[发明专利]一种复合铝基润滑脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑脂制备技术领域，具体涉及一种复合铝基润滑脂及其制备方法。

背景技术

复合铝基脂具有滴点高、抗氧化性好的优点，适用于冶金行业的炼钢、轧钢和烧结等高温设备润滑，是一种性能优良的耐高温润滑脂。同时，铝基润滑脂也具有优异的高温可逆性，泵送性好，尤其适合于集中润滑的需要。此外，铝基润滑脂还具有良好的抗水性和一定的抗磨与润滑性能。因此，复合铝基脂在冶金、机械、化工等高温润滑领域具有良好的应用前景。

复合铝基脂专利报道始于20世纪50年代初，由于关键制备技术未突破，长期没有得到有价值的工业应用。直到发现异丙氧基铝(或三聚体)可以直接皂化制得复合铝基脂，使生产工艺简化，同时产品质量稳定，价格相对便宜，近十多年来发展很迅速。20世纪90年代初，复合铝基脂占美国润滑脂总产量的7.8 %左右，在加拿大占本国润滑脂总产量的11.8 %，NLGI(美国润滑脂协会)欧洲成员国占7.6 %左右，而中国只占润滑脂总产量的3.7 %左右，远远落后于发达国家。所以，复合铝基脂将成为我国今后润滑脂发展的主要品种之一。

复合铝基润滑脂指利用二种以上的有机酸与含铝化合物反应生成的复合铝皂为稠化剂制得的润滑脂。20世纪50年代前后，人们就已经认识到具有不同有机酸阴离子的铝基二皂能够在油中形成胶体结构，可以用于润滑脂稠化剂、油墨填充剂等。由于高级脂肪酸水溶性差，Al(OH)₃难溶于水、反应活性低，一般利用水溶性铝盐和水溶性有机酸金属皂（如：硬脂酸钠），经复分解反应制备铝皂。然而，该法不仅存在铝皂分离和洗涤困难，废水量大、环境污染严重，而且制备铝皂中含有铝盐水解产物。1949年Jones等发明了一种利用低级醇铝（如：甲醇铝、乙醇铝、异丙醇铝等）和有机酸反应制备铝皂的方法；专利USP 2,654,710提供了一种在水溶液中利用有机酸与水溶性铝盐（如：硫酸铝、硝酸铝等）反应合成铝皂的制备方法，并将分离、干燥后的铝皂应用于稠化聚硅氧烷制备合成脂。USP 2,599,553、USP 2,719,826、USP 2,768,138在水溶液中通过含不同阴离子的混合水溶性金属皂（如：钠皂）与水溶性铝盐（如：硫酸铝、硝酸铝等）混合共沉淀制备复合铝皂的合成方法，并应用于高滴点、抗水性润滑脂的稠化剂。然而，通过预制皂的方法制备铝基润滑脂，由于铝皂熔点高，在基础油中分散困难，需要非常高的成脂温度221℃（430℉）。为了克服上述缺点，专利USP 3,345,291提供了一种在基础油中利用低级醇铝（主要包括乙醇铝、丙醇铝、异丙醇铝和丁醇铝）与混合有机酸（主要由高级脂肪酸和芳香酸组成）反应制备铝皂和复合铝基润滑脂的合成方法。进一步，专利USP 3,591,505也提供了一种在基础油中利用烷氧基铝（丁氧基铝、异丙氧基铝）和两种不同羧酸混合物皂化制备复合铝基润滑脂的合成方法，制得的复合铝基脂具有高滴点，适用于滚珠轴承润滑。早期各种低级醇铝价格贵，限制了铝基润滑脂生产。后来，随着三聚体铝（异丙醇铝）的大规模工业化生产，以三聚体铝皂化有机酸成为复合铝基脂主要制备方法，关于复合铝基脂的大量发明专利（USP 3,620,975、USP 3,776,846、USP 3,843,528、USP 4,132,658、USP 5,037,563）都是通过三聚体铝皂化制备复合铝皂。国内复合铝基润滑脂的研究起步较晚，目前仅有为数不多的复合铝基润滑脂专利报道。其中，中国专利CN 1,900,244A、CN 101117604）分别提供了一种以硬脂酸、苯甲酸和三聚体铝合成复合铝皂，并进一步添加高碱性磺酸钙制备复合铝基润滑脂的方法，并发现不加添加剂的情况下，基础脂具有良好的抗水性、防锈性、极压性、机械安定性和高温胶体安定性。此外，专利USP3,511,781发现在铝基润滑脂中添加一定量的芳香酸碱金属盐可以提高其稳定性。

目前，由三聚体铝制备复合铝基润滑脂生产工艺普遍存在成本高的缺点。相对于三聚体铝，偏铝酸钠价格低。本发明在一定量的基础油中以偏铝酸钠皂化高级脂肪酸和芳香酸混合羧酸制备了复合铝基脂，所制备的复合铝基润滑脂具有高滴点、良好的机械安定性和防锈性。

发明内容

本发明针对现有铝皂合成技术中存在的技术单一、成本高等技术问题，提供一种复合铝基润滑脂及其制备方法，该制备方法以廉价的偏铝酸钠皂化制备复合铝基润滑脂。

本发明所提供的复合铝基润滑脂的组成及重量百分比是：