CN109153937A - 制备磺酸钙镁润滑脂的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

一种高碱值磺酸钙镁润滑脂组合物和制备方法，包含高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁，比例在60:40至100:1的范围内。所述润滑脂根据制备高碱值磺酸钙润滑脂的任何已知方法使用高碱值磺酸镁另加高碱值磺酸钙制备。可在转化前添加一部分磺酸镁，在转化后添加另一部分，在添加水或其它反应性成分与添加磺酸镁之间具有或不具有一个或多个延迟时段。所述润滑脂可使用羟磷灰石和/或添加的碳酸钙(作为与复合酸反应的含钙碱)、非水性转化剂延迟方法、添加的碱金属氢氧化物、或其任何组合制备。所述润滑脂具有高滴点和降低的稠化剂产量。

Description

制备磺酸钙镁润滑脂的组合物和方法
相关申请的引用
本申请要求于2016年5月18日提交的美国临时专利申请号62/338,193的权益。
1.技术领域
本发明涉及高碱值磺酸钙镁润滑脂，其通过向制备高碱值磺酸钙润滑脂的任何已知的组合物或方法中添加高碱值磺酸镁来制备，以便高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁均用作成分，以获得具有高滴点和良好稠化剂产量的优异润滑脂。本发明还涉及通过与一种或多种以下方法或成分组合添加高碱值磺酸镁制备的润滑脂：(1)相对于水或一种或多种其它反应性成分延迟添加磺酸镁；(2)分开添加磺酸镁；(3)添加羟磷灰石和/或添加的结晶碳酸钙(附加结晶碳酸钙，added crystalline calcium carbonate)作为与复合酸反应的含钙碱；(4)添加碱金属氢氧化物；或者(5)延迟添加非水性转化剂。
2.背景技术
高碱值磺酸钙润滑脂在许多年之前是一种已经确认的润滑脂类别。用来制备这种润滑脂的一种已知的方法是涉及“促进(promotion)”步和“转化”步的两步法。通常第一步(“促进”)是将化学计量过量的氧化钙(CaO)或氢氧化钙(Ca(OH)2)作为碱源与烷基苯磺酸、二氧化碳(CO2)、以及其它组分反应，产生油溶性高碱值磺酸钙，其具有分散于其中的无定形碳酸钙。这些高碱值油溶性磺酸钙通常是清澈且明亮的，并具有牛顿流变性。在一些情况下，它们可能略微浑浊，但是这种变化不会妨碍其用于制备高碱值磺酸钙润滑脂。为了本公开的目的，术语“高碱值油溶性磺酸钙”和“油溶性高碱值磺酸钙”和“高碱值磺酸钙”是指适合制备磺酸钙润滑脂的任何高碱值磺酸钙。
第二步(“转化”)通常是向促进步的产物中添加一种或多种转化剂(例如丙二醇、异丙醇、水、甲酸或乙酸)，以及合适的基础油(例如矿物油)(如果需要防止最初的润滑脂太硬的话)，将高碱值磺酸钙中包含的无定形碳酸钙转化为非常细碎的结晶碳酸钙(方解石)分散体。当乙酸或其它酸用作转化剂时，通常还使用水和另一种非水性转化剂(第三种转化剂，例如醇)；可替代地，只添加水(无第三种转化剂)，但是这样的话转化通常发生在压力容器中。由于使用过量的氢氧化钙或氧化钙来获得高碱值，因此还可存在少量的残留氧化钙或氢氧化钙作为油溶性高碱值磺酸钙的一部分，并且其会分散于初始润滑脂结构中。通过转化形成的极其细碎的碳酸钙还称作胶态分散体，与磺酸钙相互作用形成润滑脂样稠度。通过两步法产生的这种高碱值磺酸钙润滑脂称作“简单磺酸钙润滑脂”，并在(例如)美国专利号3,242,079、3,372,115、3,376,222、3,377,283、以及3,492,231中进行了公开。
现有技术中还知道通过小心控制反应将这两步合并为单步。在该单步法中，通过在同时充当促进剂(通过将二氧化碳与过量的氧化钙或氢氧化钙反应产生无定形高碱值碳酸钙)和转化剂(将无定形碳酸钙转化为非常细碎的结晶碳酸钙)的二氧化碳和试剂系统的存在下将适当的磺酸与氢氧化钙或氧化钙反应制备单纯磺酸钙润滑脂。因此，在单步中形成润滑脂样稠度，其中高碱值油溶性磺酸钙(两步法中第一步的产物)实际上根本没有形成并分离为分离的产物。在(例如)美国专利号3,661,622、3,671,012、3,746,643和3,816,310中公开了这一单步法。
除了单纯磺酸钙润滑脂，磺酸钙复合润滑脂在现有技术中也是已知的。通常通过将强含钙碱(例如氢氧化钙或氧化钙)添加至通过两步法或单步法产生的单纯磺酸钙润滑脂，并与至多化学计量等量的复合酸(例如12-羟基硬脂酸、硼酸、乙酸(其在转化前添加时还可以是转化剂)、或磷酸)反应产生这些复合润滑脂。所声称的磺酸钙复合润滑脂相对于单纯润滑脂的优点包括降低的粘性、改进的可泵送性、以及改进的高温性能。在(例如)美国专利号4,560,489、5,126,062、5,308,514和5,338,467中公开了磺酸钙复合润滑脂。
另外，会产生改进的稠化剂产量(通过最终的润滑脂中要求更小百分比的高碱值磺酸钙)和滴点的磺酸钙复合润滑脂组合物和制备方法是所期望的。如本文所使用的术语“稠化剂产量”是指提供具有如润滑脂制备中通常使用的标准针入度测试ASTM D217或D1403测量的特定目标稠度的润滑脂需要的高度高碱值的油溶性磺酸钙的含量。如本文所使用的术语“滴点”是指使用润滑脂制备中通常使用的标准滴点测试ASTM D2265获得的值。许多已知的现有技术组合物和方法需要高碱值磺酸钙的量至少为36％(以最终润滑脂产物的重量计)以获得所展示的滴点为至少575F的合适的NLGI 2号润滑脂。在磺酸钙润滑脂的制备中高碱值油溶性磺酸钙是最昂贵的成分之一。因此期望在最终润滑脂中仍然维持期望水平的硬度的同时降低该成分的量(从而改进稠化剂产量)。
已知存在几种组合物和方法会在保持足够高的滴点的同时产生改进的稠化剂产量。例如，为了显著降低所用高碱值磺酸钙的量，许多现有技术参考文献利用压力反应器。期望不需要压力反应器而产生当稠度处于NLGI 2号等级(或者工作60冲程的润滑脂针入度在265与295之间)时高碱值油溶性磺酸钙的百分比小于36％并且滴点一直是575F或更高的高碱值磺酸钙润滑脂。更高的滴点被认为是所期望的，这是由于关于润滑脂的高温性能限制，滴点是首先且最容易被确定的指标。
还使用美国专利号9,273,265和9,458,406中所述的组合物和方法获得需要小于36％的高碱值磺酸钙的高碱值磺酸钙润滑脂。‘265和‘406专利教导在复合高碱值磺酸钙润滑脂的制备中使用添加的结晶碳酸钙和/或添加的羟磷灰石(在具有或不具有添加的氢氧化钙或氧化钙的情况下)作为与复合酸反应的含钙碱。在这些专利之前，已知的现有技术总是教导使用氧化钙或氢氧化钙作为产生磺酸钙润滑脂的碱性钙的来源，或者作为与复合酸反应形成磺酸钙复合润滑脂的所需组分。所述已知的现有技术还教导，需要以足以提供某一总水平的氢氧化钙或氧化钙的量添加氢氧化钙或氧化钙(当添加至高碱值油溶性磺酸钙中存在的所述量的氢氧化钙或氧化钙时)，所述某一总水平的氢氧化钙或氧化钙足以完全与复合酸反应。所述已知的现有技术还总体上教导，由于至少两个原因应避免存在碳酸钙(作为单独的成分或作为氢氧化钙或氧化钙中的“杂质”，而不是碳酸化之后存在分散于磺酸钙中的无定形碳酸钙)。第一个原因是，碳酸钙通常被认为是弱碱，不适合与复合酸反应形成最佳的润滑脂结构。第二个原因是，如果在转化之前或在转化完成之前未将未反应的固体除去，那么未反应的固体钙化合物(包括碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙)的存在就会干扰反应过程，产生较差的润滑脂。但是，如‘265和‘406专利所述，申请人发现在添加或不添加氢氧化钙或氧化钙的情况下添加碳酸钙(作为除了高碱值磺酸钙中含有的所述量的碳酸钙之外的单独成分)、羟磷灰石、或它们的组合(作为与复合酸反应的成分)会产生优良的润滑脂。
除了‘265和‘406专利，还有两篇现有技术参考文献，其公开了添加结晶碳酸钙作为单独的成分(除了高碱值磺酸钙中含有的所述量的碳酸钙)，但是那些润滑脂具有差的稠化剂产量(正如现有技术所教导)或者需要纳米尺寸的碳酸钙颗粒。例如，美国专利号5,126,062公开了添加5-15％的碳酸钙作为复合润滑脂的形成中的单独成分，但是还需要添加氢氧化钙与复合酸反应。在‘062专利中添加的碳酸钙并不是仅有的所添加的与复合酸反应的含钙碱。实际上，所添加的碳酸钙特别未作为与复合酸反应的碱性反应物添加。而是，需要添加的氢氧化钙作为与所有复合酸反应的特定含钙碱。另外，所得NLGI2号润滑脂含有36％-47.4％的高碱值磺酸钙，对于该昂贵成分这是一个显著的量。在另一个实施例中，中国公开物CN101993767公开了向高碱值磺酸钙中添加纳米尺寸的碳酸钙颗粒(尺寸为5-300nm)，尽管该文献未表明所述纳米尺寸的碳酸钙颗粒是作为反应物添加，还是作为仅有的单独添加的与复合酸反应的含钙碱。使用纳米尺寸颗粒会进一步将润滑脂增稠以使其保持坚固，与通过将高碱值磺酸钙中包含的无定形碳酸钙(其根据‘467专利可以是约20A至5000A或者约2nm至500nm)转化形成的结晶碳酸钙细分散体非常类似，但是与所添加的较大尺寸的碳酸钙颗粒相比也会显著增加成本。该中国专利申请总体上强调所添加的具有真正纳米粒径的碳酸钙的绝对必要性。如美国专利号9,273,265中所述的根据该发明的实施例润滑脂所示，当添加的碳酸钙用作所添加的用来与复合酸反应的含钙碱中的一种或唯一一种时，通过添加微米尺寸的碳酸钙就可形成更佳的润滑脂而不需要使用非常昂贵的纳米尺寸颗粒。
有的现有技术参考文献使用磷酸三钙作为润滑脂中的添加剂。比如，美国专利号4,787,992、4,830,767、4,902,435、4,904,399和4,929,371全都教导使用磷酸三钙作为润滑脂的添加剂。但是，据信在‘406专利之前，没有现有技术文献教导使用具有化学式Ca5(PO4)3OH或者数学上等同的化学式并且熔点为约1100C的羟磷灰石作为与酸反应的含钙碱来制备润滑脂，包括基于磺酸钙的润滑脂。日本的Showa Shell Sekiyu的几篇现有技术文献(包括美国专利申请公开号2009/0305920)描述了含有磷酸三钙Ca3(PO4)2的润滑脂，并注明具有化学式[Ca3(PO4)2]3·Ca(OH)2的“羟磷灰石”是磷酸三钙的来源。该提及的“羟磷灰石”被公开为磷酸三钙与氢氧化钙的混合物，其与‘406专利和本文中公开和声称的具有化学式Ca5(PO4)3OH或数学上等同的化学式并且熔点为约1100C的羟磷灰石不同。尽管该误导性术语，但是羟磷灰石、磷酸三钙和氢氧化钙各自为不同的化学化合物，其具有不同的化学化学式、结构和熔点，当混合在一起时，两种不同的晶体化合物磷酸三钙(Ca3(PO4)2)和氢氧化钙(Ca(OH)2)不会彼此反应，否则会产生不同的晶体化合物羟磷灰石(Ca5(PO4)3OH)。磷酸三钙(具有化学式Ca3(PO4)2)的熔点为1670C。氢氧化钙没有熔点，而会在580C下损失水分子形成氧化钙。如此形成的氧化钙具有2580C的熔点。羟磷灰石(具有化学式Ca5(PO4)3OH或数学上等同的化学式)具有约1100C的熔点。因此，不管该术语可能如何不准确，羟磷灰石都不是与磷酸三钙一样的化学化合物，也不是磷酸三钙与氢氧化钙的简单共混物。
在制备高碱值磺酸钙润滑脂时，很多已知的使用两步法的现有技术教导同时添加并且通常在加热之前添加所有转化剂(水和非水性转化剂)。但是，美国专利申请序列号14/990,473公开了一种方法，其中在添加水与添加至少部分非水性转化剂之间存在延迟，这会产生改进的稠化剂产量和滴点。在‘473申请之前，几篇现有技术参考文献公开在添加水与添加至少部分非水性转化剂之间存在一个时间间隔(尽管总是阐述地很差或者根本未阐述)。例如，美国专利号4,560,489公开了一种方法(实施例1-3)，其中基础油和高碱值碳酸钙被加热至约150°F，然后添加水，然后将该混合物加热至约190°F，接着添加乙酸和甲基溶纤剂(高度毒性的乙二醇的单甲基醚)。所得润滑脂含有大于38％的高碱值磺酸钙，并且‘489专利指出，其中公开的方法中理想的高碱值磺酸钙的量约为41-45％，这是由于根据‘489专利使用小于38％会产生软的润滑脂。‘489专利中实施例1所得的润滑脂具有仅仅约570°F的滴点。‘489专利未给出添加水与添加非水性转化剂之间的延迟的持续时间，但是指出在从150F至恰好190F的加热时段之后立即添加。‘489专利中的滴点和稠化剂产量是不理想的。
另外，美国专利号5,338,467和5,308,514公开了将像12-羟基硬脂酸这样的脂肪酸用作与乙酸和甲醇一起使用的转化剂，其中对于脂肪酸的添加没有延迟，但是在添加水与添加乙酸和甲醇之间存在一些间隔。‘514专利中的实施例B和‘467专利中的实施例1均描述了一种方法，其中水和脂肪酸转化剂被添加至其它成分(包括高碱值磺酸钙和基础油)，然后加热至约140-145°F，接着添加乙酸然后是甲醇。然后将该混合物加热至约150-160°F，直到转化完成。最终润滑脂产物中高碱值磺酸钙的量在两个实施例中均为32.2，这超过了期望值。这些专利未给出添加水和脂肪酸与添加乙酸和甲醇之间的延迟的持续时间，但是指出在未指定的加热时段之后立即添加。在‘467专利的实施例A和‘514专利的实施例C中公开了类似的方法，除了所有脂肪酸均在转化之后添加，以便所使用的仅有的非水性转化剂是在与水的混合物被加热至140-145F之后添加的乙酸和甲醇。这些实施例中的高碱值磺酸钙的量为40％，甚至比之前的实施例更高。除了未获得理想的稠化剂产量结果之外，所有这些方法均使用甲醇作为转化剂，这具有环境方面的缺点。使用挥发性的醇作为转化剂可使得将这些成分排至大气中成为润滑脂制备过程的后期部分，这在世界的许多地区是禁止的。如果不排到大气中，那么各种醇必须通过水刷洗或水捕集器回收，这会导致有害材料的处理成本。照此，需要会获得更佳稠化剂产量的方法，优选不需要使用挥发性醇作为转化剂的方法。
在‘514专利的实施例10中获得了更佳的稠化剂产量，但是教导为了获得那些结果需要使用过量的石灰。在该实施例中，与其它成分一起添加水和过量的石灰，将该混合物加热至180-190F，在加热期间同时缓慢添加乙酸。所得润滑脂含有23％的高碱值磺酸钙。尽管该稠化剂产量比其它的更佳，但是仍存在空间获得更大的改进而又不需要使用过量的石灰，而‘514专利则教导需要使用过量的石灰。
其中稠化剂产量为23％或更小的‘514和‘467专利的其它实施例在转化过程中涉及使用加压釜，或者与在水和非水性转化剂或者两者的添加之间不存在“延迟”的其它现有技术中的绝大部分类似。这些实施例涉及在加压釜中或者在无压力的情况下添加水和脂肪酸转化剂，在不加热的情况下混合10分钟，然后添加乙酸。这些专利中没有任何专利认识到添加乙酸的10分钟间隔或者以上所讨论的实施例中的其它加热延迟的任何益处或优点，这些专利而是集中于将脂肪酸用作转化剂以及在转化前、在转化后、或者在转化前和转化后添加脂肪酸的益处作为任何观察到的产量改进的原因。另外，如以上所讨论，该10分钟无任何加热的混合间隔并不是如本文所使用的术语“延迟”，而是由于考虑到添加每种成分会需要至少一些时间而不能同时进行因此被看作相当于同时添加各成分。
在单纯皂钙润滑脂(例如无水皂钙增稠的润滑脂)中添加碱金属氢氧化物也是已知的。但是在本公开之前在美国申请序列号15/130,422中，并不知道在磺酸钙润滑脂中添加碱金属氢氧化物以提供改进的稠化剂产量和高滴点，这是由于这种添加将会被本领域普通技术人员看作是不必要的。在单纯皂钙润滑脂中添加像氢氧化钠这样的碱金属氢氧化物的原因是通常使用的氢氧化钙具有差的水溶解度并且是一种比高度水溶性的氢氧化钠更弱的碱。由于这一原因，添加的水中溶解的少量氢氧化钠据说会与皂形成脂肪酸(通常为12-羟基硬脂酸，或者12-羟基硬脂酸与像油酸这样的非羟基化脂肪酸的混合物)快速反应形成皂钠。这一快速反应被教导会“使球滚动(get the ball rolling)”。但是，像氢氧化钙这样的含钙碱与脂肪酸的直接反应在制备磺酸钙复合润滑脂时从来不是一个问题。该反应很容易发生，很可能是由于所存在的大量磺酸钙的高去垢性/分散性而导致。照此，现有技术中并不知道在磺酸钙润滑脂中使用碱金属氢氧化物作为使复合酸与氢氧化钙反应的一种方法。
以前并不知道通过将高碱值磺酸镁作为一种成分与高碱值磺酸钙一起添加来制备高碱值磺酸钙润滑脂作为在维持足够高的滴点的同时改进稠化剂产量的方法。也不知道在制备具有改进的稠化剂产量和高滴点的磺酸钙润滑脂时将各种成分和方法结合，例如将添加高碱值磺酸镁与以下结合：(1)相对于添加水或一种或多种其它反应性成分延迟添加磺酸镁；(2)分开添加磺酸镁；(3)(在添加或不添加氢氧化钙或氧化钙的情况下)添加羟磷灰石和/或添加的结晶碳酸钙或它们的组合作为与复合酸反应的含钙碱(也称作碱性钙化合物)；(4)添加碱金属氢氧化物；(5)延迟添加非水性转化剂；或者(6)这些方法和成分的组合。
发明内容
本发明涉及高碱值磺酸钙润滑脂和使用添加的高碱值磺酸镁制备这种润滑脂的方法，以提供稠化剂产量(在保持可接受的针入度测量值的同时需要更少的高碱值磺酸钙)的改进和如滴点所表明的所期望的高温性能的改进。如本文所使用，含有高碱值磺酸镁的磺酸钙润滑脂(或者高碱值磺酸钙润滑脂)有时称作磺酸钙镁润滑脂、高碱值磺酸钙镁润滑脂、或者基于磺酸盐的润滑脂。根据一个优选实施方式，高碱值磺酸钙镁润滑脂(不管是复合润滑脂还是单纯润滑脂)通过向用来制备高碱值磺酸钙润滑脂的任何已知组合物或方法中添加高碱值磺酸镁来制备，以便高碱值磺酸镁和高碱值磺酸钙均用作成分。添加高碱值磺酸镁与用来制备单纯或复合高碱值磺酸钙润滑脂的现有技术方法和成分一起进行。可根据本发明使用任何已知的用来制备高碱值磺酸钙润滑脂的高碱值磺酸钙润滑脂组合物和方法，以便通过向具有高碱值磺酸镁的已知组合物或已知方法中需要的初始量的高碱值磺酸钙(以及其它成分)中添加高碱值磺酸镁来制备基于磺酸盐的润滑脂。根据另一个优选实施方式，高碱值磺酸钙镁润滑脂(不管是复合润滑脂还是单纯润滑脂)通过在任何已知的用来制备高碱值磺酸钙润滑脂的组合物和方法中将一些高碱值磺酸钙替换为高碱值磺酸镁来制备，从而降低初始量的高碱值磺酸钙。
根据另一个优选实施方式，磺酸钙镁复合润滑脂组合物包含10％-45％的高碱值磺酸钙和0.1％-30％的高碱值磺酸镁。更优选地，根据本发明的实施方式的磺酸钙镁复合润滑脂组合物包含10％-30％的高碱值磺酸钙和1％-24％的高碱值磺酸镁。最优选地，根据本发明的实施方式的磺酸钙镁复合润滑脂组合物包含10％-22％的高碱值磺酸钙和1％-15％的高碱值磺酸镁。
根据另一个优选实施方式，磺酸钙镁润滑脂包含高碱值磺酸钙成分和高碱值磺酸镁成分，其比例范围为99.9:0.1至60:40，更优选为99:1至70/30，最优选为90:10至80:20。相对于高碱值磺酸钙的量其它量的高碱值磺酸镁也可使用。
根据另一个优选实施方式，当向常规现有技术润滑脂组合物和方法中添加高碱值磺酸镁时会获得改进的稠化剂产量和足够高的滴点，甚至当高碱值磺酸钙被看作是如‘406专利中所述和所定义的“劣”质时亦是如此。
根据另一个优选实施方式，基于磺酸盐的润滑脂通过添加高碱值磺酸镁制备，其中所有高碱值磺酸镁均在或靠近润滑脂制备过程的开始时在转化之前添加。根据另一个优选实施方式，在添加一种或多种其它成分与添加所有或部分高碱值磺酸镁之间存在一个或多个延迟时段。与如‘473申请所述的延迟时段类似，这些延迟时段可以是温度调节延迟时段或保持延迟时段。为了便于参考，如‘473申请中所述的延迟时段/方法将被称作转化剂延迟时段或转化剂延迟方法(或者类似的用语)，相对于添加高碱值磺酸镁的延迟将被称作磺酸镁延迟时段或磺酸镁延迟方法(或者类似的用语)。
根据另一个优选实施方式，基于磺酸盐的润滑脂通过添加高碱值磺酸镁制备，其中磺酸镁总量的一部分在转化之前添加，最优选在转化开始之前添加，磺酸镁总量的剩余部分或另一部分在转化之后添加。根据又一个优选实施方式，在转化之前添加的部分的量比在转化之后添加的部分的量更小。优选地，在转化之前添加的部分约为总的高碱值磺酸镁的0.1％-20％，更优选约为总的高碱值磺酸镁的0.5％-15％，最优选约为所添加的总的高碱值磺酸镁的1.0％-10％。这些实施方式总体上在本文中称作“分开添加”磺酸镁。根据又一个优选实施方式，所述分开添加方法可与磺酸镁延迟时段方法结合，以便在添加第一部分磺酸镁之前、或在添加第二部分磺酸镁之前，或在添加第一部分磺酸镁和在添加第二部分磺酸镁之前存在磺酸镁延迟时段。
根据其它优选实施方式，基于磺酸盐的润滑脂通过向任何已知的用来制备高碱值磺酸钙润滑脂的组合物或方法中添加高碱值磺酸镁来制备，或者使用根据本发明的实施方式的任何组合物与一种或多种以下方法或成分结合来制备：(1)在添加或不添加添加的氢氧化钙(附加氢氧化钙，added calcium hydroxide)和/或添加的氧化钙(附加氧化钙，added calcium oxide)(作为含钙碱)的情况下添加羟磷灰石和/或添加的碳酸钙(附加碳酸钙，added calcium carbonate)作为与复合酸反应的含钙碱；(2)添加碱金属氢氧化物(最优选为氢氧化锂)；或者(3)延迟添加非水性转化剂。这些另外的方法和成分在美国专利申请序列号13/664,768(现在为美国专利号9,458,406)、13/664,574(现在为美国专利号9,273,265)、14/990,473和15/130,422中进行了公开，其通过引用并入本文。根据再其它的优选实施方式，所述磺酸镁延迟时段方法和/或所述分开添加方法还可与一种或多种前述方法结合。
具体实施方式
高碱值磺酸钙镁润滑脂组合物
根据本发明的一个优选实施方式，提供了一种磺酸钙镁润滑脂组合物，其包含高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁。根据另一个优选实施方式，磺酸钙镁单纯(简单，simple)或复合润滑脂组合物进一步包含基础油、一种或多种添加的含钙碱、水、一种或多种非水性转化剂、以及可选的辅助酸(促进酸，facilitating acid)。根据另一个优选实施方式，磺酸钙镁复合润滑脂组合物进一步包含一种或多种复合酸。
根据几个优选实施方式，磺酸钙镁润滑脂组合物包含以最终润滑脂产物的重量百分比计的以下成分(尽管一些成分，例如水、酸和含钙碱，可能不在最终润滑脂产物中，或者可能不在所示添加的含量中)：
表1-优选组合物
一些或所有任何特定成分(包括转化剂和添加的含钙碱)由于制备过程中的蒸发、挥发、或者与其它成分反应可能在最终成品中不存在。当润滑脂在敞口容器中制备时是这些量。当磺酸钙镁润滑脂在压力容器中制备时可使用甚至更小量的高碱值磺酸钙。
根据本发明的这些实施方式使用的高度高碱值的油溶性磺酸钙(为了简便起见在本文中还简单称作“磺酸钙”或“高碱值磺酸钙”)可以是现有技术(例如美国专利号4,560,489、5,126,062、5,308,514和5,338,467)中记载的任何典型的磺酸钙。高度高碱值的油溶性磺酸钙可根据这些已知方法原位产生，或者可作为可商购的产品购买。这种高度高碱值的油溶性磺酸钙将具有不低于200、优选不低于300、最优选约400或更高的总碱值(TotalBase Number)(TBN)。可商购的这一类型的高碱值磺酸钙包括(但不限于)以下：HybaseC401，由Chemtura USA Corporation供应；Syncal OB 400和Syncal OB405-WO，由KimesTechnologies International Corporation供应；Lubrizol 75GR、Lubrizol 75NS、Lubrizol 75P和Lubrizol 75WO，由Lubrizol Corporation供应。高碱值磺酸钙含有以高碱值磺酸钙的重量计约28％至40％的分散的无定形碳酸钙，其在制备磺酸钙润滑脂的过程中被转化为结晶碳酸钙。高碱值磺酸钙还含有以高碱值磺酸钙的重量计约0％至8％的残留氧化钙或氢氧化钙。大部分商用高碱值磺酸钙还将含有约40％的基础油作为稀释剂，以防止高碱值磺酸钙太稠以至于难以处理和加工。高碱值磺酸钙中基础油的量可使得不需要在转化之前添加另外的基础油(作为单独的成分)以获得可接受的润滑脂。
所用高碱值磺酸钙可以是如本文所定义的“优”质或“劣”质。当使用现有技术磺酸钙技术时，推广和销售的用来制备基于磺酸钙的润滑脂的某些高碱值油溶性磺酸钙可能会给出滴点不可接受地低的产物。这种高碱值油溶性磺酸钙在整个本申请中称作“劣质”高碱值油溶性磺酸钙。当除了所用的可商购的批次的高碱值磺酸钙之外其它所有成分和方法均相同时，会产生具有较高滴点(高于575F)的润滑脂的高碱值油溶性磺酸钙针对本发明的目的被认为是“优”质磺酸钙，会产生具有较低滴点的润滑脂的那些针对本发明的目的则被认为是“劣”质的。在‘406专利中提供了它的几个实施例，其通过引用并入本文。尽管已经对优质和劣质高碱值油溶性磺酸钙进行了对比化学分析，但是据信这一低滴点问题的准确原因尚未证实。尽管许多可商购的高碱值磺酸钙被认为是优质的，但是不管使用的是优质磺酸钙还是劣质磺酸钙都希望获得改进的稠化剂产量和更高的滴点。已经发现，当使用碱金属氢氧化物时，特别是在与根据本发明的延迟转化剂添加方法、分开添加方法、以及延迟磺酸镁添加方法结合时，优质磺酸钙或劣质磺酸钙都可获得改进的稠化剂产量和更高的滴点。
润滑脂制备领域中通常使用并熟知的任何基于石油的环烷矿物油或石蜡矿物油均可用作根据本发明的基础油。由于大部分商用高碱值磺酸钙已经含有约40％的基础油作为稀释剂以防止高碱值磺酸盐太稠以至于难以处理，因此基础油应根据需要添加。类似地，高碱值磺酸镁很可能也含有基础油作为稀释剂。鉴于高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁中具有所述量的基础油，可能不需要添加另外的基础油，这要取决于所期望的恰好在转化之后的润滑脂稠度以及所期望的最终润滑脂的稠度。本发明的润滑脂中还可使用合成基础油。这种合成基础油包括聚α烯烃(PAO)、二酯、多元醇酯、聚醚、烷基化的苯、烷基化的萘、以及硅酮流体。本领域普通技术人员应理解，在一些情况下，如果在转化过程中存在的话，合成基础油可能会具有不良作用。在这种情况下，那些合成基础油不应在开始时添加，而是在润滑脂制备过程中不良作用会被消除或最小化的阶段(例如在转化之后)添加。环烷矿物基础油和石蜡矿物基础油是优选的，这是由于其较低的成本和可获得性。所添加的基础油(包括初始添加的基础油，以及可在润滑脂方法后期添加以获得期望的稠度的任何基础油)的总量优选在以上表1所示的以润滑脂的最终重量计的范围内。通常，作为单独的成分添加的基础油的量会随着高碱值磺酸钙的量降低而增加。本领域普通技术人员应理解，本发明中还可使用如上所述的不同基础油的组合。
根据本发明的这些实施方式使用的高碱值磺酸镁(为了简便起见在本文中还简单称作“磺酸镁”)可以是现有技术中记载或已知的任何典型的磺酸镁。高碱值磺酸镁可原位制备，或者可使用任何可商购的高碱值磺酸镁。高碱值磺酸镁通常会包含中性烷基苯磺酸镁和某一量的高碱值，其中大量的该高碱值为碳酸镁形式。据信碳酸镁通常为无定形(非晶体)形式。一部分高碱值还可以是氧化镁形式、氢氧化镁形式，或者氧化镁形式和氢氧化镁形式的混合物。高碱值磺酸镁的总碱值(TBN)优选为至少400mg KOH/克，但是更低的TBN值也是可以可接受的，并且也在针对以上高碱值磺酸钙的TBN值所示的相同范围内。
向本发明的优选实施方式中添加水作为一种转化剂。优选在本发明的这些实施方式中还添加一种或多种其它非水性转化剂。非水性转化剂包括除了水之外的任何转化剂，例如醇、醚、二醇、二醇醚、二醇聚醚、羧酸、无机酸、有机硝酸酯、多元醇及其衍生物、以及含有活性氢或互变异构氢的任何其它化合物。非水性转化剂还包括含有一些水作为稀释剂或杂质的那些试剂。尽管它们可用作非水性转化剂，但是优选不使用醇，例如甲醇或异丙基醇或其它低分子量(即更挥发性的)的醇，这是由于在润滑脂制备过程中或者在刷洗的醇的有害废物处理过程中与排气相关的环境顾虑和限制。作为转化剂添加的水的总量以润滑脂的最终重量计优选在表1所示的范围内。在转化之后可添加更多的水。另外，如果转化在敞口容器中在足够高的温度下进行以至于在转化过程中将显著部分的水挥发，那么可添加更多的水以补充损失的水。所添加的一种或多种非水性转化剂的总量以润滑脂的最终重量计优选在表1所示的范围内。通常，所用的非水性转化剂的量会随着高碱值磺酸钙的量的降低而降低。根据所用转化剂，可在制备过程中通过挥发将它们的一部分或全部除去。特别优选的是较低分子量的二醇，例如己二醇和丙二醇。应注意，一些转化剂还可充当复合酸，以产生以下所讨论的根据本发明的一个实施方式的磺酸钙复合润滑脂。这种材料会同时提供转化功能和复合功能。
尽管不需要，但是根据本发明的另一个实施方式可可选地在转化之前向混合物中添加少量的辅助酸。烷基链长度通常在8至16个碳之间的合适的辅助酸(例如烷基苯磺酸)可帮助促进高效形成润滑脂结构。最优选地，该烷基苯磺酸包含大部分为约12个碳的长度的烷基链长度的混合。这种苯磺酸通常称作十二烷基苯磺酸(“DDBSA”)。可商购的这一类型的苯磺酸包括由JemPak GK Inc.供应的JemPak 1298磺酸，由Pilot Chemical Company供应的Calsoft LAS-99、以及由Stepan Chemical Company供应的Biosoft S-101。当本发明中使用烷基苯磺酸时，它在转化之前添加，优选以表1所示的范围内的量添加。如果磺酸钙使用烷基苯磺酸原位制备，那么根据该实施方式添加的辅助酸是产生磺酸钙需要的辅助酸之外的辅助酸。
在根据本发明的磺酸钙镁润滑脂组合物的优选实施方式中还添加一种或多种含钙碱作为成分。这些含钙碱会与复合酸反应形成复合磺酸钙镁润滑脂。含钙碱可包括羟磷灰石、添加的碳酸钙、添加的氢氧化钙、添加的氧化钙、或者一种或多种上述物质的组合。最优选地，添加的羟磷灰石和添加的碳酸钙与少量添加的氢氧化钙一起使用。根据该优选实施方式，这三种作为成分添加的含钙碱的优选的量以最终润滑脂产物的重量百分比计(尽管这些碱会与酸反应，并且不会存在于最终润滑脂产物中)为：
表2-优选的添加的含钙碱
成分 优选的量(％) 更优选的量(％) 最优选的量(％)
羟磷灰石 1.0-20 2.0-15 3.0-10
添加的碳酸钙 1.0-20 2.0-15 3.0-10
添加的氢氧化钙或氧化钙 0.07-1.2 0.15-1.00 0.18-0.80
用作与复合酸反应的含钙碱的羟磷灰石根据优选实施方式可在转化前添加、在转化后添加，或者一部分在转化前添加一部分在转化后添加。最优选地，羟磷灰石是细碎的，平均粒径约为1至20微米，优选约为1至10微米，最优选约为1至5微米。另外，羟磷灰石将具有足够的纯度，以便磨损性污染物(例如二氧化硅和氧化铝)处于足够低的水平，而不会显著影响所得润滑脂的抗磨特性。理想的是，为了获得最佳结果，羟磷灰石应该是食品级或者美国药典级。所添加的羟磷灰石的量优选在表1(总的含钙碱)或表2所示的范围内，但是如果需要的话可以在转化和所有与复合酸的反应完成之后添加更多。
根据本发明的另一个优选实施方式，羟磷灰石可以在化学计量上不足以完全与复合酸反应的量添加。在该实施方式中，可添加细碎碳酸钙作为所添加的油不溶性固体含钙碱，优选在转化之前以足以与任何随后添加的复合酸中未被羟磷灰石中和的部分完全反应从而将其中和的量添加。
根据另一个优选实施方式，羟磷灰石可以在化学计量上不足以完全与复合酸反应的量添加。在该实施方式中，可添加细碎的氢氧化钙和/或氧化钙作为油不溶性固体含钙碱，优选在转化之前以足以与任何随后添加的复合酸中未被共添加的羟磷灰石中和的部分完全反应从而将其中和的量添加。根据又一个优选实施方式，当羟磷灰石与添加的氢氧化钙一起用作与复合酸反应的含钙碱以制备磺酸钙镁润滑脂时，与‘406专利中所述的润滑脂相比需要更小量的羟磷灰石。在‘406专利中，所添加的氢氧化钙和/或氧化钙优选以不超过由添加的氢氧化钙和/或氧化钙和羟磷灰石共同提供的氢氧化物当量碱度的75％的量存在。也就是说，在‘406专利中所述的润滑脂中羟磷灰石优选占总的添加的氢氧化物当量(来自羟磷灰石以及添加的氢氧化钙和/或添加的氧化钙)的至少25％，特别是当使用劣质高碱值磺酸钙时。如果使用的羟磷灰石小于该量，那么最终润滑脂的滴点可能就会受到影响。但是，通过向根据本发明的各种实施方式的组合物中添加高碱值磺酸镁，可在仍保持足够高的滴点的同时使用更少的羟磷灰石。根据本发明的优选实施方式使用的羟磷灰石的量可小于氢氧化物当量碱度的25％，甚至小于氢氧化物当量碱度的10％，甚至当使用劣质高碱值磺酸钙时亦是如此。这表明成品润滑脂中存在高碱值磺酸镁产生了出乎预料的改变和改进的化学结构，现有技术未预料到这种化学结构。由于与添加的氢氧化钙相比羟磷灰石通常贵很多，因此这会潜在地进一步降低最终润滑脂的成本而又不会导致滴点的任何显著降低。
在另一个实施方式中，还可与羟磷灰石、氢氧化钙和/或氧化钙一起添加碳酸钙，碳酸钙在与复合酸反应之前或之后添加。当羟磷灰石、氢氧化钙和/或氧化钙的量不足以中和所添加的一种或多种复合酸时，优选以超过足以中和任何剩余的一种或多种复合酸的量的量添加碳酸钙。
作为含钙碱根据本发明的这些实施方式单独使用或者与另一种或多种含钙碱组合使用的所添加的碳酸钙是细碎的，平均粒径约为1至20微米，优选约为1至10微米，最优选约为1至5微米。此外，添加的碳酸钙优选为具有足够纯度的结晶碳酸钙(最优选为方解石)，以便磨损性污染物(例如二氧化硅和氧化铝)处于足够低的水平，而不会显著影响所得润滑脂的抗磨特性。理想的是，为了获得最佳结果，碳酸钙应该是食品级或者美国药典级。添加的碳酸钙的量优选在表1(总的含钙碱)或表2所示的范围内。这些量作为高碱值磺酸钙中含有的量的分散的碳酸钙之外的单独成分添加。根据本发明的另一个优选实施方式，添加的碳酸钙在转化之前添加，作为仅有的所添加的用来与复合酸反应的含钙碱成分。在转化之后和在所有与复合酸的反应完成之后(在复合润滑脂的情况下)可向本发明的单纯润滑脂或复合润滑脂实施方式中添加更多的碳酸钙。但是，本文中提及添加的碳酸钙是指在转化之前并且在制备根据本发明的复合润滑脂时作为所添加的与复合酸反应的含钙碱的一种或者唯一一种添加的碳酸钙。
在转化前添加或在转化后添加的所添加的氢氧化钙和/或所添加的氧化钙根据另一个实施方式应该是细碎的，平均粒径约为1至20微米，优选约为1至10微米，最优选约为1至5微米。此外，氢氧化钙和氧化钙将具有足够的纯度，以便磨损性污染物(例如二氧化硅和氧化铝)处于足够低的水平，而不会显著影响所得润滑脂的抗磨特性。理想的是，为了获得最佳结果，氢氧化钙和氧化钙应该是食品级或者美国药典级。氢氧化钙和/或氧化钙的总量优选在表1(总的含钙碱)或表2所示的范围内。这些量作为高碱值磺酸钙中包含的量的残留氢氧化钙或氧化钙之外的单独成分添加。最优选地，在转化之前未添加相对于所用复合酸的总量过量的氢氧化钙。根据又一个实施方式，不需要添加任何氢氧化钙或氧化钙与复合酸反应，添加的碳酸钙或羟磷灰石(或者两者)可用作仅有的所添加的用于这种反应的含钙碱，或者可组合用于这种反应。
在根据本发明的磺酸钙镁润滑脂组合物的优选实施方式中，还可选地添加一种或多种碱金属氢氧化物作为成分。可选的添加的碱金属氢氧化物包含氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、或它们的组合。最优选地，根据本发明的一个实施方式的高碱值磺酸钙镁润滑脂中使用的碱氢氧化物为氢氧化锂。与添加的高碱值磺酸镁组合，氢氧化锂可与氢氧化钠一样好地起作用，或者比氢氧化钠更好地起作用。这是出乎预料的，这是由于如‘422申请中所公开，当仅使用高碱值磺酸钙时氢氧化锂起的作用似乎不如氢氧化钠好。这又一次表明最终润滑脂中存在高碱值磺酸镁产生了出乎预料的特性，这是现有技术所未预料到的。所添加的碱金属氢氧化物的总量优选在表1所示的范围内。至于含钙碱，碱金属氢氧化物会与复合酸反应，产生最终润滑脂产物中存在的复合酸的碱金属盐。以上所示优选的量是相对于最终润滑脂产物的重量作为粗成分添加的量，尽管最终润滑脂中不会存在碱金属氢氧化物。
根据用来制备高碱值磺酸钙镁润滑脂的方法的一个优选实施方式，碱金属氢氧化物在添加至其它成分中之前被溶于水中。用来溶解碱金属氢氧化物的水可以是用作转化剂的水，或者转化之后添加的水。最优选在将其添加至其它成分中之前将碱金属氢氧化物溶于水中，但是它也可以不首先溶于水中而直接将其添加至其它成分中。
当期望获得复合磺酸钙镁润滑脂时还添加一种或多种复合酸，例如长链羧酸、短链羧酸、硼酸、以及磷酸。总的复合酸的优选范围约为2.8％至14％，作为成分的特定类型的复合酸的优选的量以最终润滑脂产物的重量百分比计(尽管这些酸会与碱反应，并且不会存在于最终润滑脂产物中)为：
表3-优选的复合酸
成分 优选的量(％) 更优选的量(％) 最优选的量(％)
短链酸 0.05-2.0 0.1-1.0 0.15-0.5
长链酸 0.5-8.0 1.0-5.0 2.0-4.0
硼酸 0.3-4.0 0.5-3.0 0.6-2.0
磷酸 0.4-4.0 0.6-3.0 0.8-2.0
适合根据本发明使用的长链羧酸包含具有至少12个碳原子的脂肪族羧酸。优选地，长链羧酸包含具有至少16个碳原子的脂肪族羧酸。最优选地，长链羧酸为12-羟基硬脂酸。长链羧酸的总量优选在表3所示的范围内。
适合根据本发明使用的短链羧酸包含具有不超过8个碳原子、优选具有不超过4个原子的脂肪族羧酸。最优选地，短链羧酸为乙酸。短链羧酸的总量优选在表3所示的范围内。预期可与根据本发明的润滑脂的产生中使用的水或其它成分反应产生长链羧酸或短链羧酸的任何化合物也适合使用。比如，通过与混合物中存在的水反应，使用乙酸酐会形成将用作复合酸的乙酸。类似地，通过与混合物中存在的水反应，使用12-羟基硬脂酸甲酯会形成将用作复合酸的12-羟基硬脂酸。可替代地，如果混合物中未存在足够的水，可向混合物中添加更多的水，以便与这种组分反应形成必要的复合酸。另外，乙酸和其它羧酸根据添加的时间还可用作转化剂或复合酸，或者用作转化剂和复合酸。类似地，一些复合酸(例如‘514和‘467专利中的12-羟基硬脂酸)也可用作转化剂。
如果根据该实施方式硼酸被用作复合酸，那么其量优选在表3所示的范围内。硼酸可先溶于水中或打浆于水中然后再添加，或者它也可以在无水情况下添加。优选地，硼酸在制备过程中添加以便仍存在水。可替代地，可使用熟知的任何无机硼酸盐替代硼酸。类似地，可使用已经确认的任何含硼有机化合物替代硼酸，例如含硼胺、含硼酰胺、含硼酯、含硼醇、含硼二醇、含硼醚、含硼环氧化物、含硼脲、含硼羧酸、含硼羧酸、含硼环氧化物、含硼过氧化物等。如果磷酸用作复合酸，那么添加优选在表3所示的范围内的量。本文所述的各种复合酸的百分比是指纯的活性化合物。如果任何这些复合酸以稀释形式提供，它们可能仍适合用于本发明。但是，这种稀释复合酸的百分比需要作出调整，从而将稀释因素考虑在内，并使得实际的活性物质在指定的百分比范围内。
还可以向本发明的单纯润滑脂实施方式或复合润滑脂实施方式中添加润滑脂制备领域中通常已知的其它添加剂。这种添加剂可包括防锈剂和缓蚀剂、金属去活剂、金属钝化剂、抗氧化剂、极压添加剂、抗磨添加剂、螯合剂、聚合物、增粘剂、染料、化学标记物、芳香赋予剂、以及蒸发溶剂。后面的类别在制备开式齿轮润滑剂和编织钢丝绳润滑剂时可能特别有用。包括任何这种添加剂应被理解为仍在本发明的范围内。所有成分的百分比均以成品润滑脂的最终重量计，除非另外指出，即使由于反应或挥发最终润滑脂产物中可能并不存在那个量的成分。
根据这些优选实施方式的磺酸钙复合润滑脂为NLGI2号级别润滑脂，其具有至少575F、更优选650F或更高的滴点，但是根据这些实施方式(具有本领域普通技术人员应了解的改动)还可制备从000号至3号的其它NLGI级别润滑脂。与大部分基于磺酸钙的润滑脂(其根据钙为100％)相比，使用根据本发明的优选方法和成分似乎会改进高温剪切稳定性。
制备高碱值磺酸钙镁润滑脂的方法
磺酸钙镁润滑脂组合物优选根据本文所述的本发明方法制备。在一个优选实施方式中，所述方法包含：(1)将高碱值磺酸钙和基础油混合；(2)添加并混合高碱值磺酸镁，其可在转化之前全部同时添加，使用分开添加方法添加，使用磺酸镁延迟时段添加，或者使用分开添加和磺酸镁延迟时段的组合添加；(3)可选地添加并混合碱金属氢氧化物，优选在添加至其它成分之前预溶于水中；(4)添加并混合一种或多种含钙碱；(5)添加并混合一种或多种非水性转化剂并可选地添加并混合作为转化剂的水，如果在转化之前添加其可包括第3步的水；(6)可选地添加并混合一种或多种辅助酸；(7)添加并混合一种或多种复合酸，如果复合钙镁润滑脂是所期望的；(8)加热这些成分的一些组合，直到转化发生。另外的可选步骤包含：(9)根据需要在转化之后可选地混合另外的基础油；(10)混合并加热至足够高的温度，以确保将水和任何挥发性反应副产物除去，并优化最终的产物质量；(11)冷却润滑脂，同时根据需要添加另外的基础油；(12)添加本领域中熟知的剩余目标添加剂；如果需要的话，(13)根据需要研磨最终润滑脂，以获得最终平滑的均匀产物。
添加的磺酸镁可在转化之前全部同时添加，优选恰好在将高碱值磺酸钙与任何添加的基础油混合之后添加。根据以下进一步描述的另一个优选实施方式，在添加水或其它反应性成分与添加至少一部分转化之前添加的磺酸镁之间可以存在一个延迟时段。根据另一个优选实施方式，一部分磺酸镁可在转化之前(优选在开始时，恰好在将高碱值磺酸钙与任何添加的基础油混合之后，或者在转化开始之前)添加，另一部分在转化之后(恰好在转化完成之后，或者在转化后并将混合物加热和/或冷却之后)添加。
步骤(3)、(4)和(7)中的每种成分可在转化之前添加，在转化之后添加，或者一部分在转化之前添加另一部分在转化之后添加。第6步中添加的任何辅助酸优选在转化之前添加。如果使用辅助酸和碱金属氢氧化物，那么优选在添加碱金属氢氧化物之前将辅助酸添加到混合物中。最优选地，本发明的方法中使用的特定的成分和量根据本文所述组合物的优选实施方式。尽管一些成分优选在其它成分之前添加，但是在本发明的优选实施方式中各成分相对于其它成分的添加顺序并不重要(除了在第5步中，如果使用转化剂延迟方法，需在非水性转化剂之前添加水)。
尽管这些最后的步骤9-13的顺序和时间不重要，但是优选在转化之后快速将水除去。通常，润滑脂被加热(优选在无压力的开放条件下，尽管可以使用压力)至250F与300F之间、优选300F至380F、最优选380F至400F，以除去最初作为转化剂添加的水，以及在润滑脂的形成过程中通过化学反应形成的任何水。在制备过程中在润滑脂批次中存在持久时段的水可能会导致稠化剂产量、滴点、或者稠化剂产量和滴点退化，而这种不利影响则可以通过将水快速除去来避免。如果向润滑脂中添加聚合添加剂，那么它们优选直到润滑脂温度达到300F时再添加。如果以足够的含量添加的话，那么聚合添加剂可能会妨碍水的有效挥发。因此，聚合添加剂优选只有在所有的水都被除去之后再向润滑脂中添加。如果在制备过程中可以确定所有的水在润滑脂温度达到优选的300F值之前都已经被除去，那么可优选在其后的任何时间添加任何聚合物添加剂。
高碱值磺酸镁延迟添加方法
在一个优选实施方式中，在添加水或其它反应性成分(例如酸、碱或非水性转化剂)与随后添加至少一部分高碱值磺酸镁之间存在一个或多个延迟时段。在这一磺酸镁延迟添加方法中，一个或多个延迟可在添加所有的磺酸镁之前，或者如果使用分开添加方法的话，一个或多个延迟时段可在添加任一部分磺酸镁之前，或者可在添加每个部分之前。一个或多个磺酸镁延迟时段可以是温度调节延迟时段或保持延迟时段，或者温度调节延迟时段和保持延迟时段。
例如，第一磺酸镁温度调节延迟时段是在添加一部分水或其它反应性成分之后和在添加磺酸镁之前将混合物加热至一个温度或温度范围(第一磺酸镁温度)的时间的量。第一磺酸镁保持延迟时段是在加热或冷却至另一个温度之前或者在添加至少一部分磺酸镁之前将混合物保持在第一磺酸镁温度的时间的量。第二磺酸镁温度调节延迟时段是在第一保持延迟时段之后将混合物加热或冷却至另一个温度或温度范围(第二磺酸镁温度)的时间的量。第二磺酸镁保持延迟时段是在加热或冷却至另一个温度之前或者在添加至少另一部分磺酸镁之前将混合物保持在第二磺酸镁温度的时间的量。其它磺酸镁温度调节延迟时段或磺酸镁保持延迟时段(即第三磺酸镁温度调节延迟时段)采取同样的方式。通常，每个磺酸镁温度调节延迟时段的持续时间将会是约30分钟至24小时，或者更通常为约30分钟至5小时。但是，本领域普通技术人员应理解，任一磺酸镁温度调节延迟时段的持续时间将会根据润滑脂批次的大小、用来混合和加热该批次的设备、以及起始温度与最终温度之间的温度差别而有所变化。
通常，磺酸镁保持延迟时段会在温度调节延迟时段之前或之后，反之亦然，但是可以存在两个紧邻的保持延迟时段或者两个紧邻的温度调节时段。例如，可在添加一部分磺酸镁之前和在添加水或反应性成分之后将混合物在环境温度下保持30分钟(第一磺酸镁保持延迟时段)，并且在添加更多的磺酸镁之前可继续将其在环境温度下保持另一小时(第二磺酸镁保持延迟时段)。另外，可在添加至少一部分磺酸镁之前和在添加水或另一种反应性成分之后将混合物加热或冷却至第一温度(第一磺酸镁温度调节时段)，然后在添加更多的磺酸镁之前将混合物加热或冷却至第二温度(第二磺酸镁温度调节时段，无任何中间保持阶段)。另外，不需要在每个延迟时段之后都添加一部分磺酸镁，但是在添加之前或者在添加之间可略过延迟时段。例如，在添加一部分磺酸镁之前，可将混合物加热至一个温度(第一磺酸镁温度调节延迟时段)，然后在随后添加磺酸镁之前在该温度下保持一个时间段(第一磺酸镁保持延迟时段)。
根据一个优选实施方式，第一磺酸镁温度可以是环境温度或另一个温度。任何随后的磺酸镁温度可以比之前的温度更高或更低。如果在混合物达到一个温度或温度范围之后立即将一部分磺酸镁添加至包括水或其它反应性成分的混合物，那么对于该特定温度和该部分磺酸镁而言就没有磺酸镁保持时间延迟；但是如果在该温度或温度范围保持一个时间段之后添加另一部分磺酸镁，那么对于该温度和该部分磺酸镁而言就存在一个磺酸镁保持时间延迟。可在任何磺酸镁温度调节延迟时段或磺酸镁保持延迟时段之后添加一部分磺酸镁，并且可在另一个磺酸镁温度调节延迟时段或磺酸镁保持延迟时段之后添加另一部分磺酸镁。另外，水、一种反应性成分或其一部分的添加可以是一个磺酸镁延迟时段的起点，水、相同反应性成分、不同反应性成分、或其部分的随后添加可以是另一个磺酸镁延迟时段的起点。
高碱值磺酸镁分开添加方法
在另一个优选实施方式中，高碱值磺酸镁的总量以两部分添加(分开添加方法)。在过程开始时或者接近过程开始时(在转化完成之前，优选在转化开始之前)添加第一部分，随后在形成润滑脂结构之后(在转化完成之后，或者在转化后并将混合物加热和/或冷却之后)添加第二部分。当使用分开添加方法时，优选在转化之前添加的第一部分中添加约0.1-20％的磺酸镁(以润滑脂的最终重量计)，更优选在第一部分中添加约0.5-15％、最优选约1.0-10％。磺酸镁的剩余部分(优选提供表1所示范围内的总量)将在转化之后添加。优选在第一部分中添加总的磺酸镁的约0.25至95％，更优选在第一部分中添加总的磺酸镁的约1.0-75％、最优选总的磺酸镁的约10-50％。
高碱值磺酸镁分开添加方法还可与延迟磺酸镁添加方法结合。在一个优选的结合方法中，第一部分高碱值磺酸镁在最开始时未添加，而是在添加水或一种或多种反应性组分之后在转化开始之前添加，在添加水或其它反应性成分与添加第一部分磺酸镁之间存在一个或多个磺酸镁温度调节延迟时段和/或磺酸镁保持延迟时段。然后第二部分在转化完成之后在进一步添加水或另外的反应性成分之前(无另外的磺酸镁延迟时段)或者在添加更多的水或其它反应性组分之后(另一个磺酸镁延迟时段，其可包括一个或多个磺酸镁温度调节延迟时段和/或磺酸镁保持延迟时段)添加。
在其它优选实施方式中，添加磺酸镁与一个或多个以下结合：(1)添加羟磷灰石和/或添加的碳酸钙作为与复合酸反应的含钙碱，可以如‘265和‘406专利以及本文中所述另外添加或者不添加添加的氢氧化钙和/或添加的氧化钙作为含钙碱；(2)如‘473申请和本文中所述延迟添加非水性转化剂；(3)如‘422申请和本文中所述添加碱金属氢氧化物(最优选氢氧化锂)；或者(4)及其组合。根据再其它的优选实施方式，磺酸镁延迟时段方法和/或分开添加方法还可与一个或多个上述方法结合。
添加含钙碱的方法
根据几个优选实施方式，添加一种或多种含钙碱的步骤涉及以下之一：(a)在转化之前将细碎的羟磷灰石混合，作为所添加的仅有的含钙碱；(b)根据一个实施方式，将足以完全与随后添加的复合酸反应从而将其中和的量的细碎的羟磷灰石和碳酸钙混合；(c)根据本发明的另一个实施方式，将足以完全与随后添加的复合酸反应从而将其中和的量的细碎的羟磷灰石和氢氧化钙和/或氧化钙混合，添加的氢氧化钙和/或氧化钙优选以不超过由添加的氢氧化钙和/或氧化钙和羟磷灰石一起提供的氢氧化物当量碱度的90％的量存在；(d)根据本发明的另一个实施方式，在转化之后将添加的碳酸钙混合；(e)根据本发明的又一个实施方式，在转化之后将足以完全与转化后添加的任何复合酸反应从而将其中和的量的羟磷灰石混合；(f)在转化之前将作为油不溶性固体含钙碱的细碎碳酸钙混合，并将不足以完全与随后添加的复合酸反应从而将其中和的量的细碎的羟磷灰石和氢氧化钙和/或氧化钙混合，添加的氢氧化钙和/或氧化钙优选以不超过由添加的氢氧化钙和/或氧化钙和羟磷灰石一起提供的氢氧化物当量碱度的90％的量存在，之前添加的碳酸钙以足以完全与任何随后添加的复合酸中未被羟磷灰石和氢氧化钙和/或氧化钙中和的部分反应从而将其中和的量添加。这些实施方式可与转化剂延迟方法、磺酸镁分开添加方法、磺酸镁延迟方法、碱金属氢氧化物添加方法、或其任意组合结合。
转化剂延迟方法
在可与本文的任何高碱值磺酸镁添加方法和其它方法组合使用的一个优选实施方式中，使用转化剂延迟方法。在该实施方式中，所述方法包含以上所述的这些相同的步骤，除了转化剂包含水和至少一种非水性转化剂并且在水的转化前添加与一种或多种其它非水性转化剂中的至少一部分的添加之间存在一个或多个延迟时段(转化剂延迟方法)。与磺酸镁延迟方法类似，转化剂延迟方法可包括转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段，或者两者均包括。如果在转化前添加更多的水以补偿制备过程中的蒸发损失，那么那些添加并不用来重新开始或者确定延迟时段，只有水的首次添加才被用作确定延迟时段的起点。
转化剂延迟时段可涉及多个温度调节延迟时段和/或多个保持延迟时段。例如，第一转化剂温度调节延迟时段是在添加水之后将混合物加热至一个温度或温度范围(第一转化剂温度)的时间的量。第一转化剂保持延迟时段是在加热或冷却至另一个温度之前或在添加至少一部分非水性转化剂之前将混合物保持在第一转化剂温度的时间的量。第二转化剂温度调节延迟时段是在第一转化剂保持延迟时段之后将混合物加热或冷却至另一个温度或温度范围(第二转化剂温度)的时间的量。第二转化剂保持延迟时段是在加热或冷却至另一个温度之前或者在添加至少一部分非水性转化剂之前将混合物保持在第二转化剂温度的时间的量。其它转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段(即第三转化剂温度调节延迟时段)按照相同的模式。通常，每个转化剂温度调节延迟时段的持续时间将会是约30分钟至24小时，或者更通常为约30分钟至5小时。但是，本领域普通技术人员应理解，任一转化剂温度调节延迟时段的持续时间会根据润滑脂批次的大小、用来混合和加热该批次的设备、起始温度与最终温度之间的温度差别而有所变化。
通常，转化剂保持延迟时段会在转化剂温度调节延迟时段之前或之后，反之亦然，但是可以存在两个紧邻的转化剂保持延迟时段或者两个紧邻的转化剂温度调节时段。例如，混合物可在添加一种非水性转化剂之前在环境温度下保持30分钟(第一转化剂保持延迟时段)，并且可在添加相同或不同的非水性转化剂之前继续在该环境温度下保持另一小时(第二转化剂保持延迟时段)。另外，可在添加非水性转化剂之前将混合物加热或冷却至第一转化剂温度(第一转化剂温度调节时段)，然后在添加相同或不同的非水性转化剂之前将混合物加热或冷却至第二转化剂温度(第二转化剂温度调节时段，没有任何中间保持时段)。另外，不需要在每个延迟时段之后都添加一部分非水性转化剂，但是可在添加之前或者添加之间略过延迟时段。例如，可将混合物加热至一个温度(第一转化剂温度调节延迟时段)，然后在添加任何非水性转化剂之前在该温度下保持一个时间段(转化剂第一保持延迟时段)。
根据一个优选实施方式，第一转化剂温度可以是环境温度或另一个温度。任何随后的温度可以比之前的温度更高或更低。最终的转化前温度(对于非加压生产而言)将在约190°F与220°F之间或者高达230°F，作为在敞开釜(open kettle)中通常发生转化的温度。最终的转化前温度可以低于190F，但是这种方法条件通常会导致显著更长的转化时间，并且稠化剂产量也可能会被降低。如果一部分非水性转化剂在达到一个温度或温度范围之后立即添加，那么对于该特定温度和该部分非水性转化剂而言就不存在转化剂保持时间延迟；但是如果在该温度或温度范围下保持一个时间段之后添加另一部分，那么对于该温度和该部分非水性转化剂而言就存在一个转化剂保持时间延迟。可在任一转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段之后添加一种或多种非水性转化剂中的一部分，可在另一个转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段之后添加相同或不同的非水性转化剂的另一部分。
根据另一个优选实施方式，至少一部分非水性转化剂在混合物被加热至约190F与230F之间的最终转化前温度范围之后添加。根据另一个优选实施方式，在基本上与添加水的同时未添加任何量的非水性转化剂，在添加任何非水性转化剂之前存在至少一个转化剂延迟时段。根据另一个优选实施方式，当至少一种非水性转化剂为二醇(例如丙二醇或己二醇)或者如前所述的其它非酸性非水性转化剂时，该非水性转化剂的一部分基本上与水同时添加，非水性转化剂的另一部分和所有的任何其它非水性转化剂在至少一个转化剂延迟时段之后添加。根据另一个优选实施方式，当乙酸在转化前添加时，它基本上与水同时添加，另一种(不同的)非水性转化剂在一个转化剂延迟时段之后添加。根据另一个优选实施方式，醇未被用作非水性转化剂。
根据一个优选实施方式，所有或部分非水性转化剂均在延迟时段之后以间歇式的方式添加(全部一次性添加，而不是以下所述在延迟时段过程中连续添加)。但是应注意，在大规模操作或商业规模操作中，由于所涉及的材料的体积，将需要一些时间以完成向润滑脂批次中间歇式添加这种非水性转化剂。在间歇式添加中，向润滑脂混合物中添加非水性转化剂的时间的量不被看作是转化剂延迟时段。在该情况下，在添加该非水性转化剂或其部分之前的任何延迟均在间歇式添加非水性转化剂的起始时间结束。根据另一个优选实施方式，在转化剂延迟时段(转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段)过程中，至少一种非水性转化剂或者一种非水性转化剂的一部分以连续方式添加。在转化剂温度调节延迟时段、转化剂保持延迟时段、或者温度调节延迟时段和转化剂保持延迟时段过程中，这种连续添加可通过以基本上恒定的流速缓慢添加非水性转化剂进行，或者通过分开的重复的不断增加的添加进行。在该情况下，完全添加非水性转化剂需要的时间包括在转化剂延迟时段内，其在添加非水性转化剂完成时结束。根据又一个优选实施方式，一种非水性转化剂的至少一部分在转化剂延迟时段之后以间歇式的方式添加，相同或不同非水性转化剂的至少另一部分在转化剂延迟时段期间以连续方式添加。
尽管本发明范围内的转化剂延迟时段可涉及不进行加热的保持延迟时段(例如当混合物在加热之前在环境温度下保持第一保持延迟时段时)，但是添加作为转化剂的水与添加所有非水性转化剂之间的一个小于15分钟的短的时间段(在该时间段期间没有任何加热)并不是如本文所使用的“转化剂延迟”或“转化剂延迟时段”。在延迟时段期间在无加热的情况下添加任何或所有非水性转化剂的延迟针对本发明的目的应该为至少约20分钟，更优选为至少约30分钟。在添加水与添加一部分非水性转化剂之间小于20分钟的间隔(在这20分钟期间未进行加热，但是随后具有更长的保持延迟时段，或者随后进行加热，然后添加另一部分相同的非水性转化剂或者添加一部分或全部不同的非水性转化剂)涉及本发明范围内的“转化剂延迟时段”。在该情况下，起始的短暂间隔并不是“转化剂延迟时段”，但是随后在添加非水性转化剂之前更久的保持延迟或温度调节延迟针对本发明的目的则是保持延迟时段或温度调节延迟时段。至于磺酸镁延迟时段，无加热的延迟可比20分钟更短，特别是当之前添加的成分是酸时(如之前所述的反应性成分)，其会在不需要任何加热的情况下与高碱值磺酸钙反应(或者与高碱值磺酸钙和之前添加的一部分磺酸镁反应)。在这种情况下，如果尚未添加水的话，那么添加磺酸镁的延迟就是相对于该反应性成分而言。
另外，当在转化前添加乙酸或12-羟基硬脂酸时，这些酸将会具有转化剂和复合酸的双重作用。当这些酸与另一种更具有活性的非水性转化剂(例如二醇)一起添加时，所述酸可被看作主要起复合酸的作用，而更具有活性的试剂则主要起转化剂的作用。照此，当乙酸或12-羟基硬脂酸在转化前与更具有活性的转化剂一起添加时，在添加水与添加任一部分乙酸或12-羟基硬脂酸之间经过的任何时间均不被看作是如本文所使用的该术语的转化剂延迟。在该情况下，在转化前添加水与转化前添加任一部分其它非水性转化剂之间只有转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段针对本发明的目的才被看作是延迟。如果乙酸或12-羟基硬脂酸或它们的组合是所使用的仅有的非水性转化剂，那么转化前添加水与转化前添加任一部分乙酸或12-羟基硬脂酸之间的转化剂温度调节延迟时段或转化剂保持延迟时段针对本发明的目的将会是一个延迟。
添加的碱金属氢氧化物方法
根据又一个优选实施方式，磺酸钙镁润滑脂使用添加的碱金属氢氧化物来制备。优选将碱金属氢氧化物溶于水中，并将该溶液添加至其它成分。根据其它优选实施方式，当添加碱金属氢氧化物时，包括一个或多个以下步骤：(a)将碱金属氢氧化物溶于将作为转化剂添加的水中，并在转化之前将溶有碱金属氢氧化物的水全部一次性添加(根据需要在之后过程中添加更多的水以补充蒸发损失)；(b)(i)第一部分水在转化之前作为转化剂添加，第二部分水在转化之后添加，(ii)将碱金属氢氧化物溶于第一部分水中或第二部分水中，或者溶于两者中；(c)在至少两个独立的转化前步骤中添加作为转化剂的水，在第一次添加作为转化剂的水与第二次添加作为转化剂的水之间存在一个或多个温度调节步骤、添加另一种成分的步骤、或它们的组合，并将碱金属氢氧化物溶于初始的水或作为转化剂第一次添加的水中，或者溶于作为转化剂第二次添加或随后添加的水中，或者溶于初始的水或作为转化剂第一次添加的水中并溶于作为转化剂第二次添加或随后添加的水中；(d)在加热之前添加至少部分复合酸；(e)在加热之前添加所有的复合酸；(f)当添加的碳酸钙用作添加的与复合酸反应的含钙碱时，在任一复合酸之前添加它；(g)羟磷灰石、添加的氢氧化钙和添加的碳酸钙均用作与复合酸反应的含钙碱；(h)在添加含钙碱之后和/或在添加一部分转化前复合酸之后添加溶有碱金属氢氧化物的水；并且/或者(i)在添加至少一部分一种或多种复合酸之前添加溶有碱金属氢氧化物的水(或者独立添加的碱金属氢氧化物)。这些实施方式可与转化剂延迟方法、磺酸镁分开添加方法、磺酸镁延迟方法、或其任意组合结合。应注意，尽管添加预溶于水中的碱金属氢氧化物是添加碱金属氢氧化物的优选方法，但是可以任意顺序分别添加固体碱金属氢氧化物和水，在进行制备过程中的下一步之前优选通过足够的混合时间让碱金属氢氧化物完全溶于添加的水和分散的水中。如果这样做的话，那么容许碱金属氢氧化物混合的时间就不被看作是本文中的延迟时段。
结合的碱金属氢氧化物添加方法和转化剂延迟方法
根据各种优选实施方式，当转化剂延迟方法与碱金属氢氧化物添加方法结合时，还可使用延迟时段的不同变化来制备磺酸钙镁润滑脂。例如，以下各自为单独的优选实施方式：(a)随着水的第一次添加至少添加一部分非水性转化剂(在基本上相同的时间)，在至少一个延迟时段之后添加另一部分相同的非水性转化剂和/或不同的非水性转化剂；(b)在与添加水基本上相同的时间不添加任何量的非水性转化剂，在添加任何非水性转化剂之前存在至少一个延迟时段：(c)至少一部分非水性转化剂在混合物被加热至约190F与230F之间的最终转化前温度范围(作为敞口容器中发生转化的温度范围，或者，如果在封闭容器中制备，加热至发生转化的适当温度范围)之后添加；(d)当至少一种非水性转化剂为二醇时(例如丙二醇或己二醇)，一部分二醇基本上与水同时添加，另一部分二醇和所有的任何其它非水性转化剂在至少一个延迟时段之后添加；(e)当在转化前添加乙酸时，它基本上与水同时添加，在延迟时段之后添加另一种(不同的)非水性转化剂；(f)一种或多种非水性转化剂的至少一部分在一个或多个延迟时段的最后一个时段结束时添加，另一部分相同和/或不同的非水性转化剂在一个或多个之前的延迟时段之后添加；或者(g)一种或多种非水性转化剂均在一个或多个延迟时段的最后一个时段结束时添加。
将磺酸镁添加与转化剂延迟方法和碱金属氢氧化物添加方法结合的另一个优选实施方式包含：(1)在合适的润滑脂制备容器中将以下成分混合：作为转化剂的水、含有分散的无定形碳酸钙的高度高碱值的油溶性磺酸钙、可选的适当的量的合适的基础油(如果需要的话)、一种或多种碱金属氢氧化物、以及可选的一种或多种非水性转化剂的至少一部分，形成第一混合物；(2)在一个或多个转化剂延迟时段期间混合或搅拌第一混合物，同时将其保持在某一温度或某一温度范围内，并且/或者调节第一混合物的温度，以便将其加热或冷却至另一个温度或温度范围；(3)可选地，在一个或多个转化剂延迟时段之后或期间将一种或多种非水性转化剂的至少一部分与第一混合物混合，形成第二混合物；(4)加热第一混合物(或者第二混合物，如果在第3步添加非水性转化剂)至转化温度(优选在190F至230F的范围内，高于对于敞口容器而言典型的190F至220F的范围)，在一个或多个转化剂延迟时段的最后一个时段期间形成第三混合物；(5)在第4步之后或期间，将一种或多种非水性转化剂的所有或任何剩余部分(如果有的话)混合；(6)在将温度保持在转化温度范围(优选190F至230F，对于敞口容器而言)内的同时通过继续混合将第三混合物转化，直到高碱值磺酸钙中包含的无定形碳酸钙转化为非常细碎的结晶碳酸钙；(7)混合一种或多种含钙碱；(8)可选地，混合辅助酸；(9)混合一种或多种合适的复合酸；(10)混合高碱值磺酸镁，(i)高碱值磺酸钙全部同时添加；(ii)使用磺酸镁延迟方法；或者(iii)使用分开添加方法，优选在第3步之前通过将总的高碱值磺酸镁中的至少一部分添加至第一混合物。该方法会产生优选的复合磺酸钙镁润滑脂。
第(7)步可在转化之前或在转化之后进行，或者可在转化之前添加一种或多种含钙碱的一些部分或全部，并且可在转化之后添加一种或多种含钙碱的一些部分或全部。第(8)步可在转化之前的任何时间进行。第(9)步可在转化之前或在转化之后进行，或者可在转化之前添加一种或多种复合酸的一些部分或全部，并且可在转化之后添加一种或多种复合酸的一些部分或全部。最优选地，这一结合的碱/转化剂延迟添加方法在敞口容器中进行，但是也可以在压力容器中进行。最优选地，在第(1)步中将其添加之前先将一种或多种碱金属氢氧化物溶于用作转化剂的水中。可替代地，碱金属氢氧化物可从第(1)步省略，并且可溶于水中，并在转化之前或在转化之后在后面的步骤添加该溶液。
对于本文所述的结合的碱/转化剂延迟添加方法的任一优选实施方式，在第1步、第3步、以及/或者第5步添加的任一部分非水性转化剂可以是与另一步或另几步添加的非水性转化剂相同的非水性转化剂，或者与另一步或另几步添加的任何非水性转化剂不同。鉴于至少一种非水性转化剂中的至少一部分在转化剂延迟时段之后添加(在第3步和第5步中)，相同非水性转化剂的另一部分和/或一种或多种不同非水性转化剂中的至少一部分可在任意组合的第1步、第3步、以及/或者第5步中添加。根据结合的碱/转化剂延迟添加方法的其它优选实施方式，各步骤进一步包含：(a)在第5步中在最终延迟时段之后将一种或多种非水性转化剂全部混合，在第1步或第3步中不添加任何非水性转化剂；(b)一种或多种非水性转化剂中的至少一部分与第1步的第一混合物在任何延迟之前一起添加，在第3步中和/或在第5步中添加相同或不同的非水性转化剂中的至少一部分；(c)不与第一混合物一起添加非水性转化剂，在第3步中和/或在第5步中添加一种或多种非水性转化剂中的至少一部分；(d)在第3步中的一个转化剂延迟时段之后或期间添加一种或多种非水性转化剂中的至少一部分，在另一个转化剂延迟时段之后或期间添加(第3步中的第二个转化剂延迟时段和/或第5步中的最终延迟时段)相同或不同的非水性转化剂中的至少一部分；并且/或者(e)在第3步中的一个或多个转化剂延迟之后添加一种或多种非水性转化剂中的至少一部分，但是在第5步中的最终转化剂延迟时段之后不添加非水性转化剂。
用来制备复合润滑脂的步骤(2)-(6)的顺序在关于包括结合的碱/延迟添加方法的实施方式方面是本发明的重要方面。所述方法的某些其它方面对于获得根据本发明的优选磺酸钙镁润滑脂组合物并不重要。比如，含钙碱相对于彼此的添加顺序不重要。另外，添加作为转化剂的水和含钙碱的温度对于获得可接受的润滑脂并不重要，但是它们优选在温度达到190F至200F(或者发生转化的其它温度范围，当在封闭容器中制备时)之前添加。当使用一种以上的复合酸时，在转化之前还是之后添加它们的顺序一般而言也不重要。
碱/延迟添加方法的另一个优选实施方式包含以下步骤：在合适的润滑脂制备容器中将含有分散的无定形碳酸钙的高度高碱值的油溶性磺酸钙与某一量的合适的基础油(如果需要的话)掺和并开始混合。然后添加一种或多种辅助酸并混合，优选混合约20-30分钟。然后添加所有的羟磷灰石，接着添加一部分氢氧化钙，然后添加所有的碳酸钙，将其混合另外20-30分钟。接下来添加一部分乙酸和一部分12-羟基硬脂酸并混合另外20-30分钟(注意这些成分可以是转化剂，但是由于它们在水之前添加，因此对于它们而言不存在转化剂延迟时段)。然后添加用作转化剂的水(其具有少量的溶于水中的碱金属氢氧化物)并混合，同时加热至190°F与230°F之间的温度(第一温度调节延迟时段和最终延迟时段)。然后添加所有的作为非水性转化剂的己二醇。在将温度维持在转化温度范围(优选190F至230F，对于敞口容器而言)内的同时通过继续混合将该混合物转化，直到高碱值磺酸钙中包含的无定形碳酸钙转化为非常细碎的结晶碳酸钙。转化之后，添加剩余的氢氧化钙并混合约20-30分钟。然后添加剩余的乙酸和剩余的12-羟基硬脂酸并混合约30分钟。接下来添加分散于水中的硼酸，接着缓慢逐步添加磷酸。然后将该混合物加热以除去水和挥发性物质，冷却，根据需要添加更多的基础油，并如下所述将润滑脂研磨。还添加高碱值磺酸镁，使用磺酸镁延迟添加方法、分开添加方法、或者磺酸镁延迟添加方法与分开添加方法的组合在开始时全部与高碱值磺酸钙和基础油同时添加。可在最终的加热或冷却步骤过程中添加更多的添加剂。
根据碱/延迟添加方法的另一个优选实施方式，各步骤和成分与以上所列相同，除了在添加作为转化剂的水之后和在添加作为非水性转化剂的所有己二醇之前，将混合物加热至约160°F(第一转化剂温度调节延迟时段)，并在该温度保持约30分钟(第一转化剂保持延迟时段)，然后继续加热至190°F与230°F之间(转化剂第二温度调节延迟时段和最终延迟时段)。
本文的方法的优选实施方式可在润滑脂制备中通常使用的敞开或封闭的釜中发生。转化方法可在正常的大气压力下或在封闭釜压力下进行。由于敞开釜普遍存在，因此在这种润滑脂制备设备(无压力的容器)中制备是优选的。为了本发明的目的，敞口容器是具有或不具有顶部的盖(cover)或盖(hatch)的任何容器，只要任何这种顶部的盖(cover)或盖(hatch)不是气密的，从而在加热过程中不能产生显著的压力。使用顶部的盖(cover)或盖(hatch)在转化过程中被封闭的这种敞口容器会帮助保留必要含量的作为转化剂的水，同时大体上容许转化温度处于甚至高于水的沸点。本领域普通技术人员应理解，这种更高的转化温度对于单纯磺酸钙镁润滑脂和复合磺酸钙镁润滑脂均可进一步改进稠化剂产量。还可在加压釜中制备，并且可引起甚至更大的稠化剂产量改进，但是加压方法可能更复杂，更难以控制。另外，在加压釜中制备磺酸钙镁润滑脂可能会导致生产量问题。使用加压反应可能对于某些类型的润滑脂(例如聚脲润滑脂)很重要，但是大部分润滑脂工厂仅具有有限数量的可用加压釜。在加压反应不重要的情况下使用加压釜制备磺酸钙镁润滑脂可能会限制工厂制备加压反应重要的其它润滑脂的能力。使用敞口容器会避免这些问题。
根据本发明的各种实施方式的高碱值磺酸钙镁润滑脂组合物和制备这种组合物的方法通过以下实施例进行了进一步的说明和解释。实施例24和27中使用的高碱值磺酸钙是优质高碱值磺酸钙。所有其它实施例中使用的高碱值磺酸钙都是劣质磺酸钙，与‘406专利的实施例10和11中使用的类似。
实施例1-(基线实施例-未添加磺酸镁)磺酸钙复合润滑脂使用如‘406专利所述的羟磷灰石组合物制备。在该实施例中未添加高碱值磺酸镁。另外，既未使用延迟非水性转化剂方法，也未使用碱金属氢氧化物添加方法。该实施例与‘473申请的实施例8相同。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.98克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加378.68克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.10克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙是与之前在‘406专利的实施例10和11中描述和使用的磺酸钙类似的劣质磺酸钙。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加23.96克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.62克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.68克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.84克冰乙酸和10.56克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.05克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后添加13.34克己二醇和39.27克水。将混合物加热直到温度达到190F。将温度在190F与200F之间保持45分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。然后添加7.34克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加1.59克冰乙酸接着添加27.22克12-羟基硬脂酸。在12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂之后，将9.37克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。
由于润滑脂的厚重，添加另外62.29克相同的石蜡基础油。然后添加17.99克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。添加另外46.90克石蜡基础油。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.17克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.30克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当润滑脂温度冷却至200F时，添加2.27克芳基胺抗氧化剂和4.46克聚异丁烯聚合物。添加另外55.77克相同的石蜡基础油。继续混合直到润滑脂达到170F的温度。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度(工作60次敲击针入度，worked 60stroke penetration)为281。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为24.01％。滴点为>650F。
实施例2-(基线实施例-未添加磺酸镁，但是使用了转化剂延迟方法)磺酸钙复合润滑脂如‘406专利所述并且与实施例1类似使用羟磷灰石组合物制备，除了使用了延迟转化剂方法。己二醇的添加被延迟，直到润滑脂已经被加热至约190F至200F并在该温度保持30分钟。在该实施例中未添加高碱值磺酸镁来替代一部分高碱值磺酸钙。未使用碱金属氢氧化物添加方法。该实施例与‘473申请的实施例9相同。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.04克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加378.21克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.15克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙与之前的实施例1润滑脂中使用的相同，即与之前在‘406专利的实施例10和11中描述和使用的劣质磺酸钙类似的劣质磺酸钙。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加23.91克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.60克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.61克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.83克冰乙酸和10.56克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.05克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后添加38.18克水。将混合物加热直到温度达到190F。这代表如‘473申请中所述的转化剂温度调节延迟。将温度在190F与200F之间保持30分钟。这代表如‘473申请中所述的转化剂保持延迟。然后添加13.31克己二醇。将温度在190F与200F之间保持45分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。另外添加16ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加7.39克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加1.65克冰乙酸接着添加27.22克12-羟基硬脂酸。在12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂之后，由于润滑脂变得更重，添加另外54.58克相同的石蜡基础油。然后将9.36克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。
由于润滑脂的厚重，添加另外59.05克相同的石蜡基础油。然后添加18.50克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。添加另外52.79克石蜡基础油。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.25克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.15克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当润滑脂温度冷却至200F时，添加2.29克芳基胺抗氧化剂和4.79克聚异丁烯聚合物。添加另外108.11克相同的石蜡基础油。继续混合直到润滑脂达到170F的温度。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为272。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为21.78％。滴点为>650F。可以看出，该润滑脂与实施例1的润滑脂相比具有改进的稠化剂产量。实施例1和2的润滑脂充当随后的包括高碱值磺酸镁的润滑脂实施例的基线润滑脂。
实施例3-(磺酸镁添加)磺酸钙镁复合润滑脂与实施例1的润滑脂类似制备。但是，该润滑脂包括高碱值磺酸镁。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的重量/重量比为约90/10(为了简单和清楚起见四舍五入为10的整数倍。在该实施例和所有随后的实施例中均进行这种四舍五入，其中磺酸镁的相对量小于10份每100的情况除外。在这种情况下，四舍五入为像95/5或99/1或99.9/0.1这样的比例)。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.58克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加358.85克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.08克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙是与之前在‘406专利的实施例10和11中描述和使用的磺酸钙类似的劣质磺酸钙。然后添加26.72克400TBN高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加23.29克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.62克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.68克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.92克冰乙酸和10.60克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.15克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后向混合物中添加42.47克水。在这之后添加14.61克己二醇。观察到在添加己二醇之前，该批次已经开始增稠。
将混合物加热直到温度达到190F-200F。观察到随着该批次被加热至190F-200F的目标范围，该批次似乎在温度达到170F时开始产生润滑脂的外观。将温度在190F与200F之间保持约60分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。在该时间期间添加20ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加7.31克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加1.80克冰乙酸接着添加27.12克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合10分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后将9.36克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。然后添加17.60克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。
由于该批次的厚重，添加另外52.19克石蜡基础油。接着添加另外25.20克相同的基础油。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.38克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约398F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.00克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当润滑脂的温度冷却至170F时，添加另外28.59克相同的石蜡基础油，接着添加2.33克芳基胺抗氧化剂和4.53克聚异丁烯聚合物。添加另外3部分相同的石蜡基础油，总共109.24克。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为287。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为23.31％。滴点为>650F。可以看出，该润滑脂与相应的实施例1的基线润滑脂(其未使用高碱值磺酸镁)相比存在很小的稠化剂产量改进。
实施例4-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)另一批次的磺酸钙镁复合润滑脂与之前实施例3的润滑脂类似进行制备，类似之处在于它包括相同的高碱值磺酸镁。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的重量/重量比仍然是约90/10。但是，该润滑脂还使用了实施例2中使用的相同转化剂延迟方法。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.53克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加364.22克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.32克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙仍然是劣质磺酸钙。然后添加26.99克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前实施例3润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加26.43克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.60克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.65克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.94克冰乙酸和10.58克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.08克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后向混合物中添加42.76克水。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。然后将该批次在该温度范围混合30分钟(转化剂保持延迟时段)。在这之后添加15.25克己二醇。在添加己二醇的1分钟之内，该批次开始明显增稠。在几分钟之内该批次就增稠到添加133.71克相同的石蜡基础油的点。
然后将该批次在190F与200F之间保持30分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。在该时间期间添加25ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加7.48克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加1.73克冰乙酸接着添加27.18克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后将9.35克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。
由于该批次增加得太厚重，添加另外79.74克石蜡基础油。然后添加17.75克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。由于该批次的厚重，添加另外106.98克石蜡基础油。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.08克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.13克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F，添加2.35克芳基胺抗氧化剂和4.63克聚异丁烯聚合物。添加另外36.34克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为272。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为20.16％。滴点为>650F。可以看出，与其中使用相同的转化剂延迟方法但未使用高碱值磺酸镁的相应的实施例2基线润滑脂相比，该润滑脂具有改进的稠化剂产量。实际上，该实施例4润滑脂具有实施例1-4中最佳的稠化剂产量。通过将实施例2相对于实施例1的改进与实施例4相对于实施例3的改进对比，似乎在存在高度高碱值的磺酸镁时而不是仅使用高碱值磺酸钙时转化剂延迟方法的作用更佳。
实施例5-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)与实施例4润滑脂类似制备了另一批次的磺酸钙镁复合润滑脂。仅有的显著区别是高碱值磺酸镁的量被加倍，以便高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的重量/重量比为约80/20。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.22克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加364.22克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.22克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加52.83克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前实施例4润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加26.69克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.61克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.67克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.94克冰乙酸和10.57克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.12克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后向混合物中添加42.22克水。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。然后将该批次在该温度范围混合30分钟(转化剂保持延迟时段)。在这之后添加21.57克水和14.63克己二醇。在添加己二醇的1分钟之内，该批次开始明显增稠。在几分钟之内该批次就增稠到添加50.69克相同的石蜡基础油的点。
然后将该批次在190F与200F之间保持45分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。在该时间期间添加两部分总共为50ml的水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加7.34克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加1.72克冰乙酸接着添加27.17克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。由于润滑脂继续增稠，添加另外50.55克相同的石蜡基础油。然后将9.35克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。然后添加17.74克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。由于该批次增加得太重，添加另外57.23克石蜡基础油。在这之后添加另外27.12克石蜡基础油。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.08克苯乙烯-烯烃共聚物。
继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.67克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加2.67克芳基胺抗氧化剂和4.68克聚异丁烯聚合物。添加另外99.56克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为254。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为21.25％。滴点为>650F。使用工作针入度与高碱值磺酸钙含量百分比之间通常的逆线性关系，如果添加另外的基础油使得工作针入度变为与之前实施例4的润滑脂相同的值，那么该实施例润滑脂将具有高碱值磺酸钙含量百分比19.84％。因此，将高碱值磺酸镁的量从90/10的比例加倍为80/20的作用是略微改进稠化剂产量。
实施例6-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)与实施例4润滑脂类似制备了另一批次的磺酸钙镁复合润滑脂。唯一的显著区别是高碱值磺酸镁的量被增加，以便高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的重量/重量比为约50/50。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加145.14克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加364.13克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.35克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加145.15克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前实施例4润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加26.45克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.61克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.75克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.98克冰乙酸和10.62克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.13克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。
然后向混合物中添加42.01克水。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。然后将该批次在该温度范围混合30分钟(转化剂保持延迟时段)。然后添加14.60克己二醇。根据需要添加更多的水，以补充由于蒸发而损失的水。但是，几小时之后，该批次未转化为润滑脂结构。它在外观上完全保持为液体。将该批次终止。显然，如果在开始时相对于高碱值磺酸钙添加太多的高碱值磺酸镁，那么在敞开大气条件下制备时就不会形成稳定的润滑脂结构。
实施例7-(磺酸镁添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)与实施例4润滑脂类似制备了另一批次的磺酸钙镁复合润滑脂。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的重量/重量比为约90/10。但是，在该润滑脂中转化剂延迟和碱金属氢氧化物添加方法均被采用。所用碱金属氢氧化物为氢氧化钠，其在最终润滑脂中的含量为0.04％(wt)。应注意，对于本文件中制备和讨论的所有润滑脂，碱金属氢氧化物在最终润滑脂中的含量根据作为一个成分添加的量和最终润滑脂的总量在当做氢氧化物未反应的情况下计算。这仅仅是跟踪碱金属氢氧化物含量的一个简便方法，尽管强碱性的碱金属氢氧化物完全会与小部分的复合酸反应，产生相应的碱金属盐，并且碱金属氢氧化物不会存在于最终润滑脂产物中。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.22克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加351.86克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.12克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙还是劣质磺酸钙。然后添加26.72克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前的两个批次的实施例润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加26.35克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.60克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.66克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟然后添加0.91克冰乙酸和10.56克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加50.65克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后将0.45克氢氧化钠粉末溶于42克水中，并将该溶液添加至该批次中。将混合物加热直到温度达到约190F-200F。这代表温度调节延迟。在该批次达到200F时该批次已经开始产生一定的润滑脂样稠度。然后，添加20ml水和29.08克己二醇。应注意，添加至该批次中的非水性转化剂(己二醇)的量约为之前的实施例4中添加的量的两倍。这是根据15/130,422申请中公开的内容，其中当采用碱金属氢氧化物技术时通常需要更多的非水性转化剂。还应注意，该润滑脂无保持延迟，而之前的实施例4润滑脂则具有30分钟的保持延迟。开始时，该批次的稠度似乎变得更稀。但是，约25分钟之后，随着转化明显开始它开始再次增稠。然后将该批次在190F与200F之间保持约30分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。然后添加30ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加7.43克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加1.79克冰乙酸接着添加27.43克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后将9.35克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。由于该批次增加得太厚重，添加另外64.65克石蜡基础油。然后添加17.65克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.42克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。不幸的是，加热套在加热至390F的过程中被不经意地调至过高的设置。该批次在混合器的底部经受严重的局部加热，产生显然过度加热的润滑脂。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.27克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加2.24克芳基胺抗氧化剂和4.58克聚异丁烯聚合物。添加另外129.58克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为282。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为23.04％。滴点为>650F。可以看出，该润滑脂的稠化剂产量不如之前仅使用延迟非水性转化剂技术的实施例4润滑脂好。但是，该批次的过度加热使得它与之前的实施例润滑脂的对比并不明确。
实施例8-(磺酸镁添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)实施例7的润滑脂使用相同的组合物和加工步骤制备。但是，将润滑脂加热至其最高温度390F在更典型的受控方式下进行，以避免任何局部过度加热。最终润滑脂中的氢氧化钠含量为0.03％(wt)。该最终润滑脂的工作60冲程的针入度为291。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为19.99％。滴点为>650F。可以看出，该润滑脂的稠化剂产量比之前的实施例7润滑脂大大改进。这表明之前的润滑脂的过度加热损坏了稠化剂结构，从而引起稠化剂产量的损失。该实施例8润滑脂的稠化剂产量比实施例1-3的润滑脂更佳，与实施例4的润滑脂相当。因此在该润滑脂中使用更多的碱金属氢氧化物技术与仅使用延迟非水性转化剂技术的实施例4润滑脂相比似乎未提供显著改进的稠化剂产量。
实施例9-(磺酸镁添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)制备了另一批次的润滑脂，其与实施例8润滑脂类似。只有一个显著区别：在转化完成之后，该润滑脂中在添加第二部分氢氧化钙之前添加第二部分12-羟基硬脂酸。最终润滑脂中的氢氧化钠含量为0.04％(wt)。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.05克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加359.76克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.02克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加26.46克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前的实施例润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加26.34克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.67克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.67克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.92克冰乙酸和10.60克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.08克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后将0.44克氢氧化钠粉末溶于42克水中，并将该溶液添加至该批次中。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。然后，添加29.05克己二醇。应注意，该润滑脂没有转化剂保持延迟时段。在添加己二醇的5分钟之内，随着转化明显开始该批次开始增稠。添加另外27.82克相同的石蜡基础油。30分钟之后，添加30ml水以补充由于蒸发而损失的水。
然后将该批次在190F与200F之间保持另外约30分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。然后添加20ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加1.75克冰乙酸接着添加27.23克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后添加7.40克相同的氢氧化钙并让其混合为润滑脂。由于该批次的厚重，添加另外51.56克相同的石蜡基础油。然后将9.34克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。由于该批次增加得太厚重，添加另外24.76克石蜡基础油。然后添加17.61克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.19克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。
当润滑脂冷却至300F时，添加33.47克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加2.32克芳基胺抗氧化剂和4.89克聚异丁烯聚合物。添加另外185.91克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为282。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为21.48％。滴点为>650F。可以看出，该润滑脂的稠化剂产量不如之前的实施例8润滑脂好。这表明为了获得更佳的结果，可能在转化完成后添加第二部分复合酸时优选存在足够的氢氧化物碱度。实施例1-9的结果概括于以下表4中。括号中表示的高碱值磺酸钙的量是当添加更多的基础油以稀释样品润滑脂从而获得与破折号之后指示的实施例编号中相同的针入度时如上所述估计的高碱值磺酸钙的量。当采用保持延迟时，括号内的数字是保持延迟的持续时间，以小时计。所有温度均应理解为华氏度。
表4-实施例1-9的概括
实施例10-13(磺酸镁添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)与之前的实施例8类似制备了四个批次的一系列润滑脂，其中转化剂延迟方法和碱金属氢氧化物添加方法均被采用。但是，以不同的含量使用了粉末状氢氧化锂一水合物而不是氢氧化钠。氢氧化锂的最终含量按无水形式确定。这四个批次的润滑脂的结果在表5中给出。
表5-实施例10-13的概括
通过将表5中的测试结果与实施例3、4和8的结果(表4)对比，似乎：(1)锂似乎会提供与氢氧化钠相同的对稠化剂产量的作用；(2)氢氧化锂的作用似乎基本相同，不管这些样品跨越的含量范围如何，即0.02％(wt)至0.10％(wt)；(3)同时使用转化剂延迟方法和碱金属氢氧化物添加方法提供与仅使用转化剂延迟方法大致相同的稠化剂产量益处(如在对比其中使用氢氧化钠的实施例8和4的润滑脂时所表明)。但是，如这些实施例所给出，当在磺酸钙镁复合润滑脂的制备中同时使用转化剂延迟方法和碱金属氢氧化物添加方法时会一直提供优异的稠化剂产量。还提供了优异的极压特性和抗磨特性。如滚筒稳定性测试所测量，这些磺酸钙镁复合润滑脂的剪切稳定性也是优异的，不管剪切是在环境温度下进行还是在高得多的温度下进行。
实施例14-(磺酸镁添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)与之前的实施例13润滑脂类似制备了另一批次的润滑脂。但是高碱值磺酸镁的量被增加，以便高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的重量/重量比为约70/30。最终润滑脂中的氢氧化锂含量为0.13％(wt)。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.27克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加351.86克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.16克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加113.22克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前的实施例润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。15分钟之后，添加26.34克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.61克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.65克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.93克冰乙酸和10.57克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加50.00克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后将1.32克氢氧化锂一水合物粉末溶于42克水中，并将该溶液添加至该批次中。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。在该温度下将该批次混合30分钟(转化剂保持延迟时段)。然后添加10ml水和29.07克己二醇。
35分钟之后，添加20ml水以补充由于蒸发而损失的水。傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明，无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化仅部分发生。10分钟之后，添加10ml水和另外15.15克己二醇。FTIR显示转化得到进展，但仍不完全。另外35分钟之后，添加30ml水和15.23克己二醇。在接下来的3小时中，由于转化进展得很慢，添加另外50ml水。将该批次终止，并让其冷却过夜。第二天早晨将该批次混合并加热回190F-200F。在接下来的2小时内，向该批次中添加另外90ml水。然后FTIR显示所有的无定形碳酸钙都被转化为晶体形式。添加7.35克部分的相同氢氧化钙并让其混合约10分钟。然后添加1.79克冰乙酸接着添加27.21克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后将9.35克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。然后添加17.63克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。
然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.25克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.11克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加2.80克芳基胺抗氧化剂和4.68克聚异丁烯聚合物。添加另外20.02克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。
该润滑脂的工作60冲程的针入度为287。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为25.64％。滴点为637F。25C和150C下的滚筒稳定性测试(进行通常的2小时持续时间)分别给出-2.1％和-4.2％的工作针入度变化。四球磨损疤痕为0.44mm。可以看出，该润滑脂的稠化剂产量不如之前使用氢氧化锂的四个批次的润滑脂好。该润滑脂极长的转化时间似乎表明高得多的相对量的高碱值磺酸镁对转化过程具有有害作用。但是，如以下表6中的数据所表明，这似乎对润滑脂的剪切稳定性或抗磨特性不具有显著的有害作用。该实施例提出的一个重要问题是长且显然差的转化过程是由高碱值磺酸镁的总量导致(不管何时添加)，还是仅由转化过程中存在的高碱值磺酸盐的量导致。设计了下一个实施例来解决该问题。
实施例15-(磺酸镁分开添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)与之前的实施例14润滑脂类似制备润滑脂，一个显著区别是使用了高碱值磺酸镁分开添加方法。特别地，该润滑脂在开始时转化之前仅添加总的高碱值磺酸镁的23.3％。在转化之后，特别是在该批次达到最高加工温度然后冷却至约250F之后，添加剩余的高碱值磺酸镁。这使得高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的初始比例为约90/10，即与实施例3-4和7-13相同的值。与实施例10–13类似，该润滑脂同时使用了转化剂延迟和碱金属氢氧化物添加方法。最终润滑脂中的氢氧化锂含量为0.11％(wt)。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.20克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加348.22克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.65克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加27.01克400TBN高碱值磺酸镁(第一部分磺酸镁在转化之前添加)。这是之前的实施例润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。15分钟之后，添加26.56克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.64克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.68克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.91克冰乙酸和10.61克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加55.09克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后将1.32克氢氧化锂一水合物粉末溶于42.19克水中，并将该溶液添加至该批次中。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。在该温度下将该批次混合30分钟(转化剂保持延迟时段)。然后，添加30ml水和29.28克己二醇。
20分钟之后，该批次开始明显增稠。在接下来的45分钟期间添加另外70ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。添加7.44克部分的相同氢氧化钙并让其混合约10分钟。然后添加1.74克冰乙酸接着添加27.14克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。在该时间期间随着润滑脂继续变得更重添加40.79克相同的石蜡基础油。然后将9.35克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。然后添加17.72克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。添加另外22.76克相同的石蜡基础油。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.22克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.35克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。
当该批次冷却至200F时，添加86.56克相同的高碱值磺酸镁(第二部分磺酸镁在转化之后添加)。当该批次冷却至170F时，添加2.50克芳基胺抗氧化剂和4.85克聚异丁烯聚合物。添加另外102.08克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为267。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为21.88％。滴点为595F。
实施例16-(磺酸镁分开添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)基本上与之前的实施例15润滑脂类似制备另一批次的润滑脂。再一次使用了高碱值磺酸镁分开添加方法。仅有的显著区别是添加第二部分高碱值磺酸镁的时间。在该润滑脂中，在所有剩余的复合酸反应之后，但是恰好在将该批次加热至其最高加工温度390F之前，在转化之后添加第二部分高碱值磺酸镁。在三次通过三辊式磨机之后，该最终润滑脂的工作60冲程的针入度为275。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为20.68％。滴点为637F。实施例13-16的测试结果概括于以下表6中。
表6-实施例13-16的概括
可以看出，与稠化剂产量相关的重要因素是转化过程中存在的高碱值磺酸钙与磺酸镁的比例。在转化完成之后给润滑脂提供更多的高碱值磺酸镁与在转化之前提供更多的量相比对稠化剂产量具有最小的正面作用。所有四个批次的润滑脂的其它测试特性都是优异的。尽管在表2中实施例15润滑脂的滴点比其它三个批次的润滑脂更低，但是它仍大大高于575F的最小期望值。另外，在两个滚筒稳定性测试之后获得的实施例15润滑脂的滴点实际上得到改进。这可表明，润滑脂在一个宽的温度范围内在实际的剪切使用条件下实际上可能会在其结构稳定性上得到改进。
实施例17-(磺酸镁添加，转化剂延迟方法，以及碱金属氢氧化物添加)制备另一批次的润滑脂，其与实施例13的润滑脂类似。仅有的显著区别是该润滑脂降低了高碱值磺酸镁的量，以便高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例为约99/1。最终润滑脂中的氢氧化锂含量为0.11％。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加(未使用分开添加方法)。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加264.49克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加384.82克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及11.15克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加2.73克400TBN高碱值磺酸镁。这是之前的实施例润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。15分钟之后，添加27.62克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加50.62克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和3.60克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加0.92克冰乙酸和10.65克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加50.00克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后将1.32克氢氧化锂一水合物粉末溶于42.25克水中，并将该溶液添加至该批次中。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟时段)。在该温度下将该批次混合30分钟(转化剂保持延迟时段)。然后添加29.34克己二醇。
在接下来的4小时内，将该批次保持在190F-200F，同时分别添加7次水，总共190ml，以补充由于蒸发而损失的水。傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化仅部分发生。将该批次终止，并让其冷却过夜。第二天早晨将该批次混合并加热回190F-200F。在几小时内向该批次中添加另外60ml水。然后FTIR显示所有的无定形碳酸钙都被转化为晶体形式，并且该混合物已经变为润滑脂。添加7.89克部分的相同氢氧化钙并让其混合约10分钟。然后添加1.72克冰乙酸接着添加27.08克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。随着该批次继续增稠，添加另外104.50克相同的石蜡基础油。然后添加水中的硼酸。待添加的硼酸的目标量为约9.35克。但是，称量时发生了一个错误，仅添加了2.65克硼酸。将2.65克硼酸在50克热水中混合，并将该混合物添加至润滑脂。然后添加18.01克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。
然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加22.08克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加33.49克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加2.33克芳基胺抗氧化剂和5.19克聚异丁烯聚合物。添加另外94.36克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为261。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为22.76％。滴点为646F。
实施例18-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)使用基本上相同的组分的量和加工条件制备另一批次的润滑脂。在该润滑脂与实施例17润滑脂之间仅有3个显著区别：(1)未使用碱金属氢氧化物方法；(2)在转化之后添加了正确目标量的硼酸，9.35克；(3)该批次被不经意地过度加热至440F。该批次表现地与之前的批次显著不同。转化为润滑脂用的时间小于2小时，而不是约6小时。该最终研磨的润滑脂的工作60冲程的针入度为263。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为21.57％。滴点为647F。
实施例19-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)由于之前的实施例18润滑脂严重的过度加热，小心避免任何过度加热再一次制备了相同的润滑脂。该批次在25分钟内开始明显转化。该最终研磨的润滑脂的工作60冲程的针入度为273。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为20.84％。滴点为>650F。25C和150C下的滚筒稳定性测试(进行通常的2小时持续时间)分别给出0.7％和4.2％的工作针入度变化。四球磨损疤痕为0.47mm。锥体油分离(Cone Oil Separation)(24小时，100C)为0.7％；锥体油分离(Cone Oil Separation)(24小时，150C)为4.2％。
从之前的3个实施例可以看出，甚至在仅以总的高碱值磺酸盐(磺酸钙和磺酸镁)的1％存在时也会保留高碱值磺酸镁的有益作用。当高碱值磺酸镁的初始含量太低时，使用碱金属氢氧化物技术同样似乎可减慢转化过程并降低稠化剂产量。照此，如果添加碱金属氢氧化物，高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例优选为至少95/5，更优选为至少90/10。以下表7中包括实施例17-19的概括。保持延迟持续时间以小时计。所有温度值均以华氏度计。
表7-实施例17-19的概括
实施例20-(磺酸镁添加，更高TBN的磺酸盐，以及转化剂延迟方法)所有之前的实施例润滑脂都使用了400TBN高碱值磺酸钙。在该实施例中，使用500TBN高碱值磺酸钙制备磺酸钙镁复合润滑脂。不知道该高碱值磺酸钙应被看作优质还是劣质。使用转化剂延迟方法，但是未添加碱金属氢氧化物。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例为约90/10。所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加360.36克500TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加488.09克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及16.54克在100C下粘度为4cSt的PAO。然后添加36.03克500TBN高碱值磺酸镁。这是之前的实施例润滑脂中使用的相同高碱值磺酸镁。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。15分钟之后，添加36.00克主要为C12的烷基苯磺酸。将该批次混合20分钟。然后添加69.15克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和4.97克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加1.26克冰乙酸和14.41克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加75.24克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后添加60.98克水，并将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟)。在该温度下将该批次混合30分钟(转化剂保持延迟)。
然后添加20ml水和20.21克己二醇。45分钟之后，该批次开始明显增稠。在接下来的45分钟期间添加另外30ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。添加10.08克部分的相同氢氧化钙并让其混合约10分钟。然后添加2.34克冰乙酸接着添加37.09克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后将12.75克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。然后添加24.09克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加30.17克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。
当润滑脂冷却至300F时，添加45.35克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加3.66克芳基胺抗氧化剂和11.40克聚异丁烯聚合物。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为275。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为27.74％。滴点为>650F。通过对比可以看出，该润滑脂的稠化剂产量不如高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例为约90/10的之前的实施例润滑脂好。但是，跟需要至少36％的高碱值磺酸钙的许多现有技术组合物和方法相比，稠化剂产量仍然得到显著改进。该实施例23润滑脂的滴点是优异的。该实施例显示，可使用TBN值高于400的高碱值磺酸钙制备磺酸钙/磺酸镁润滑脂。它还显示，对于高碱值磺酸钙更高的TBN值并不必然转化为磺酸钙润滑脂的更高稠化剂产量。
实施例21-24(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)与实施例4润滑脂类似制备四个批次的磺酸钙镁复合润滑脂。在这些润滑脂的前3个批次实施例21-23中，仅有的显著区别是所使用的400TBN高碱值磺酸镁的来源。在所有之前使用400TBN高碱值磺酸镁的实施例润滑脂中使用了来自相同来源的磺酸镁，在本文中称作高碱值磺酸镁“A”。在以下这些润滑脂的前三个批次的每个中使用来自不同来源的不同的400TBN高碱值磺酸镁，在本文中分别称作高碱值磺酸镁“B”、“C”和“D”。对于实施例24的润滑脂，所述400TBN高碱值磺酸钙为如‘406专利中所述的优质磺酸钙。实施例24也使用了高碱值磺酸镁D。表8给出了以下四个批次的润滑脂以及用于对比的实施例4润滑脂的组成信息和测试数据的概括。
表8-实施例21-24的概括
可以看出，稠化剂产量存在一些小变化。这可能是由于所使用的不同高碱值磺酸镁而导致，因为它是这五种润滑脂中的重要区别。但是，总体上这五种润滑脂全都给出良好的稠化剂产量。其它测试特性通常也较好。一个例外是如25C和150C下的滚筒稳定性测试所表明的剪切稳定性。实施例23和24的润滑脂(使用高碱值磺酸镁D)在这些测试中似乎比其它的更差。这可能也是由于高碱值磺酸镁D相对于其它高碱值磺酸镁的一些差别而导致。
接下来的六个实施例显示转化剂延迟和高碱值磺酸镁分开添加方法的一些进一步的变化。
实施例25-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)制备与实施例23润滑脂相同的磺酸钙镁复合润滑脂以充当下一个润滑脂的基线。与实施例23润滑脂类似，高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例为约90/10。类似地，使用了转化剂延迟方法。未使用高碱值磺酸镁分开添加技术。而是，所有高碱值磺酸镁均在开始时转化开始之前添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加360.28克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加489.74克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油，以及15.58克在100C下粘度为4cSt的PAO。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙为劣质磺酸钙。然后添加36.87克400TBN高碱值磺酸镁D。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加36.50克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加69.40克平均粒径低于5微米的羟磷灰石和4.98克平均粒径低于5微米的食品级纯度的氢氧化钙并让其混合30分钟。然后添加1.28克冰乙酸和14.38克12-羟基硬脂酸并让其混合10分钟。然后添加75.25克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合5分钟。然后向混合物中添加58.06克水。将混合物加热直到温度达到190F-200F(转化剂温度调节延迟)。然后将该批次在该温度范围混合30分钟(转化剂保持延迟)。注意到混合物似乎在30分钟保持延迟过程中增稠。
然后添加另外50ml水以补充由于蒸发而损失的水。在这之后添加20.85克己二醇。在几分钟之内该批次就增稠到添加178.57克相同的石蜡基础油的点。然后将该批次在190F与200F之间保持45分钟直到傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。在该时间期间添加30ml水以补充由于蒸发而损失的水。然后添加10.37克相同的氢氧化钙并让其混合10分钟。然后添加2.40克冰乙酸接着添加37.35克12-羟基硬脂酸。将润滑脂混合15分钟直到12-羟基硬脂酸熔融并混合为润滑脂。然后将12.75克硼酸在50克热水中混合，并将混合物添加至润滑脂。然后添加24.38克75％的膦酸水溶液，让其混合并反应。
然后在继续搅拌的同时用电加热套加热混合物。当润滑脂达到300F时，以形成团块状的固体添加30.39克苯乙烯-烯烃共聚物。继续将润滑脂加热至约390F，在这时所有聚合物全部熔融并完全溶于润滑脂混合物中。移去加热套，并通过在敞开的空气中继续搅拌让润滑脂冷却。当润滑脂冷却至300F时，添加45.46克平均粒径低于5微米的食品级无水硫酸钙。当该批次冷却至170F时，添加3.02克芳基胺抗氧化剂和6.71克聚异丁烯聚合物。添加另外266.07克相同的石蜡基础油。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为265。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为20.68％。滴点为>650F。
实施例26-(磺酸镁分开添加和转化剂延迟方法)与之前的实施例25润滑脂类似制备另一批次的润滑脂。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例为约90/10。类似地，使用了延迟非水性转化剂技术。该润滑脂与之前的实施例25润滑脂之间仅有的显著区别是使用了高碱值磺酸镁分开添加方法。在开始时转化开始之前仅添加总的高碱值磺酸镁的10％。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的初始比例为约100/1。在润滑脂达到其最高温度并冷却至低于250F之后添加剩余的高碱值磺酸镁。该最终研磨的润滑脂的工作60冲程的针入度为265。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为20.19％。滴点为>650F。可以看出，与基线实施例25润滑脂相比，高碱值磺酸镁分开添加技术在该润滑脂中提供很小的(如果有的话)稠化剂产量改进。
实施例27-(磺酸镁添加和转化剂延迟方法)磺酸钙镁复合润滑脂根据‘265专利的基于碳酸钙的磺酸钙润滑脂技术制备。高碱值磺酸钙与高碱值磺酸镁的比例为约90/10。也使用转化剂延迟方法。所有高碱值磺酸镁均在开始时添加。
润滑脂如下制备：向开口混合容器中添加310.14克400TBN高碱值油溶性磺酸钙，接着添加345.89克在100F下粘度为约600SUS的溶剂中性的1类石蜡基础油。所述400TBN高碱值油溶性磺酸钙是良好质量的钙。在没有加热的情况下开始使用行星式混合桨叶混合。然后添加31.60克高碱值磺酸镁并让其混合15分钟。然后添加31.20克主要为C12的烷基苯磺酸。混合20分钟之后，添加75.12克平均粒径低于5微米的细碎碳酸钙并让其混合20分钟。然后添加0.84克冰乙酸和8.18克12-羟基硬脂酸。将该混合物搅拌10分钟。然后添加40.08克水，随着继续混合将该混合物加热至190F至200F的温度。这代表温度调节延迟。在该温度范围将该混合物混合30分钟。这代表保持延迟。在该时间期间，发生显著的增稠，并形成润滑脂结构。
傅里叶变换红外(FTIR)光谱表明水由于蒸发而受到损失。添加另外70ml水。FTIR光谱还表明，转化已经部分发生，即使尚未添加己二醇(非水性转化剂)。在190至200F下的30分钟保持延迟之后添加15.76克己二醇。在这之后不久，FTIR光谱表明无定形碳酸钙向结晶碳酸钙(方解石)的转化已经发生。但是，该批次在添加二醇之后似乎有一定程度的软化。添加另外20ml水接着添加2.57克冰乙酸和16.36克12-羟基硬脂酸。让这两种复合酸反应10分钟。然后缓慢添加16.60克75％的膦酸水溶液并让其混合和反应。
然后将润滑脂加热至390至400F。随着混合物被加热，润滑脂继续变得越来越稀越来越具有流动性。从混合器移去加热套，在继续搅拌的同时让润滑脂冷却。该混合物很稀，并且没有显著的润滑脂质地。当温度低于170F时，将样品从混合器移去，并将其通过三辊式磨机。研磨的润滑脂具有工作前针入度189。该结果非常令人意外，表明形成了非常异常且高度流凝性的结构。添加另外3部分相同的基础油，总共116.02克。然后将润滑脂从混合器移去，并将其三次通过三辊式磨机，以获得最终平滑均匀的质地。该润滑脂的工作60冲程的针入度为290。高碱值油溶性磺酸钙在最终润滑脂中的百分比为31.96％。滴点为617F。在研磨之前，该实施例34润滑脂具有极其流动性的质地。这一非常异常的特性可具有多种应用，所述应用中需要非常具有流动性并且可泵送的润滑油直到其被递送至待润滑设备。如果设备将润滑油分送至设备或设备本身(或者两者)可充分剪切润滑油以模拟研磨，那么就可产生坚固的润滑脂。这种润滑油的优点是它将会在待润滑设备中具有流体的可泵送性和移动性但是没有润滑脂的质地。
尽管本文提供的实施例主要为NLGI 1号、2号、或3号级别，2号级别是最优选的，但应进一步理解，本发明的范围包括比2号级别更硬和更软的所有NLGI稠度级别。但是本领域普通技术人员应理解，对于不是NLGI 2号级别的根据本发明的润滑脂，其特性应与使用或多或少的基础油将会获得的特性一致，以便提供2号级别产物。
尽管本发明主要涉及敞口容器中制备的润滑脂，并且各实施例全都在敞口容器中进行，但是所述复合磺酸钙镁润滑脂组合物和方法也可以在封闭容器中使用，在其中进行压力下的加热。使用这种压力容器可产生甚至比本文实施例中所述的那些更佳的稠化剂产量。为了本发明的目的，敞口容器是具有或不具有顶部的盖(cover)或盖(hatch)的任何容器，只要任何这种顶部的盖(cover)或盖(hatch)不是气密的从而在加热过程中不能产生显著的压力。使用顶部的盖(cover)或盖(hatch)在转化过程中封闭的敞口容器会帮助保持必要水平的作为转化剂的水同时大体上容许转化温度处于或者甚至高于水的沸点。本领域普通技术人员应理解，这种更高的转化温度对于单纯磺酸钙润滑脂和复合磺酸钙润滑脂均可进一步改进稠化剂产量。
如本文所使用：(1)高碱值磺酸钙中包含的分散的碳酸钙(或者无定形碳酸钙)或残留氧化钙或氢氧化钙的量以高碱值磺酸钙的重量计；(2)一些成分以两个或更多个分开的部分添加，每个部分可描述为该成分总量的百分比或者以重量计的最终润滑脂的百分比；(3)通过百分比或份数确定的各成分的所有其它的量(包括总量)是以最终润滑脂产物的重量计作为成分添加的量，尽管特定成分(例如水，或者会与其它成分反应的含钙碱或碱金属氢氧化物)可能不存在于最终润滑脂中，或者可能不以指定作为成分添加的量存在于最终润滑脂中。如本文所使用，“添加的碳酸钙”是指除了高碱值磺酸钙中包含的量的分散的碳酸钙之外作为独立成分添加的结晶碳酸钙。如本文所使用，“添加的氢氧化钙”和“添加的氧化钙”分别是指除了高碱值磺酸钙中可能包含的量的残留氢氧化钙和/或氧化钙之外作为独立成分添加的氢氧化钙和氧化钙。如本文中为了描述本发明所使用(与所述术语在一些现有技术参考文献中如何使用不同)，羟磷灰石是指(1)具有化学式Ca5(PO4)3OH的化合物或(2)具有数学上等同的化学式的化合物(a)具有约1100C的熔点或(b)特别从这种等同化学式排除磷酸三钙与氢氧化钙的混合物。
如本文所使用，术语“稠化剂产量”当应用于主题发明时应该指的是常规含义，即提供具有如通过润滑脂制备中通常使用的标准针入度测试ASTM D217或D1403测量的特定目标稠度的润滑脂需要的高度高碱值的油溶性磺酸钙的含量。以类似的方式，如本文所使用，润滑脂的“滴点”应该指使用润滑脂制备中通常使用的标准滴点测试ASTM D2265获得的值。如本文所述的四球极压测试应该指ASTM D2596。如本文所述的四球磨损测试应该指ASTM D2266。如本文所述的锥体油分离(Cone Oil Separation)测试应该指ASTM D6184。如本文所述的滚动稳定性(Roll Stability)测试应该指ASTM D1831。如本文所使用，“非水性转化剂”是指除了水之外的任何转化剂，并且包括可含有一些水作为稀释剂或杂质的转化剂。本领域普通技术人员在阅读了本说明书(包括本文包含的实施例)之后应理解，可在本发明的范围内对组合物和用来制备组合物的方法进行修改和变更，并且本文公开的本发明范围旨在仅受法律上授予发明人的所附权利要求书的最宽的解释的限制。

Claims (47)

1.一种制备基于磺酸盐的润滑脂的方法，包括：
添加并混合一定量的含有无定形碳酸钙分散于其中的高碱值磺酸钙、可选的基础油和一种或多种转化剂，以形成转化前混合物；
通过加热直到发生从所述无定形碳酸钙向结晶碳酸钙的转化，将所述转化前混合物转化为转化后混合物；以及
添加一定量的高碱值磺酸镁并与所述转化前混合物、所述转化后混合物或者两者混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中高碱值磺酸钙的量为10-45％且高碱值磺酸镁的量为0.1-30％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中高碱值磺酸钙的量为10-36％且高碱值磺酸镁的量为1-24％。
4.根据权利要求1所述的方法，其中高碱值磺酸钙的量为10-30％且高碱值磺酸镁的量为1-20％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中高碱值磺酸钙的量为10-22％且高碱值磺酸镁的量为1-15％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中第一部分所述磺酸镁被添加至所述转化前混合物，并且第二部分所述磺酸镁被添加至所述转化后混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中添加磺酸镁总量的0.25-95％作为所述第一部分。
8.根据权利要求6所述的方法，其中添加磺酸镁总量的1-75％作为所述第一部分。
9.根据权利要求6所述的方法，其中添加磺酸镁总量的10-50％作为所述第一部分。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一部分和第二部分磺酸镁总计为所述最终润滑脂的按重量计0.2-30％，并且所述第一部分磺酸镁为所述最终润滑脂的按重量计0.1-20％。
11.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一部分和第二部分磺酸镁总计为所述最终润滑脂的按重量计0.1-30％，并且所述第一部分磺酸镁为所述最终润滑脂的按重量计0.5-15％。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一部分和第二部分磺酸镁总计为所述最终润滑脂的按重量计1.1-30％，并且所述第一部分磺酸镁为所述最终润滑脂的按重量计1-10％。
13.根据权利要求6所述的方法，其中所述转化后混合物被加热至超过300F的温度，然后冷却至低于250F的温度，并且其中所述第二部分磺酸镁在所述转化后混合物冷却至低于250F的温度之后添加。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括添加一种或多种含钙碱并与所述转化前混合物、所述转化后混合物或者两者混合；
添加一种或多种酸并与所述转化前混合物、所述转化后混合物或者两者混合；
其中水是所述转化剂中的一种；并且
其中在水、所述含钙碱中的一种、所述酸中的一种或它们的任何部分的添加与至少一部分所述高碱值磺酸镁的添加之间存在一个或多个磺酸镁延迟时段。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述磺酸镁延迟时段中的至少一个为保持延迟时段，其中在添加至少一部分所述磺酸镁之前包含水、含钙碱、酸或它们的任何部分的混合物在一定温度或在一定温度范围内维持一定时间段。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述磺酸镁延迟时段中的至少一个为温度调节延迟时段，其中在添加至少一部分所述磺酸镁之前将包含水、含钙碱、酸或它们的任何部分的混合物加热或冷却。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述磺酸镁延迟时段中的至少一个为温度调节延迟时段，其中在添加至少第二部分所述磺酸镁之前将包含水、含钙碱、酸或它们的任何部分的混合物加热或冷却。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述酸中的一种为添加至所述转化前混合物的辅助酸，并且在添加所述辅助酸与添加至少一部分所述磺酸镁之间存在至少一个磺酸镁延迟时段。
19.根据权利要求14所述的方法，其中第一部分所述磺酸镁被添加至所述转化前混合物，并且第二部分所述磺酸镁被添加至所述转化后混合物；
以及其中在添加所述第一部分所述磺酸镁、所述第二部分所述磺酸镁或者两者之前存在磺酸镁延迟时段。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述含钙碱为羟磷灰石、添加的碳酸钙、添加的氢氧化钙、添加的氧化钙或它们的组合。
21.根据权利要求14所述的方法，其中所述转化剂中的一种为非水性转化剂，并且其中在添加水与添加至少一部分所述非水性转化剂之间存在一个或多个转化剂延迟时段。
22.根据权利要求14所述的方法，进一步包括添加碱金属氢氧化物并与所述转化前混合物、所述转化后混合物或者两者混合。
23.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将一种或多种含钙碱添加至所述转化前混合物、所述转化后混合物或者两者。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述含钙碱为羟磷灰石、添加的碳酸钙、添加的氢氧化钙、添加的氧化钙或它们的组合。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述转化剂包含水和至少一种非水性转化剂，并且其中在添加水与添加至少一部分所述非水性转化剂之间存在一个或多个转化剂延迟时段。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括添加碱金属氢氧化物并与所述转化前混合物、所述转化后混合物或者两者混合。
27.根据权利要求23所述的方法，其中所添加的含钙碱的总量为2.7-41.2％。
28.根据权利要求25所述的方法，其中作为转化剂添加的水的量为1.5-10％且非水性转化剂的总量为0.1-5％。
29.根据权利要求26所述的方法，其中碱金属氢氧化物的量为0.005-.5％。
30.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以1.25-18％的总量添加和混合一种或多种复合酸。
31.根据权利要求23所述的方法，其中所述含钙碱包含羟磷灰石和氢氧化钙，并且其中所述羟磷灰石贡献的氢氧化物当量碱度小于由羟磷灰石和添加的碳酸钙获得的总氢氧化物当量碱度的25％。
32.根据权利要求1所述的方法，其中所述高碱值磺酸钙为劣质高碱值磺酸钙。
33.根据权利要求18所述的方法，其中第一部分所述磺酸镁被添加至所述转化前混合物且第二部分所述磺酸镁被添加至所述转化后混合物，并且其中所述磺酸镁延迟时段处于添加所述辅助酸与添加所述第一部分所述磺酸镁之间。
34.根据权利要求19所述的方法，其中所述一种或多种酸包含辅助酸；其中在添加所述辅助酸与添加所述第一部分所述磺酸镁之间存在磺酸镁延迟时段；并且其中作为转化剂的水在添加所述辅助酸之后且在添加所述第一部分所述磺酸镁之前添加。
35.一种基于磺酸盐的润滑脂组合物，包含以下成分：高碱值磺酸钙、高碱值磺酸镁、一种或多种转化剂以及可选的基础油。
36.根据权利要求35所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，进一步包含一种或多种以下成分：一种或多种含钙碱、一种或多种复合酸、一种或多种辅助酸、或者碱金属氢氧化物；并且
其中所述一种或多种转化剂包含水和至少一种非水性转化剂。
37.根据权利要求36所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中高碱值磺酸钙的量为高碱值磺酸镁的量的约1.5至100倍。
38.根据权利要求35所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中高碱值磺酸钙的量为10-45％且高碱值磺酸镁的量为0.1-30％。
39.根据权利要求35所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中高碱值磺酸钙的量为10-36％且高碱值磺酸镁的量为1-24％。
40.根据权利要求35所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中高碱值磺酸钙的量为10-30％且高碱值磺酸镁的量为1-20％。
41.根据权利要求35所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中高碱值磺酸钙的量为10-22％且高碱值磺酸镁的量为1-15％。
42.根据权利要求36所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中所述含钙碱为羟磷灰石、添加的碳酸钙、添加的氧化钙、添加的氢氧化钙或它们的组合，并且其中含钙碱的总量为2.7-41.2％。
43.根据权利要求42所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中作为转化剂添加的水的量为1.5-10％且非水性转化剂的总量为0.1-5％。
44.根据43所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中碱金属氢氧化物的量为0.005-.5％。
45.根据43所述的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中一种或多种复合酸的总量为1.25-18％。
46.一种转化前的基于磺酸盐的润滑脂组合物，包含以下成分：高碱值磺酸钙、高碱值磺酸镁、一种或多种转化剂以及可选的基础油。
47.根据权利要求46所述的转化前的基于磺酸盐的润滑脂组合物，其中所述组合物包含高碱值磺酸钙，其量为高碱值磺酸镁的量的约1.5至100倍。
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