本發(fā)明是有關(guān)高溫軸承潤滑用的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物及其制備方法的。

近年，對(duì)汽車、鋼鐵和印染工業(yè)等領(lǐng)域使用的潤滑脂組成物的高溫性能、抗水性能和軸承壽命等，提出日益苛刻的要求，特別是對(duì)高溫性能的要求更加強(qiáng)烈。潤滑脂組成物的高溫性能可以用高溫下的各種性能試驗(yàn)來評(píng)價(jià)，但通常也把滴點(diǎn)作為衡量高溫性能的指標(biāo)之一。

一般，復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物，具有較高的滴點(diǎn)，并且在高溫下，具有較長的軸承潤滑壽命。因此，復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物是一種很有希望的高溫軸承用的潤滑劑。

高溫軸承潤滑用的潤滑脂組成物，除了應(yīng)該具有高的滴點(diǎn)以外，為了獲得較長的高溫軸承壽命，還必須在高溫下有足夠的稠度和盡可能小的分油，為了適應(yīng)集中給脂潤滑技術(shù)的發(fā)展和滿足低溫環(huán)境使用的要求，也必須具有較小的低溫相似粘度。潤滑脂組成物若有足夠的高溫稠度，高溫下就不易從被潤滑的部位甩出。潤滑脂組成物若有較小的低溫相似粘度，低溫下被泵送時(shí)，就有很好的流動(dòng)性，被潤滑的機(jī)械有很好的起動(dòng)性。

已知的高滴點(diǎn)的鋰皂潤滑脂組成物是以羥基脂肪酸和脂肪二元酸的復(fù)合鋰皂作稠化劑來制備的。雖然按照已知技術(shù)也能得到高滴點(diǎn)的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物，但還無法全面滿足上述各方面的要求。況且，從經(jīng)濟(jì)和供應(yīng)的角度來考慮，也有必要尋找制備高滴點(diǎn)的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物的新的原料。

本發(fā)明采用對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿崤cC2～C12的脂肪二元酸的混合酸也能得到高滴點(diǎn)的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物。從而，發(fā)明了全面滿足上述各種性能要求的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物。

1972年2月18日申請(qǐng)的美國專利3，791，973曾經(jīng)提出一種高滴點(diǎn)的鋰皂潤滑脂組成物的制備方法。該已知技術(shù)方法的特征是先把脂肪二元酸加入羥基脂肪酸鋰皂和潤滑基礎(chǔ)油的混合物中，再加入氫氧化鋰水溶液。這時(shí)，同時(shí)存在著兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)，其一是脂肪二元酸或它的單鋰皂進(jìn)入羥基脂肪酸鋰皂的晶格（復(fù)合反應(yīng)），其二是把脂肪二元酸或它的單鋰皂轉(zhuǎn)化成它的雙鋰皂（皂化反應(yīng)）。通過控制反應(yīng)溫度和加氫氧化鋰水溶液的速度，就可以使復(fù)合反應(yīng)比皂化反應(yīng)更快地發(fā)生，從而形成復(fù)合。

但是，由于對(duì)苯二甲酸同脂肪二元酸在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有很大的差異，按照已知的技術(shù)方法，對(duì)苯二甲酸和羥基脂肪酸的鋰皂不易復(fù)合。因此，不易得到高滴點(diǎn)的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物。

要使對(duì)苯二甲酸和羥基脂肪酸的鋰皂復(fù)合，就必須尋找改變復(fù)合反應(yīng)和皂化反應(yīng)的相對(duì)速度（加快前者的速度、減低后者的速度或兩個(gè)作用兼而有之）的新的條件。

為了尋找高溫性能更加優(yōu)良、原料便宜和來源豐富的新的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物，我們研究了（a）從C12～C24的羥基脂肪酸和C10～C34的脂肪酸中選擇的至少一個(gè)酸和（b）對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿崤cC2～C12的脂肪二元酸的混合酸的鋰皂發(fā)生復(fù)合的條件。

本發(fā)明的目的在于提供（a）從C12～C24的羥基脂肪酸和C10～C34的脂肪酸中選擇的至少一個(gè)酸和（b）對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿崤cC2～C12的脂肪二元酸的混合酸的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物。本發(fā)明的組成物具有高的滴點(diǎn)和優(yōu)良的高溫性能等。

本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供專用于制備本發(fā)明的潤滑脂組成物的方法。本發(fā)明的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單和操作方便的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的潤滑脂組成物含有潤滑基礎(chǔ)油和稠化劑。本發(fā)明的稠化劑是（a）和（b）兩種酸的復(fù)合鋰皂，（a）是從C12～C24的羥基脂肪酸和C10～C34的脂肪酸中選擇的至少一個(gè)酸，（b）是對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿崤cC2～C12的脂肪二元酸的混合酸。其中，（a）和（b）兩種酸的摩爾比（b）/（a）＝0.2～2.0，最好等于0.5～1.2。

（a）和（b）兩種酸的摩爾比（b）/（a）不足0.2時(shí)，不能形成高滴點(diǎn)的潤滑脂組成物，大于2.0時(shí)，潤滑脂的稠度不足或需要過多的稠化劑用量。

選擇C12～C24的羥基脂肪酸時(shí)，最好從C16～C20的羥基脂肪酸中選擇，例如，12-羥基硬脂酸、13-羥基硬脂酸、12-羥基棕櫚酸和12-羥基二十碳酸可供選用，特別可以選用12-羥基硬脂酸。

選擇C10～C34的脂肪酸時(shí)，最好從C16～C22的脂肪酸中選擇，特別可以選用硬脂酸。

可以從上述的羥基脂肪酸和脂肪酸中選擇一個(gè)酸或多個(gè)酸來制備本發(fā)明的組成物。在制備鋰皂時(shí)，雖然也可以使用上述酸的甘油酯，但最好還是使用游離酸與鋰鹼反應(yīng)。

選用對(duì)苯二甲酸作（b）的酸來制備鋰皂時(shí)，不僅可以使用游離的酸，而且也可以使用對(duì)苯二甲酸的二低級(jí)烷基酯，特別是二甲酯與鋰鹼反應(yīng)。

選用對(duì)苯二甲酸與C2～C12的脂肪二酸的混合酸作（b）的酸時(shí)，最好使用對(duì)苯二甲酸與C6～C10的脂肪二元酸，特別可以使用對(duì)苯二甲酸與癸二酸、對(duì)苯二甲酸與壬二酸或?qū)Ρ蕉姿崤c己二酸的混合酸。對(duì)苯二甲酸與脂肪二元酸的摩爾比，雖然沒有特別的限定，但最好從0.1～10.0的范圍來選擇。

本發(fā)明的潤滑脂組成物中，稠化劑用量可以為3～40重量%，特別可以為10～30重量%。稠化劑用量不足3重量%時(shí)，潤滑脂組成物的稠度不足，超過40重量%時(shí)，潤滑脂組成物過硬，不宜使用。

本發(fā)明使用的潤滑基礎(chǔ)油可以從各種常用的礦油和合成潤滑油中來選擇。通?？梢赃x用精制礦油、聚硅氧烷（如聚甲基苯基硅氧烷和聚乙基硅氧烷）、合成烴（如烷基苯和聚α烯烴油）、酯類油和聚二醇醚等。特別可以選用精制礦油、聚硅氧烷和合成烴。潤滑基礎(chǔ)油可以具有50℃下3～400厘斯的運(yùn)動(dòng)粘度，最好具有8～200厘斯。

本發(fā)明的潤滑脂組成物，對(duì)各種常用的添加劑，如抗氧劑（二苯胺和苯基α萘胺等）、極壓劑和抗腐蝕劑等有很好的適應(yīng)性。因此，根據(jù)需要，本發(fā)明的潤滑脂組成物還可以含有各種類型的添加劑。

本發(fā)明的制備方法包括下列步驟：把從C12～C24的羥基脂肪酸和C10～C34的脂肪酸中選擇的至少一個(gè)酸加入潤滑基礎(chǔ)油中，并加熱溶解。首先，加入兩步皂化所必需的全部鋰鹼，如氫氧化鋰水溶液或單水合氫氧化鋰進(jìn)行第一步皂化，迅速升溫到120℃～150℃，把鋰鹼分散均勻和基本上脫去水。其次，在約120℃～140℃下加入對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿崤cC2～C12的脂肪二元酸進(jìn)行第二步皂化并復(fù)合。

雖然上述的制備方法最方便，但也可采用予制的，從羥基脂肪酸和脂肪酸中選擇的至少一個(gè)酸的鋰皂來制備本發(fā)明的潤滑脂組成物。

此外，也可以在溶劑存在下制備本發(fā)明的潤滑脂組成物。首先，把對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿崤cC2～C12的脂肪二元酸的熱乙醇溶液加入潤滑基礎(chǔ)油和從C12～C24的羥基脂肪酸和C10～C34的脂肪酸中選擇的至少一個(gè)酸的鋰皂的混合物中。然后，在約90℃～110℃下加入鋰鹼進(jìn)行皂化并復(fù)合。但是，無溶劑的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單和操作方便的優(yōu)點(diǎn)，更適合于工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明的制備方法，除了采用上述特征步驟以外，根據(jù)需要，還可采用其它常用的后處理步驟。皂化完成后，追加一定量的潤滑基礎(chǔ)油，升溫到190℃～210℃，冷卻，加入適量的添加劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木兔摎猓玫骄鶆蚝凸饣臐櫥M成物。

本發(fā)明的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物，具有一般高溫軸承潤滑劑所必須具備的優(yōu)良的高溫性能、抗水性能和較長的軸承壽命，同已知的復(fù)合鋰皂潤滑脂組成物相比，不僅具有更小的高溫鋼網(wǎng)分油和更好的稠（度）溫（度）特性（即，針入度隨溫度的變化值更?。虼擞凶銐虻母邷爻矶?，而且低溫下還具有更小的相似粘度。

一般的高溫軸承潤滑劑往往具有較差的低溫性，而本發(fā)明的潤滑脂組成物較好地兼?zhèn)涓邷睾偷蜏氐膬?yōu)良特性。因此，本發(fā)明的潤滑脂組成物可以在較寬的溫度范圍使用。

為了更好地說明本發(fā)明，舉出下列的實(shí)施例。但是，本發(fā)明的范圍并不僅僅局限于此。

實(shí)施例1

將100克（0.33摩爾）的12-羥基硬脂酸加入500克的精制礦油（運(yùn)動(dòng)粘度：100℃下20厘斯）中，加熱至80℃～95℃使其溶解。首先，加入中和12-羥基硬脂酸和對(duì)苯二甲酸的全部的氫氧化鋰（0.72摩爾）的水溶液，升溫除水至120℃～150℃。其次，把溫度保持在130℃～140℃下，加入30克（0.18摩爾）的對(duì)苯二甲酸。在這一溫度下攪拌反應(yīng)約10分鐘。然后，升溫至160℃左右，追加455克的同一種礦油，升溫到210℃，再冷卻到120℃左右，加5克二苯胺，攪拌均勻，繼續(xù)冷卻。最后，在三輪磨上研磨均化，得到滴點(diǎn)＞300℃，在25℃下微針入度為67的潤滑脂。

實(shí)施例2

除了用等量的聚甲基苯基硅氧烷代替實(shí)施例1中的礦油和不加二苯胺以外，其余的各種原料、用量和處理方法完全同實(shí)施例1，得到滴點(diǎn)＞300℃，在25℃下微針入度為63的潤滑脂。

實(shí)施例3

除了用9.7克（0.032摩爾）的12-羥基硬脂酸，10.6克（0.064摩爾）的對(duì)苯二甲酸，0.168摩爾的氫氧化鋰水溶液，50克和追加29克的精制礦油（運(yùn)動(dòng)粘度：100℃下20厘斯）來代替實(shí)施例1的相應(yīng)成分以及不加二苯胺以外，其余處理方法完全同實(shí)施例1，得到滴點(diǎn)＞300℃，在25℃下微針入度為78的潤滑脂。

實(shí)施例4

除了用10克（0.033摩爾）的硬脂酸代替實(shí)施例1中的12-羥基硬脂酸，用3克（0.018摩爾）的對(duì)苯二甲酸，0.072摩爾的氫氧化鋰水溶液，50克和追加37克的精制礦油（運(yùn)動(dòng)粘度：100℃下20厘斯）代替實(shí)施例1中的相應(yīng)成分以及不加二苯胺以外，其余處理方法完全同實(shí)施例1，得到滴點(diǎn)241℃，在25℃下微針入度為72的潤滑脂。

實(shí)施例5

除了用9克（0.030摩爾）的12-羥基硬脂酸，0.075摩爾的氫氧化鋰水溶液，50克和追加37克的精制礦油（運(yùn)動(dòng)粘度：100℃下20厘斯）代替實(shí)施例1中的相應(yīng)成分，用2克（0.01摩爾）的癸二酸與1.7克（0.01摩爾）的對(duì)苯二甲酸的混合酸代替實(shí)施例1中的對(duì)苯二甲酸以及不加二苯胺以外，其余處理方法完全同實(shí)施例1，得到滴點(diǎn)260℃，在25℃下微針入度為77的潤滑脂。

參考例1和例2

為了把本發(fā)明的潤滑脂組成物同以前的潤滑脂組成物進(jìn)行比較，按已知技術(shù)方法制備了以羥基脂肪酸和脂肪二元酸的復(fù)合鋰皂為稠化劑的參考例1和例2的潤滑脂組成物。

本發(fā)明的實(shí)施例1～5和比較的參考例1和例2的潤滑脂的組成列在表1中：

表1

實(shí)施例6

評(píng)價(jià)了本發(fā)明（實(shí)施例1～2）和比較（參考例1～2）的潤滑脂的組成物的性能，試驗(yàn)結(jié)果給在表2中。

表2

＃為180℃下的鋼網(wǎng)分油

＃＃為-50℃，10秒-1下的相似粘度

注（1）：取三個(gè)脂杯，裝滿潤滑脂，表面刮平，置于烘箱中，在規(guī)定的溫度下恒溫30分鐘，拿出脂杯迅速刮平表面，立即進(jìn)行測(cè)定（不工作）微針入度，每個(gè)脂杯只測(cè)一次，然后，求三個(gè)脂杯的測(cè)定值的平均值。

由表2的結(jié)果可以看出，同比較的潤滑脂組成物相比，本發(fā)明的潤滑脂組成物不僅具有好的稠（度）溫（度）特性，小的分油和高溫鋼網(wǎng)分油，而且還具有較小的低溫相似粘度和較長的軸承壽命。