一種復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂及其制備方法，按重量百分含量計(jì)，所述復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂包括下列配方組分：基礎(chǔ)油70~80%；復(fù)合鈦磺酸鈣皂稠化劑17~24%；高溫?zé)岱€(wěn)定改善劑2~4%；抗氧劑1~2%。本發(fā)明的制備方法通過(guò)引入溶劑和基礎(chǔ)油，增加了反應(yīng)界面，提高了反應(yīng)速率和反應(yīng)程度，大大縮短了制備時(shí)間，提高了復(fù)合鈦磺酸鈣皂的稠化能力，同時(shí)優(yōu)化了復(fù)合生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好。本發(fā)明的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂具有極好的極壓抗磨性和超長(zhǎng)潤(rùn)滑壽命，可在200℃高溫長(zhǎng)期使用，同時(shí)還具有優(yōu)良的降噪音效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及潤(rùn)滑脂及其制備方法，具體涉及一種復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 過(guò)渡金屬雖然在自然界中分布廣泛，并且過(guò)渡金屬有機(jī)化合物也已經(jīng)大量應(yīng)用， 但對(duì)于以過(guò)渡金屬制備的脂肪酸皂為稠化劑的潤(rùn)滑脂研究較少。1961年Markley制備了硬 脂酸鈦皂，但滴點(diǎn)只有62°C，因此沒(méi)有用作潤(rùn)滑脂的稠化劑。直到20世紀(jì)90年代印度的研 究人員成功開(kāi)發(fā)出高性能，多功能復(fù)合鈦基潤(rùn)滑脂。從毒性和安全性的角度研究表明，復(fù)合 鈦基潤(rùn)滑脂對(duì)生產(chǎn)者和使用者都是安全的，而且用植物油制備的復(fù)合鈦基潤(rùn)滑脂具有良好 的生物降解性，從使用性能來(lái)看，即使不加任何添加劑的基礎(chǔ)脂與目前廣泛應(yīng)用的復(fù)合鋰 基潤(rùn)滑脂和復(fù)合鋁基潤(rùn)滑脂相比，也顯示出更加優(yōu)越的性能，該脂與傳統(tǒng)的高性能潤(rùn)滑脂 具有很好的相容性，已被認(rèn)為是一種多功能多效潤(rùn)滑脂，而且也最有希望成為目前廣泛應(yīng) 用的其他高性能潤(rùn)滑脂的升級(jí)產(chǎn)品。
[0003] 鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的主要特點(diǎn)：鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備主要是指煉鐵高爐設(shè)備、煉鋼轉(zhuǎn)爐 設(shè)備、鋼材軋制設(shè)備以及為這些設(shè)備相配套的輔助設(shè)備等。這些設(shè)備多數(shù)都屬于低速、重負(fù) 荷運(yùn)行、設(shè)備大而重，維修不便的主要工況特點(diǎn)就是自動(dòng)化程度高、負(fù)荷重、溫度高、速率范 圍寬（極低和高速）、設(shè)備尺寸大、環(huán)境條件惡劣、水氣中、污染程度高等，因而設(shè)備的故障 率高、維修頻繁、機(jī)件失效快、消耗大。連鑄是通過(guò)連鑄機(jī)將鋼水連續(xù)地鑄成鋼坯，不經(jīng)過(guò) 初軋工藝。直接送往軋鋼車(chē)間軋制成鋼材，其與模鑄法相比，有極大的優(yōu)越性，但其生產(chǎn)設(shè) 備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)管理和操作的技術(shù)水平要求較高，由于其高溫、水噴淋、多塵、重載、集中供 脂系統(tǒng)管線長(zhǎng)等特點(diǎn)，對(duì)潤(rùn)滑脂要求也更為苛刻，目前主要使用極壓鋰基潤(rùn)滑脂、極壓復(fù)合 鋰基潤(rùn)滑脂、聚脲潤(rùn)滑脂和磺酸鈣潤(rùn)滑脂，上述潤(rùn)滑脂存在長(zhǎng)期高溫性差，抗水性不佳等缺 點(diǎn)，磺酸鈣潤(rùn)滑脂雖然較其他產(chǎn)品高溫突出，但長(zhǎng)期使用容易結(jié)焦堵塞潤(rùn)滑管線。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，也有在復(fù)合鈦潤(rùn)滑脂中加入石油磺酸鈣以進(jìn)一步提高其耐高溫性。 如中國(guó)專(zhuān)利CN102766511A公開(kāi)了一種復(fù)合磺酸鈣-鈦復(fù)合潤(rùn)滑脂及其制備方法，該潤(rùn)滑脂 由磺酸鈣、潤(rùn)滑基礎(chǔ)油、羧酸、脂肪酸和鈦酸異丙酯及高純水組成。但是該潤(rùn)滑脂的耐高溫 性和抗水淋還是不夠，該專(zhuān)利的制備方法是先復(fù)合磺酸鈣再?gòu)?fù)合鈦，反應(yīng)不易控制，而且常 規(guī)的加水反應(yīng)，成脂難以控制，還存在反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。上述制備方法的缺陷進(jìn)一步會(huì) 影響潤(rùn)滑脂的性能。
[0005] 總之，現(xiàn)有技術(shù)中的潤(rùn)滑脂耐高溫性、抗水淋性等還是不夠，如在鋼廠連鑄機(jī)及軋 輥軸承長(zhǎng)期使用時(shí)，容易出現(xiàn)高溫結(jié)焦、堵塞集中潤(rùn)滑管線等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種極好的極壓抗磨性 和超長(zhǎng)潤(rùn)滑壽命，可在200°C高溫長(zhǎng)期使用，同時(shí)還具有優(yōu)良的降噪音效果的復(fù)合鈦磺酸鈣 潤(rùn)滑脂及其制備方法，該制備方法反應(yīng)應(yīng)時(shí)間短、制備成本低。
[0007] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，按重量百分含量計(jì)，所述復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂包括下 列配方組分：
[0009] 70-80%； 從介鈦調(diào)化劑 17?24%; Λ湯熱》定改善類(lèi) 2-4%； 抗氧劑 1-2%；
[0010] 其中：
[0011] 所述基礎(chǔ)油為合成烴、精制石蠟基、環(huán)烷基礦物油三者中的一種與合成酯的組合， 或所述基礎(chǔ)油為合成烴、精制石蠟基、環(huán)烷基礦物油三者中的多種與合成酯的組合，所述合 成酯的質(zhì)量占所述基礎(chǔ)油總質(zhì)量的5?20% ;
[0012] 所述復(fù)合鈦磺酸鈣皂稠化劑為脂肪酸、低分子酸和鈦酸四異丙酯經(jīng)酯化和皂化反 應(yīng)，然后與高堿值合成磺酸鈣轉(zhuǎn)相生成的稠化劑；
[0013] 所述高溫?zé)岱€(wěn)定改善劑為三氟化鈰、氟化石墨、二硫代鑰酸鋅、四硫代鑰酸鋅中的 一種或多種的組合。
[0014] 所述合成酯為三羥甲基丙烷酯、季戊四醇酯、偏苯三酸酯、磷酸酯中的一種或多種 的組合。
[0015] 所述低分子酸、脂肪酸和鈦酸四異丙酯三者的摩爾比為1:1?2:1?3,所述高堿 值合成磺酸鈣的質(zhì)量與所述脂肪酸和低分子酸的總質(zhì)量的質(zhì)量比為1?2:1。
[0016] 所述脂肪酸為硬脂酸、十二羥基硬脂酸中一種或二者的組合，所述低分子酸為苯 甲酸、對(duì)苯二甲酸、水楊酸、癸二酸、己二酸、冰乙酸中的一種或多種的組合。
[0017] 所述高堿值合成磺酸鈣的堿值為300?400mgK0H/g、直接堿值為20?60mgK0H/ g、100°C運(yùn)動(dòng)粘度為50?140mm2/s。
[0018] 所述抗氧劑為液態(tài)二苯胺、二異辛基二苯胺、高分子液態(tài)酚中的一種或多種的組 合。
[0019] 本發(fā)明中，全部原料均可通過(guò)商購(gòu)和/或采取已知的手段來(lái)制備得到，沒(méi)有加以 特別說(shuō)明時(shí)，均滿足標(biāo)準(zhǔn)化工產(chǎn)品要求。
[0020] 一種上述復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
[0021] ⑴將脂肪酸、低分子酸、溶劑與部分基礎(chǔ)油混合并加熱，當(dāng)溫度升至60?90°C 時(shí)，加入鈦酸四異丙酯，反應(yīng)10?40min ;
[0022] (2)繼續(xù)升溫，當(dāng)溫度升至90?115°C時(shí)，加入蒸餾水，攪拌反應(yīng)20?40min ;
[0023] (3)控制溫度在90?100°C，加入高堿值合成磺酸鈣、轉(zhuǎn)相劑混合均勻，攪拌反應(yīng) 30 ?60min ;
[0024] (4)繼續(xù)升溫至160?190°C進(jìn)行高溫?zé)捴品磻?yīng)，反應(yīng)30?60min，反應(yīng)完成后，力口 入剩余所述基礎(chǔ)油，降溫至70-90°C，然后加入高溫?zé)岱€(wěn)定改善劑和抗氧劑，研磨得到復(fù)合 鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂。
[0025] 所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、乙醇、異丙醇、正丁醇中的一種或多種的組 合，所述溶劑與所述脂肪酸和低分子酸的總質(zhì)量的質(zhì)量比為〇. 1?〇. 5。
[0026] 所述轉(zhuǎn)相劑為磷酸、冰乙酸、重烷基苯磺酸、甲醇、異丙醇、正丁醇中的一種或多種 的組合。
[0027] 所述溶劑在步驟⑵的升溫過(guò)程中揮發(fā)去除，所述蒸餾水、轉(zhuǎn)相劑在步驟（4)的升 溫過(guò)程中揮發(fā)去除。
[0028] 于上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0029] 本發(fā)明的制備方法通過(guò)引入溶劑和基礎(chǔ)油，增加了反應(yīng)界面，提高了反應(yīng)速率和 反應(yīng)程度，大大縮短了制備時(shí)間，提高了復(fù)合鈦-磺酸鈣皂的稠化能力，同時(shí)優(yōu)化了復(fù)合生 產(chǎn)工藝,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好。
[0030] 本發(fā)明的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂具有極好的極壓抗磨性和超長(zhǎng)潤(rùn)滑壽命，可在 200°C高溫長(zhǎng)期使用，同時(shí)還具有優(yōu)良的降噪音效果。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施 例。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 將240gl50BS油、40g三羥甲基丙烷酯、6g乙酸乙酯、24g硬脂酸、7g對(duì)苯二甲酸 加入釜中，加熱至65°C，然后將12g鈦酸四異丙酯緩慢加入，保溫30min，保溫結(jié)束后，緩慢 加熱使溫度上升至90°C，加入5g蒸餾水，保溫?cái)嚢?0min，保溫結(jié)束，加入35g潤(rùn)滑脂專(zhuān)用 高堿值磺酸興T106E(河南瑞豐化工）、1. 4g醋酸混合均勻，攪拌反應(yīng)30min，然后加熱至 180°C，保溫?cái)嚢?0min，然后停止加熱，加入60g冷150BS油，待溫度降至70°C，加入13g三 氟化鈰和5g液態(tài)二苯胺，然后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨三遍即得復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其性能如 表1所示。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 將260g600SN油、20g季戊四醇酯、12g乙酸丁酯、2L 6g硬脂酸、2. 4g十二羥基硬 脂酸、5. 8g水楊酸加入釜中，加熱至90°C，然后將12g鈦酸四異丙酯緩慢加入，保溫20min， 保溫結(jié)束后，緩慢加熱使溫度上升至98°C，加入5g蒸餾水，保溫?cái)嚢?0min，保溫結(jié)束，加入 45g潤(rùn)滑脂專(zhuān)用高堿值磺酸鈣T106E、1. 8g正丁醇和2. 25g重烷基苯磺酸混合均勻，攪拌反 應(yīng)30min，然后加熱至160°C，保溫?cái)嚢?0min，然后停止加熱，加入60g冷600SN油，待溫度 降至90°C，加入14g二硫代鑰酸鋅、3g液態(tài)二苯胺、3g二異辛基二苯胺，然后經(jīng)三輥研磨機(jī) 研磨三遍即得復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其性能如表1所示。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 將220gl50BS油、60g季戊四醇酯、6g異丙醇、6g正丁醇、24g硬脂酸、5. 8g水楊酸 加入釜中，加熱至80°C，然后將21g鈦酸四異丙酯緩慢加入，保溫30min，保溫結(jié)束后，緩慢 加熱使溫度上升至l〇〇°C，加入6g蒸餾水，保溫?cái)嚢?0min，在此溫度下，加入50g潤(rùn)滑脂專(zhuān) 用高堿值磺酸鈣T106E、5g重烷基苯磺酸混合均勻，攪拌反應(yīng)30min，然后加熱至160°C，保 溫?cái)嚢?0min，然后停止加熱，加入60g冷150BS油，待溫度降至80°C，加入10g三氟化鈰、 5g氟化石墨和8g液態(tài)二苯胺，然后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨三遍即得復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其性 能如表1所示。
[0038] 實(shí)施例4
[0039] 將260gl50BS油、20g三羥甲基丙烷酯、5g乙酸丁酯、24g十二羥基硬脂酸、6. 5g對(duì) 苯二甲酸加入釜中，加熱至75°C，然后將18g鈦酸四異丙酯緩慢加入，保溫30min，保溫結(jié)束 后，緩慢加熱使溫度上升至90°C，加入10g蒸餾水，保溫?cái)嚢?0min，在此溫度下，加入50g 潤(rùn)滑脂專(zhuān)用高堿值磺酸鈣T106D (遼寧天合化工）、3g甲醇和3g重烷基苯磺酸混合均勻，攪 拌反應(yīng)60min，然后加熱至180°C，保溫?cái)嚢?0min，然后停止加熱，加入60g冷600SN油，待 溫度降至90°C，加入10g四硫代鑰酸鋅和9g高分子液態(tài)酚，然后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨三遍即 得復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其性能如表1所示。
[0040] 對(duì)比例1
[0041] 將250g600SN油、40g硬脂酸加入釜中，加熱至75°C，將52g鈦酸四異丙酯加入，保 溫70min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)加熱使溫度升至130°C，加入26g對(duì)苯二甲酸，保溫反應(yīng)45min， 當(dāng)釜內(nèi)溫度自然降溫至90°C，加入8g蒸餾水，繼續(xù)加熱至180°C，保溫?zé)捴?0min，保溫結(jié) 束后加入200g冷600SN油，待物料溫度下降至90°C后，然后經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨三遍即得成 品，其性能如表1所示。
[0042] 對(duì)比例2
[0043] 本對(duì)比例中不加入三氟化鈰、氟化石墨，其他原料和用量均與實(shí)施例3相同。
[0044] 表 1
[0045]

【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其特征在于：按重量百分含量計(jì)，所述復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn) 滑脂包括下列配方組分： 基礎(chǔ)油 70?80%; 復(fù)合鈦磺酸鈣皂稠化劑 17~24% ; 高溫?zé)岱€(wěn)定改善劑 2?4% ; 抗氧劑 Γ2% ; 其中： 所述基礎(chǔ)油為合成烴、精制石蠟基、環(huán)烷基礦物油三者中的一種與合成酯的組合，或所 述基礎(chǔ)油為合成烴、精制石蠟基、環(huán)烷基礦物油三者中的多種與合成酯的組合，所述合成酯 的質(zhì)量占所述基礎(chǔ)油總質(zhì)量的5~20% ; 所述復(fù)合鈦磺酸鈣皂稠化劑為脂肪酸、低分子酸和鈦酸四異丙酯經(jīng)酯化和皂化反應(yīng)， 然后與高堿值合成磺酸鈣轉(zhuǎn)相生成的稠化劑； 所述高溫?zé)岱€(wěn)定改善劑為三氟化鈰、氟化石墨、二硫代鑰酸鋅、四硫代鑰酸鋅中的一種 或多種的組合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其特征在于：所述合成酯為三羥甲基 丙烷酯、季戊四醇酯、偏苯三酸酯、磷酸酯中的一種或多種的組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其特征在于：所述低分子酸、脂肪酸和 鈦酸四異丙酯三者的摩爾比為1: 1~2: 1~3,所述高堿值合成磺酸鈣的質(zhì)量與所述脂肪酸 和低分子酸的總質(zhì)量的質(zhì)量比為1~2:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其特征在于：所述脂肪酸為硬脂 酸、十二羥基硬脂酸中一種或二者的組合，所述低分子酸為苯甲酸、對(duì)苯二甲酸、水楊酸、癸 二酸、己二酸、冰乙酸中的一種或多種的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其特征在于：所述高堿值合成磺酸鈣 的堿值為 30(T400 mgKOH/g、直接堿值為 2(T60 mgK0H/g、100°C運(yùn)動(dòng)粘度為 5(Tl40 mm2/s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂，其特征在于：所述抗氧劑為液態(tài)二苯 胺、二異辛基二苯胺、高分子液態(tài)酚中的一種或多種的組合。
7. -種如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂的制備方法，其 特征在于：所述制備方法包括以下步驟： (1) 將脂肪酸、低分子酸、溶劑與部分基礎(chǔ)油混合并加熱，當(dāng)溫度升至6(T90°C時(shí)，加入 鈦酸四異丙酯，反應(yīng)l(T40min ; (2) 繼續(xù)升溫，當(dāng)溫度升至9(Tll5°C時(shí)，加入蒸餾水，攪拌反應(yīng)2(T40min ; (3) 控制溫度在9(n〇(TC，加入高堿值合成磺酸鈣、轉(zhuǎn)相劑混合均勻，攪拌反應(yīng) 30?60min ; (4) 繼續(xù)升溫至16(Tl90°C進(jìn)行高溫?zé)捴品磻?yīng)，反應(yīng)3(T60min，反應(yīng)完成后，加入剩余 所述基礎(chǔ)油，降溫至70-90°C，然后加入高溫?zé)岱€(wěn)定改善劑和抗氧劑，研磨得到復(fù)合鈦磺酸 鈣潤(rùn)滑脂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂的制備方法，其特征在于：所述溶劑為 乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、乙醇、異丙醇、正丁醇中的一種或多種的組合，所述溶劑與所述 脂肪酸和低分子酸的總質(zhì)量的質(zhì)量比為〇. 1~〇. 5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂的制備方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)相劑 為磷酸、冰乙酸、重烷基苯磺酸、甲醇、異丙醇、正丁醇中的一種或多種的組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合鈦磺酸鈣潤(rùn)滑脂的制備方法，其特征在于：所述溶劑在 步驟（2)的升溫過(guò)程中揮發(fā)去除，所述蒸餾水、轉(zhuǎn)相劑在步驟（4)的升溫過(guò)程中揮發(fā)去除。
【文檔編號(hào)】C10N30/06GK104232275SQ201410495084
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】武文平 申請(qǐng)人:路伯潤(rùn)滑油（蘇州）有限公司