CN105037222A - 高碱值结晶型磺酸钙的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，以无定型高碱值磺酸钙为原料，在低碳醇和水的存在下，加入转化剂，升温并混合均匀后，通入二氧化碳，使无定型高碱值磺酸钙中无定型碳酸钙胶束全部转化为结晶型方解石胶束，得到产品。优点是：工艺简单，操作方便，适用性强，对无定型髙碱值的磺酸钙原料要求不高，适合于任何髙碱值的磺酸钙，解决了不同转化体系对磺酸钙转化的选择性；产品结构为方解石结晶型，结构稳定，产品的极压性高，增稠能力强，各项指标均达到了要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，特别涉及一种高碱值结晶型(方解石)磺酸钙的制备方法。
背景技术
高性能高碱值结晶型(方解石)润滑脂因其使用性能好、软化点高、工作温度高在润滑脂行业已经被广泛使用，这种润滑脂中含有25wt％～30wt％的结晶型(方解石)高碱值磺酸钙。但一般合成的高碱值磺酸钙为无定型结构。因而如何将高碱值磺酸钙中的无定型碳酸钙胶束转化为结晶型(方解石)碳酸钙胶束就成为关注的问题。
目前，高碱值磺酸钙中无定型碳酸钙转化为结晶型(方解石)碳酸钙胶束一般采用各种醋酸作为转化剂。如US4560849,US4597880和US5308514中采用醋酸(或冰乙酸)作为转化剂；US5126062和US2013109602中采用复合的醋酸、磷酸和十二羟基硬脂酸作为转化剂；US5338467中采用复合的醋酸、十二烷基苯磺酸和十二羟基硬脂酸作为转化剂。采用醋酸为主的转化体系，对磺酸盐要求比较高，不能把所有的磺酸盐中碳酸钙进行顺利的转化，并且容易生成球霰石结构的碳酸钙。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，工艺简单，操作容易，产品结构为方解石结晶型，结构稳定，并且对无定型髙碱值的磺酸钙原料要求不高，适合工业化生产。
本发明的技术解决方案是：
一种高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其具体步骤是：
以无定型高碱值磺酸钙为原料，在低碳醇和水的存在下，加入转化剂，升温，在35℃～50℃混合均匀，通入二氧化碳0.5h～3h，升温并保持在75℃～85℃，使无定型高碱值磺酸钙中无定型碳酸钙胶束全部转化为结晶型方解石胶束；
所述低碳醇为C1-C6醇，其中，低碳醇加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的5％～30％；
所述水的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的5％～15％；
所述转化剂为晶种物质、十二烷基苯磺酸中的至少一种，其中，晶种物质为含有结晶型方解石的磺酸钙；
所述晶种物质的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的2％～10％，所述十二烷基苯磺酸的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～30％。
所述低碳醇为甲醇、异丙醇、正丁醇或1-戊醇。
所述含有结晶型方解石磺酸钙中的碳酸钙质量含量为20％～40％。
所述转化剂为晶种物质和十二烷基苯磺酸混合物时，晶种物质的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的2％～10％，所述十二烷基苯磺酸的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～30％，通入二氧化碳时间为30min～40min。
所述转化剂为晶种物质时，晶种物质的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～10％，通入二氧化碳时间为2h～3h。
所述转化剂为十二烷基苯磺酸时，十二烷基苯磺酸的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～30％，通入二氧化碳时间为2h～3h。
通入二氧化碳时，利用红外光谱监控，反应至无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，停止通入二氧化碳。
在混合原料时，还加入中性油，所述无定型高碱值磺酸与中性油的质量比为1:0.9～1:1.1。
所述二氧化碳的通入速度为0.12L/min～0.14L/min。
本发明的有益效果：
工艺简单，操作方便，适用性强，对无定型髙碱值的磺酸钙原料要求不高，适合于任何髙碱值的磺酸钙，解决了不同转化体系对磺酸钙转化的选择性；产品结构为方解石结晶型，结构稳定，产品的极压性高，增稠能力强，各项指标均达到了要求。
附图说明
图1是本发明的无定型高碱值磺酸钙的红外谱图；
图2是本发明的高碱值结晶型(方解石)磺酸钙的红外谱图。
具体实施方式
实施例1
在1立升的反应釜中，加入200g无定型高碱值磺酸钙，20g甲醇，15g水和200g中性油，升温至35℃～40℃，加入含有结晶型方解石的磺酸钙(方解石含量为20wt％)6g，混合均匀密封反应釜，以0.12L/min～0.14L/min的速度通入二氧化碳，升温并保持在80℃～85℃，直至高碱值磺酸钙中的无定型碳酸钙全部转化为方解石结晶；在生产过程中进行红外监测，反应2h后无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，如图1和图2；停止反应，蒸除甲醇和水，得到粘稠的高碱值结晶型(方解石)磺酸钙；将该高碱值结晶型(方解石)磺酸钙用于润滑脂，其各项性能优异，其理化指标如表1所示。
实施例2
在1立升的反应釜中，加入200g无定型高碱值磺酸钙，220g中性油，15g十二烷基苯磺酸，12g正丁醇和15g水，升温至45℃～50℃搅拌混合均匀后，密封反应釜，以0.12L/min～0.14L/min的速度通入二氧化碳，升温并保持在75℃～80℃，以0.12L/min～0.14L/min的速度通入二氧化碳，直至高碱值磺酸钙中的无定型碳酸钙全部转化为方解石结晶；在生产过程中进行红外监测，反应3h后无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，如图1和图2；停止反应，蒸除正丁醇和水，得到粘稠的高碱值结晶型(方解石)磺酸钙；将该高碱值结晶型(方解石)磺酸钙用于润滑脂，其各项性能优异，其理化指标如表1所示。
表1
实施例3
在1立升的反应釜中，加入200g无定型高碱值磺酸钙，200g中性油，8g十二烷基苯磺酸，14g含有结晶型方解石的磺酸钙(方解石含量为30wt％)，10g正丁醇和15g水，升温至45℃～50℃搅拌混合均匀后，密封反应釜，以0.12L/min～0.14L/min的速度通入二氧化碳，升温并保持在75℃～80℃，直至高碱值磺酸钙中的无定型碳酸钙全部转化为方解石结晶。在生产过程中进行红外监测，反应30min后无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，如图1和图2；停止反应，蒸除正丁醇和水，得到粘稠的高碱值结晶型(方解石)磺酸钙；将该高碱值结晶型(方解石)磺酸钙用于润滑脂，其各项性能优异，其理化指标如表2所示。
实施例4
在1立升的反应釜中，加入200g无定型高碱值磺酸钙，180g中性油，18g十二烷基苯磺酸，20g含有结晶型方解石的磺酸钙(方解石含量为20wt％)，15g异丙醇和30g水，升温至35℃～40℃搅拌混合均匀后，密封反应釜，以0.12L/min～0.14L/min的速度通入二氧化碳，升温并保持在80℃～85℃，直至高碱值磺酸钙中的无定型碳酸钙全部转化为方解石结晶。在生产过程中进行红外监测，反应35min后无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，如图1和图2；停止反应，蒸除正丁醇和水，得到粘稠的高碱值结晶型(方解石)磺酸钙；将该高碱值结晶型(方解石)磺酸钙用于润滑脂，其各项性能优异，其理化指标如表2所示。
实施例5
在1立升的反应釜中，加入200g无定型高碱值磺酸钙，220g中性油，60g十二烷基苯磺酸，4g含有结晶型方解石的磺酸钙(方解石含量为40wt％)，60g1-戊醇和10g水，升温至40℃～45℃搅拌混合均匀后，密封反应釜，以0.12L/min～0.14L/min的速度通入二氧化碳，升温并保持在75℃～80℃，直至高碱值磺酸钙中的无定型碳酸钙全部转化为方解石结晶。在生产过程中进行红外监测，反应40min后无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，如图1和图2；停止反应，蒸除正丁醇和水，得到粘稠的高碱值结晶型(方解石)磺酸钙；将该高碱值结晶型(方解石)磺酸钙用于润滑脂，其各项性能优异，其理化指标如表2所示。
表2
上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)
1.一种高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：
具体步骤如下：
以无定型高碱值磺酸钙为原料，在低碳醇和水的存在下，加入转化剂混合均匀，升温，在35℃～50℃通入二氧化碳0.5h～3h，升温并保持在75℃～85℃，使无定型高碱值磺酸钙中无定型碳酸钙胶束全部转化为结晶型方解石胶束；
所述低碳醇为C1-C6醇，其中，低碳醇加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的5％～30％；
所述水的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的5％～15％；
所述转化剂为晶种物质、十二烷基苯磺酸中的至少一种，其中，晶种物质为含有结晶型方解石的磺酸钙；
所述晶种物质的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的2％～10％，所述十二烷基苯磺酸的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～30％。
2.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：所述低碳醇为甲醇、异丙醇、正丁醇或1-戊醇。
3.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：所述含有结晶型方解石磺酸钙中的碳酸钙质量含量为20％～40％。
4.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：所述转化剂为晶种物质和十二烷基苯磺酸混合物时，晶种物质的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的2％～10％，所述十二烷基苯磺酸的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～30％，通入二氧化碳时间为30min～40min。
5.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：所述转化剂为晶种物质时，晶种物质的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～10％，通入二氧化碳时间为2h～3h。
6.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：所述转化剂为十二烷基苯磺酸时，十二烷基苯磺酸的加入量为无定型高碱值磺酸钙质量的3％～30％，通入二氧化碳时间为2h～3h。
7.根据权利要求1或4或5或6所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：通入二氧化碳时，利用红外光谱监控，反应至无定型碳酸钙860cm-1峰(无定型)消失，全部转化为880cm-1峰(方解石)，停止通入二氧化碳。
8.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：在混合原料时，还加入中性油，所述无定型高碱值磺酸与中性油的质量比为1:0.9～1:1.1。
9.根据权利要求1所述的高碱值结晶型磺酸钙的制备方法，其特征是：所述二氧化碳的通入速度为0.12L/min～0.14L/min。
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