专利名称：一种复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法，特别是一种以含有磺酸钙盐的复合钙皂为稠化剂、高温性能优异且具有热可逆性的复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法。
背景技术：
高碱值复合磺酸钙基润滑脂具有优良的极压、抗磨性能、抗水性、抗盐雾性、防腐蚀性、高的滴点、高温下热稳定性良好等性能，被广泛用于汽车、钢铁、矿山、造纸等高温、重负荷和多水的环境。目前制备复合磺酸钙基润滑脂的工艺主要有两种一种是向混合中性磺酸钙、氧化钙或氢氧化钙、基础油、转化剂和促进剂的体系中引入CO2，直到碳化过程结束，得到非牛顿体高碱性磺酸钙，然后加入基础油、硼酸与热水的混合物、石灰或氢氧化钙·的悬浮液和脂肪酸，反应制得复合磺酸钙基润滑脂；另一种是以高碱性磺酸钙为原料，先将牛顿体高碱性磺酸钙在转化剂的作用下转变为非牛顿体高碱性磺酸钙，然后加入硼酸与热水的混合物、石灰或氢氧化钙的悬浮物和脂肪酸反应，得到复合磺酸钙基润滑脂。市售的磺酸钙已经包括牛顿体高碱性磺酸钙，所以在制备复合磺酸钙时，就省去磺酸钙的高碱化步骤，直接从高碱性磺酸钙由牛顿体转化非牛顿体开始。但目前的生产工艺中由于原料、配比及生产方法控制等方面的问题，所生产的复合磺酸钙基润滑脂在许多苛刻的环境下不能满足使用的要求，这种复合磺酸钙基润滑脂主要存在以下缺点不耐高温，滴点在280 °(以下；极压性能不大四球Pb值一般在1000N以下；使用寿命短；集中润滑性不好-20 0C的低温相似粘度在800以上。目前研究现状即使能制备出性能优异的复合磺酸钙基润滑脂，但成本较高且对环境不友好，因此难以大规模的生产，进而满足工业上的需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种以含有磺酸钙盐的复合钙皂为稠化剂、高温性能优异且具有热可逆性的复合磺酸钙基润滑脂，这种复合磺酸钙基润滑脂由无机物和有机物复合钙皂添加相当数量的磺酸钙盐，稠化适应的基础油而制成，是一款比目前市场上的传统润滑脂更耐高温、更抗水淋、更抗极压、更具润滑性的新型润滑脂。本发明解决的另一个技术问题是提供了一种复合磺酸钙基润滑脂的制备方法，该制备方法中原料的配方合理，生产工艺先进，成本低，生产复合磺酸钙基润滑脂的过程中基本无污染问题，且能够有效地降低销售价格，同时降低对环境的污染。本发明的技术方案是一种复合磺酸钙基润滑脂，其特征在于由无机物和有机物复合钙皂添加磺酸钙盐，稠化基础油而制成，稠化过程中加入芳胺类抗氧化剂，其中各成分的重量份配比如下基础油120 240，高碱值石油磺酸钙220 240，转化剂22 24，干冰1(Γ14，醋酸6 10，C12-C22羟基脂肪酸6. 5^8. 5，氢氧化钙3 5，硼酸4 6，芳胺类抗氧化剂1. 5^3. 5。所述的基础油可以是矿物油、合成油、硅油或它们的混合物。所述的转化剂可以是甲醇、乙醇或它们的混合物。所述的C12-C22羟基脂肪酸最好为12-羟基硬脂酸。所述的芳胺类抗氧化剂可以是二苯胺、苯基-α -萘胺、二异辛基二苯胺或它们的混合物。一种复合磺酸钙基润滑脂的制备方法，其特征在于步骤如下在压力反应釜中投入碱值大于320K0H/g的220 240份重量的高碱值石油磺酸钙，120^240份重量的基础油，升温至50 °C，在反应釜中加入22 24份重量的转化剂和1(Γ14份重量的干冰，然后封盖，当压力超过O. 2MPa时泄压，保持压力不大于O. 2MPa，升温至83 0C后恒温30min，加入6 10份重量的醋酸(预先用3倍醋酸质量的水稀释)和6. 5^8. 5份重量的C12-C22羟基脂肪酸，升温至88 °(T90 0C恒温I. 5h，物料变稠加入3飞份重量的氢氧化钙(用3倍氢氧化钙质量的水稀释)，搅拌IOmin后加入4飞份重量的硼酸(用4倍硼酸质量的水稀释，并加热到95 °C，使之成为热水溶液)，继续加热于88 °(T90 0C恒温20min，然后升温至180 0C恒温lOmin，恒温结束后，搅拌降温至150 0C时，加入I. 5^3. 5份重量的芳胺类抗氧化剂，搅拌均匀后将产物全部转移至调配釜，冷却、研磨、过滤，炼制成复合磺酸钙基润滑脂。本发明与原有复合磺酸钙基润滑脂的生产工艺相比，降低了用户的成本，产品具有良好的抗水性、润滑性、耐高温性、不会乳化脱脂以及不易流失，使机械设备的使用寿命延长，减少了设备的维修时间，提高了设备的生产效率；原料配方合理，成本低，生产过程中 无“三废”的排放，满足工业需求的同时对环境友好，是一种绿色生产工艺。该生产工艺与传统的生产复合磺酸钙基润滑脂的配方和成分相比，制备出的产品复合磺酸钙基润滑脂具有以下优势(I)使用温度范围宽，使用温度在-20 °C 360 °C，短时间内可达到1000 0C ；
(2)良好的机械安定性，在经过10万次剪切后锥入度基本不变；滚筒稳定性测试中脂膜不破损，在高温滚筒稳定性试验中也能运行较长时间；(3)良好的抗水性，市场上大部分润滑脂产品的密度小于950kg/m3，而调整后高碱性磺酸钙密度大于1000kg/m3，再选择适当的基础油，可以使复合磺酸钙基润滑脂的密度大于水的密度，抑制由于密度小而浮于水分子表面、脱离润滑点的趋势，因此，复合磺酸钙基润滑脂用在潮湿、浸水和有水流的场合更具有无与伦经的优势；(4)良好的防腐蚀、防锈性，因为磺酸钙本身就是一种防锈剂，所以含有磺酸钙稠化剂的复合磺酸钙基润滑脂具有防锈和抗腐蚀性能；(5)良好的抗磨性和载荷能力，复合磺酸钙基润滑脂的梯姆肯试验OK值为289N，四球负荷-磨损指数LWI为638N，四球烧结负荷为4905N，甚至可以达到7840N ； (6)良好的抗氧化性，复合磺酸钙基润滑脂在试验500h后的压力降为13795Pa ;1000h后的压力降仅为62077Pa，所以复合磺酸钙基润滑脂具有良好的氧化安定性，在涂有薄层润滑脂的铁片放在148. 9 0C的烘箱中保持100h，试验中，其他多效润滑脂脂炭化、变硬或变成胶质状物质，而此复合磺酸钙基润滑脂仍保持柔软的油脂状结构，说明复合磺酸钙基润滑脂具有良好的抗氧化能力；(7)适用于润滑脂集中供脂系统，复合磺酸钙基润滑脂在贮存期间具有低析油性、低温流动性和抗老化能力，尤其应用于高温、潮湿、水流(包括海水)、腐蚀、重载、冲击负荷存在时非常稳定。
具体实施例方式本发明的复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法将用以下实施例进一步描述。实施例I
在压力反应釜中投入碱值大于320K0H/g的复合磺酸钙230kg，底油130kg，升温至500C,在反应釜中加入转化剂乙醇23kg和干冰12kg，然后封盖，当压力超过0. 2MPa时泄压，保持压力不大于0. 2MPa，升温至83 0C后恒温30min，加入8kg醋酸(预先用3倍醋酸质量的水稀释)和12-羟基脂肪酸7. 5kg，升温至88 °(T90 0C恒温I. 5h，物料变稠加入4kg氢氧化钙(用3倍氢氧化钙质量的水稀释)，搅拌IOmin后加入5kg硼酸(用4倍硼酸质量的水稀释，并加热到95 0C,使之成为热水溶液)，继续加热于88 °(T90 0C恒温20min，然后升温至180 0C恒温IOmin,恒温结束后,搅拌降温至150 0C时,加入二苯胺抗氧化剂2. 5kg,搅拌均勻后将产物全部转移至调配釜，冷却、研磨、过滤，炼制成复合磺酸钙基润滑脂。实施例2
在压力反应釜中投入碱值大于320K0H/g的复合磺酸钙220kg，矿物油120kg，升温至500C,在反应釜中加入转化剂甲醇22kg和干冰10kg，然后封盖，当压力超过O. 2MPa时泄压，保持压力不大于O. 2MPa，升温至83 0C后恒温30min，加入6kg醋酸(预先用3倍醋酸质量的水稀释)和12-羟基脂肪酸6. 5kg，升温至88 °(T90 0C恒温I. 5h，物料变稠加入3kg氢氧化钙(用3倍氢氧化钙质量的水稀释)，搅拌IOmin后加入4kg硼酸(用4倍硼酸质量的水稀释，
并加热到95 0C,使之成为热水溶液)，继续加热于88 °(T90 0C恒温20min，然后升温至180 0C恒温IOmin,恒温结束后,搅拌降温至150 0C时,加入苯基-α -萘胺抗氧化剂I. 5kg,搅拌均匀后将产物全部转移至调配釜，冷却、研磨、过滤，炼制成复合磺酸钙基润滑脂。实施例3
在压力反应釜中投入碱值大于320K0H/g的复合磺酸钙240kg，合成油240kg，升温至50 °C，在反应釜中加入转化剂甲醇与乙醇的混合物24kg和干冰14kg，然后封盖，当压力超过O. 2MPa时泄压，保持压力不大于O. 2MPa，升温至83 0C后恒温30min，加入IOkg醋酸(预先用3倍醋酸质量的水稀释)和12-羟基脂肪酸8. 5kg，升温至88 °(T90 0C恒温I. 5h，物料变稠加入5kg氢氧化钙(用3倍氢氧化钙质量的水稀释)，搅拌IOmin后加入6kg硼酸(用4倍硼酸质量的水稀释,并加热到95 0C,使之成为热水溶液)，继续加热于88 °(T90 0C恒温20min,然后升温至180 °C恒温IOmin,恒温结束后,搅拌降温至150 0C时,加入二异辛基二苯胺抗氧化剂3. 5kg,搅拌均勻后将产物全部转移至调配爸,冷却、研磨、过滤,炼制成复合磺酸钙基润滑脂。实施例广3中所制备的复合磺酸钙基润滑脂具有以下优越性能(1)、耐高温性能更好复合磺酸钙滴点大于340 0C (通常传统润滑脂滴点为180 0C或偏低)，采用压力反应釜减少了反应时间，提高了产品的耐高温性，因此，复合磺酸钙具有比传统润滑脂更高的耐高温性，特别是经过高温润滑后，冷却至室温，仍能必有我恢复到原有的脂结构；(2)、抗水淋性能更好目前大多数传统的润滑脂产品的密度小于950kg/m3，而调整高碱性磺酸钙(密度大于1000kg/m3)在润滑脂中的含量并且选择适当的基础油，并加以提高炼制最高温度到230 °C，使12-羟基硬脂酸皂和硼酸钙皂能有效充分复合，这样可以使复合磺酸钙基润滑脂抑制由于密度小而浮于水分子表面，脱离润滑点的趋势，润滑脂的水淋流失量(79 0C)为2. 7% (SY2718方法测试)，因此，本产品具有比传统润滑脂更好的抗水淋性；(3)、运用四球极压机来测定复合磺酸钙基润滑脂的四球烧结负荷为4900N，这说明复合磺酸钙基润滑脂具有优异的极压性能，它的抗磨性是用四球机法、以规定的负荷和时间下的磨迹直径来评定的，复合磺酸钙基润滑脂的平均磨迹直径为O. 39mm，体现了该润滑脂优异的抗磨性能，该复合磺酸钙基润滑脂的极压抗磨性能指数在不加任何极压抗磨添加剂的基础上就能达到国家标准，而其它润滑脂抗磨性能均需要添加相应的抗磨添加剂才能达到标准；(4)、润滑性能更好复合磺酸钙基润滑脂以12-羟基硬脂酸来进行皂化反应，无残留灰分，具有更好的稠化能力，更好的高温性能，比传统润滑脂更具润滑性，在非牛顿体高碱性磺酸钙中引入12-羟基硬脂酸钙和硼酸钙来改善润滑的性能，该润滑脂不仅克服了低温泵送性差的缺点，而且改进了热稳定性和机械安定性，同时拥有极佳的防水抗腐蚀性和润滑性能，还降低了成本；(5)、抗老化性能更好不会乳化脱脂、不易流失，使机械设备的使用寿命增长，减少了设备的维修时间。以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
权利要求
1.一种复合磺酸钙基润滑脂，其特征在于由无机物和有机物复合钙皂添加磺酸钙盐，稠化基础油而制成，稠化过程中加入芳胺类抗氧化剂，其中各成分的重量份配比如下基础油120 240，高碱值石油磺酸钙:220 240，转化剂:22 24，干冰:10 14，醋酸:6 10，C12-C22羟基脂肪酸6. 5^8. 5，氢氧化钙3 5，硼酸4飞，芳胺类抗氧化剂1. 5^3. 5。
2.根据权利要求I所述的复合磺酸钙基润滑脂，其特征在于所述的基础油可以是矿物油、合成油、硅油或它们的混合物。
3.根据权利要求I所述的复合磺酸钙基润滑脂，其特征在于所述的转化剂可以是甲醇、乙醇或它们的混合物。
4.根据权利要求I所述的复合磺酸钙基润滑脂，其特征在于所述的C12-C22羟基脂肪酸最好为12-羟基硬脂酸。
5.根据权利要求I所述的复合磺酸钙基润滑脂，其特征在于所述的芳胺类抗氧化剂可以是二苯胺、苯基- a -萘胺、二异辛基二苯胺或它们的混合物。
6.一种权利要求I所述的复合磺酸钙基润滑脂的制备方法，其特征在于步骤如下在压力反应釜中投入碱值大于320K0H/g的220 240份重量的高碱值石油磺酸钙，120^240份重量的基础油，升温至50 °C，在反应釜中加入22 24份重量的转化剂和1(T14份重量的干冰，然后封盖，当压力超过0. 2MPa时泄压，保持压力不大于0. 2MPa，升温至83 0C后恒温30min，加入6 10份重量的醋酸(预先用3倍醋酸质量的水稀释)和6. 5 8.5份重量的C12-C22羟基脂肪酸，升温至88 °(T90 0C恒温I. 5h，物料变稠加入3飞份重量的氢氧化钙(用3倍氢氧化钙质量的水稀释)，搅拌IOmin后加入4飞份重量的硼酸(用4倍硼酸质量的水稀释，并加热到95 X’使之成为热水溶液)，继续加热于88 °(T90 0C恒温20min，然后升温至·180 °C恒温lOmin，恒温结束后，搅拌降温至150 °(时，加入I. 5 3. 5份重量的芳胺类抗氧化齐IJ，搅拌均匀后将产物全部转移至调配釜，冷却、研磨、过滤，炼制成复合磺酸钙基润滑脂。
全文摘要
本发明公开了一种复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法。本发明的技术方案要点为一种复合磺酸钙基润滑脂，由无机物和有机物复合钙皂添加磺酸钙盐，稠化基础油而制成，稠化过程中加入芳胺类抗氧化剂。在一定的原料配比和操作条件下，制备得到了高性能复合磺酸钙基润滑脂。本发明降低了用户的成本，产品具有良好的抗水性、润滑性、耐高温性、不会乳化脱脂以及不易流失，使机械设备的使用寿命延长，减少了设备的维修时间，提高了设备的生产效率；原料配方合理，成本低，生产过程中无“三废”的排放，满足工业需求的同时对环境友好，是一种绿色生产工艺。
文档编号C10N30/06GK102703185SQ201210196509
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者周忠太, 张丹, 时红敏, 李建锋, 王利霞 申请人:新乡市恒星化工有限责任公司