一种锂基润滑脂组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种锂基润滑脂组合物及其制备方法。采用了一种特殊的高酸值矿物基础油进行皂化来制得锂基润滑脂。将高酸值矿物基础油投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂和硬脂酸锂皂，搅拌升温；当温度升到210～220℃时，保持温度搅拌1～5min；将普通矿物基础油投入釜中快速冷却物料，温度达到140～150℃时加入添加剂；搅拌均匀出釜；用三辊研磨机研磨后得到成品。本发明的润滑脂合理利用国内现有基础油资源，替代环烷酸原料使用，显著降低润滑脂的生产成本。本发明的润滑脂不仅机械稳定性、胶体安定性好，还能有效改善机械设备运转时的摩擦和磨损状况、润滑性能好。本发明生产的润滑脂可用于汽车、工程机械及其他机械设备的润滑。
【专利说明】一种锂基润滑脂组合物及其制备方法【技术领域】
[0001]本发明属于润滑脂【技术领域】，特别是涉及一种以高酸值矿物油为基础油的锂基润滑脂组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]锂基润滑脂是一种由天然脂肪酸（包括12-羟基硬脂酸以及硬脂酸）锂皂稠化中等粘度的矿物基础油而制成的润滑脂。锂基润滑脂生产用的基本原料是脂肪酸、氢氧化锂和基础油。
[0003]在锂基润滑脂所使用的矿物基础油中，与烷烃相比，基础油中的芳烃和环烷烃更能够形成稳定的润滑脂结构。用脂肪酸锂皂制备的锂基润滑脂，如采用石蜡基润滑油作基础油时，产品安定性较好；当采用环烷基润滑油作基础油时，产品的稠度大于石蜡基基础油制备的产品，胶体安定性也较好。如若采用环烷基和石蜡基按一定比例混合的润滑油作基础油，制备的锂基润滑脂的理化性质更为满意。[0004]为了提高润滑脂的使用性能，常常加入某些极性物质作为结构改善添加剂。目前，当采用石蜡基原油生产的基础油制备锂基润滑脂时，在组成中添加少量环烷酸（一般为润滑脂的I. 5%~2%)，对其结构有明显改善作用，尤其对改善润滑脂的胶体安定性更有效果，同时一定程度上可以提高锂基润滑脂的抗氧化性和防锈性，这是由于生成的环烷酸锂皂本身具有结构改善剂的作用，同时赋予基础油具有类似环烷基原油基础油那样的皂-油分散特性。
[0005]环烷酸主要是在煤油、柴油及轻质润滑油的馏分中分离出来，由于国内炼油企业纷纷新上加氢装置，导致环烷酸资源急剧减少，市场的供应量逐步下降。目前可生产环烷酸的炼厂仅剩个别企业，导致环烷酸呈现供不应求的局面，在一定程度上影响了锂基润滑脂的正常生产。
[0006]近年来，我国海洋石油有了很大发展。在市售的矿物基础油中，有相当数量的以中海油公司原油加工生产的高酸值矿物基础油。这些高酸值基础油大约含有I. 0%~5. 0%的环烷酸，酸值普遍大于I. 0mgK0H/g。按常规方法生产润滑脂时，因为基础油酸值高，不仅影响润滑脂使用性能、增加腐蚀性，而且成品氧化安定性差。目前一般采用脱酸工艺对高酸值的矿物基础油进行加工处理，不仅工艺繁琐，而且造成基础油生产成本大幅度提升。
[0007]锂基润滑脂是由脂肪酸锂皂、基础油和添加剂等三种组分组成的胶体分散体系。通过使用各种添加剂，来改进锂基润滑脂的安定性，是国内外普遍采用的技术方法。但是，利用高酸值的矿物基础油来制备锂基润滑脂尚无公开报道。
【发明内容】
[0008]本发明的目的，是提供一种用高酸值的矿物基础油来制备的锂基润滑脂组合物。在这种组合物的生产中，不需要添加环烷酸等结构稳定剂，降低了生产成本，同时提高了高酸值矿物基础油的综合经济价值。[0009]本发明提供的锂基润滑脂组合物，包括脂肪酸锂皂稠化剂、矿物基础油和添加剂。以组合物总重为基准，各组分及百分含量为： [0010](I) 12-羟基硬脂酸锂皂3. 6~9. 0% ;
[0011](2)硬脂酸锂皂1.0~2.5% ;
[0012](3)高酸值矿物基础油10.0~40.0 % ;
[0013](4)普通矿物基础油51. 5~78. 0% ;
[0014](5) 二苯胺 O. 2 ~O. 8% ;
[0015](6)苯并三氮唑 0.02 ~0.08%。
[0016]优选组合物总重为基准，各组分含量为：
[0017](I) 12-羟基硬脂酸锂皂3. 6~8. I % ;
[0018](2)硬脂酸锂皂1.0~2.25% ;
[0019](3)高酸值矿物基础油10.0~35. O % ;
[0020](4)普通矿物基础油54. 4~76. 7% ;
[0021](5) 二苯胺 O. 34 ~O. 62% ;
[0022](6)苯并三氮唑 0.02 ~0.07%。
[0023]其中，12-羟基硬脂酸锂皂为白色粉末状工业品，也可由12-羟基硬脂酸与等摩尔的单水氢氧化锂直接反应获得；硬脂酸锂皂为白色粉末状工业品，也可由硬脂酸与等摩尔的单水氢氧化锂直接反应获得；高酸值矿物基础油，是酸值为2. O~7. 5mgK0H/g、100°C运动粘度为10.0~25. 0mm2/s、采用高酸值石油减压馏分经精制而得到的市售矿物基础油；普通矿物基础油是无酸值或酸值极低，且满足国内MVI、HVI I类基础油标准的市售矿物基础油；二苯胺是外观为白色单斜片状结晶的工业品；苯并三氮唑为微黄色至白色粉状或粒状晶体，为市售工业品。
[0024]本发明的生产工艺为：将高酸值矿物基础油投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂和硬脂酸锂皂，搅拌升温；当温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度搅拌I~5min ；将普通矿物基础油投入釜中快速冷却物料，温度达到140~150°C时加入添加剂；搅拌均匀，即可出釜；用三辊研磨机研磨后得到成品。
[0025]本发明的特点，在于采用了一种具有高酸值的矿物基础油，来制得锂基润滑脂。这种润滑脂可以利用国内现有基础油资源，充分发挥矿物油高酸值的特点，改善润滑脂结构稳定性能，提高产品性能、增加使用寿命，替代环烷酸原料的使用，降低了生产成本。该产品机械稳定性和胶体安定性能好，能有效改善机械设备运转时的摩擦和磨损状况，还可以降低润滑脂生产成本。本发明的产品，可用于汽车、工程机械及其他机械设备的润滑。
【具体实施方式】
[0026]实施例采用的原料可以是工业产物或副产物直接得到，也可以用以下方法得到：如12-羟基硬脂酸锂皂由12-羟基硬脂酸与等摩尔的单水氢氧化锂直接反应获得；硬脂酸锂皂由硬脂酸与等摩尔的单水氢氧化锂直接反应获得。原料特性为：高酸值矿物基础油是酸值2. O~7. 5mgK0H/g、100°C运动粘度10.0~25. 0mm2/s，采用高酸值石油减压馏分经精制而得到的市售矿物基础油；普通矿物基础油是无酸值或酸值极低且满足国内MVI、HVI I类基础油标准的市售矿物基础油。总之上述条件都可以实现本发明。[0027]实施例I
[0028]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0029](1) 12-羟基硬脂酸锂皂9.0%;
[0030](2)硬脂酸锂皂2. 5% ;
[0031 ] (3)高酸值矿物基础油10.0%;
[0032](4)普通矿物基础油78. 0% ;
[0033](5) 二苯胺 O. 46%;
[0034](6)苯并三氮唑0.04%。
[0035]工艺为：将高酸值矿物基础油（酸值7. 5mgK0H/g、100°C运动粘度10~12mm2/s)100. 0g、普通矿物基础油300.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂90. 0g、硬脂酸锂皂25. Ogo加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油280.0g,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺
4.6g、苯并三氮唑O. 4g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0036]实施例2
[0037]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0038](I) 12-羟基硬脂酸锂皂8. I % ;
[0039](2)硬脂酸锂皂2.25% ;
[0040](3)高酸值矿物基础油35.0%;
[0041](4)普通矿物基础油54. 4% ;
[0042](5) 二苯胺 O. 2%;
[0043](6)苯并三氮唑0.05%。
[0044]工艺为：将高酸值矿物基础油（酸值3. 26mgK0H/g、100°C运动粘度19. 96mm2/s)350. 0g、普通矿物基础油50.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂81. 0g、硬脂酸锂皂
22.5g。加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油294. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺
2.(^、苯并三氮唑0.58。搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0045]实施例3
[0046]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0047](I) 12-羟基硬脂酸锂皂7.7%;
[0048](2)硬脂酸锂皂2. 13% ;
[0049](3 )高酸值矿物基础油28. O % ;
[0050](4)普通矿物基础油61. 35% ；
[0051](5) 二苯胺 O. 8%;
[0052](6)苯并三氮唑0.02%。
[0053]工艺为：将高酸值矿物基础油（酸值2.41mgK0H/g、100°C运动粘度23.61mm2/s)280. 0g、普通矿物基础油120.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂77. 0g、硬脂酸锂皂21. 3g。加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油293. 5g,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺
8.0g、苯并三氮唑0. 2g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。[0054]实施例4
[0055]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0056](I) 12-羟基硬脂酸锂皂6.3%;
[0057](2)硬脂酸锂皂1.8% ;
[0058](3 )高酸值矿物基础油40.0 % ;
[0059](4)普通矿物基础油51. 5% ;
[0060](5) 二苯胺 O. 34%;
[0061](6)苯并三氮唑0.06%。
[0062]工艺为：将高酸值矿物基础油（酸值2. 0mgK0H/g、100°C运动粘度16. 2mm2/s)400.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂63. 0g、硬脂酸锂皂18. 0g。加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油315. Og进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺3. 4g、苯并三氮唑O. 6g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0063]实施例5
[0064]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0065](I) 12-羟基硬脂酸锂皂5. 4 % ;
[0066](2)硬脂酸锂皂1.5% ;
[0067]( 3)高酸值矿物基础油23.0%;
[0068](4)普通矿物基础油69. 5% ;
[0069](5) 二苯胺 O. 53%;
[0070](6)苯并三氮唑0.07%。
[0071]工艺为：将高酸值矿物基础油（酸值4.8mgK0H/g、100°C运动粘度24~25mm2/s)230. 0g、普通矿物基础油170.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂54. 0g、硬脂酸锂皂15. Ogo加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油325. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺
5.3g、苯并三氮唑O. 7g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0072]实施例6
[0073]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0074](I) 12-羟基硬脂酸锂皂3.6%;
[0075](2)硬脂酸锂皂1.0%;
[0076](3)高酸值矿物基础油18.0%;
[0077](4)普通矿物基础油76. 7% ;
[0078](5) 二苯胺 O. 62%;
[0079](6)苯并三氮唑0.08%。
[0080]工艺为：将高酸值矿物基础油（酸值6. 2mgK0H/g、100°C运动粘度10~12mm2/s)180. 0g、普通矿物基础油220.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂36. 0g、硬脂酸锂皂
10.Ogo加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油347. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺
6.2g、苯并三氮唑0. Sg ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。[0081]对比例I
[0082]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0083](I) 12-羟基硬脂酸锂皂7.6%;
[0084](2 )硬脂酸锂皂2.25%;
[0085](3 )环烷酸锂皂0.35%;
[0086](4)普通矿物基础油89. 5% ;
[0087](5) 二苯胺 O. 27%;
[0088](6)苯并三氮唑0.03%。
[0089]工艺为：将普通矿物基础油400.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂76. 0g、硬脂酸锂皂22. 5g、环烷酸锂皂3. 5g。加入普通矿物基础油200.0g,升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油295. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺2. 7g、苯并三氮唑O. 3g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0090]对比例2
[0091]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0092](I) 12-羟基硬脂酸锂皂7.6%;
[0093](2)硬脂酸锂皂2.3% ;
[0094](3)普通矿物基础油89. 8 % ;
[0095](4) 二苯胺 O. 27%;
[0096](5)苯并三氮唑0.03%。
[0097]工艺为：将普通矿物基础油400.0g,加入12-羟基硬脂酸锂皂76. 0g、硬脂酸锂皂
23.0g。加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min。搅拌加入普通矿物基础油298. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺2. 7g、苯并三氮唑O. 3g ;搅拌均匀、出釜，经轧辊机研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0098]对比例3
[0099]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0100](I) 12-羟基硬脂酸锂皂6.2% ;
[0101](2)硬脂酸锂皂1.8% ;
[0102](3)环烷酸锂皂0.30% ;
[0103](4)普通矿物基础油91. 3% ；
[0104](5) 二苯胺 O. 34%;
[0105](6)苯并三氮唑0.06%。
[0106]工艺为：将普通矿物基础油400.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂62. 0g、硬脂酸锂皂18. 0g、环烷酸锂皂3. 0g。加入普通矿物基础油200. 0g，升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油313. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺3. 4g、苯并三氮唑0. 6g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0107]对比例4[0108]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0109](I) 12-羟基硬脂酸锂皂6.4% ;
[0110](2)硬脂酸锂皂1.8% ;
[0111](3)普通矿物基础油91.4% ;
[0112](4) 二苯胺 O. 34%;
[0113](5)苯并三氮唑0.06%。
[0114]工艺为：将普通矿物基础油400. 0g，加入12-羟基硬脂酸锂皂64. 0g、硬脂酸锂皂18. 0g。加入普通矿物基础油200.0g升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min。搅拌加入普通矿物基础油314. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺3. 4g、苯并三氮唑O. 6g ;搅拌均匀、出釜，经轧辊机研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0115]对比例5 [0116]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0117](I) 12-羟基硬脂酸锂皂5.3%;
[0118](2)硬脂酸锂皂1.57% ;
[0119](3)环烷酸锂皂0.25% ;
[0120](4)普通矿物基础油92. 3% ;
[0121](5) 二苯胺 O. 53%;
[0122](6)苯并三氮唑0.07%。
[0123]工艺为：将普通矿物基础油400.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂53. 0g、硬脂酸锂皂15. 7g、环烷酸锂皂2. 5g。加入普通矿物基础油200. 0g，升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油323. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺5. 3g、苯并三氮唑0. 7g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0124]对比例6
[0125]锂基润滑脂组合物组份和质量百分数如下：
[0126](I) 12-羟基硬脂酸锂皂3.6%;
[0127](2)硬脂酸锂皂1.03% ;
[0128](3)环烷酸锂皂0. 17% ;
[0129](4)普通矿物基础油94. 5% ;
[0130](5) 二苯胺 0.62%;
[0131](6)苯并三氮唑0.08%。
[0132]工艺为：将普通矿物基础油400.0g投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂36. 0g、硬脂酸锂皂10. 3g、环烷酸锂皂I. 7g。加入普通矿物基础油200.0g,升温搅拌，温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度5min ;搅拌加入普通矿物基础油345. Og,进行急冷；温度在140~150°C时加入二苯胺6. 2g、苯并三氮唑0. 8g ;搅拌均匀、出釜，研磨三遍即可。将所得润滑脂的性能列于表1。
[0133]表1本专利样品与传统产品特性对比表
[0134]
【权利要求】
1.一种锂基润滑脂组合物，其特征是以组合物总重为基准，各组分及百分含量为： (1)12-羟基硬脂酸锂皂3. 6~9. O % ; (2)硬脂酸锂皂I.O~2. 5% ； (3)高酸值矿物基础油10.O~40. 0% ; (4)普通矿物基础油51.5~78. 0% ；
(5)二苯胺 O. 2 ~O. 8% ; (6)苯并三氮唑O.02~0.08%。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征是以组合物总重为基准，各组分及百分含量为： Cl) 12-羟基硬脂酸锂皂3. 6~8. I % ; (2)硬脂酸锂皂I.O~2. 25% ； (3)高酸值矿物基础油10.O~35. 0% ; (4)普通矿物基础油54.4~76. 7% ;
(5)二苯胺 O. 34 ~O. 62% ； (6)苯并三氮唑O.02~0.07%。
3.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于稠化剂是12-羟基硬脂酸锂阜和硬脂酸锂阜的混合阜。
4.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于12-羟基硬脂酸锂皂由12-羟基硬脂酸与等摩尔的单水氢氧化锂直接反应获得。
5.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于硬脂酸锂皂由硬脂酸与等摩尔的单水氢氧化锂直接反应获得。
6.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于高酸值矿物油为环烷基油，100°C运动粘度为 10.0 ~25. 0mm2/s、酸值为 2. O ~7. 5mgKOH/g。
7.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于普通矿物油为中等粘度石腊基油，其无酸值或酸值极低。
8.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于二苯胺是外观为白色单斜片状结晶的工业品。
9.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于T706为白色至浅黄色针状结晶的工业品。
10.权利要求1的润滑脂制备方法，其特征在于：将高酸值矿物基础油投入釜中，加入12-羟基硬脂酸锂皂和硬脂酸锂皂，搅拌升温；当温度升到210~220°C时，停止加热，保持温度搅拌I~5min ;将普通矿物基础油投入釜中快速冷却物料，温度达到140~150°C时加入添加剂；搅拌均匀，即可出釜；用三辊研磨机研磨后得到成品。
【文档编号】C10M101/02GK103525503SQ201310504905
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】王兆坤, 王先会, 吴宝杰, 冯强, 高艳青 申请人:中国石油化工股份有限公司