CN100378209C

CN100378209C - 高滴点润滑脂及预制皂的制备方法

Info

Publication number: CN100378209C
Application number: CNB2005100049589A
Authority: CN
Inventors: 姚智勤; 孙洪伟; 王平
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: CN1814718A

Abstract

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。

Description

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。

具体实施方式

实施例1：

50ml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2：

200ml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3：

200ml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

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3	1/4锥入度，0.1mm	70	70	63	70	66	73
滴点，℃	253	121	189	176	90	159	1/4锥入度，0.1mm	70	70	63	70	66	73
滴点，℃	253	121	189	176	90	159	氧化起始温度℃	220.3	/	196.3	179.0	/	176.8
分油(100℃，24h)％	0.2	3	/	2.4	5	/	氧化起始温度℃	220.3	/	196.3	179.0	/	176.8
分油(100℃，24h)％	0.2	3	/	2.4	5	/	水淋(38℃，1h)，％	/	/	0.38	/	/	2.0
P<sub>B</sub>，N	550	/	980	200	/	200	水淋(38℃，1h)，％	/	/	0.38	/	/	2.0
P<sub>B</sub>，N	550	/	980	200	/	200	d<sup>20</sup><sub>30</sub>，mm	0.40	0.43	0.38	0.62	0.6	0.63
ZMZ，N	324.1	303.7	404.9	284.2	280	287.3	d<sup>20</sup><sub>30</sub>，mm	0.40	0.43	0.38	0.62	0.6	0.63

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。

Claims

1.一种可制成高滴点润滑脂的预制皂的制备方法，包括：将乙醇、钛酸四丁酯和C6～C24脂肪酸或12-羟基硬脂酸混合，在25～120℃搅拌反应2-72小时，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，将乙醇、钛酸四丁酯和C6～C24脂肪酸混合，在40～90℃搅拌反应12～48小时，在50～60℃加入金属氢氧化物和水的混合液。

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，脂肪酸为硬脂酸。

5.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主族、第二主族或第三主族金属元素的氢氧化物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，金属氢氧化物是锂、钙、钠、钡和铝的氢氧化物中的一种或几种。

7.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，脂肪酸与乙醇的摩尔比为1∶5～20。

8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，脂肪酸的加入量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，脂肪酸与乙醇的摩尔比为1∶5～15。

9.一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％。

10.根据权利要求9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、合成油和矿物油中的一种或几种。

11.根据权利要求9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％。

12.根据权利要求9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％。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所说添加剂是抗氧剂和/或极压抗磨剂。

14.根据权利要求13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和/或2，6二叔丁基酚。

15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，极压抗磨剂是二硫化钼、环烷酸铋和二烷基二硫代磷酸锌中的一种或几种。