以废锂基润滑脂为原料制备复合锂-钙基脂的方法与流程

文档序号:17922898发布日期:2019-06-15 00:13阅读:1058来源:国知局

本发明属于含羧酸酯的废料的回收或加工技术领域,具体涉及一种以废锂基润滑脂为原料制备复合锂-钙基脂的方法。



背景技术:

工业、农业、通讯、冶金、纺织等各个行业都离不开润滑。其中,润滑脂占有及其重要的份额,能够起到润滑油无法解决的润滑作用。润滑脂是采用矿物油(或合成油)稠化皂基或非皂基稠化剂并添加抗氧、抗磨、防腐、极压等多种添加剂而生产出的一种固体润滑剂(“国内润滑脂现状与能源消耗的关系”,华平,中国能源,2009年第31卷第1期,第43-44页,公开日2009年04月15日)。

随着工业化程度的不断提高,润滑脂的应用领域也在不断扩展,几乎涵盖了工业机械、农业机械、交通运输行业、电子信息行业和各种军事设备(“润滑脂的发展及技术现状”,张俊杰等,化工管理,2017年第31期,第64-65页,公开日2017年11月21日)。近年来,中国润滑脂生产及消耗呈现高速增长,在全球润滑脂产量和消耗量中的比例逐年增加(“近年来润滑脂生产状况及发展态势分析”,姚立丹等,石油商技,2011年第29卷第6期,第12-15页,公开日2011年12月31日)。2016年,中国润滑脂总产量达8.996×108b(1b≈453.6g)即约4.081×108kg,占全球润滑脂总产量的35%左右(“2016年全球润滑脂产量同比增长1.4%”,黄丽敏,石油炼制与化工,2017年第48卷第9期,第68页,公开日2017年12月31日)。

目前,国内每年消耗大量的润滑脂产品(“国内润滑脂产品及其应用技术的进步简述”,杨海宁等,2010年第28卷第3期,第18-25页,公开日2010年09月15日)。在机械设备上使用一定时间后,润滑脂受其自身的性质以及摩擦部位的类型、运转条件(如温度、速度、负荷)、周围环境因素(如蒸汽、水分、杂质、化学品等)影响,最终因质量不断劣化而失效。润滑脂在使用过程中的失效机理相当复杂,有化学原因,也有物理原因,是环境、工况等多种因素综合作用的结果(“使用过程中润滑脂的衰变特点分析及其报废指标探讨”,王先会等,石油商技,2011年第29卷第3期,第54-57页,公开日2011年12月31日)。这些大量失效的润滑脂成为废润滑脂,这些废润滑脂的生物降解性差(“环境友好润滑脂的制备及其摩擦学和生物降解性能研究”,陈铁旦,中国科学院大学博士学位论文,22014年,摘要,公开日2014年12月31日),如随意被丢弃到环境中,会对环境造成巨大伤害。

与废润滑油不同,废润滑脂很难被回收利用。目前,还没有成熟的工艺针对废润滑脂进行回收处理。现阶段,飞润滑脂普遍的处理方法为进行焚烧,然而,焚烧的过程本身就会对环境造成污染。若能将废润滑脂回收处理利用,不仅会减少对环境污染,同时,还可以提高废润滑脂的产品附加值,对降低生产成本,提高产品利用率,节约资源方面具有很强的实际意义。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种以废锂基润滑脂为原料制备复合锂-钙基脂的方法,该方法对资源回收利用、节约成本,减少环境污染方面有很重要的社会意义,同时,制得的复合锂-钙基脂具有优异的抗水淋流失性能、剪切稳定性和极压特性。

为实现上述目的,本发明的技术方案为:

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂用矿物油稀释至锥入度420-480,随后除去机械杂质,然后加入12-羟基硬脂酸和硬脂酸,加热至80℃后,加入氢氧化钙水溶液,于80℃-100℃条件下搅拌反应4-6h后,升温至160℃,脱水至水的质量含量≤0.05%,冷却至≤60℃;

b.向步骤a所得混合物中加入抗氧防腐剂、极压抗磨剂、苯并三氮唑和苯三唑衍生物,搅拌、均质、脱气,即得。

进一步,所述回收的废锂基润滑脂的锥入度≤400。

进一步,所述矿物油40℃的运动粘度为20-300mm2·s-1

进一步,所述12-羟基硬脂酸的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为4:100-8:100,且12-羟基硬脂酸与硬脂酸的质量比为4:1-8:1。

进一步,所述氢氧化钙水溶液中氢氧化钙的质量分数10%-30wt%

进一步,所述氢氧化钙水溶液的用量氢氧化钙水溶液中含有的氢氧根离子的物质的量与12-羟基硬脂酸和硬脂酸中含有的羧酸根离子之和物质的量之比为1:1。

进一步,所述抗氧防腐剂为硫磷伯仲醇基锌盐。

进一步,所述抗氧防腐剂的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.5:100-2.0:100。

进一步,所述极压抗磨剂为硫代磷酸胺盐、硫化异丁烯和亚磷酸二异丁酯中的1-3种。

进一步,所述极压抗磨剂的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.5:100-2.0:100。

进一步,所述苯并三氮唑的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.2:100-0.5:100。

进一步,所述苯三唑衍生物的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.02:100-0.1:100。

进一步,所述复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂用矿物油稀释至锥入度420-480,除去机械杂质后放入反应釜,向反应釜中加入12-羟基硬脂酸和硬脂酸,加热至80℃后,加入氢氧化钙水溶液,常压下于80℃-100℃条件下搅拌反应4-6h后,升温至160℃,脱水至水的质量含量≤0.05%,冷却至60℃以下;

所述12-羟基硬脂酸的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为4:100-8:100,且12-羟基硬脂酸与硬脂酸的质量比为4:1-8:1;所述氢氧化钙水溶液中氢氧化钙的质量分数10%-30wt%,所述氢氧化钙水溶液的用量氢氧化钙水溶液中含有的氢氧根离子的物质的量与12-羟基硬脂酸和硬脂酸中含有的羧酸根离子之和物质的量之比为1:1;

所述抗氧防腐剂为硫磷伯仲醇基锌盐,所述抗氧防腐剂的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.5:100-2.0:100;

b.向反应釜中加入抗氧防腐剂、极压抗磨剂、苯并三氮唑和苯三唑衍生物,搅拌、均质、脱气,即得;

所述极压抗磨剂为硫代磷酸胺盐、硫化异丁烯和亚磷酸二异丁酯中的1-3种,所述极压抗磨剂的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.5:100-2.0:100,所述苯并三氮唑的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.2:100-0.5:100,所述苯三唑衍生物的用量为与除去机械杂质后的混合物的质量比为0.02:100-0.1:100。

本发明的有益效果在于:

本发明的方法,对资源回收利用、节约成本,减少环境污染方面有很重要的社会意义。

本发明的方法制得的复合锂-钙基脂的硬度高,应用范围广,其锥入度为226-272。

本发明的方法制得的复合锂-钙基脂的耐高温性能优异,其滴点为170-182℃。

本发明的方法制得的复合锂-钙基脂的抗腐蚀性能优异,其铜片腐蚀试验结果为图片为绿色或黑色色变。

本发明的方法制得的复合锂-钙基脂的抗极压性能优异,其烧结负荷pd为2450-4089n。

本发明的方法制得的合锂-钙基脂的抗水淋流失性能优异,其水淋流失率(38℃,1h)≤0.01%。

具体实施方式

所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明,但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

以下锥入度按照《gb/t269-1991润滑脂和石油酯锥入度测定法》进行检测;

以下运动粘度(40℃)按照《gb/t265-1998石油产品运动粘度测定法》进行检测;

以下滴点按照《gb/t4929-1985润滑脂滴点测定法》进行检测;

以下铜片腐蚀试验按照《gb/t7326润滑脂铜片腐蚀试验法》进行检测;

以下烧结负荷按照《sh/t0202-1992润滑脂极压性能测定法(四球机法)》进行检测;

以下水淋流失率(38℃,1h)按照《sh/t0109-2004润滑脂抗水淋性能测定法》进行检测;

以下水含量按照《gb/t512-1965润滑脂水分测定法》进行检测。

实施例1

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为242)用26#工业级白油(40℃运动粘度为25mm2·s-1)稀释至锥入度430,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸24.0g和硬脂酸6.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为20.0%的氢氧化钙水溶液37.7g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌1.6h、脱水至水的质量含量0.02%,冷却至60℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐2.2g,硫化异丁烯4.0g,苯并三氮唑1.0g,苯三唑衍生物t5510.2g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例2

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为235)用100#工业级白油(40℃运动粘度为100mm2·s-1)稀释至锥入度460,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸32.0g和硬脂酸8.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为10.0%的氢氧化钙水溶液100.0g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.03%,冷却至58℃以下;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐3.0g,硫化异丁烯8.0g,苯并三氮唑1.2g,苯三唑衍生物t5510.4g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例3

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为235)用sn150#基础油(40℃运动粘度为30mm2·s-1)稀释至锥入度430,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸16.0g和硬脂酸4.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为30.0%的氢氧化钙水溶液16.7g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.02%,冷却至40℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐2.5g,硫化异丁烯6.0g,苯并三氮唑1.0g,苯三唑衍生物t5510.3g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例4

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为358)用矿物质基础油(40℃运动粘度为300mm2·s-1)稀释至锥入度480,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸20.0g和硬脂酸5.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为25.0%的氢氧化钙水溶液24.8g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.02%,冷却至58℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐6.0g,硫化异丁烯8.0g,苯并三氮唑2.0g,苯三唑衍生物t5510.3g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例5

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为235)用矿物质基础油(40℃运动粘度为20mm2·s-1)稀释至锥入度420,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸33.5g和硬脂酸8.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为30.0%的氢氧化钙水溶液24.8g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.03%,冷却至55℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐9.0g,硫化异丁烯9.0g,苯并三氮唑2.2g,苯三唑衍生物t5510.4g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例6

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为235)用矿物质基础油sn150(40℃运动粘度为28mm2·s-1)稀释至锥入度430,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸16.0g和硬脂酸4.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为30.0%的氢氧化钙水溶液16.7g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.02%,冷却至40℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐2.5g,硫代磷酸铵盐t3078.0g,苯并三氮唑1.0g,苯三唑衍生物t5510.3g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例7

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为235)用40℃运动粘度为20mm2·s-1的矿物质基础油稀释至锥入度420,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸32.0g和硬脂84.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为30.0%的氢氧化钙水溶液33.5g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.02%,冷却至60℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐2.5g,亚磷酸二异丁酯9.0g,苯并三氮唑2.2g,苯三唑衍生物t5510.4g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

实施例8

复合锂-钙基脂的制备方法,包括以下步骤:

a.将回收的废锂基润滑脂(锥入度为235)用40℃运动粘度为120mm2·s-1的矿物质基础油稀释至锥入度420,采用高速离心,过滤除去机械杂质后称取400.0g放入反应釜,依次向反应釜中加入12-羟基硬脂酸32.0g和硬脂酸8.0g,常压下加热至80℃后,加入质量分数为30.0%的氢氧化钙水溶液33.5g,于90℃条件下搅拌反应4h后,逐渐升温至160℃,搅拌2h、脱水至水的质量含量0.02%,冷却至60℃;

b.向反应釜中加入硫磷伯仲醇基锌盐2.5g,硫化异丁烯4.0g,硫代磷酸胺盐t3074.0g,亚磷酸二异丁酯1.0g,苯并三氮唑2.2g,苯三唑衍生物t5510.4g,经充分搅拌后通过均质机均质、再脱气,即得。

性能检测

对实施例1-8制得的复合锂-钙基脂的进行锥入度、滴点、铜片腐蚀试验、烧结负荷pd、水淋流失率(38℃,1h)等方面性能测试,结果如表1和表2所示。

表1性能测试结果

表2性能测试结果

由表1和表2可知,实施例1-8制得的复合锂-钙基脂的锥入度为226-272。由此证明,本发明的方法制得的复合锂-钙基脂硬度高,应用范围广。

由表1和表2可知,实施例1-8制得的复合锂-钙基脂的滴点为170-182℃。由此证明,本发明的方法制得的复合锂-钙基脂耐高温性能优异。

由表1和表2可知,实施例1-8制得的复合锂-钙基脂的铜片腐蚀试验结果为图片为绿色或黑色色变。由此证明,本发明的方法制得的复合锂-钙基脂抗腐蚀性能优异。

由表1和表2可知,实施例1-8制得的复合锂-钙基脂的烧结负荷pd为2450-4089n。由此证明,本发明的方法制得的复合锂-钙基脂的抗压性能优异。

由表1和表2可知,实施例1-8制得的复合锂-钙基脂的水淋流失率(38℃,1h)≤0.01%。由此证明,本发明的方法制得的复合锂-钙基脂的抗水淋流失性能优异。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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