CN109627805B - 改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用 - Google Patents

改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109627805B
CN109627805B CN201910036007.1A CN201910036007A CN109627805B CN 109627805 B CN109627805 B CN 109627805B CN 201910036007 A CN201910036007 A CN 201910036007A CN 109627805 B CN109627805 B CN 109627805B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium carbonate
modified nano
parts
nano calcium
abm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910036007.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109627805A (zh
Inventor
童张法
覃玲意
周文英
钟玲萍
蒙杨平
陈珍明
苏耀恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi Engineering Academy For Calcium Carbonate Industry Co ltd
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi Engineering Academy For Calcium Carbonate Industry Co ltd
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi Engineering Academy For Calcium Carbonate Industry Co ltd, Guangxi University filed Critical Guangxi Engineering Academy For Calcium Carbonate Industry Co ltd
Priority to CN201910036007.1A priority Critical patent/CN109627805B/zh
Publication of CN109627805A publication Critical patent/CN109627805A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109627805B publication Critical patent/CN109627805B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06—Metal compounds
    • C10M2201/062—Oxides; Hydroxides; Carbonates or bicarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/08—Inorganic acids or salts thereof
    • C10M2201/084—Inorganic acids or salts thereof containing sulfur, selenium or tellurium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/02—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用，属于改性碳酸钙制备技术领域。所述改性纳米碳酸钙的合成包括以下步骤：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h，使其水分在0.3～0.6％；使用丙酮溶剂稀释大分子改性剂ABM，混合均匀得到混合溶剂；将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。该改性纳米碳酸钙能在填料表面引入性能稳定的碳氧键，在高温热老化过程中可通过牺牲分子中的碳氧链，将其添加到润滑脂中能保护润滑脂中其他化学键，从而减缓润滑脂体系的老化速度，提耐高温性能。

Description

改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及改性碳酸钙制备技术领域，特别是涉及一种改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用。
背景技术
纳米碳酸钙作为一种性能稳定、易加工的新型功能性无机材料而被广泛运用。在润滑剂领域，改性后的纳米碳酸钙作为润滑脂的添加剂具有良好的清洁作用、耐低温腐蚀、抗磨减摩等优势。
润滑脂作为润滑剂中一个独立的工业部分，因其优良的抗水性能、胶体稳定性、抗磨性能及宽的工作温度范围等特点而被广泛应用于工业机械、农业机械、交通运输行业、电子信息行业等领域。润滑脂主要由稠化剂稠化基础油并加入添加剂而制得，根据其所使用的稠化剂种类可以将其分为金属皂基润滑脂、有机润滑脂、烃基润滑脂及无机润滑脂，而在金属皂基润滑脂中以复合磺酸钙基润滑脂的使用最为广泛。
复合磺酸钙基润滑脂集复合锂基润滑脂、复合铝基润滑脂和复合钙基润滑脂的性能优势于一体，表现出优异的极压、抗磨、高低温性及安定性能而被称为新一代润滑脂。但其也存在着：随放置时间的延长会出现硬化和老化现象及在高温下稠度变化明显，某些高温润滑部位出现甩油现象等缺陷。这些缺陷限制着复合磺酸钙基润滑脂的发展。
专利CN101993767A公开了一种含碳酸钙的复合磺酸钙润滑脂及其生产方法，该方法以高碱值合成磺酸钙、基础油、硼酸、C12～C22饱和硬脂酸为基础成分，再将粒径5～300nm的纳米碳酸钙加入磺酸钙润滑脂中，从而得到新型的复合磺酸钙基润滑脂。采用该方法生产的润滑脂其极压抗磨性能及胶体稳定性都得以提高，但并未能改善润滑脂的耐高温及防硬化问题。
专利CN102703185A公开一种复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法，该方法的特点在于稠化过程中加入芳胺类抗氧化剂，这样的操作不仅能降低成本还能提高产品的抗水性、耐热性、润滑性及减少产品在高温下的流失量。专利CN106497641A公开一种改性复合磺酸钙基润滑脂组合物及制备方法，该方法的通过改进制备过程中所需的转化剂、复合剂的种类和含量，来改善润滑脂的机械安定性能及减少润滑脂在存放过程中的稠度变化，从而达到减少在高温下的流失量，但表面硬化问题依然无改善。
综上所述，目前同时具备耐老化硬化和耐高温的复合磺酸钙基润滑脂少有报道，而具备上述的性能是复合磺酸钙基润滑脂持续发展所需解决的难题，故寻求一种同时具备上述两性能的复合磺酸钙润滑脂及其制备方法是有必要的。本发明采用相关纳米材料的制备技术，提供一种含纳米碳酸钙的复合磺酸钙润滑脂的制备方法与配方，达到改善润滑脂性能的要求。
发明内容
本发明目的在于提出一种改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用，以解决上述现有技术存在的复合磺酸钙基润滑脂不能同时具备耐老化硬化和耐高温等性能的技术问题。
为此，本发明提出以下方案：
一种改性纳米碳酸钙的制备方法，所述改性纳米碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.5～1份、溶剂10～20份。
优选地，所述改性纳米碳酸钙以重量份为单位包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.7份、溶剂16份。
优选地，所述碳酸钙晶须的粒径为20～60nm。
优选地，所述溶剂为丙酮。
优选地，所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h后待用，使其水分在0.3～0.6％；
S2：使用丙酮溶剂稀释大分子改性剂ABM，混合均匀，得到混合溶剂；
S3：将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入步骤S2所得的混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。
优选地，所述的大分子改性剂ABM，以摩尔份数为单位，包括以下原料：
Figure GDA0002983042910000021
Figure GDA0002983042910000031
优选地，所述的大分子改性剂ABM，以摩尔份数为单位，包括以下原料：
Figure GDA0002983042910000032
优选地，所述的大分子改性剂ABM的制备方法及合成反应式如下：
①合成步骤：在四口烧瓶加入乙酸乙酯，在氮气保护下将水浴升温至55℃并以800r/min持续搅拌；向乙酸乙酯中按顺序加入丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯、顺丁烯二酸酐及偶氮二异丁腈、十二硫醇，搅拌30min后升温至65℃，再持续搅拌2.5h得到粘稠物体系；将粘稠物放入正己烷溶液中进行洗涤，反复洗涤3～4次后干燥，得到大分子改性剂ABM；
②大分子改性剂ABM合成反应式：
Figure GDA0002983042910000041
其中x、y、z均为整数，x大于0小于等于4，y大于2小于等于10，z大于0小于等于6；命名ABM-1，其中取x＝2、y＝6，z＝2；命名ABM-2，其中取x＝4、y＝6，z＝2；命名ABM-3，其中取x＝2、y＝6，z＝5。
优选地，所述含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂以重量份为单位包括以下原料：高碱值磺酸钙100份、基础油120～170份、烷基苯磺酸1～1.5份、脂肪酸0.5～2份、醋酸1～10份、水5～15份、改性纳米碳酸钙15～25份。
优选地，所述含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，将高碱值磺酸钙及一部分基础油放入反应釜内搅拌混合，加热升温至75～100℃，在升温过程中持续搅拌得到混料A；
S2：向混料A按比例依次加入烷基苯磺酸、脂肪酸、水，搅拌均匀后迅速加入醋酸；保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加入余下的另一部分基础油降温至100℃，经研磨均化后得到复合磺酸钙基润滑脂产品。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：
1.本发明提供一种含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂，以大分子改性剂ABM改性的纳米碳酸钙作为添加剂制备复合磺酸钙基润滑脂，该大分子改性剂比常用的小分子改性剂具有更长的分子链及更多的不同官能团，能实现对纳米碳酸钙界面结构的控制和优化；且其分子中的顺丁烯二酸酐链段含有的酸酐基团可以与碳酸钙表面的活性基团形成有效的化学连接，使得改性剂锚固在碳酸钙上，丙烯基苯基醚链段中的活性环氧基团可以跟润滑脂中的其他基料形成良性相容，丙烯酸正丁酯链段可以用来调节体系的模量。故该大分子改性剂能赋予改性纳米碳酸钙优异分散性能。
2.使用该大分子改性后的纳米碳酸钙，在填料表面引入性能稳定的碳氧键，在高温热老化过程中可通过牺牲分子中的碳氧链而保护润滑脂中其他化学键，从而减缓体系的老化速度，提耐高温性能。
3.由表1实验数据可以看出本发明提供的一种含纳米碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂的制备方法制得的润滑脂，能赋予润滑脂更优异的抗硬化及耐高温性能。其中实施例3为最优实施例，实施例3所得的润滑脂和对比例1、2的对比发现，实施例的综合性能和均有所提高，说明大分子改性剂ABM改性的纳米碳酸钙对润滑脂性能的提升有着很大的帮助。实施例3和对比例3、4现有技术所得的润滑脂进行对比，实施例的高温寿命比对比例最优值分别提高了19.77％和17.11％，其表面硬化值比对比例最优值分别提高了55.56％和42.85％，说明在使用本发明制备方法和添加改性纳米碳酸钙的情况下，润滑脂各方面的性能均有不同程度的提升，更是同时解决了抗硬化老化和耐高温性的技术问题。
4.根据表2实验数据可知，改性纳米碳酸钙添加量为15～25份时，润滑脂的抗硬化及耐高温性能较好；其中改性纳米CaCO3添加量为20份时，润滑脂的抗硬化及耐高温性能最好。这是因为当润滑脂在高温度和高压力条件下，润滑脂中的碳酸钙通过分解生成CaO，在压力作用下形成平滑的滑动层降低摩擦和磨损，从而保护润滑脂。当改性纳米碳酸钙添加量过少时，少量的纳米粒子不能形成完成的滑动层，所以其抗压抗磨及耐高温性能较低；当改性纳米碳酸钙添加量过多时，纳米粒子较大的比表面积及表面能会使其具有强烈的聚集倾向，使其在体系中的分散性变差，导致接触磨损增大，从而也不利于抗压抗摩及耐高温行。
5.本发明提供的含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂的制备方法与普通制备方法相比，在保证润滑脂良好的极压、抗磨、高低温性及胶体安定性能的同时还赋予其优异的抗硬化及在高温下不易甩油的性能；还具有配方组分较少，操作简单易行，适合于工业生产等优势。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1：
一种改性纳米碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.7份、溶剂16份；所述的碳酸钙晶须为济南子安化工有限公司GY系列产品，其外形为针状，粒径为33.2～48.7nm；所述溶剂为分析纯丙酮；
所述改性纳米碳酸钙的合成包括以下步骤：
S1：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h后待用，使其水分在0.4％；
S2：使用丙酮溶剂稀释大分子改性剂ABM，混合均匀，得到混合溶剂；
S3：将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入步骤S2所得的混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。
所述的改性纳米碳酸钙，为大分子改性剂ABM(即丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯和顺丁烯二酸酐的三元无规共聚物)改性碳酸钙晶须后得到的产品，其中所用的大分子改性剂ABM的组分(摩尔份数)包括：
Figure GDA0002983042910000061
其中大分子改性剂ABM的制备方法及合成反应式如下：
①合成步骤：在四口烧瓶加入乙酸乙酯，在氮气保护下将水浴升温至55℃并以800r/min持续搅拌；向乙酸乙酯中按顺序加入丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯、顺丁烯二酸酐及偶氮二异丁腈、十二硫醇，搅拌30min后升温至65℃，再持续搅拌2.5h得到粘稠物体系；将粘稠物放入正己烷溶液中进行洗涤，反复洗涤3次后干燥，得到大分子改性剂ABM；
②大分子改性剂ABM合成反应式：
Figure GDA0002983042910000071
其中x、y、z均为整数，x大于0小于等于4，y大于2小于等于10，z大于0小于等于6，命名ABM-1(取x＝2、y＝6，z＝2)。
一种含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，称取350mgKOH/g的高碱值磺酸钙1000g及150BS基础油1300g放入反应釜内搅拌混合，持续搅拌并升温至95℃，得到混料A；
S2：向混料A依次加入10g十二羟基硬脂酸、12g十二烷基苯磺酸、100g水进行混合，混合均匀后迅速加入20g醋酸，体系保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入150g改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加150g的150BS基础油降温至100℃，经研磨均化后得到本专利的复合磺酸钙基润滑脂产品。
实施例2：
一种改性纳米碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.7份、溶剂20份；所述的碳酸钙晶须为济南子安化工有限公司GY系列产品，其外形为针状，粒径为28.9～51.6nm；所述溶剂为分析纯丙酮；
所述改性纳米碳酸钙的合成包括以下步骤：
S1：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h后待用，使其水分在0.6％；
S2：使用丙酮溶剂稀释大分子改性剂ABM，混合均匀，得到混合溶剂；
S3：将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入步骤S2所得的混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。
所述的改性纳米碳酸钙，为大分子改性剂ABM(即丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯和顺丁烯二酸酐的三元无规共聚物)改性碳酸钙晶须后得到的产品，其中所用的大分子改性剂ABM的组分(摩尔份数)包括：
Figure GDA0002983042910000081
其中大分子改性剂ABM的制备方法及合成反应式如下：
①合成步骤：在四口烧瓶加入乙酸乙酯，在氮气保护下将水浴升温至55℃并以800r/min持续搅拌；向乙酸乙酯中按顺序加入丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯、顺丁烯二酸酐及偶氮二异丁腈、十二硫醇，搅拌30min后升温至65℃，再持续搅拌2.5h得到粘稠物体系；将粘稠物放入正己烷溶液中进行洗涤，反复洗涤4次后干燥，得到大分子改性剂ABM；
②大分子改性剂ABM合成反应式：
Figure GDA0002983042910000091
其中x、y、z均为整数，x大于0小于等于4，y大于2小于等于10，z大于0小于等于6，命名ABM-2(取x＝4、y＝6，z＝2)。
一种含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，称取350mgKOH/g的高碱值磺酸钙1000g及150BS基础油1400g放入反应釜内搅拌混合，持续搅拌并升温至95℃，得到混料A；
S2：向混料A依次加入15g十二羟基硬脂酸、15g十二烷基苯磺酸、120g水进行混合，混合均匀后迅速加入28g醋酸，体系保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入200g改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加220g的150BS基础油降温至100℃，经研磨均化后得到本专利的复合磺酸钙基润滑脂产品。
实施例3：
一种改性纳米碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.7份、溶剂16份；所述的碳酸钙晶须为济南子安化工有限公司GY系列产品，其外形为针状，粒径为43.4～58.2nm；所述溶剂为分析纯丙酮；
所述改性纳米碳酸钙的合成包括以下步骤：
S1：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h后待用，使其水分在0.5％；
S2：使用丙酮溶剂稀释大分子改性剂ABM，混合均匀，得到混合溶剂；
S3：将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入步骤S2所得的混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。
所述的改性纳米碳酸钙，为大分子改性剂ABM(即丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯和顺丁烯二酸酐的三元无规共聚物)改性碳酸钙晶须后得到的产品，其中所用的大分子改性剂ABM的组分(摩尔份数)包括：
Figure GDA0002983042910000101
其中大分子改性剂ABM的制备方法及合成反应式如下：
①合成步骤：在四口烧瓶加入乙酸乙酯，在氮气保护下将水浴升温至55℃并以800r/min持续搅拌；向乙酸乙酯中按顺序加入丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯、顺丁烯二酸酐及偶氮二异丁腈、十二硫醇，搅拌30min后升温至65℃，再持续搅拌2.5h得到粘稠物体系；将粘稠物放入正己烷溶液中进行洗涤，反复洗涤3次后干燥，得到大分子改性剂ABM；
②大分子改性剂ABM合成反应式：
Figure GDA0002983042910000111
其中x、y、z均为整数，x大于0小于等于4，y大于2小于等于10，z大于0小于等于6，命名ABM-3,(取x＝2、y＝6，z＝5)。
一种含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，称取450mgKOH/g的高碱值磺酸钙1000g及150BS基础油1100g放入反应釜内搅拌混合，持续搅拌并升温至95℃，得到混料A；
S2：向混料A依次加入10g十二羟基硬脂酸、11g十二烷基苯磺酸、100g水进行混合，混合均匀后迅速加入26g醋酸，体系保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入180g改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加180g的150BS基础油降温至100℃，经研磨均化后得到本专利的复合磺酸钙基润滑脂产品。
对比例1：
一种改性纳米碳酸钙，以重量份为单位包括以下原料：碳酸钙晶须100份、HK-560型偶联剂0.7份、溶剂16份；所述的碳酸钙晶须为济南子安化工有限公司GY系列产品，其外形为针状，粒径为40.7～56.4nm；所述溶剂为分析纯丙酮；
所述改性纳米碳酸钙的合成包括以下步骤：
S1：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h后待用，使其水分在0.5％；
S2：使用丙酮溶剂稀释HK-560型偶联剂，混合均匀，得到混合溶剂；
S3：将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入步骤S2所得的混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。
一种含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，称取450mgKOH/g的高碱值磺酸钙1000g及150BS基础油1100g放入反应釜内搅拌混合，持续搅拌并升温至95℃，得到混料A；
S2：向混料A依次加入10g十二羟基硬脂酸、11g十二烷基苯磺酸、100g水进行混合，混合均匀后迅速加入26g醋酸，体系保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入180g改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加180g的150BS基础油降温至100℃，经研磨均化后得到本专利的复合磺酸钙基润滑脂产品。
注：对比例1所述的改性纳米碳酸钙为HK-560型偶联剂改性后的纳米碳酸钙，因HK-560含有与ABM相似的基团，故使用其改性进行对比。
对比例2：
一种含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，称取450mgKOH/g的高碱值磺酸钙1000g及150BS基础油1100g放入反应釜内搅拌混合，持续搅拌并升温至95℃，得到混料A；
S2：向混料A依次加入10g十二羟基硬脂酸、11g十二烷基苯磺酸、100g水进行混合，混合均匀后迅速加入26g醋酸，体系保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入180g未改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加180g的150BS基础油降温至100℃，经研磨均化后得到本专利的复合磺酸钙基润滑脂产品。
注：对比例2所述的未改性纳米碳酸钙为济南子安化工有限公司GY系列碳酸钙晶须。
对比例3：
采用中国专利文献“一种含纳米碳酸钙的复合磺酸钙润滑脂及其生产方法(授权公告号：CN101993767B)”说明书实施例1～5的方法制备润滑脂。
对比例4：
采用中国专利文献“一种复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法(授权公告号：CN102703185B)”说明书实施例1～3的方法制备润滑脂。
具体涉及的测试方法为：
将实施例1～3和对比例1～4制得的复合磺酸钙基润滑脂进行性能测试，其滴点、工作锥入度、表面硬化性能、磨损性能、钢网分油、水淋流失量、轴承漏失量及高温寿命分别按标准GB/T3498、GB/T269、GB/T512、SH/T0202、SH/T0324、SH/T0109、SH/T0326、SH/T0428进行测试。各具体实施例及对比例的性能测试结果见附表1。
表1各实施例及对比例性能测试结果
Figure GDA0002983042910000131
Figure GDA0002983042910000141
由表1实验数据可以看出本发明提供的一种含纳米碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂的制备方法制得的润滑脂，能赋予润滑脂更优异的抗硬化及耐高温性能。其中实施例3为最优实施例，实施例3所得的润滑脂和对比例1、2的对比发现，实施例的综合性能和均有所提高，说明大分子改性剂ABM改性的纳米碳酸钙对润滑脂性能的提升有着很大的帮助。实施例3和对比例3、4现有技术所得的润滑脂进行对比，实施例的高温寿命比对比例最优值分别提高了20.64％和17.94％，其表面硬化值比对比例最优值分别提高了55.56％和42.86％，说明在使用本发明制备方法和添加改性纳米碳酸钙的情况下，润滑脂各方面的性能均有不同程度的提升，更是同时解决了抗硬化老化和耐高温性的技术问题。除了改性纳米碳酸钙添加量不同外，其他工艺步骤、参数与最优实施例3相同，研究改性纳米碳酸钙添加量对润滑脂抗硬化及耐高温性能的影响，结果如表2所示：
表2改性纳米碳酸钙添加量对润滑脂性能的影响
Figure GDA0002983042910000151
根据表2实验数据可知，改性纳米CaCO3添加量为15～25份时，润滑脂的抗硬化及耐高温性能较好；其中改性纳米CaCO3添加量为20份时，润滑脂的抗硬化及耐高温性能最好。这是因为当润滑脂在高温度和高压力条件下，润滑脂中的CaCO3通过分解生成CaO，在压力作用下形成平滑的滑动层降低摩擦和磨损，从而保护润滑脂。当改性纳米CaCO3添加量过少时，少量的纳米粒子不能形成完成的滑动层，所以其抗压抗磨及耐高温性能较低；当改性纳米CaCO3添加量过多时，纳米粒子较大的比表面积及表面能会使其具有强烈的聚集倾向，使其在体系中的分散性变差，导致接触磨损增大，从而也不利于抗压抗摩及耐高温行。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (10)

1.一种改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.5～1份、溶剂10～20份；
所述的大分子改性剂ABM，以摩尔份数为单位，包括以下原料：
Figure FDA0002968385050000011
所述的大分子改性剂ABM的制备方法及合成反应式如下：
①合成步骤：在四口烧瓶加入乙酸乙酯，在氮气保护下将水浴升温至55℃并以800r/min持续搅拌；向乙酸乙酯中按顺序加入丙烯基苯基醚、丙烯酸正丁酯、顺丁烯二酸酐及偶氮二异丁腈、十二硫醇，搅拌30min后升温至65℃，再持续搅拌2.5h得到粘稠物体系；将粘稠物放入正己烷溶液中进行洗涤，反复洗涤3～4次后干燥，得到大分子改性剂ABM；
②大分子改性剂ABM合成反应式：
Figure FDA0002968385050000021
其中x、y、z均为整数，x大于0小于等于4，y大于2小于等于10，z大于0小于等于6。
2.根据权利要求1所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙以重量份为单位包括以下原料：碳酸钙晶须100份、大分子改性剂ABM 0.7份、溶剂16份。
3.根据权利要求1或2所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙晶须的粒径为20～60nm。
4.根据权利要求1或2所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述溶剂为丙酮。
5.根据权利要求1或2所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙晶须放入105℃真空烘箱中干燥2h后待用，使其水分在0.3～0.6％；
S2：使用丙酮溶剂稀释大分子改性剂ABM，混合均匀，得到混合溶剂；
S3：将干燥后的碳酸钙晶须放入三辊连续改性机中，在中速搅拌下缓慢加入步骤S2所得的混合溶剂，搅拌30min后即得到改性纳米碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，取x＝2、y＝6，z＝2。
7.根据权利要求1所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，取x＝4、y＝6，z＝2。
8.根据权利要求1所述的改性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，取x＝2、y＝6，z＝5。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的方法制备的改性纳米碳酸钙在制备含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂中的应用，其特征在于，所述的含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂，以重量份为单位包括以下原料：高碱值磺酸钙100份、基础油120～170份、烷基苯磺酸1～1.5份、脂肪酸0.5～2份、醋酸1～10份、水5～15份、改性纳米碳酸钙15～25份。
10.根据权利要求9所述的改性纳米碳酸钙在制备含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂中的应用，其特征在于，所述含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂制备方法，包括以下步骤：
S1：在室温下，将高碱值磺酸钙及一部分基础油放入反应釜内搅拌混合，加热升温至75～100℃，在升温过程中持续搅拌得到混料A；
S2：向混料A按比例依次加入烷基苯磺酸、脂肪酸、水，搅拌均匀后迅速加入醋酸；保持95℃持续搅拌1.5h，得到粘稠混料B；
S3：向粘稠混料B加入改性纳米碳酸钙，保持95℃持续搅拌15min，然后升温至180℃持续搅拌20min，进行脱水反应，脱水后加入余下的另一部分基础油降温至100℃，经研磨均化后得到复合磺酸钙基润滑脂产品。
CN201910036007.1A 2019-01-15 2019-01-15 改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用 Active CN109627805B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910036007.1A CN109627805B (zh) 2019-01-15 2019-01-15 改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910036007.1A CN109627805B (zh) 2019-01-15 2019-01-15 改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109627805A CN109627805A (zh) 2019-04-16
CN109627805B true CN109627805B (zh) 2021-04-30

Family

ID=66060880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910036007.1A Active CN109627805B (zh) 2019-01-15 2019-01-15 改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109627805B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110791359B (zh) * 2019-11-05 2022-06-28 安徽中天石化股份有限公司 一种基于改性纳米碳酸钙的润滑油及其制备方法
CN112898942B (zh) * 2021-01-23 2023-03-21 广西碳酸钙产业化工程院有限公司 一种赋予单组份脱醇型硅酮密封胶良好阻燃性能专用重质碳酸钙及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493337A (ja) * 1990-08-08 1992-03-26 Sumitomo Chem Co Ltd 表面処理充填剤及びそれを用いたゴム組成物
CN101993767B (zh) * 2010-11-09 2014-04-16 江苏惠源石油科技有限公司 一种含纳米碳酸钙的复合磺酸钙润滑脂及其生产方法
CN103421142B (zh) * 2013-07-18 2015-11-25 贺州学院 一种重质碳酸钙粉体表面改性方法
CN103740435B (zh) * 2014-02-11 2015-06-17 上海禾泰特种润滑科技股份有限公司 一种复合磺酸钙润滑脂组合物及其制备方法
CN106967310B (zh) * 2017-05-05 2019-02-01 南宁市三通专用化学助剂技术有限公司 一种油漆类专用改性碳酸钙及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109627805A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109627805B (zh) 改性纳米碳酸钙的制备方法及其应用
CN111234907B (zh) 一种煤基全合成sn级润滑油及其制备方法
CN113956911B (zh) 一种复合稠化剂的全氟聚醚型润滑脂及其制备方法
CN108034484B (zh) 一种润滑油
CN106010731A (zh) 耐高温链条/导轨润滑油及其制备方法
CN109233959B (zh) 一种汽车轮毂轴承润滑脂组合物及其制备方法
CN109181816A (zh) 具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法
CN109401819A (zh) 一种低温型复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法
CN111808660B (zh) 一种低摩擦系数复合磺酸钙润滑脂组合物及制备方法
CN114350431A (zh) 一种多功能润滑脂、其制备方法和用途
CN109762632B (zh) 含碳酸钙高性能复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法
CN110951515A (zh) 一种含改性石墨烯的润滑脂及其制备方法
CN109233980B (zh) 润滑脂及其制备方法
CN111117743A (zh) 一种耐磨、耐高温的润滑油组合物
CN106367171A (zh) 一种使用周期长的柴油发动机润滑油及其制备方法
CN112410107A (zh) 一种纳米合成润滑油及其制备方法
CN113637515B (zh) 一种低噪音复合磺酸钙基润滑脂组合物及制备方法
CN111676085B (zh) 一种机器人用石墨烯润滑油及其制备方法和应用
NO883430L (no) Smoeremiddel.
CN114045185A (zh) 一种全氟聚醚润滑脂及其制备方法
CN107384542B (zh) 一种高抗磨减震器油组合物
CN106221868B (zh) 一种节能压铸机专用润滑油
CN111961518B (zh) 一种复合磺酸钙基型开式齿轮用润滑脂及其制备方法和应用
CN115418261B (zh) 一种含聚合物的光纤防腐润滑脂及其制备方法
CN115477968B (zh) 一种低分油、抗磨型氟素润滑脂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant