專利名稱：潤滑脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤滑脂。
技術(shù)背景用于艦船、潛艇等水上裝備的潤滑脂要求具有良好的高低溫性、抗 水性、泵送性、防銹性、機(jī)械安定性和抗磨性，選擇復(fù)合鋁皂稠化高粘 度精制礦物油潤滑脂是適宜的。精制高粘度礦物油可以滿足潤滑脂的高溫、低溫和摩擦副間有較厚油膜的要求；復(fù)合鋁皂可以滿足潤滑脂的高 溫、抗水、泵送性要求。但是，該種潤滑脂的抗磨性、機(jī)械安定性和防 銹性較差，而且外觀呈膠凍狀。復(fù)合磺酸鈣基潤滑脂具有良好的高溫性、機(jī)械安定性、極壓抗磨性 和防銹性，缺點是長期貯存，潤滑脂稠度變硬。USP 4132658專利通過加入過量的鋁化合物，以提高潤滑性；通 過部分均質(zhì)，以提高脂的抗流變性，產(chǎn)品剪切不軟化；在皂化段185 195t保持1小時，以提高抗水性；在冷卻段6(TC保持一段時間，以改 善產(chǎn)品的外觀。但其外觀和抗磨性的改善并不明顯。由于采用部分均質(zhì)， 潤滑脂稠度較軟，剪切過程中會出現(xiàn)先增稠再變軟的現(xiàn)象，使用過程中 潤滑脂增稠會使力矩增大，這是不利的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種潤滑脂組合物，該潤滑脂既具有良好的高低溫性、 抗水性和泵送性，又具有良好的抗磨性、機(jī)械安定性、防銹性以及良好 的外觀，滿足艦船潤滑要求。本發(fā)明提供的潤滑脂由復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺酸鈣基脂按比例混合 而成，重量比例是1: 0.2-7.0,最好是1: 0.5~3.0。所說的復(fù)合鋁基脂是由苯甲酸、脂肪酸和烷氧基鋁反應(yīng)生成的復(fù)合 鋁皂稠化劑及基礎(chǔ)油組成，其中復(fù)合鋁皂稠化劑占復(fù)合鋁基脂重量的 3%~15%,其余為基礎(chǔ)油。所說的基礎(chǔ)油為10(TC粘度10~40mm2/s的精制礦物油。所說的脂肪酸是C8 C2Q的單羧酸，如十二羥基硬脂酸或硬脂酸， 最好是硬脂酸。苯甲酸和脂肪酸的摩爾比為1: 0.8~1.2。
所說的烷氧基鋁是三異丙氧基鋁或三異丙氧基鋁三聚體。烷氧基鋁的摩爾數(shù)為苯甲酸和脂肪酸摩爾數(shù)之和的0.5~0.7倍。復(fù)合鋁基脂可以按照以下方法制備將脂肪酸和苯甲酸與部分基礎(chǔ) 油混合并升溫，在90 11(TC，加入烷氧基鋁，反應(yīng)約10 60分鐘，加 入水反應(yīng)5 30分鐘，升溫至170 200°C，保持20 40分鐘，加入 剩余基礎(chǔ)油降溫至大約100°C，即可。所說的復(fù)合磺酸鈣基脂由基礎(chǔ)油、非牛頓體高堿性石油磺酸鈣和 復(fù)合鈣稠化劑組成。以復(fù)合磺酸鈣基脂重量為100%計，非牛頓體高堿 性石油磺酸鈣重量為20~50%，復(fù)合鈣稠化劑重量為2~10%，其余為基礎(chǔ)油o所說的非牛頓體高堿性石油磺酸鈣是由牛頓體高堿性石油磺酸鈣與轉(zhuǎn)化劑反應(yīng)而成，其中的轉(zhuǎn)化劑可以是碳數(shù)為d-C5的脂肪醇、脂 肪酸、脂肪酮、脂肪醛、低分子醚、烷基胺，以及水、硼酸、烷基或芳 基磷酸、膦酸、二氧化碳、苯酚、環(huán)烷醇、芳香醇、C5烷基取代的 環(huán)烷胺、芳香胺等，也可以是上述兩種或兩種以上化合物的混合物，優(yōu) 選甲酸、醋酸、丙酸、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、乙二醇單甲醚、苯酚、乙醛、甲酮、甲胺、乙胺、丙胺、3-甲基環(huán)己胺、苯胺和水等化合物中的兩種或兩種以上的混合物。所說的復(fù)合鈣稠化劑是由十二羥基硬脂酸、硼酸和氫氧化鈣反應(yīng)而成，其中十二羥基硬脂酸、硼酸的摩爾比為1: 0.8~1.2,氫氧化鈣 的摩爾數(shù)是十二羥基硬脂酸和硼酸摩爾數(shù)之和的1~1.2倍。復(fù)合磺酸鈣基脂可以按下述工藝制備將部分基礎(chǔ)油、高堿性石 油磺酸鈣牛頓體和轉(zhuǎn)化劑混合，在80 100。C反應(yīng)約30 90分鐘，使 高堿性石油磺酸鈣牛頓體轉(zhuǎn)化為非牛頓體，作為復(fù)合磺酸鈣基脂的部 分稠化劑。加入剩余基礎(chǔ)油，加入十二羥基硬脂酸、硼酸水溶液和氫 氧化鈣水溶液反應(yīng)約30 90分鐘，升溫到170 210。C，保持20 40 分鐘，循環(huán)降溫至大約100°C，即可。本發(fā)明潤滑脂具有良好的高低溫性、抗水性、泵送性、防銹性、機(jī)械安定性和抗磨性，組成中不含磷等有毒元素和揮發(fā)有害氣體，不添加任何添加劑即可滿足水上艦船和水下潛艇的潤滑。
具體實施方式
下列實施例用于說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1將10(TC粘度30mm2/s的精制礦物油50kg、硬脂酸5.6kg和苯甲 酸2.4kg加入制脂釜中，攪拌升溫至8(TC，加入三異丙氧基鋁4.82kg, 在90 110。C范圍內(nèi)反應(yīng)30分鐘，加入水0.5kg反應(yīng)10分鐘，升溫至 19CTC ，保持30分鐘，加入剩余的42kg精制礦物油，降溫至100°C ， 得到復(fù)合鋁基脂約100kg (計算原則產(chǎn)物重量視為等于基礎(chǔ)油和兩種 酸的重量之和。因為醇鋁反應(yīng)放出異丙醇，剩下的鋁占比例很小，而且 基礎(chǔ)油高溫會有蒸發(fā)損失)，物料轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。將10CTC粘度30mm2/s的精制礦物油20kg、 T106高堿性磺酸鈣 40kg、水4kg和醋酸0.6kg加入釜中，在80 95。C下反應(yīng)，待物料變 稠，用傅立葉變換紅外光譜儀測試，在881-886cm-1處有方解石型碳酸 鈣的吸收峰，在釜中加入剩余的38kg基礎(chǔ)油、十二羥基硬脂酸2kg、 硼酸0.42kg和氫氧化鈣0.54kg，皂化反應(yīng)40分鐘，升溫到20(TC保 持20分鐘，循環(huán)降溫至10(TC,得到復(fù)合磺酸鈣基脂約100kg (計算 原則:產(chǎn)物重量視為等于基礎(chǔ)油與T106和十二羥基硬脂酸的重量之和。 因為硼酸和氫氧化鈣中的鈣的重量較小，與基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失相抵)， 物料轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。在調(diào)和釜中復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺酸鈣基脂混合、攪拌、循環(huán)均勻即 可。對所得到的產(chǎn)品理化性能進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1。實施例2將10(TC粘度10mm2/s的精制礦物油56kg、硬脂酸2.8kg和苯甲 酸1.2kg加人制脂釜中，攪拌升溫至8CTC，加入三異丙氧基鋁2.4kg， 在90 11(TC范圍內(nèi)反應(yīng)30分鐘，加入水0.25kg反應(yīng)10分鐘，升溫 至190°C，保持30分鐘，加入剩余的50kg精制礦物油，降溫至100 °C，得到復(fù)合鋁基脂約110kg，物料轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。將10(TC粘度30mm2/s的精制礦物油4kg、 T106高堿性磺酸鈣 10kg、水0.8kg和乙二醇單甲醚0.3kg加入釜中，在80 95。C下反應(yīng)， 待物料變稠，用傅立葉變換紅外光譜儀測試，在881-886cm-1處有方解 石型碳酸鈣的吸收峰，在釜中加入剩余的30kg基礎(chǔ)油、十二羥基硬脂
酸5kg、硼酸1kg和氫氧化鈣1.3kg，皂化反應(yīng)90分鐘，升溫到180 。C保持40分鐘，循環(huán)降溫至10(TC，得到復(fù)合磺酸鈣基約50kg，物料 轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。在調(diào)和釜中復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺酸鈣基脂混合、攪拌、循環(huán)均勻即 可。對所得到的產(chǎn)品理化性能進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1。實施例3將10Crc粘度20mm2/s的精制礦物油57kg、硬脂酸9.1kg和苯甲 酸3.9kg加入制脂釜中，攪拌升溫至8CTC，加入三異丙氧基鋁7.84kg， 在90 11(TC范圍內(nèi)反應(yīng)30分鐘，加入水0.8kg反應(yīng)10分鐘，升溫至 190°C，保持30分鐘，加入剩余的30kg精制礦物油，降溫至10(TC， 得到復(fù)合鋁基脂約100kg，物料轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。按照實施例1中制備復(fù)合磺酸鈣基脂的組成比例和工藝制備500kg 潤滑脂，轉(zhuǎn)入調(diào)和釜中。在調(diào)和釜中復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺酸鈣基脂混合、攪拌、循環(huán)均勻即 可。對所得到的產(chǎn)品理化性能進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1。比較例將10(TC粘度30mm2/s的精制礦物油50kg、硬脂酸5.6kg和苯甲 酸2.4kg加入制脂釜中，攪拌升溫至8(TC，加入三異丙氧基鋁4.82kg, 在90 11(TC范圍內(nèi)反應(yīng)30分鐘，加入水0.5kg反應(yīng)10分鐘，升溫至 190°C，保持30分鐘，加入剩余的42kg精制礦物油，降溫至10(TC， 物料轉(zhuǎn)入調(diào)和釜。攪拌、循環(huán)均勻，包裝產(chǎn)品。產(chǎn)品理化性能見表1。
表1產(chǎn)品理化性能分析項目實例1實例2實例3比較例試驗方法外觀均勻 光殼均勻 光殼均勻 光殼呈膠 凍狀目測工作錐入度 (0.1隱)280290255270GB/T269延長工作錐入度(1萬次， 0.1mm)軟化率，％-2-4+1-15GB/T269延長工作錐入度(10萬次， 0.1mm)軟化率，％+7+9+5+20GB/T269滴點 rc)>280>280>280>280GB/T4929腐蝕 (雷C， 24h， T2銅片)1b化化4aGB/T7326 甲法防銹性 (52°C, 48h，級)1113GB/T5018抗水噴霧性 (重量損失％)21182319SH/T0643相似粘度 (0°C， 200s-1，Pa.s)17341528SH/T0048四球試驗(392N,60min)， mm0.430.500.390.92SH/T0204從表1可以看出，本發(fā)明潤滑脂不需添加任何添加劑，即具有良好 的高低溫性、抗水性、泵送性、防銹性、機(jī)械安定性和抗磨性，組成中 不含磷等有毒元素和揮發(fā)有害氣體，特別適用于水上艦船和水下潛艇的
權(quán)利要求
1.一種潤滑脂組合物，由復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺酸鈣基脂混合而成，二者的重量比是1∶0.2～7.0。
2. 按照權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺 酸鈣基脂的重量混合比是1: 0.5~3.0。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于，所說的復(fù)合鋁基 脂是由苯甲酸、脂肪酸和烷氧基鋁反應(yīng)生成的復(fù)合鋁皂稠化劑及基 礎(chǔ)油組成。
4. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，其中復(fù)合鋁皂稠化劑 占復(fù)合鋁基脂重量的3%~15%，其余為基礎(chǔ)油。
5. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，所說的基礎(chǔ)油為100 。C粘度10~40mm2/s的礦物油。
6. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，所說的脂肪酸是C8 C20的單羧酸。
7. 按照權(quán)利要求6所述的組合物，其特征在于，所說的脂肪酸是十二 羥基硬脂酸或硬脂酸。
8. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，苯甲酸和脂肪酸的摩 爾比為1: 0.8~1.2。
9. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，所說的烷氧基鋁是三 異丙氧基鋁或三異丙氧基鋁三聚體。
10. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，烷氧基招的摩爾數(shù)為 苯甲酸和脂肪酸摩爾數(shù)之和的0.5~0.7倍。
11. 按照權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，復(fù)合鋁基脂的制備方 法包括將脂肪酸和苯甲酸與部分基礎(chǔ)油混合并升溫，在90~110 t加入烷氧基鋁，反應(yīng)10 60分鐘，加入水反應(yīng)5 30分鐘，升 溫至170 20(TC,保持20 40分鐘，加入剩余基礎(chǔ)油，循環(huán)降溫
12. 按照權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于，所說的復(fù)合磺酸 鈣基脂由基礎(chǔ)油、非牛頓體高堿性石油磺酸鈣和復(fù)合鈣稠化劑組 成。
13. 按照權(quán)利要求12所述的組合物，其特征在于，以復(fù)合磺酸鈣基脂 重量為100%計，非牛頓體高堿性石油磺酸鈣重量為20% 50%， 復(fù)合鈣稠化劑重量為20/0 10%，其余為基礎(chǔ)油。
14. 按照權(quán)利要求13所述的組合物，其特征在于，所說的非牛頓體高 堿性石油磺酸鈣是由牛頓體高堿性石油磺酸鈣與轉(zhuǎn)化劑反應(yīng)而成， 其中的轉(zhuǎn)化劑是碳數(shù)為Ci-C5的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酮、脂肪 醛、低分子醚、烷基胺，或水、硼酸、烷基或芳基磷酸、膦酸、二 氧化碳、苯酚、環(huán)烷醇、芳香醇、d-C5烷基取代的環(huán)烷胺、芳香 胺，或上述兩種或兩種以上化合物的混合物。
15. 按照權(quán)利要求14所述的組合物，其特征在于，所說的轉(zhuǎn)化劑是甲 酸、醋酸、丙酸、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、乙二醇單甲醚、 苯酚、乙醛、甲酮、甲胺、乙胺、丙胺、3-甲基環(huán)己胺、苯胺或水中的兩種或兩種以上的混合物。
16. 按照權(quán)利要求12所述的組合物，其特征在于，所說的復(fù)合鈣稠化劑是由十二羥基硬脂酸、硼酸和氫氧化鈣反應(yīng)而成。
17. 按照權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，其中十二羥基硬脂 酸與硼酸的摩爾比為1: 0.8~1.2，氫氧化鈣的摩爾數(shù)是十二羥基硬 脂酸和硼酸摩爾數(shù)之和的1~1.2倍。
18. 按照權(quán)利要求12所述的組合物，其特征在于，復(fù)合磺酸鈣基脂的 制備方法包括將部分基礎(chǔ)油、高堿性石油磺酸鈣牛頓體和轉(zhuǎn)化劑 混合，在80 10CTC反應(yīng)約30 90分鐘，使高堿性石油磺酸鈣牛頓 體轉(zhuǎn)化為非牛頓體，作為復(fù)合磺酸鈣基脂的部分稠化劑；加入剩余 基礎(chǔ)油，加入十二羥基硬脂酸、硼酸水溶液和氫氧化鈣水溶液反應(yīng) 約30 90分鐘，升溫到170 210°C，保持20 40分鐘，循環(huán)降
全文摘要
本發(fā)明提供的潤滑脂組合物由復(fù)合鋁基脂與復(fù)合磺酸鈣基脂混合而成，重量比例是1∶0.2～7.0。所說的復(fù)合鋁基脂是由苯甲酸、脂肪酸和烷氧基鋁反應(yīng)生成的復(fù)合鋁皂稠化劑及基礎(chǔ)油組成，其中復(fù)合鋁皂稠化劑占復(fù)合鋁基脂重量的3％～15％，其余為基礎(chǔ)油。所說的復(fù)合磺酸鈣基脂由基礎(chǔ)油、非牛頓體高堿性石油磺酸鈣和復(fù)合鈣稠化劑組成。以復(fù)合磺酸鈣基脂重量為100％計，非牛頓體高堿性石油磺酸鈣重量為20～50％，復(fù)合鈣稠化劑重量為2～10％，其余為基礎(chǔ)油。本發(fā)明潤滑脂組合物既具有良好的高低溫性、抗水性和泵送性，又具有良好的抗磨性、機(jī)械安定性、防銹性以及良好的外觀，可滿足艦船潤滑要求。
文檔編號C10M121/02GK101117604SQ200610089028
公開日2008年2月6日 申請日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者劉顯秋, 方春梅, 李茂森, 磊 王 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院