[发明专利]用于润滑脂的纳米皂基稠化剂前驱体及其制备方法与应用

说明书

本发明属于润滑脂技术领域，具体涉及一种用于润滑脂的纳米皂基稠化剂前驱体及其制备方法与应用。用于润滑脂的纳米皂基稠化剂前驱体其是由纳米金属氢氧化物颗粒、表面活性剂和液体溶剂组成的分散体。用于润滑脂的纳米皂基稠化剂前驱体的应用是采用脂肪酸、纳米皂基稠化剂前驱体、基础油和添加剂制备润滑脂。本发明的纳米皂基稠化剂前驱体在润滑脂制备过程中参与皂化，取得了良好的反应效果，却完全不改变现行制备润滑脂的工艺，因此既避免了润滑脂生产工厂因产品升级而需要的设备改造和投资，又可提高产品性能。

技术领域

本发明属于润滑脂技术领域，具体涉及一种用于润滑脂的纳米皂基稠化剂前驱体及其制备方法与应用。

背景技术

润滑脂作为润滑剂中一个独立的工业部分，因其优良的抗水性能、胶体稳定性、抗磨性能及宽的工作温度范围等特点而被广泛应用于工业机械、农业机械、交通运输行业、电子信息行业等领域。润滑脂主要由稠化剂稠化基础油并加入添加剂而制得，根据其所使用的稠化剂种类可以将其分为金属皂基润滑脂、有机润滑脂、烃基润滑脂及无机润滑脂。

近年来，全球润滑脂产量基本保持稳定。2017年全球润滑脂产量为116.7万吨，中国润滑脂产量占全球产量的34.97％。据统计，其中中国锂基润滑脂产量达到23.34万吨，占所有润滑脂的55.35％。但随着近年来新能源汽车市场的爆发，对蓄电池的需求飞速增长，作为重要原材料的氢氧化锂也随之价格暴涨，锂基润滑脂产品成本随之急增。而氢氧化钙价格多年保持稳定，这就为钙基润滑脂的发展带来了契机。钙基润滑脂因其生产设备与工艺简单、原材料价格较低、投资少等原因，在一些中小型企业中大量生产，其生产方式是采用常压釜皂化反应工艺生产。

中国专利CN 109797032 A公开一种新型无水钙基润滑脂及制备方法。其制备方法包括以下步骤：稠化，把脂肪酸、氢氧化钙、1/3～2/3的基础油投入到压力釜中，加入水，搅拌混合，反应时间为1.5h～2.5h，压力釜内压力为0.11～0.20Mpa；脱水，升温至110℃～120℃，压力釜内压力为0.21～0.35Mpa，保持温度并持续搅拌30～50min；成脂，持续升温至125℃～140℃，保持温度4～8min后停止加热；将剩余的基础油加入到压力釜内，持续搅拌25～35min，皂化成脂。

高宇航等(无水钙基润滑脂的研制及性能评价，石油商技，2017年第4期)公开一种无水钙基润滑脂的制备方法，投料皂化：首先在压力釜中加入3/4的基础油，然后将12-羟基硬脂酸、氢氧化钙和一定量的水加入压力釜中，混合升温至(100±1)℃并持续加压开始皂化反应。升温炼制：继续缓慢加压升温至(140±1)℃后，保持一定的压力与时间，使酸、碱完全反应，不均匀或团聚物分散打开。泄压降温，泄压后，加入剩余急冷油降至一定温度后，保温30min，控制皂纤维结构的稳定形成。加剂后处理：温度降至(80±1)℃以下时，加入添加剂，再使用均质机处理并经脱气釜脱气完成生产。

赵世民(钙基润滑脂水化过程的控制，湖南化工，第28卷第5期，1998年10月)公开一种钙基润滑脂的制备方法和形成原理，讨论分析了水化过程中容易出现的水加不进、成脂软等问题及其解决方法。文中着重表明如果没有水参与，形成的润滑脂极不稳定，往往不能成脂，故把水叫做稳定剂，它是形成钙基脂必不可少的组分。水化过程是钙基脂制备的最重要步骤之一，必须按要求仔细操作，才能制备出合乎质量要求的产品。

上述文献的生产过程中突显出几个关键问题：由于钙基润滑脂的生产原料Ca(OH)₂固体颗粒微溶于水，且溶解度随温度上升而下降，所以需要加水参与皂化反应；皂化反应中，未溶解氢氧化钙固体不能参与反应，易形成皂颗粒，过滤困难；另一方面，氢氧化钙在基础油中，与脂肪酸的皂化反应需要在100℃以上温度进行，且酸碱中和是放热反应，反应生成的水汽化导致出现涨罐现象；同时为防止皂颗粒形成，需加入大量水，导致泄压困难和皂跑出；排水过程也增加了能耗，延长了工时；此外产品中由于含水或排水不干净导致经常出现润滑脂较软或不成脂现象。