[发明专利]一种复合磺酸钙润滑脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种超高碱值复合磺酸钙润滑脂及其制备方法，确切地说，是一种低成本高性能的复合磺酸钙润滑脂及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代中期，以Ron Muir等(U.S.Patent 4560489，Dec 24，1985)研制的用硼酸改进的超高碱性复合磺酸钙润滑脂专利技术为代表，将非牛顿体磺酸钙进一步与脂肪酸、硼酸钙复合制成超高碱性复合磺酸钙润滑脂，其组成和性能与以前的复合磺酸钙基脂有很大的不同，不但克服了低温泵送性差和老化硬化的缺点，而且具有优异的高低温性能、机械安定性、胶体安定性、氧化安定性、抗水性、防腐性和防锈抗磨性。80年代中期复合磺酸钙基脂正式投入市场以来，其应用领域已扩展到钢铁、冶金、纸浆、航运、发电、汽车、建筑、食品机械(环保型产品)等行业，引起国内外润滑脂行业的广泛关注。此后国外不断有超高碱性复合磺酸钙润滑脂的专利技术发表，如US4597880，US4824584，US5126062，US5308514，US5338467。

在国内复合磺酸钙基脂的工业应用尚处于起步阶段，虽有个别厂家形成小规模工业生产，却尚未作为一大类产品在工业上广泛推广应用。目前，国内有影响力的润滑脂生产厂家都把该种润滑脂做为重点研究对象。国内虽有技术文献描述这类润滑脂的制备方法，如CN1718700A，CN1414076A，CN101153239A，但CN101153239A中采用超高碱值(TBN400左右)，且用量达30-40％(重量百分数)，其余虽为了降低成本，多采用高碱值(TBN300左右)，但用量更高，成本仍然很高。

复合磺酸钙脂的稠化剂体系主要以非牛顿体高碱值磺酸钙，其中碳酸钙以方解石晶型存在，对该脂性能起到决定性作用。如果这部分含量不足或其中的碳酸钙从无定型没有完全转化为方解石晶型，则润滑脂偏软、高温性能不佳或润滑脂的烧结负荷P_D偏低。因此生产复合磺酸钙工艺的关键是牛顿体高碱值磺酸钙的转化，如何使高碱值磺酸钙转化更完全、减少高碱值磺酸钙的用量，从而有效地降低成本和提升产品性能，成为这一领域技术人员关注的技术焦点。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能、低成本的复合磺酸钙润滑脂及其制备方法，该润滑脂具有高滴点、不加添加剂具有良好的防锈和抗腐蚀性，极压抗磨性和良好的机械安定性、胶体安定性，且长期放置不硬化的特点。

本发明是在现有的技术基础上提供一种低成本高性能的超高碱值复合磺酸钙润滑脂及其制备方法，采用本发明所述的方法制备复合磺酸钙润滑脂，它与已有的专利技术相比，用较少量的超高碱值复合磺酸钙量就可制备同样稠度、性能优异的复合磺酸钙润滑脂，大大降低了成本。

本发明的复合磺酸钙润滑脂的技术方案是：

(A)占润滑脂总重的50-80％的基础油，优选50-65％的矿物油、合成油或它们的混合物，40℃的运动粘度为60-1500mm²/s；

(B)占润滑脂总重的10-30％的超高碱值合成磺酸钙，其总碱值为400mgKOH/g左右；

(C)复合稠化剂为占润滑脂总重的0.5-5％的C₁₂-C₂₂的羟基脂肪酸、0.5-3％的硼酸，0.5-2％的氢氧化钙；

(D)占润滑脂总重0.5-4％的分散剂，同时也起到软化剂的作用，分散剂(或软化剂)优选甲基戊醇、甲基纤维素、烷基苯磺酸等中的至少一种；

(E)转化剂可采用市场易于采购的乙醇、乙酸或二者分别与水和C₁₂-C₂₂的羟基脂肪酸的混合物，也可按照现有技术公开的其它转化剂，如碳数为1-5的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酮、脂肪醛、低分子醚、烷基胺等，优选上述化合物中的两种或两种以上的混合物为转化剂。

转化剂使高碱值合成磺酸钙中的无定型碳酸钙转化成方解石晶型的碳酸钙分散于基础油中，并与醋酸、硼酸、C₁₂-C₂₂的羟基脂肪酸和氢氧化钙反应形成的钙皂共同起到稠化作用，最终形成复合磺酸钙润滑脂。

以醋酸做为主转化剂的转化机理如下：

反应过程中，生成的二氧化碳使体系中的无定形的碳酸钙变为可溶性的碳酸轻钙，该物不稳定，受热后重新析出，遇水迅速聚集成大颗粒的球形方解石结晶堆积体：