含木质素磺酸盐的润滑脂、其制造及应用制造技术

本发明专利技术的主题是含木质素磺酸钙的润滑脂以及相应的方法和含木质素磺酸钙的润滑脂的应用，所述润滑脂包括：基础油、钙皂、平均分子量（重量平均值）大于10000g/mol的木质素磺酸钙和必要时其他碱土金属的木质素磺酸盐，所述润滑脂能够在加热到大于120℃的情况下通过转化并且排出低沸点的组分以制备基础脂、并且冷却以及在混合时添加基础油和必要时的添加剂来制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造含木质素磺酸钙的润滑脂的方法、这种润滑脂及其应用。
技术介绍
木质素是基于苯丙烷单位的络合聚合物，所述苯丙烷单位借助不同化学键的能带宽度彼此交联。木质素同纤维素和半纤维素一起出现在植物细胞中。木质素本身为具有例如大于10000g/mol (重量平均值)的平均摩尔质量的交联的高分子。基本上能够将在甲氧基化程度上有所不同的3类单木质醇单体识别为木质素的单体组成部分。所述单木质醇单体为P香豆醇、松柏醇和芥子醇。所述木质醇以羟苯基单位(H)、愈创木基单位(G)和紫丁香基单位(S)的形式嵌入到木质素结构中。例如松树的裸 露种子的植物(裸子植物)包括占大多数的G单位和少量的H单位。所有的木质素包括少量不完整的或改性的木质醇单体。木质素在植物中的主要作用是，通过交联植物多糖给予植物机械稳定性。木质素占木头的干质量的大约三分之一,并且粗略估算为占地球上非化石有机碳重量的30%。木质素是在纤维素和壳多糖之后第三丰富的有机材料，并且因此对工业产品而言也是极其容易获得的可再生的原料。在使用亚硫酸盐法造纸时出现作为副产物的木质素磺酸钙。在此，将已切成木片的木头在存在亚硫酸氢 丐浸液的情况下以压强(大约5至7bar)加热大约7小时至15小时，并且随后通过水洗过程和沉淀过程，将木质素磺酸以木质素磺酸钙的形式从木质纤维素中移除。也能够使用亚硫酸镁、亚硫酸钠或亚硫酸铵浸液来替代亚硫酸氢钙，所述亚硫酸浸液产出相应的木质素磺酸的镁盐、钠盐和铵盐。通过蒸发洗液得到粉状的木质素磺酸盐。木质素磺酸盐的世界年度产量大约为5500万吨。钠的、钙的和镁的木质素磺酸盐通常作为用于对混凝土和水泥的塑化和液化的基本材料。木质素磺酸盐也在精饲料工业中用作制粒催化剂以及在其他领域中用作分散剂或络合剂。在现代的润滑脂配方中使用的、起摩擦化学作用的极限压力(高压)和抗磨损(耐磨性)添加剂(极压/抗磨损添加剂)是配方成本不可忽略的一部分，并且因此通常是为对于润滑脂而言决定价格的因素。许多这种添加剂以昂贵的多级合成方法制造，并且所述添加剂的应用由于在很多情况下出现的有毒的副作用而不仅在应用类型中受限制，而且在所述添加剂的最终配方中的有效浓度中受限制。在一些应用中，例如在等速万向节轴中或在低速运行且高负荷的滚动轴承中，不能够也通过液态添加剂来避免润滑不足的状态或摩擦对之间的接触。在这种情况下，在至此的实际应用中使用基于无机化合物(例如钙或锌的磷酸盐)、塑料粉末(例如聚四氟乙烯(PTFE))或金属硫化物(例如MoS2)的固态润滑剂。这些组分通常也是昂贵的，并且显著地影响润滑剂配方的总成本。在润滑脂制造的迄今的实际应用中，在稠化剂形成的实际化学反应过程之后的第ニ过程步骤中加入添加剤。在所述第二过程步骤中，尤其是固态润滑剂的添加剂必须通过具有提高的机械耗费的加强的混合过程和剪切过程均匀地分布到相对高粘性的润滑脂中，以便实现所述附加剂的最佳效果。从现今的观点出发，以下经常被证实为是不利的并且引出本专利技术。常用的润滑添加剂和固态润滑剂通常不基于再生原料，并且通常难以生物降解。此外，大部分常用的抗磨损添加剂和降低摩擦系数的润滑添加剂需要耗费的合成化学品，并且因此是巨大的成本要素。因此特别的是，在针对高负载的摩擦部位使用固态润滑剂时，例如MoS2或聚四氟こ烯的相对昂贵的材料是占大多数的。
技术实现思路
本专利技术的目的/优点 因此，本专利技术的目的是，避免现有技术的上述缺点，并且将木质素磺酸盐不仅作为成本低的结构形成剂，而且作为防磨损的、减小摩擦的和防止老化的添加剂使用在润滑脂中，并且同时引起润滑脂的良好的防水作用。通过木质素磺酸钙的存在，能够最小化或甚至放弃其他之前的润滑添加剂和固态润滑剂的使用，尤其是MoS2的使用。专利技术概述通过独立权利要求表明本专利技术。优选的扩展方案是从属权利要求的对象或在下文中描述。根据本专利技术所基于的方法，首先通过至少组合下述组分来形成预备阶段(基础脂)-基础油-脂肪酸和/或脂肪酸酷或脂肪酸盐，以制造包括至少钙皂的皂，其中，脂肪酸盐至少部分为钙盐，-必要时的有机的和/或无机的络合剂-碱土金属的氢氧化物，其中，所述碱土金属的氢氧化物至少包括氢氧化钙，-必要时的水(例如作为氢氧化物的一部分)以及-具有平均分子量(重量平均值)大于lOOOOg/mol的木质素磺酸钙。并且在使用酯时通过加热排出低沸点的组分，并且引起碱土金属的氢氧化物与脂肪酸和/或脂肪酸酷和木质素磺酸盐的至少一次转换，包括只要使用能够与碱土金属的氢氧化物进行转换的络合剂，那么就与络合剂进行转换，以用于在基础油中形成稠化剂结构。低沸点组分是在常压下在直到大约100°C沸腾的这种组分，例如水或Cl酒精至C4酒精。优选地，将混合物加热至高于120°C或更好地高于180°C的温度，以制造基础脂。在加热的反应器中进行转换成基础脂，所述反应器也能够构成为压热器或真空反应器。随后在第二步骤中，通过冷却使稠化剂结构的形成变完备，并且必要时添加其他组成部分，如添加剂和/或基础油，以调节期望的稠度或期望的性能特征。第二步骤能够在第一步骤的反应器中进行，但是优选地，将基础脂从所述反应器中运送到単独的搅拌槽中，以冷却和混合必要时的其他组成部分。需要时，对如此获得的润滑脂进行均质化、过滤和/或脱气。优选地，使用Ca/Li稠化的、Li/Ca稠化的或钙稠化的中性皂脂和络合皂脂，其中在反应阶段前已经添加木质素磺酸钙以制造基础脂，并且通过热过程嵌入到润滑脂结构中，使得所述基础脂以极其均质的不溶于油的形式存在，并且引起高的滴点温度。通过既在脂肪酸盐方面又在木质素磺酸盐方面使用优选钙盐的碱土金属盐来确保，在制造基础脂时以及在应用时均不发生盐复分解。必须防止尤其盐复分解成钠盐，以便获得具有良好的防水性并且同时具有高滴点的含木质素磺酸盐的润滑脂。因此，避免使用木质素磺酸钠和氢氧化钠。防水性理解为，根据DIN 51807-1 (版本1979-04)的测试，脂不通过水乳化及符合评估等级1-90 (在90°C的情况下的测试)。此外，防水性还理解为，根据DIN 51807-2 (版本1990-03)的测试，月旨 符合评估等级1-80 (在80°C的情况下的测试)。通过同时应用呈过量氢氧化钙形式的过量的碱和必要时附加的作为络合剂的乙酸钙或其他钙盐，应当确保的是，在木质素磺酸盐中中和少量残余的自由磺酸基团，并且除去吸湿作用以及水乳化作用和促进腐蚀的作用。通过高于120°C，尤其高于180°C的高的过程温度附加地确保，将仍保留在木质素磺酸盐中的剩余湿气完全从反应介质中蒸发，并且必要时，由氢氧化钙中和木质素磺酸盐的没有被中和的组成部分。在室温下为液态的通常的润滑油适合用作基础油。优选地，基础油在40°C下具有20mm2/s至2500mm2/s的、尤其是40mm2/s至500mm2/s的运动粘度。能够将基础油分类为矿物油或合成油。根据按照第一类基础油(APIGroup I)的分类，例如将基于环烷的矿物油和基于烷烃的矿物油视作矿物油。根据第二类基础油和第三类基础油(API Group II和III)分类，同样适合的是具有少量饱和的化合物和相对于第一类基础油的油改进的粘度/温度特性的化学改性的低芳香烃矿物油和低硫矿物油。被称为合成油的是聚醚、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·利特斯，亚历山大·利伯瑙，
申请(专利权)人：福斯油品股份公司，
类型：发明
国别省市：