专利名称：高滴点润滑脂及预制皂的制备方法
技术领域：
本发明属于润滑脂领域，具体地说涉及润滑脂的制备方法。
背景技术：
通常皂基润滑脂的制造方法可以分为预制皂法和直接皂化法两种。
预制皂法是用碱皂化脂肪或脂肪酸，预先制成脂肪酸金属皂类，并将皂类脱水烘干备用。在制造润滑脂时，按组成百分数再将这种脱水烘干的脂肪金属皂准确计量，投入炼制釜内制脂。
直接皂化法即是在部分基础油存在之下将脂肪或脂肪酸直接皂化，然后使皂基蒸发水分，再加入其余的基础油和添加剂，直接制成润滑脂。
这两种制造方法的选用，主要使根据基础油和皂基类型的不同以及对成品润滑脂的要求而定。如ZL96120874.0中，由于基础油在碱和水的存在下易发生水解作用，致使润滑脂的一些性能受到影响，在润滑脂的制备中只能采用预制皂的制备方法，其采用的是通常的皂基稠化剂的制备方法即将脂肪材料(或脂肪酸)和碱金属或碱土金属的氢氧化物进行反应制得。
近年来，润滑脂在生产工艺上或添加剂方面都在不断地发展和完善。如US20020022581采用粉末干法制备锂基脂的预制皂，用这种方法制成得皂，操作简单，贮存方便，使用时可根据所需稠度，调配适当比例的基础油。但这种方法制得的预制皂在制成润滑脂后，润滑脂不具备高滴点性能。
发明内容
本发明采用全新工艺路线，提供一种可制成高滴点润滑脂的预制皂的制备方法。
本发明还提供了上述高滴点润滑脂的制备方法。
本发明提供的可制成高滴点润滑脂的预制皂的制备方法包括将有机溶剂、钛酸四丁酯和C6～C24脂肪酸混合，在25～120℃，优选40～90℃的温度下搅拌反应后，在40～80℃，优选50～60℃加入金属氢氧化物和水的混合液，升温到100～120℃，烘烤至水分完全蒸发，即得预制皂。
所说的有机溶剂是极性有机溶剂，如四氢呋喃、C1～C4脂肪酸、C2～C4低碳醇、丙酮等，也可以是这些溶剂混合物。
所说的脂肪酸的碳数为C6～C24，优选C8～C20。常用的脂肪酸有12-羟基硬脂酸、硬脂酸等。金属氢氧化物包括第一、二、三主族金属元素的氢氧化物，优选锂Li、钙Ca、钠Na、钡Ba、铝Al的氢氧化物。金属氢氧化物粉末反应前用水调成混合液，便于反应均匀，其浓度可以为5～50重％，优选10～30重％。
其中，脂肪酸与金属氢氧化物反应生成脂肪酸盐稠化剂。脂肪酸最好与金属氢氧化物完全反应，脂肪酸的加入量可以是其完全反应需要量的0.5～1.5倍，优选0.8～1倍。脂肪酸与钛酸四丁酯的摩尔比约为1∶0.5～5，优选1∶0.8～3。脂肪酸与有机溶剂的摩尔比约为1∶5～20，优选1∶5～15。
钛酸四丁酯与C6～C24脂肪酸的反应可以进行2～72小时，优选12～48小时。反应时间越长，转化率越高。但即使反应不完全，剩余反应物也不会对润滑脂的性能产生不良影响。
本发明提供的高滴点润滑脂的制备方法，包括；将润滑油基础油和预制皂混合，搅拌，升温，至预制皂完全溶解在基础油中。恒温0～2小时，加或不加急冷油，冷却，根据需要加入添加剂，根据需要研磨后即得本发明高滴点润滑脂。
通常，锂基润滑脂、钡基润滑脂在制备过程中需要加急冷油；钠基润滑脂、钙基润滑脂和铝基润滑脂在制备过程中可以不加加急冷油。锂基润滑脂、钡基润滑脂、钠基润滑脂在制备过程中可以研磨。以上是本领域技术人员的常识。
所说基础油是100℃粘度为10～20cSt的植物油、合成油、矿物油及其混合油，植物油可以是蓖麻油、菜籽油、花生油、豆油等，合成油可以是酯类油、聚烯烃油等。急冷油是反应后期加入的基础油，其加入量一般为基础油总重量的15～50重％，优选25～50重％。
预制皂的加入量是基础油总重的5～30重％，优选15～25重％。
所说添加剂可以是抗氧剂、极压抗磨剂等。抗氧剂可以是胺类抗氧剂或酚类抗氧剂，或二者的混合物。所说胺类抗氧剂可以是二异辛基二苯胺、二辛基二苯胺或带其它烷基的二苯胺，所说酚类抗氧剂可以是2，6二叔丁基对甲苯酚、2，6二叔丁基酚等。极压抗磨剂可以是二硫化钼、环烷酸铋、二烷基二硫代磷酸锌等。
用本发明方法制备的预制皂制成的润滑脂具有高滴点、高极压性能等特点，且保持了润滑脂其它的优良性能。制备工艺简便，易于操作。
具体实施例方式
实施例150ml无水乙醇，加热恒温至60℃，加入钛酸四丁酯5.4g和12-羟基硬脂酸9.54g，恒温搅拌30小时。此后，将温度升高到70℃，加入浓度为20重％的氢氧化锂溶液0.76g，皂化反应至水分基本蒸发，反应产物为半干粉末，在120℃的烘箱中烘干36小时，得到预制皂。取11g预制皂与100℃粘度为13cSt的植物油55g在制脂釜中混合，加热升温220℃，加入55g急冷油。当温度降至70℃以下，添加0.55g烷基化二苯胺，出釜。用三轮磨研磨两次。产品组成及性能如表1所示。
实施例2200ml无水乙醇，加入68g钛酸四丁酯和硬脂酸113.6g，恒温搅拌4小时，继续反应30小时。升温到70℃，加入浓度为20重％的氢氧化钙溶液74g，皂化反应至水分基本蒸发，反应产物为半干粉末，在150℃的烘箱中烘干24小时，得到预制皂。此后，取另一反应器B，加入100℃时20cSt的石蜡基润滑油170g和预制皂固体30g，搅拌，将温度升高到150℃，恒温2小时，冷却至室温出釜。产品性能如表1所示。
实施例3200ml无水乙醇和钛酸四丁酯20.95g和12-羟基硬脂酸37g一起，加热至70℃，恒温搅拌4小时，将温度升高到83℃，加入浓度为20重％的氢氧化钡溶液10.48g，皂化反应至水分基本蒸发，反应产物为半干粉末，在120℃的烘箱中烘干24小时，得到预制皂，取出与100℃粘度为20cSt的矿物油和酯类油的混合油100g一同加入制脂釜中，加热升温至220℃，加入50g急冷油。冷却到室温，用三轮磨研磨三次。产品性能如表1所示。
对比例1与实施例1对比，采用现有技术制备锂基酯。
12-羟基硬脂酸62g和10ml水混合，将温度升高到87℃，加入浓度为20重％的氢氧化锂溶液21g，皂化反应至水分基本蒸发，反应产物为半干粉末，在120℃的烘箱中烘干36小时，得到预制皂，取出和100℃粘度为13cSt的植物油50g混合，加热升温220℃，加入50g急冷油。温度降至室温。添加0.5g烷基化二苯胺，出釜，用三轮磨研磨三次。产品性能如表1所示。
对比例2与实施例2对比，采用现有技术制备钙基酯。
12-羟基硬脂酸60g和20ml水混合，将温度升高到70℃，加入20重％氢氧化钙悬浮液37g，皂化反应至水分基本蒸发，反应产物为半干粉末，在150℃的烘箱中烘干24小时，得到预制皂，取出和100℃粘度为20cSt的基础油400g一同加入制脂釜中，皂化加热至160℃，恒温2小时，当温度降至50℃以下，出釜。产品性能如表1所示。
对比例3与实施例3对比，采用现有技术制备钡基酯。
12-羟基硬脂酸37g和35ml水一起，加热至86℃，加入浓度为20重％的氢氧化钡溶液10.48g，皂化反应至水分基本蒸发，反应产物为半干粉末，在120℃的烘箱中烘干48小时，得到预制皂，取出与100℃粘度为20cSt的矿物油和酯类油的混合油100g一同加入制脂釜中加热升温220℃，加入50g急冷油。冷却到室温，用三轮磨研磨三次。产品性能如表1所示。
表1各实施例中润滑脂性能值
从上表可以看出，采用本发明方法制备的润滑脂，与现有技术制得的脂相比，具有小的分油、良好的抗水淋性能、好的氧化安定性，其极压抗磨性能亦优于传统工艺制成的基础脂。
权利要求
1.一种可制成高滴点润滑脂的预制皂的制备方法，包括将有机溶剂、钛酸四丁酯和C6～C24脂肪酸混合，在25～120℃搅拌反应，在40～80℃加入金属氢氧化物和水的混合液，升温到100～120℃，烘烤至水分完全蒸发，即得预制皂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将有机溶剂、钛酸四丁酯和C6～C24脂肪酸混合，在40～90℃搅拌反应，在50～60℃加入金属氢氧化物和水的混合液进行反应。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，脂肪酸的碳数为C8～C20。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，脂肪酸为12-羟基硬脂酸、硬脂酸。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机溶剂是极性有机溶剂。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，有机溶剂是四氢呋喃、C1～C4脂肪酸、C2～C4低碳醇、丙酮或其混合物。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，金属氢氧化物是第一、二、三主族金属元素的氢氧化物。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，金属氢氧化物是锂、钙、钠、钡、铝的氢氧化物。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，脂肪酸的加入量可以是其完全反应需要量的0.5～1.5倍，脂肪酸与钛酸四丁酯的摩尔比为1∶0.5～5，脂肪酸与有机溶剂的摩尔比为1∶5～20。
10.根据权利要求1或9所述的制备方法，其特征在于，脂肪酸的加入量可以是其完全反应需要量的0.8～1倍，脂肪酸与钛酸四丁酯的摩尔比为1∶0.8～3，脂肪酸与有机溶剂的摩尔比为1∶5～15。
11.一种高滴点润滑脂的制备方法，包括；将润滑油基础油和权利要求1制备的预制皂混合搅拌，加热至预制皂完全溶解在基础油中，恒温0～2小时，加或不加急冷油，冷却，根据需要加入添加剂、研磨即可，其中预制皂的加入量是基础油总重的5～30重％。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，基础油是100℃粘度为10～20cSt的植物油、合成油、矿物油或其混合油。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，急冷油的加入量为基础油总重量的15～50重％。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，预制皂的加入量是基础油总重的15～25重％。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所说添加剂是抗氧剂、极压抗磨剂。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，抗氧剂是胺类抗氧剂或酚类抗氧剂或二者的混合物，所说胺类抗氧剂是二异辛基二苯胺、二辛基二苯胺或带其它烷基的二苯胺，所说酚类抗氧剂是2，6二叔丁基对甲苯酚、2，6二叔丁基酚。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，极压抗磨剂是二硫化钼、环烷酸铋、二烷基二硫代磷酸锌。
全文摘要
本发明提供一种可制成高滴点润滑脂的预制皂的制备方法，包括将有机溶剂、钛酸四丁酯和C6～C24脂肪酸混合，在25～120℃搅拌反应，在40～80℃加入金属氢氧化物和水的混合液，升温到100～120℃，烘烤至水分完全蒸发，即得预制皂。将润滑油基础油和按照本发明方法制备的预制皂混合搅拌，加热至预制皂完全溶解在基础油中，恒温0～2小时，加或不加急冷油，冷却，根据需要加入添加剂、研磨，可得到高滴点润滑脂。
文档编号C10M159/00GK1814718SQ200510004958
公开日2006年8月9日 申请日期2005年1月31日 优先权日2005年1月31日
发明者姚智勤, 孙洪伟, 王平 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院