独或以两种或更多种的组合使用。除所列举的例子以外，能够向液体物质提供增稠效应的任何物质均可使用。

任选组分

本实施方式的润滑脂组合物还可以包括任选的添加剂，例如抗氧化剂、抗锈剂、油性改进剂、极压添加剂、抗磨损剂、固体润滑剂、金属钝化剂、聚合物、金属基清洁剂、非金属清洁剂、着色剂和抗水剂，其中基于100质量份的总润滑脂组合物，任选组分的总量是约0.1至20质量份。抗氧化剂的例子包括2，6-二叔丁基-4-甲酚、2，6-二叔丁基对甲酚、p，p′-二辛基二苯胺、N-苯基-α-萘胺、吩噻嗪等等。抗锈剂的例子包括石蜡氧化物、羧酸的金属盐、羧酸酯、磺酸酯、水杨酸酯、琥珀酸酯、失水山梨糖醇酯和其他各种胺盐。油性改进剂、极压添加剂和抗磨损剂的例子包括硫化二烷基二硫代磷酸锌、硫化二烯丙基二硫代磷酸锌、硫化二烷基二硫代氨基甲酸锌、硫化二烯丙基二硫代氨基甲酸锌、硫化二烷基二硫代磷酸钼、硫化二烯丙基二硫代磷酸钼、硫化二烷基二硫代氨基甲酸钼、硫化二烯丙基二硫代氨基甲酸钼、有机钼复合物、硫化烯烃、磷酸三苯酯、硫代磷酸三苯酯、tricresinephosphate、其他磷酸酯、硫化的脂肪和油等等。固体润滑剂的例子包括二硫化钼、石墨、氮化硼、三聚氰胺氰尿酸酯、PTFE(聚四氟乙烯)、二硫化钨、氟化石墨等等。金属钝化剂的例子包括N，N′-二亚水杨基-1，2-二氨基丙烷、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑、噻二唑等等。聚合物的例子包括聚丁烯、聚异丁烯(polyisobutene)、聚异丁烯(polyisobutylene)、聚异戊二烯、聚甲基丙烯酸酯等等。金属基清洁剂例子包括金属磺酸盐、金属水杨酸盐、金属酚盐等等。非金属清洁剂的例子包括琥珀酸酰亚胺等等。

润滑脂组合物(各组分的掺合量)

接下来，将描述本实施方式的润滑脂组合物的掺合量。

基础油

相对于100质量份总润滑脂组合物，基础油的掺合量优选是50至95质量份，更优选60至90质量份，甚至更优选70至85质量份。

增稠剂

(含锂的钙复合皂)

相对于100质量份总润滑脂组合物，作为增稠剂的所述含锂的钙复合皂根据基本起始材料可以掺合的量优选为1至40质量份，更优选3至25质量份，甚至更优选5至20质量份，特别优选15至20质量份。

相对于100质量份的整体润滑脂组合物，所述含锂的钙复合皂中的高级脂肪酸可以掺合的量是1至30质量份，更优选3至25质量份，甚至更优选5至20质量份。

相对于100质量份的总润滑脂组合物，所述含锂的钙复合皂中的芳族单羧酸可以掺合的量是0.1至5质量份，更优选0.5至3质量份，甚至更优选0.75至2.5质量份。

相对于100质量份的总润滑脂组合物，所述含锂的钙复合皂中的低级脂肪酸可以掺合的量是0.15至7质量份，更优选0.5至6质量份，甚至更优选1至5质量份，特别优选2至4质量份。

相对于100质量份的总增稠剂起始材料，所述含锂的钙复合皂中的钙含量是3至15质量份，更优选5至14质量份，甚至更优选8至12质量份。

相对于100质量份的总增稠剂起始材料，所述含锂的钙复合皂中的锂含量是0.05至1质量份，更优选0.1至0.6质量份，甚至更优选0.15至0.5质量份。

所述含锂的钙复合皂与所述基础油的质量比优选约99∶1至60∶40，更优选约95∶5至65∶35，甚至更优选约90∶10至70∶30。

所述高级脂肪酸与所述总羧酸量的质量比优选约50至90％，更优选约60至80％，甚至更优选约65至75％。

所述芳族单羧酸与所述总羧酸量的质量比优选约1至30％，更优选约3至20％，甚至更优选约5至15％。认为在芳族单羧酸比率大于30％时，不能得到润滑脂形态，而在比率小于1％时，不能提供耐热性。

所述低级脂肪酸与所述总羧酸量的质量比优选约7至35％，更优选约10至30％，甚至更优选约15至25％。认为在低级脂肪酸比率大于35％时，不能得到润滑脂形态，而在比率小于7％时，不能提供耐热性。

所述芳族单羧酸与所述高级脂肪酸的质量比优选约3∶97至30∶70，更优选约5∶95至25∶75，甚至更优选约7∶93至16∶84。认为当基于高级脂肪酸和芳族单羧酸的总量，所述芳族单羧酸比率大于30％时，不能得到润滑脂形态，而当所述比率小于3％时，不能提供耐热性。

所述高级脂肪酸与所述低级脂肪酸的质量比优选约85∶15至65∶35，更优选约83∶17至70∶30，甚至更优选约81∶19至76∶24。认为当基于高级脂肪酸和低级脂肪酸的总量，所述低级脂肪酸比率大于35％时，不能得到润滑脂形态，而当所述比率小于15％时，不能提供耐热性。

所述低级脂肪酸与所述芳族单羧酸的质量比优选约55∶45至15∶85，更优选约50∶50至20∶80，甚至更优选约45∶55至23∶77。认为当基于芳族单羧酸和低级脂肪酸的总量，所述低级脂肪酸比率大于90％时，产生的增稠效应弱并且不能得到润滑脂形态。

增稠剂起始材料中锂金属含量与钙金属含量的质量比(Li/Ca)优选约0.3份/100至10份/100，更优选约0.5份/100至7份/100，甚至更优选约1份/100至5份/100。本文中，当所述数值小于0.3份/100时，耐热性或者剪切稳定性没有改善，并且不能预期在高温下轴承寿命的延长，因此不优选。当数值大于10份/100时，润滑脂软化并且本体感觉消失，于是产生差的滚动稳定性(剪切稳定性)；因此不优选。

制造所述润滑脂组合物的方法

本实施方式的润滑脂组合物可以根据通常用于制造润滑脂的方法来制造。所述制造方法没有特别的限制，并且例子包括下述方法，所述方法包括在润滑脂制造容器中混合基础油、高级脂肪酸、低级脂肪酸和芳族单羧酸，并在60和120℃之间的温度下溶解所述内容物。在此，随后，预先溶解和分散在适量蒸馏水中的氢氧化钙和氢氧化锂装入所述容器中。各种羧酸与碱性钙和碱性锂(通常是氢氧化钙和氢氧化锂)经历皂化反应，在所述基础油中缓慢形成皂，所生成的产物进一步加热和脱水以形成润滑脂增稠剂。完成脱水之后，所生成的产物加热到高于200℃的温度，彻底搅拌和混合，并冷却至室温。之后，使用磨机(例如，三辊磨机等)以获得均匀的润滑脂组合物。

润滑脂组合物的性质

滴点

对于本发明的润滑脂组合物而言，优选使用滴点等于或高于180℃的组合物，更优选使用滴点等于或高于220℃的组合物，并特别优选使用滴点等于或高于260℃的组合物。认为当润滑脂组合物的滴点是180℃或更高(它通常是比钙润滑脂的滴点高至少50℃的温度)时，可抑制产生润滑问题的可能性，例如在高温下的粘度损失和因此引起的渗漏、燃烧等。所述滴点本文中是指粘稠的润滑脂随着温度增加失去增稠剂形态的温度。本文中，滴点根据JIS K 2220 8测量。

稠度

根据稠度试验，本实施方式的润滑脂的稠度优选是No.1至4(175至340)，更优选No.2至3(220至295)。稠度指示润滑脂表观硬度。所述稠度通过根据JIS K 2220 7进行工作针入度测量来度量。

热稳定性

根据薄膜烘箱试验(150℃下24小时)，本实施方式的润滑脂组合物优选显示蒸发损失小于5％。所述薄膜烘箱试验方法如下所述。也就是说，将3.0g+/-0.1g的样品应用于试件一侧上的中心面积部分(50mm×70mm)，所述试件是根据JIS K2246的湿度箱试验中描述的SPCC钢板，尺寸为1.0mm厚×60mm长×80mm宽，所述热试验在150℃进行24小时，分别测量所述SPCC钢板在热试验前后的重量，并利用下面显示的公式确定蒸发量。对于所述薄膜烘箱试验，基于100质量份所述润滑脂组合物中的总掺合量，0.5质量份的p，p′-二辛基二苯胺添加到99.5质量份的实施例1至6和比较例1至4的各润滑脂组合物中，并进行试验。

蒸发量(％)＝{(热试验前的重量g-热试验后的重量g)/热试验前的重量g}×100

氧化稳定性

对于本实施方式的润滑脂组合物，根据氧化稳定性试验(99℃，100小时)由于氧化反应引起的氧压损失优选40kPa或更小，更优选30kPa，并且甚至更优选20kPa或更小。润滑脂的氧化稳定性是指对通过与空气中的氧反应造成的润滑脂氧化的抗性。氧化所致的润滑脂组合物劣化对基础油有影响，并特别地，对增稠剂的氧化分解具有重大影响。增稠剂的基本功能是保持基础油并维护润滑脂的物理硬度以允许基础油停留在机器的润滑部件上，并且同时，增稠剂在向滑动面适当供应由所述增稠剂保持的基础油组分中发挥作用。当该增稠剂被氧化破坏时，不能维持润滑脂最初拥有的硬度并且保持基础油的能力丧失，所述基础油然后从润滑部件滑脱，不能维持合适的润滑状态。这种情况受使用环境的极大影响，并且特别地，氧化降解随着温度增加而加速。当润滑脂的氧化由于热而进展时，形成氧化产物，并且出现基础油内容物粘度增加、形成淤泥、破坏网络结构等，其引起润滑脂的硬化或软化并且造成它达到它润滑寿命的终点。在机器中使用这样的润滑脂可最终发展成机器使用寿命降低或操作可靠性损失。因此，为了润滑部件保持合适的润滑状态并且改善润滑寿命，润滑脂组合物的高度氧化稳定性是极为重要的。在此，氧化稳定性根据JIS222012测量。

剪切稳定性

本实施方式的润滑脂组合物在滚动稳定性试验(室温，24小时)之后的润滑脂稠度优选340或更小，更优选330或更小，甚至更优选320或更小。滚动稳定性试验通过在用工具揉捏50g试验润滑脂预定时段之后，测量所述润滑脂的稠度(硬度)而用于评价所述润滑脂的剪切稳定性。润滑脂组合物的剪切稳定性是保持所述润滑脂的润滑能力和物理行为的重要因素。剪切稳定性差导致润滑脂容易从机器的润滑部件脱离，并且不能提供所需要的润滑，其导致寿命缩短，并且还可以出现润滑脂的溅射，沾污机器的周围区域和损害工作环境。在此，用于评价剪切稳定性的滚动稳定性试验根据ASTMD 1831进行。

轴承寿命

对于本实施方式的润滑脂组合物，根据润滑脂轴承寿命试验(150℃)的寿命优选200小时或更长，更优选300小时或更长，甚至更优选400小时或更长。对于轴承寿命试验，6.0g试验润滑脂提供到6306深沟径向球轴承，并且放置有试验润滑脂的轴承以20小时工作和4小时休息的周期在150℃的温度下运行。装置具有一种机构，其中当由于所述润滑脂润滑功能的随后损失和因此出现轴承旋转差而导致驱动所述轴承的电动机的动力电流超过某个水平时，所述装置停止。读取所述装置停止的时间并记录为所述润滑脂的寿命。润滑脂的润滑寿命对润滑脂的物理行为和对化学变质具有很大的影响，而任一功能损失都对润滑寿命具有重大影响。例如，当润滑脂在高温下变成液体或在轴承中由于剪切而软化很多时，润滑脂脱离并从轴承失去，而且得不到润滑油补充，于是导致寿命缩短。另外，当存在润滑脂的过度自加热或使用环境采用高温时，所述润滑脂受到热和氧化降解发展的极大影响，因此基础油内容物的粘度增加，淤泥形成或增稠剂结构改变导致润滑脂的硬化或软化并且过早结束它的润滑寿命。

因此，用具有润滑脂物理行为并且允许减少化学劣化和保持稳定的润滑状态的润滑寿命长的润滑脂，可预期较高的机器可靠性和延长的维护期。此外，因为所述润滑脂还可以用于高温环境，它在市场上将有广泛的需要。在此，润滑脂润滑寿命根据轴承寿命试验ASTMD1741测量。

润滑脂组合物的用途

本实施方式的润滑脂组合物当然可用于通常使用的机器、轴承、齿轮等，并且在严厉条件下、例如在高温条件下表现出优异的性能。例如，所述润滑脂组合物可以优选用于润滑汽车中的各种部件，例如发动机周边设备包括起动器、交流发电机和各种致动器，动力系统包括螺旋桨轴、等速万向节(CVJ)、轮轴轴承和离合器，电动助力转向(EPS)，制动装置，球形接头，门铰链，方向盘，冷却风扇电动机，制动器扩张器等等。另外，所述润滑脂组合物还可以优选用于建筑机械例如挖土机、推土机和起重车、钢铁工业、造纸业、林业机械、农业机械、化学工厂、发电设备、干燥炉、复印机、铁路车辆、无缝管的螺纹接头等中的各种高温/重载部件。出于其他目的，所述组合物还可以优选用于硬盘轴承、塑料润滑、弹筒润滑脂等等。

接下来，本发明将通过实施例和比较例更详细地描述，但是本发明不以任何方式被它们限制。

本组合物中所使用的起始材料

用于本实施例和比较例中的起始材料如下。除非另外特别提到，表1A中显示的量用于实施例1至6和表1B中的量用于比较例1至4。表1中显示的起始材料的量{特别地，氢氧化钙，氢氧化锂和各种羧酸(高级脂肪酸，芳族单羧酸和低级脂肪酸)}是试剂的量。因此，所述组合物中实际的组分量可根据表1A和1B中的数值与下面所述的纯度计算。

增稠剂起始材料

氢氧化钙：纯度96.0％的特级试剂

氢氧化锂：纯度98.0％的氢氧化锂一水合物特级试剂

硬脂酸：C18直链烷基饱和脂肪酸，其作为纯度95.0％的特级试剂提供

山嵛酸：C22直链烷基饱和脂肪酸，其作为纯度99.0％的试剂提供

苯甲酸：纯度99.5％的特级试剂

对甲苯酸：其中对位的氢被甲基取代的苯甲酸，其作为纯度98.0％的特级试剂提供

乙酸：具有2个碳原子的烷基脂肪酸，其作为纯度99.7％的特级试剂提供

丁酸：具有4个碳原子的烷基脂肪酸，其作为纯度98.0％的特级试剂提供

甲酸：具有1个碳原子的烷基脂肪酸，其作为纯度98.0％的特级试剂提供

基础油A至D

基础油A：通过脱蜡溶剂精制得到的石蜡基矿物油，属于1类，100℃时的动力粘度是11.25mm²/s，并且粘度指数是97

基础油B：聚-α-烯烃，属于4类，100℃时的动力粘度是6.34mm²/s，并且粘度指数是136。

基础油C：通过高度氢化精制制造的石蜡基矿物油，属于3类，100℃时的动力粘度是7.603mm²/s，并且粘度指数是128。

基础油D：通过费-托工艺合成的GTL(天然气制油)油，属于3类，100℃时的动力粘度是7.77mm²/s，40℃时的动力粘度是43.88mm²/s，并且粘度指数是148。

实施例1

起始材料，其是基础油A、硬脂酸、苯甲酸和乙酸，在润滑脂制造容器中混合，所述混合物加热到90℃并溶解内容物。接下来，将预先溶解和分散在适量蒸馏水中的氢氧化钙和氢氧化锂装入所述容器。在这时，各种羧酸与所述氢氧化钙和氢氧化锂经历皂化反应，在所述基础油中缓慢形成皂，所生成的产物进一步加热和脱水以形成润滑脂增稠剂。完成脱水之后，所述润滑脂加热到高于200℃的温度，彻底搅拌和混合，并冷却至室温。此后，使用三辊式磨机以获得具有No.2.5稠度的均匀润滑脂。

实施例2

起始材料，其是基础油A、硬脂酸、对-甲苯酸和乙酸，在润滑脂制造容器中混合，以与实施例1相同的方式得到具有No.3稠度的均匀润滑脂。

实施例3

起始材料，其是基础油A、山萮酸、苯甲酸和乙酸，在润滑脂制造容器中混合，以与实施例1相同的方式得到具有No.3稠度的均匀润滑脂。

实施例4

起始材料，其是通过混合基础油A、B、C和D、山萮酸、苯甲酸和乙酸得到的混合油，在润滑脂制造容器中混合，以与实施例1相同的方式得到具有No.3稠度的均匀润滑脂。

实施例5

起始材料，其是基础油A、山萮酸、苯甲酸和乙酸，在润滑脂制造容器中混合，以与实施例1相同的方式得到具有No.2稠度的均匀润滑脂。

实施例6

起始材料，其是基础油A、山萮酸、苯甲酸和丁酸，在润滑脂制造容器中混合，以与实施例1相同的方式得到具有No.2.5稠度的均匀润滑脂。

比较例1

起始材料，其是基础油C、硬脂酸、苯甲酸和乙酸，在润滑脂制造容器中混合，所述混合物加热到90℃和溶解内容物。接下来，将预先溶解和分散在适量蒸馏水中的氢氧化钙装入所述容器。在这时，各种羧酸与所述氢氧化钙经历皂化反应，在所述基础油中缓慢形成皂，所生成的产物进一步加热和脱水以便形成润滑脂增稠剂。完成脱水之后，所述润滑脂加热到高于200℃的温度，彻底搅拌和混合，并冷却至室温。此后，使用三辊式磨机以获得具有No.2稠度的均匀润滑脂。

比较例2

起始材料，其是基础油A、硬脂酸、对-甲苯酸和乙酸，在润滑脂制造容器中混合，以与比较例1相同的方式得到具有No.1.5稠度的均匀润滑脂。

比较例3

起始材料，其是基础油C、硬脂酸、苯甲酸和甲酸，在润滑脂制造容器中混合，并根据比较例1的制造方法和利用表中显示的掺合量类似地制造润滑脂。得到的润滑脂显示出分离和流化的物质。

比较例4

使用由Showa Shell Sekiyu K.K.制造的可商购通用润滑脂。所述增稠剂是12-羟基硬脂酸锂皂，所述基础油是矿物油基润滑油。所述基础油在100℃时的粘度是12.2mm²/s。

对于利用上述起始材料组合和制造方法分别制备的润滑脂组合物，根据前面描述的方法测量稠度、滴点、氧化稳定性、热稳定性(薄膜烘箱试验)、剪切稳定性(滚动稳定性试验)和轴承寿命。其结果显示在表2A和2B中。在比较例3中，术语“不可测量”表明因为基础油和增稠剂分离并且没有得到润滑油结构，不能测量滴点。从所述结果发现，本实施方式的润滑脂组合物表现出低剪切稳定性/滚动稳定性和显著改善的轴承寿命，同时获得高滴点、耐热性等等。用这种组合物，可能极大改善润滑脂功能并在改善机器保养中增加可靠性。

Claims

1.润滑脂组合物，其包含基础油和作为增稠剂的钙复合皂和锂皂，所述润滑脂组合物特征在于C18-22直链的取代或未取代高级脂肪酸、具有苯环的取代或未取代芳族单羧酸和C2-4直链饱和低级脂肪酸用作构成所述钙复合皂和锂皂的羧酸。

2.权利要求1的润滑脂组合物，其通过基于所述润滑脂组合物的100质量份总掺合量，添加作为基本起始材料的3至25质量份所述直链高级脂肪酸、0.5至3质量份所述芳族单羧酸和1至5质量份所述直链饱和低级脂肪酸而得到。

3.权利要求1或2的润滑脂组合物，其中所述直链高级脂肪酸是选自硬脂酸、油酸、12-羟基硬脂酸和山萮酸的至少一种，所述芳族单羧酸是选自苯甲酸和对甲苯酸的至少一种，以及所述直链饱和低级脂肪酸是选自乙酸和丁酸的至少一种。

4.权利要求1至3任一项的润滑脂组合物，其中所述增稠剂起始材料中的锂金属含量与钙金属含量的质量比(Li/Ca)为1份/100至5份/100。

5.生产权利要求1至4任一项的润滑脂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：通过向基础油添加直链高级脂肪酸、芳族单羧酸、直链饱和低级脂肪酸、氢氧化钙和氢氧化锂，而形成钙复合皂和锂皂。