CN104629887A

CN104629887A - 一种复合锂基润滑脂及其制备方法

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Publication number: CN104629887A
Application number: CN201310553241.4A
Authority: CN
Inventors: 马丽; 周园; 程型国; 张龙华; 谢龙; 胡斌; 张熊; 强永席; 姜和基; 秦俪萍
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明涉及一种复合锂基润滑脂组合物及其制备方法；它由下列物质按重量百分比组成：基础油和复合锂稠化剂为86.8～92.4wt%；抗氧抗腐添加剂为1.0～1.5wt%；极压抗磨剂为4.0～6.0wt%；多功能添加剂，为2.0～3.5wt%；含氮和磷的防锈剂为0.5～1.5wt%；金属钝化剂为0.1～0.7wt%；将基础油和稠化剂加入反应釜中，制备成复合锂基础脂；在80～120℃时加入极压抗磨剂、多功能添加剂、防锈剂和金属钝化剂到调合釜中搅拌2.0h，至混合物完全混合均匀；本复合锂基润滑脂具备耐高低温性能、耐轴承磨损性能、耐轴承腐蚀性能、极压抗磨性能、氧化安定性和机械安定性。

Description

一种复合锂基润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高性能复合锂基润滑脂组合物及其制备方法，具体是涉及一种同时具备耐高低温性能、耐轴承磨损性能、轴承腐蚀性能、极压抗磨性能、氧化安定性和机械安定性等方面的润滑脂。

背景技术

复合锂基润滑脂是一种以高级脂肪酸锂盐与低分子酸锂盐的化合物共同结晶作为稠化剂的润滑脂，其具有长寿命、多用途、宽温度范围等特点。它除了具有优良的机械安定性、胶体安定性和氧化安定性之外，还同时具有突出的高温使用性能、良好的泵送性能和较长的轴承寿命，是获得广泛应用的一类高温润滑脂产品。尤其是针对目前许多新型设备的工作状况具有重负荷、转速快、工作温度高，同时，在恶劣工况下仍需要设备具有很好的稳定性和较长的使用寿命等特点。因此，要求设备使用的润滑脂应具有滴点高、耐高温性能好、剪切好、极压抗磨性能突出等特点。本专利所述的复合锂基润滑脂正是根据设备的这些要求而研制的一种应用在钢铁工业、汽车工业和许多工业部门的高性能复合锂基润滑脂。

美国专利US4410435介绍了复合锂基润滑脂的组成和制备方法，采用C₁₂～C₂₄的脂肪酸和C₄～C₁₂的二元酸与氢氧化锂复合而成的两组份复合锂基润滑脂。其滴点可达到260℃以上，并不能满足目前对复合锂基润滑脂高温性能的要求。

中国专利CN1184845A介绍了一种合成油锂基润滑脂的制备方法，用少量基础油和预制皂混合，升温达到最高炼制温度，然后加入大部分基础油，使物流迅速冷却至120～150℃，最后经循环剪切和循环脱气工艺制得所需产品。其制备工艺有待于简化。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高性能复合锂基润滑脂组合物及其制备方法。用此方法制备的复合锂基础脂加入添加剂的组合物制成的润滑脂，同时具备耐高低温性能、耐轴承磨损性能、耐轴承腐蚀性能、极压抗磨性能、氧化安定性和机械安定性等方面的性能。

本发明所述的复合锂基润滑脂组合物，它包括：

（A）复合锂基础脂；（B）至少一种高温抗氧抗腐多功能添加剂；（C）至少一种多效极压抗磨剂；（D）至少一种多功能添加剂；（E）至少一种同时含氮和磷的防锈剂；（F）至少一种金属钝化剂。

本发明所述的一种复合锂基础脂的制备方法。

所述（A）包括基础油和复合锂稠化剂，所述的基础油为矿物油，或合成油，或它们任意组合的混合物含量为68.3～83.7wt%；所述的复合锂稠化剂为C₁₂～C₂₆的一元有机酸、C₄～C₁₂的二元羧酸和氢氧化锂等量复配，含量为8.7～18.5wt%。

所述的基础油为矿物油，或酯类油，或PAO合成油，或它们任意组合的混合物。一元有机酸为12-羟基硬脂酸，或硬脂酸，或它们任意组合的混合物。所述的二元羧酸为丁二酸，或己二酸，或壬二酸，或癸二酸，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（A）86.8～92.4wt%。

所述（B）为辛基丁基二苯胺，或二烷基二硫代磷酸锌，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（B）1.0～1.5wt%。

所述（C）为二烷基二硫代氨基甲酸酯，或三硼酸钾，或磷酸三甲酚酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（C）4.0～6.0wt%。

所述（D）为苯三唑烯酸加合物，或苯二甲酸正丁酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（D）2.0～3.5wt%。

所述（E）为磷酸酸酯烷基胺盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（E）0.5～1.5wt%。

所述（F）为苯三唑衍生物，或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（F）0.1～0.7wt%。

所述的一元有机酸和二元羧酸与氢氧化锂反应时，反应釜的行星搅拌以7.0～14.0m/s的线速度搅拌1.0～3.0h，或按比例加入所需高温抗氧剂，或反应完成后，反应釜的行星搅拌以10.0～15.0m/s的线速度搅拌2.0～4.0h，或它们任意方式的组合。

本发明中采用的单剂均是经过多次试验的结果，采用（B）辛基丁基二苯胺，或二烷基二硫代磷酸锌，或它们任意组合的混合物为高温抗氧抗腐剂，可有效提高润滑脂在高温状态下的抗氧性能。采用（C）二烷基二硫代氨基甲酸酯，或三硼酸钾，或磷酸三甲酚酯，或它们任意组合的混合物为多效极压抗磨剂，可有效提高润滑脂的四球试验烧结负荷（P_D）、最大无卡咬负荷（P_B）、磨斑直径和极压性能（梯姆肯法）OK负荷值。采用（D）苯三唑烯酸加合物，或苯二甲酸正丁酯，或它们任意组合的混合物为多功能添加剂可有效提高极压抗磨剂的工作效率。采用（E）磷酸酸酯烷基胺盐，或它们任意组合的混合物为防锈剂可使复合锂基润滑脂通过EMCOR轴承腐蚀试验(合成海水)。采用（F）苯三唑衍生物，或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，或它们任意组合的混合物为金属钝化剂，可有效提高复合锂基润滑脂FE-8轴承磨损实验台架的通过率，同时提高对铜和钢的防腐蚀性能。

采用（G）一元有机酸和二元羧酸与氢氧化锂反应时，反应釜的行星搅拌以7.0～14.0m/s的线速度搅拌1.0～3.0h，或按比例加入所需高温抗氧剂，或反应完成后，反应釜的行星搅拌以10.0～15.0m/s的线速度搅拌2.0～4.0h，或它们任意方式的组合的制备方法，可有效降低润滑脂十万次延长工作锥入度的变化率（十万次延长工作锥入度的变化率≤5.0%）、提高润滑脂的滴点（滴点≮320℃）、使得-40℃低温启动转矩小于0.15N·m和氧化安定性(99℃,100h0.77MPa)压力降≯0.015MPa。再添加上述添加剂组合物，使得润滑脂的极压抗磨性能梯姆肯法OK值大于266N，FE-8轴承磨损的保持架（MW）磨损≯10mg,和EMCOR轴承腐蚀试验(合成海水)≯1级。

上述高性能复合锂基润滑脂组合物的制备方法是：首先，将矿物油，或合成油，或它们任意组合的混合物、一元有机酸、二元羧酸和氢氧化锂加入反应釜中，一元有机酸和二元羧酸与氢氧化锂反应时，反应釜的行星搅拌以7.0～14.0m/s的线速度搅拌1.0～3.0h，或按比例加入所需高温抗氧剂（B），或反应完成后，反应釜的行星搅拌以10.0～15.0m/s的线速度搅拌2.0～4.0h，或它们任意方式的组合，反应制备成复合锂基础脂（A）。其次，在80～120℃时按比例加入所需的极压抗磨剂（C）、多功能添加剂（D）、防锈剂（E）、金属钝化剂（F）到调合釜中搅拌2.0h，至混合物完全混合均匀。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段易于实现，在实施例中使用的试验方法如无特殊说明均为常规方法，在实施例中采用的原材料和添加剂如无特殊说明均可从商业渠道购买到。下面结合具体实施例进行阐述。

本发明之一的一种高性能复合锂基润滑脂组合物，所用基础油为矿物油，或酯类油，或PAO合成油，或它们任意组合的混合物。一元有机酸为12-羟基硬脂酸，或硬脂酸，或它们任意组合的混合物。二元羧酸为丁二酸，或己二酸，或壬二酸，或癸二酸，或它们任意组合的混合物，制备而成的复合锂基础脂，组合物组分为86.8～92.4wt%。至少一种高温抗氧抗腐剂为辛基丁基二苯胺，或二烷基二硫代磷酸锌，或它们任意组合的混合物，组合物组分为1.0～1.5wt%。至少一种多效极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸酯，或三硼酸钾，或磷酸三甲酚酯，或它们任意组合的混合物，组合物组分为4.0～6.0wt%。至少一种多功能添加剂为苯三唑烯酸加合物，或苯二甲酸正丁酯，或它们任意组合的混合物，组合物组分为2.0～3.5wt%。至少一种同时含氮和磷的防锈剂为磷酸酸酯烷基胺盐，或它们任意组合的混合物，组合物组分为0.5～1.5wt%。至少一种金属钝化剂为苯三唑衍生物，或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，或它们任意组合的混合物，组合物组分为0.1～0.7wt%。

制备方法为一元有机酸和二元羧酸与氢氧化锂反应时，反应釜的行星搅拌以7.0～14.0m/s的线速度搅拌1.0～3.0h，或按比例加入所需高温抗氧剂，或反应完成后，反应釜的行星搅拌以10.0～15.0m/s的线速度搅拌2.0～4.0h，或它们任意方式的组合。

实施例1：

在一个容积为20L，带加热和行星搅拌的压力釜中开启行星搅拌以15.0m/s的线速度搅拌2.0h，制备成含抗氧剂的复合锂基础脂，冷却至120℃，依次加入三硼酸钾组合物5.0wt%、苯三唑烯酸加合物2.4wt%、磷酸酸酯烷基胺盐0.75wt%、苯三唑衍生物0.1wt%搅拌2.0h，降温至90℃进行均化，脱气制备成成品。检测结果见表1。

表1实施例1的检测数据

实施例2：

在一个容积为20L，带加热和行星搅拌的压力釜中开启行星搅拌以10.0m/s的线速度搅拌4.0h，制备成含抗氧剂的复合锂基础脂，冷却至100℃，依次加入三硼酸钾组合物5.0wt%、苯三唑烯酸加合物2.0wt%、磷酸酸酯烷基胺盐1.0wt%、苯三唑衍生物0.1wt%搅拌2.0h，降温至90℃进行均化，脱气制备成成品。检测结果见表2。

表2实施例2的检测数据

实施例3：

在一个容积为20L，带加热和行星搅拌的压力釜中开启行星搅拌以12.5m/s的线速度搅拌3.5h，制备成含抗氧剂的复合锂基础脂，冷却至110℃，依次加入三硼酸钾组合物5.0wt%、苯三唑烯酸加合物3.0wt%、磷酸酸酯烷基胺盐0.75wt%、苯三唑衍生物0.1wt%搅拌2.0h，降温至90℃进行均化，脱气制备成成品。检测结果见表3。

表3实施例3的检测数据

Claims

1.一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：它由下列物质按重量百分比组成：

（A）复合锂基础脂，包括基础油和复合锂稠化剂，所述的基础油为矿物油，或合成油，或它们任意组合的混合物，含量为68.3～83.7wt%；所述的复合锂稠化剂为C₁₂～C₂₆的一元有机酸、C₄～C₁₂的二元羧酸和氢氧化锂等量复配，含量为8.7～18.5wt%；组合物含组分（A）86.8～92.4wt%；

（B）抗氧抗腐添加剂，为丁基二苯胺，或磷酸锌盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（B）1.0～1.5wt%；

（C）极压抗磨剂，为硫代氨基酯，或硼酸盐，或磷酸酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（C）4.0～6.0wt%；

（D）多功能添加剂，为脂肪胺衍生物，或正丁酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（D）2.0～3.5wt%；

（E）含氮和磷的防锈剂，为烷基胺盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（E）0.5～1.5wt%；

（F）金属钝化剂，为苯三唑衍生物，或噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（F）0.1～0.7wt%。

2.根据权利要求1所述的一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：（A）基础油为矿物油，或酯类油，或PAO合成油，或它们任意组合的混合物；一元有机酸为12-羟基硬脂酸，或硬脂酸，或它们任意组合的混合物；二元羧酸为丁二酸，或己二酸，或壬二酸，或癸二酸，或它们任意组合的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：（B）为辛基丁基二苯胺，或二烷基二硫代磷酸锌，或它们任意组合的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：（C）为二烷基二硫代氨基甲酸酯，或三硼酸钾，或磷酸三甲酚酯，或它们任意组合的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：（D）为苯三唑烯酸加合物，或苯二甲酸正丁酯，或它们任意组合的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：（E）为磷酸酸酯烷基胺盐，或它们任意组合的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种复合锂基润滑脂组合物，其特征在于：（F）为苯三唑衍生物，或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，或它们任意组合的混合物。

8.一种权利要求1所述的复合锂基润滑脂的制备方法，其特征在于：首先，将矿物油或合成油或它们任意组合的混合物、一元有机酸、二元羧酸和氢氧化锂加入反应釜中，一元有机酸和二元羧酸与氢氧化锂反应时，反应釜的行星搅拌以7.0～14.0m/s的线速度搅拌1.0～3.0h，或按比例加入所需高温抗氧剂（B），或反应完成后，反应釜的行星搅拌以10.0～15.0m/s的线速度搅拌2.0～4.0h，或它们任意方式的组合，反应制备成复合锂基础脂（A）；其次，在80～120℃时加入极压抗磨剂（C）、多功能添加剂（D）、防锈剂（E）、金属钝化剂（F）到调合釜中搅拌2.0h，至混合物完全混合均匀。