复合锂基稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010940788.X (22)申请日 2020.09.09
(71)申请人 中国科学院兰州化学物理研究所
地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水中
路18号
申请人 青岛市资源化学与新材料研究中心
(中国科学院兰州化学物理研究所青岛研究发展中心)(72)发明人 王晓波　徐状　赵改青　刘维民　(74)专利代理机构 北京一格知识产权代理事务
所(普通合伙) 11316
代理人 赵永伟　李魏英(51)Int.Cl.
C10M 169/04(2006.01)C10N 30/06(2006.01)
(54)发明名称
复合锂基稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法(57)摘要
本发明提供了复合锂基稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法，属于重载工况润滑技术领域。

所述润滑脂的组分及组分的质量百分数如下：基础油66.5～87.5％，复合锂基稠化剂10～25％，抗氧剂2‑7％，防锈剂0.5～1.5％。

所述复合锂基稠化剂由一元羧酸、3,3‑二硫代二丙酸和单水氢氧化锂合成。

本发明提供的复合锂基稠化剂具有优良的稠化能力、良好的极压性能，无需额外添加极压剂，避免外加极压剂对润滑脂
胶体结构造成破坏。

权利要求书1页 说明书5页
CN 111979029 A 2020.11.24
C N 111979029
A
1.一种复合锂基稠化剂，其特征在于，该复合锂基稠化剂是由一元羧酸、3,3-二硫代二丙酸和单水氢氧化锂合成，所述一元羧酸为十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸和12-羟基硬脂酸中的一种或几种的混合物，所述复合锂基稠化剂为化学结构式Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ中的一种或两种的混合物，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ
如下所示。

2.权利要求1所述的复合锂基稠化剂所得的润滑脂，其特征在于，润滑脂中各组分及其质量百分数为：基础油66.5～87.5％，复合锂基稠化剂10～25％，抗氧剂2-7％，防锈剂0.5～1.5％。

3.根据权利要求2所述的润滑脂，其特征在于，所述的基础油40℃的运动粘度为25～550mm 2/s，所述基础油为矿物油、聚α烯烃合成油、酯类油和烷基萘中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求2所述的润滑脂，其特征在于，所述抗氧剂添加量为2～7％。

5.根据权利要求4所述的润滑脂，其特征在于，所述的抗氧剂为2,6二叔丁基对甲酚、叔丁基酚衍生物、烷基二苯胺、二辛基二苯胺中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述的润滑脂，其特征在于，所述防锈剂的添加量为0.5～1.5％。

7.根据权利要求6所述的润滑脂，其特征在于，所述防锈剂为十二烯基丁二酸、二壬基萘磺酸钡、环烷酸锌、杂环化合物中的一种或几种。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的润滑脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在反应釜中加入部分基础油和一元羧酸，开启搅拌和加热，升温至85～110℃后保温搅拌30min，然后缓慢加入部分单水氢氧化锂的水溶液，保温反应30～180min；
(2)再向反应釜中加入3,3-二硫代二丙酸，保温搅拌30min，然后缓慢加入剩余单水氢氧化锂水溶液，并保温反应60～200min；
(3)缓慢升温至200～230℃，保温炼化10-60min后，降温冷却至100℃，加入余量基础油、抗氧剂和防锈剂，研磨、过滤得到润滑脂成品。

权　利　要　求　书
1/1页
CN 111979029 A
复合锂基稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及重载工况润滑技术领域，具体是复合锂基稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法。

背景技术
[0002]由于复合锂基润滑脂具有多效能、高滴点和长寿命等优良的性能，被广泛应用于冶金、汽车、轨道交通和军事装备等行业，复合锂基润滑脂成为高性能润滑脂发展的重要方向。

[0003]极压性能是应用于重载润滑工况润滑脂的关键性能。

复合锂基润滑脂的稠化剂一般是由两种或多种有机酸盐组成，其极压性能较差。

复合锂基润滑脂应用在重载苛刻润滑工况下一般通过加入大量的极压剂来提高其极压性能。

目前，主要添加的极压剂有固体极压剂和含硫剂等，专利CN104560264B中通过添加石墨烯来提高了复合锂基脂的极压性能。

专利CN1364859A中提供了通过添加二硫化钼和三氧化二锑来改善复合锂基润滑脂极压性能的方法。

添加硫化烯烃类的含硫剂也可以显著提高复合锂基脂的极压性能。

然而，添加固体添加剂和含硫剂对润滑脂的胶体结构会产生破坏作用，导致润滑脂的储存安定性、胶体安定性、机械安定性等性能降低。

因此，获得适用于复合锂基润滑脂的性能良好的极压剂的种类和添加量，需要通过长期大量的试验评价极压剂对润滑脂胶体结构和性能的影响，这极大的阻碍了复合锂基润滑脂的快速发展。

[0004]因此，亟需开发一种既具有良好的稠化能力，又具有优良的极压性能的极压型复合锂基稠化剂。

发明内容
[0005]本发明提供复合锂基稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法，解决了现有技术中由于复合锂基润滑脂的基础脂极压性能差，需要添加大量极压剂，用于复合锂基润滑脂的极压剂会破坏润滑脂胶体结构的技术问题。

[0006]本发明是这样实现的：该复合锂基稠化剂是由一元羧酸、3,3-二硫代二丙酸和单水氢氧化锂合成，所述一元羧酸为十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸和12-羟基硬脂酸中的一种或几种的混合物，所述复合锂基稠化剂为化学结构式Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ中的一种或两种的混合物，式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ如下所示。

[0007]
[0008]作为进一步地优选，润滑脂中各组分及其质量百分数为：基础油66.5～87.5％，复合锂基稠化剂10～25％，抗氧剂2-7％，防锈剂0.5～1.5％。

[0009]作为进一步地优选，所述的基础油40℃的运动粘度为25～550mm2/s，所述基础油为矿物油、聚α烯烃合成油、酯类油和烷基萘中的一种或几种的混合物。

[0010]作为进一步地优选，所述抗氧剂添加量为2.5～5％。

[0011]作为进一步地优选，所述的抗氧剂为2,6二叔丁基对甲酚、叔丁基酚衍生物、烷基二苯胺、二辛基二苯胺中的一种或几种。

[0012]作为进一步地优选，所述防锈剂的添加量为0.7～1.2％。

[0013]作为进一步地优选，所述防锈剂为十二烯基丁二酸、二壬基萘磺酸钡、环烷酸锌、杂环化合物中的一种或几种。

[0014]一种润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)在反应釜中加入部分基础油和一元羧酸，开启搅拌和加热，升温至85～110℃后保温搅拌30min，然后缓慢加入部分单水氢氧化锂的水溶液，保温反应30～180min；[0016](2)再向反应釜中加入3,3-二硫代二丙酸，保温搅拌30min，然后缓慢加入剩余单水氢氧化锂水溶液，并保温反应60～200min；
[0017](3)缓慢升温至200～230℃，保温炼化10-60min后，降温冷却至100℃，加入余量基础油、抗氧剂和防锈剂，研磨、过滤得到润滑脂成品。

[0018]本发明的有益效果：本发明提供的复合锂基稠化剂具有良好的极压性能。

首次采用极压型复合锂基稠化剂制备复合锂基润滑脂，该复合锂基稠化剂不仅具有良好的稠化能力，还具有优良的极压性能，无需添加极压剂，避免添加极压剂对润滑脂胶体结构造成破坏。

该复合锂基稠化剂制备的润滑脂减少了复合锂基润滑脂的添加剂种类和数量，且制备工艺简单。

具体实施方式
[0019]以下将结合实施例对本发明提供的技术方案详细说明，但不能理解为对本发明保
护范围的限定。

[0020]实施例1
[0021]在5L反应釜中加入2300g的基础油MVI500、300g的12-羟基硬脂酸，开启搅拌和加热，升温至85℃，保温搅拌30min，然后缓慢加入50g单水氢氧化锂的水溶液，再保温反应180min，然后再加入106g的3,3-二硫代二丙酸，保温搅拌30min后再缓慢加入51g的单水氢氧化锂的水溶液，并保温反应200min。

反应结束后缓慢升温至230℃炼化10min，冷却降温，待温度降至100℃时，加入190g的基础油PAO40、抗氧剂2,6二叔丁基对甲酚100g，烷基二苯胺50g，防锈剂二壬基萘磺酸钡21g，研磨过滤得到润滑脂成品。

复合锂基稠化剂化学结构式见式Ⅰ和式Ⅲ。

[0022]
[0023]实施例2
[0024]在5L反应釜中加入2400g的基础油MVI500、240g的12-羟基硬脂酸和60g的十八烷酸，开启搅拌和加热，升温至100℃，保温搅拌30min，然后缓慢加入50g单水氢氧化锂的水溶液，再保温反应120min，然后再加入106g的3,3-二硫代二丙酸，保温搅拌30min后再缓慢加入51g的单水氢氧化锂的水溶液，并保温反应150min。

反应结束后缓慢升温至220℃炼化30min，冷却降温，待温度降至100℃时，加入90g的季戊四醇酯类基础油、抗氧剂叔丁基酚衍生物50g，烷基二苯胺60g，防锈剂二壬基萘磺酸钡20g，杂环化合物10g，研磨过滤得到润滑脂成品。

复合锂基稠化剂化学结构式见式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ。

[0025]
[0026]实施例3
[0027]在5L反应釜中加入1000g的基础油MVI500、1100g的基础油150BS、100g的烷基萘AN8基础油、232g的12-羟基硬脂酸，开启搅拌和加热，升温至100℃，保温搅拌30min，然后缓慢加入55g单水氢氧化锂的水溶液，再保温反应90min，然后再加入162g的3,3-二硫代二丙酸，保温搅拌30min后再缓慢加入60g的单水氢氧化锂的水溶液，并保温反应100min。

反应结束后缓慢升温至220℃炼化30min，冷却降温，待温度降至100℃时，加入290g的基础油150BS、抗氧剂叔丁基酚衍生物50g，二辛基二苯胺25g，防锈剂环烷酸锌25g，杂环化合物11g，研磨过滤得到润滑脂成品。

复合锂基稠化剂化学结构式见式Ⅰ和式Ⅲ。

[0028]
[0029]实施例4
[0030]在5L反应釜中加入1000g的基础油MVI500、1290g的基础油150BS、210g的12-羟基硬脂酸和16g的十二烷酸，开启搅拌和加热，升温至105℃，保温搅拌30min，然后缓慢加入60g单水氢氧化锂的水溶液，再保温反应30min，然后再加入162g的3,3-二硫代二丙酸，保温搅拌30min后再缓慢加入60g的单水氢氧化锂的水溶液，并保温反应60min。

反应结束后缓慢升温至200℃炼化60min，冷却降温，待温度降至100℃时，加入200g的季戊四醇酯类基础油、二辛基二苯胺90g，防锈剂环烷酸锌15g，杂环化合物12g，研磨过滤得到润滑脂成品。

复合锂基稠化剂化学结构式见式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ。

[0031]
[0032]
[0033]实施例1-4中的基础油40℃的运动粘度均为25～550mm2/s。

[0034]将采用12-羟基硬脂酸和癸二酸为原料制备的复合锂基稠化剂的润滑脂作为对比
样品，与实施例1-4所得的润滑脂进行性能测试，测试结果参见表1。

[0035]表1实施例1-4所得润滑脂的测试数据
[0036]测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比样品测试方法锥入度/0.1mm245253248259265GB/T269
钢网分油/％ 1.21 1.36 1.17 1.43 1.50SH/T0324
P B(四球法)/N490490549549157SH/T0202
P D(四球法)/N24522452308930891569SH/T0202 [0037]由表1可见，本发明的润滑脂未添加极压剂，由于添加极压型复合锂基稠化剂依然具有良好的极压性能。

[0038]本发明的有益效果：本发明提供的复合锂基稠化剂具有良好的极压性能。

首次采用极压型复合锂基稠化剂制备复合锂基润滑脂，该复合锂基稠化剂不仅具有良好的稠化能力，还具有优良的极压性能，无需额外添加极压剂，避免添加极压剂对润滑脂胶体结构造成破坏。

复合锂基稠化剂制备的润滑脂减少了复合锂基润滑脂的添加剂种类和数量，且制备工艺简单。