CN85108714A

CN85108714A - 复合碱土金属皂润滑脂组成物及其制备方法

Info

Publication number: CN85108714A
Application number: CN85108714.0A
Authority: CN
Inventors: 李辉; 张秉智; 蔡家成
Original assignee: YIPING CHEMICAL PLANT CHINA PE
Current assignee: YIPING CHEMICAL PLANT CHINA PE
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1987-06-03
Also published as: CN1008530B

Abstract

本发明涉及高温、极压和抗腐蚀介质条件下润滑用的复合碱土金属皂润滑脂组成物及其制备方法。

该组成物含有润滑基础油和稠化剂，稠化剂是(a)和(b)两种酸的复合碱土金属皂，(a)是从C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸和C₁₀～C₃₄的脂肪酸中选择的至少一种酸，(b)是从对苯二甲酸和C₂～C₁₂的脂肪二元酸中选择的至少一种酸，当(b)的酸只含有脂肪二元酸时，碱土金属皂不能为钙皂，(a)和(b)两种酸的摩尔比(b)/(a)＝0.1～2.0。

Description

本发明是有关用于高温、极压和腐蚀介质条件下润泽，由（a）和（b）两种酸的复合硷土金属皂稠化润滑基础油获得的复合硷土金属皂润滑脂组成物及其制备方法的，（a）是从C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸和C₁₀～C₃₄的脂肪酸中选择的至少一个酸，（b）是从对苯二甲酸和C₂～C₁₂的脂肪二元酸中选择的至少一个酸，当（b）的酸只含有脂肪二元酸时，硷土金属皂不能为钙皂。

近年，随着机械运转速度和使用温度的不断提高。对润滑脂组成物的高温性能的要求也日益苛刻。一般，优秀的复合锂皂润滑脂组成物就能够满足这个要求。

可是，对一些高温、重负荷下运转的机械，还需要使用兼有优良的高温和极压性能的润滑脂组成物。此外，这样的润滑脂组成物，用于与水和如HCl等的腐蚀介质接触的机械时，还应具备优良的抗水和抗腐蚀介质的性能。

虽然可以在高温润滑脂组成物中添加极压、抗水和抗腐蚀添加剂来制备全面满足上述要求的润滑脂组成物，但这样的添加剂往往是极性很强的表面活性物质，有时甚至严重破坏润滑脂的胶体结构。因而，加添加剂的方法并非始终有效。

已知的复合硷土金属皂润滑脂组成物，是由高级脂肪酸和低级脂肪酸的复合硷土金属皂作稠化剂来制备的，虽然具有较高的滴点和较好的极压性能，但其高温下的稠度不足和分油过大，以及抗HCl等的腐蚀性介质的性能较差，因此，也无法全面满足上述要求。

为了解决在高温、极压、水和腐蚀介质条件下的润滑问题，就必须寻找能够同时满足上述全部苛刻要求的新的润滑脂组成物。本发明并不完全依靠添加剂，而主要依靠优良性能的稠化剂来达到上述目的。

本发明者研究出满足上述全部要求的一种新的润滑脂组成物，试验证明，本发明的复合硷土金属皂润滑脂组成物具有高的滴点和其它优良的性能。

本发明的润滑脂组成物含有润滑基础油和稠化剂，其特征在于该稠化剂是（a）和（b）两种酸的复合硷土金属皂，（a）是从C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸和C₁₀～C₃₄的脂肪酸中选择的至少一个酸，（b）是从对苯二甲酸和C₂～C₁₂的脂肪二元酸中选择的至少一个酸，当（b）的酸只含有脂肪二元酸时，硷土金属皂不能为钙皂。

上述组成物中，（a）和（b）两种酸的摩尔比（b）/（a）＝0.1～2.0，最好为0.5～1.2。

两种酸的摩尔比（b）/（a）不足0.1时，不易形成高滴点的润滑脂组成物，超过2.0时，润滑脂组成物的稠度不足或需要过多的稠化剂。

本发明的硷土金属皂可以是钙、锶或钡皂。从价格便宜、供应充足和性能优良三个方面综合起来看，最好选择钙或钡皂。引入钙的氧化钙是价格最便宜和来源最充足的原料。所以，本发明的硷土金属皂最好是钙皂。钡皂的抗腐蚀介质性能最优良。所以，本发明的硷土金属皂也可以是钡皂。

选择C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸时，从价格便宜、供应充足和性能优良三个方面综合起来看，最好从C₁₆～C₂₀的羟基脂肪酸中选择，尤其是从动植物油脂获得的12-羟基硬脂酸、加氢蓖麻油脂肪酸（主要成分：12-羟基硬脂酸）和加氢马桑籽油脂肪酸（主要成分：13-羟基硬脂酸）可供选用，特别可以选用12-羟基硬脂酸。

选择C₁₀～C₃₄的脂肪酸时，最好从C₁₆～C₂₂的脂肪酸中选择，特别可以选用硬脂酸。

可以从上述的羟基脂肪酸和脂肪酸中选择一个酸或多个酸来制备本发明的组成物。在制备复合硷土金属皂时虽然也可以使用上述酸的甘油酯，但最好还是使用游离酸与硷土金属的氢氧化物反应。

选用对苯二甲酸作（b）的酸时，不仅可以使用游离的酸，而且也可以使用对苯二甲酸的二低级烷基酯，特别是二甲酯与硷土金属的氢氧化物反应。

选用C₂～C₁₂的脂肪二元酸作（b）的酸时，最好从C₆～C₁₀的脂肪二元酸中来选择，特别可以选用癸二酸、壬二酸或己二酸。

可以从上述的对苯二甲酸和脂肪二元酸中选择一个或多个酸作为（b）的酸来制备本发明的组成物。最好使用对苯二甲酸与癸二酸、对苯二甲酸与壬二酸或对苯二甲酸与己二酸等混合酸来作（b）的酸。当选用对苯二甲酸与脂肪二元酸的混合酸来作（b）的酸时，对苯二甲酸与脂肪二元酸的摩尔比，虽然没有特别的限定，但最好从0.1～10.0的范围来选择。

本发明的润滑脂组成物中，稠化剂用量可以为3～40重量%，最好为10～35重量%。稠化剂用量不足3重量%时，润滑脂组成物的稠度不足，超过40重量%时，润滑脂组成物过硬，不宜使用。

本发明使用的润滑基础油可以从常用的各种矿油和合成润滑油中来选择。常常使用精制矿油、合成烃（烷基苯和聚α烯烃等）、聚硅氧烷和酯类油等。润滑基础油可以具有50℃下3～400厘斯的运动粘度，最好具有8～200厘斯。

本发明的润滑脂组成物，对常用的添加剂，如抗氧剂（二苯胺和苯基α萘胺等）、极压剂和抗腐蚀剂等有很好的适应性。因此，根据需要，本发明的润滑脂组成物还可以按照平常的用量含有各种类型的添加剂。

本发明的一种制备方法包括下列步骤：在润滑基础油中，加入从C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸和C₁₀～C₃₄的脂肪酸中选择的至少一个酸，并加热溶解，加入两步皂化所必需的全部钙或钡的氢氧化物干粉或其水溶液进行第一步皂化反应，在约130℃下，加入从对苯二甲酸和C₂～C₁₂的脂肪二元酸中选择的至少一个酸进行第二步皂化并形成复合硷土金属皂润滑脂组成物。

本发明的润滑脂组成物也可以采用其他常用的皂化方法来制备。

本发明的制备方法除了包括上述的特征步骤以外，根据需要，还可以包括其它常用的后处理的步骤。皂化完成后，追加一定量的润滑基础油，升温到190℃～210℃，冷却，加入添加剂，进行适当的均化处理，进行脱气，得到均匀和光滑的润滑脂组成物。

本发明的润滑脂组成物不仅具有较高的滴点、足够的高温稠度和较小的高温钢网分油，而且还具有优良的极压性能、抗水性能和抗腐蚀介质的性能。因此，本发明的润滑脂组成物特别适用于机械和化学工业领域的高温、重负荷和腐蚀性环境等条件下的机械润滑。

为了更好地理解本发明，举出下列的实施例。但是，本发明并不仅仅局限于此，其要求保护的范围记载于权项中。

实施例1

将170克（0.57摩尔）的12-羟基硬脂酸和64.2克（0.39摩尔）的对苯二甲酸加入500克的精制矿油（运动粘度：100℃下20厘斯）中，加热溶解，在100℃～130℃下，加入39.8克（0.71摩尔）的氧化钙干粉，在搅拌下滴加几滴蒸馏水，慢慢升温到160℃，追加160克的同一种矿油，继续升温至210℃，冷却，研磨均化，得到滴点＞300℃，在25℃下微针入度为71的润滑脂。

实施例2

将170克（0.57摩尔）的12-羟基硬脂酸加入500克的精制矿油（运动粘度：100℃下20厘斯）中，加热溶解，加入223.7克（0.71摩尔）的八水合氢氧化钡进行皂化，升温到约130℃，加入64.2克（0.39摩尔）的对苯二甲酸进一步皂化，升温至160℃，追加260克的同一种矿油，继续升温到210℃，冷却，研磨均化，得到滴点255℃，在25℃下微针入度为67的润滑脂。

实施例3

将90克（0.30摩尔）的12-羟基硬脂酸，加入390克的精制矿油（运动粘度：100℃下20厘斯）中，加热溶解，加入48克（0.15摩尔）的八水合氢氧化钡，进行皂化，温度升至105℃～115℃，加入30克（0.15摩尔）的癸二酸，搅拌升温至120℃～140℃，再加48克（0.15摩尔）的八水合氢氧化钡的水溶液，继续进行皂化，升温至210℃，冷却至120℃～150℃，加入3克的二苯胺，冷却至室温，研磨均化，得到滴点220℃，在25℃下微针入度为69的润滑脂。

实施例4

将90克（0.30摩尔）的12-羟基硬脂酸，加入390克的精制矿油（运动粘度：100℃下20厘斯）中，加热溶解，加入48克（0.15摩尔）的八水合氢氧化钡，进行皂化，升温至105℃～115℃，加入15.6克（0.08摩尔）的癸二酸，升温至120℃～140℃，再加入57克（0.18摩尔）的八水合氢氧化钡的水溶液，进行皂化，在120℃～140℃下，加入17.4克（0.10摩尔）的对苯二甲酸，继续进行皂化，温度升至210℃，冷却至120℃～150℃，加入3克的二苯胺，冷却至室温，研磨均化，得到滴点＞300℃，在25℃下微针入度为66的润滑脂。

实施例5

除了用35克（0.12摩尔）的硬脂酸代替实施例2中的12-羟基硬脂酸，用21.7克（0.13摩尔）的对苯二甲酸，63克（0.2摩尔）的八水合氢氧化钡，100克和追加80克的精制矿油（运动粘度：100℃下20厘斯）分别代替实施例2中的相应成分以外，其余的处理方法完全同实施例2，得到滴点＞300℃，在25℃下微针入度为66的润滑脂。

本发明的实施例1～5的润滑脂的组成列在表1中。

表1

实施例6

评价了实施例1～4和比较例的润滑脂组成物，试验结果在表2中列出。

注1）含硬脂酸钙-乙酸钙稠化剂，矿油基础油和抗氧剂的商品复合钙皂脂。

注2）含对苯二甲酸锂和12-羟基硬脂酸锂稠化剂，矿油基础油和0.5重量%二苯胺的复合锂皂脂。

注3）含癸二酸锂和12-羟基硬脂酸锂稠化剂，矿油基础油和0.5重量%二苯胺的复合锂皂脂。

注4）三个脂杯装满待测定的脂，表面刮平，置于烘箱中，在规定的温度恒温30分钟，取出迅速刮平表面，立即测定微针入度（不工作），一个脂杯只测定一次，求三个脂杯的测定值的平均值。

注5）试验方法：在一个透明的干燥器中，放5ml浓盐酸，将涂有润滑脂的钢片悬挂在干燥器中，在130℃下，放置14小时后，观察试验结果，并评定级别。

评定标准

1：润滑脂滑落极少，表观变化极小。

2：润滑脂滑落较多，表面变化较明显。

3：润滑脂滑落极严重。

＃：为20Kg、30分钟的磨迹。

由表2可以看出，虽然商品复合钙皂润滑脂具有较好的抗磨极压性能（较小的磨迹，较高的烧结负荷和综合磨损指数），但其高温性能（如高温下的稠度不足和分油太大）和抗HCl性能较差。两种复合锂皂脂，高温性能较好，但是极压性能，抗水性能和抗HCl性能较差。可是，本发明的润滑脂组成物，不仅在高温性能上优于商品复合钙皂润滑脂，在极压性能上优于复合锂皂润滑脂，而且在抗水性和抗HCl性能上都优于作为比较的三种润滑脂。

Claims

1、一种复合硷土金属皂润滑脂组成物，含有润滑基础油和稠化剂，本发明的特征在于该稠化剂是(a)和(b)两种酸的复合硷土金属皂，(a)由从C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸和C₁₀～C₃₄的脂肪酸中选择的至少一个酸，(b)是从对苯二甲酸和C₂～C₁₂的脂肪二元酸中选择的至少一个酸，当(b)的酸只含有脂肪二元酸时，硷土金属皂不能为钙皂，(a)和(b)两种酸的摩尔比(b)/(a)=0.1～2.0。

2、根据权项1所述的组成物，其特征是硷土金属皂可以为钙皂。

3、根据权项1所述的组成物，其特征是硷土金属皂可以为钡皂。

4、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为12-羟基硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸。

5、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸。

6、根据权项1和3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为12-羟基硬脂酸，（b）可以为癸二酸、壬二酸或己二酸。

7、根据权项1和3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为硬脂酸，（b）可以为癸二酸、壬二酸或己二酸。

8、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为12-羟基硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸与癸二酸的混合酸。

9、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为12-羟基硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸与壬二酸的混合酸。

10、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为12-羟基硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸与己二酸的混合酸。

11、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸与癸二酸的混合酸。

12、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸与壬二酸的混合酸。

13、根据权项1至3中所述的任何一个组成物，其特征是（a）可以为硬脂酸，（b）可以为对苯二甲酸与己二酸的混合酸。

14、复合硷土金属皂润滑脂组成物的一种制备方法，其特征是在润滑基础油中，加入从C₁₂～C₂₄的羟基脂肪酸和C₁₀～C₃₄的脂肪酸中选择的至少一个酸，并加热溶解，加入两步皂化所必需的全部钙或钡的氢氧化物干粉或其水溶液进行第一步皂化反应，在约130℃下，加入从对苯二甲酸和C₂～C₁₂的脂肪二元酸中选择的至少一个酸进行第二步皂化并形成复合硷土金属皂润滑脂组成物。