КОМПОЗИЦИЯ ГИДРОКСИДА ЛИТИЯ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ГИДРОКСИДА ЛИТИЯ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПОЗИЦИИ ГИДРОКСИДА ЛИТИЯ
LITHIUM HYDROXIDE COMPOSITION, METHOD OF PRODUCING LITHIUM HYDROXIDE COMPOSITION AND METHOD OF USING LITHIUM HYDROXIDE COMPOSITION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к композиции гидроксида лития, способу получения композиции гидроксида лития и способу использования композиции гидроксида лития.
Уровень техники
Концентраты мыла, например концентраты литиевых мыл, комплексные концентраты литиевых мыл и комплексные концентраты литий-кальциевых мыл, могут быть использованы с базовым маслом, обычно с целью загущения базового масла, для того, чтобы получить смазывающую композицию, обычно называемую консистентной смазкой.
Кроме индивидуальных компонентов консистентной смазки, другим фактором, дающим вклад в конечные свойства и характеристики консистентной смазки, является конкретный процесс и условия, при которых получаются предшественники концентрата мыла, концентрат мыла и консистентная смазка. Условия процесса, такие как диспергирование и смешивание индивидуальных компонентов и изменения температуры могут быть существенными факторами, которые влияют на предшественники концентрата мыла, концентрат мыла и на получаемую консистентную смазку, например, характер образовавшихся кристаллитов мыла и волокон.
Например, при получении концентратов мыла и консистентных смазок на месте может быть использовано приготовление разбавленных суспензий безводного моногидрата гидроксида лития в масле. Однако высокая плотность твердого безводного гидроксида лития приводит к осаждению твердого вещества, что предотвращает образование стабильной суспензии, содержащей гидроксид лития.
Кроме того, при получении консистентной смазки, например литиевой консистентной смазки, моногидрат гидроксида лития обычно растворяют в растворителе, таком как вода. Затем вода должна быть удалена в ходе процесса получения консистентной смазки. Для удаления воды требуется время и затраты энергии.
В патенте США №5236607 (авторы Harris и др.) раскрыт способ получения загущенной литиевым мылом консистентной смазки, который включает нагревание смеси масла и литиевого основания, а также необязательно кальциевого основания, по меньшей мере, до 100°C, затем добавляют насыщенную или ненасыщенную жирную кислоту С10-С24 и нагревают полученную смесь при температуре в диапазоне от 110°C до 200°C, пока не получится загущенная консистентная смазка.
В публикации международной заявки WO 2004/031328 А2 описана композиция консистентной смазки, которая включает в себя продукт взаимодействия стабильной дисперсии гидроксида металла с некоторым количеством частиц, имеющих средний размер в диапазоне от 20 нанометров до 2 микрометров, поверхностно-активным веществом, имеющим величину ГЛБ (гидрофильно-липофильного баланса) меньше чем 10, моно- и/или поликарбоновой кислоты, и масла с вязкостью для смазки. Описан также способ получения композиции консистентной смазки с получением преимуществ, включающих уменьшение времени взаимодействия, количества образовавшейся пены и опасности для окружающей среды.
Несмотря на достижения в области концентратов мыла и консистентных смазок, все же имеется потребность в стабильной композиции гидроксида лития, например, стабильной суспензии, содержащей гидроксид лития, и способе ее получения, который может быть использован для получения концентрата мыла или консистентной смазки.
Краткое изложение изобретения
В настоящем изобретении разработана композиция гидроксида лития, содержащая гидроксид лития, базовое масло и полимер.
Кроме того, в изобретении разработан способ получения композиции гидроксида лития, который включает в себя контактирование компонента гидроксида лития, базового масла и полимера.
Кроме того, в изобретении разработан способ использования композиции гидроксида лития для получения концентрата мыла, который включает в себя контактирование композиции гидроксида лития с компонентом жирной кислоты. Кроме того, в изобретении разработан способ использования композиции гидроксида лития для получения консистентной смазки, который включает в себя контактирование композиции гидроксида лития с компонентом жирной кислоты и базовым маслом.
Подробное раскрытие изобретения
В изобретении разработана композиция гидроксида лития, которая может быть использована для получения концентрата мыла или консистентной смазки. Кроме того, в изобретении также разработан способ получения композиции гидроксида лития, который может быть использован для получения концентрата мыла или консистентной смазки.
Настоящее изобретение может дать одно или несколько следующих преимуществ.
Одно преимущество изобретения заключается в том, что может быть получена композиция гидроксида лития, которая является стабильной в отношении разделения при длительном хранении. Другими словами, компоненты композиции гидроксида лития не разделяются или не осаждаются, например, при хранении.
Другое преимущество изобретения заключается в том, что стабильную композицию гидроксида лития можно поддерживать или сохранять в течение временного периода и затем использовать, по мере необходимости, при получении концентрата мыла или консистентной смазки.
Другим преимуществом изобретения является гибкость, которая может быть предоставлена за счет композиции гидроксида лития настоящего изобретения. Например, композиция гидроксида лития может быть использована при производстве для того, чтобы дополнительно получать концентрат мыла или консистентную смазку, или хранении, или поддержании композиции гидроксида лития для будущего использования, по мере необходимости, при получении концентрата мыла или консистентной смазки.
Другое преимущество изобретения заключается в том, что при получении композиции гидроксида лития согласно изобретению добавляют небольшое количество растворителя (предпочтительно без растворителя), например воды. Небольшое количество добавленного растворителя может дать более сухую композицию гидроксида лития, чем композиция гидроксида лития, которую получают в способе с использованием повышенного количества растворителя; это может обеспечить сокращение времени и потребления энергии, что обычно требуется для удаления растворителя, например, в ходе получения консистентной смазки.
Другое преимущество изобретения заключается в том, что может быть получена композиция гидроксида лития, которая имеет подходящий состав, чтобы композицию гидроксида лития можно было добавлять к другим компонентам с целью получения концентрата мыла или консистентной смазки. Например, может быть получена композиция гидроксида лития с использованием способа настоящего изобретения в конкретном месте. Затем композицию гидроксида лития можно перемещать в другое место для получения концентрата мыла или консистентной смазки.
Композиция гидроксида лития настоящего изобретения содержит гидроксид лития, который включает в себя любую подходящую форму гидроксида лития, например безводный гидроксид лития, кристаллический моногидрат гидроксида лития, моногидрат гидроксида лития или их комбинацию. Пример композиции гидроксида лития настоящего изобретения включает в себя безводный гидроксид лития и практически не содержит моногидрата гидроксида лития. Предпочтительно безводный гидроксид лития получают путем дегидратации моногидрата гидроксида лития по способу согласно изобретению.
Обычно композиция гидроксида лития согласно изобретению находится в виде суспензии, содержащей гидроксид лития. Предпочтительно композиция гидроксида лития согласно изобретению находится в виде стабильной суспензии, содержащей гидроксид лития.
Термин "суспензия" означает, что композиция гидроксида лития согласно изобретению включает в себя частицы, содержащие гидроксид лития в смеси с другими компонентами, которые описаны в изобретении. Например, частицы, содержащие гидроксид лития, могут быть суспендированы в базовом масле. Термин "стабильная" означает, что композиция гидроксида лития согласно изобретению включает в себя композицию, которая трудно изменяет свой химический состав или физическое состояние в результате хранения при окружающих условиях. Например, частицы, содержащие гидроксид лития, трудно разделяются или осаждаются из композиции гидроксида лития согласно изобретению. Например, частицы, содержащие гидроксид лития, трудно разделяются или осаждаются из композиции гидроксида лития согласно изобретению, при хранении в окружающих условиях в течение 30-суточного периода, предпочтительно в течение 60-суточного периода и более предпочтительно в течение 90-суточного периода. Термин "однородный" означает, что композиция гидроксида лития согласно изобретению имеет практически однородную структуру или состав по всей композиции гидроксида лития изобретения.
Стабильность композиции гидроксида лития согласно изобретению дает возможность хранить композицию гидроксида лития изобретения в течение длительных периодов времени, без разделения или осаждения компонентов композиции гидроксида лития. Например, может быть достигнут 12-месячный период хранения композиции гидроксида лития согласно изобретению (с момента ее производства), без существенного разделения или осаждения компонентов композиции гидроксида лития. Кроме того, например, композиция гидроксида лития изобретения может быть использована при производстве, в качестве ингредиента для получения концентрата мыла или консистентной смазки. Например, композиция гидроксида лития изобретения также может быть использована в любой момент от ее получения в течение 12 месяцев. В зависимости от условий хранения композиции гидроксида лития согласно изобретению может быть достигнут срок хранения больше чем 12 месяцев. Таким образом, композиция гидроксида лития согласно изобретению может обеспечить гибкость процесса получения концентрата мыла или консистентной смазки.
Композицию гидроксида лития согласно изобретению не следует рассматривать как концентрат мыла, поскольку гидроксид лития, который обычно является щелочью, обычно не нейтрализуют в композиции гидроксида лития по изобретению.
Композиция гидроксида лития согласно изобретению обычно содержит гидроксид лития в любом количестве, которое подходящим образом обеспечивает получение композиции гидроксида лития изобретения. Композиция гидроксида лития согласно изобретению содержит количество гидроксида лития в расчете на общую массу композиции гидроксида лития обычно в диапазоне от 10 мас.% до 60 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 15 до 50 мас.% и более предпочтительно от 20 мас.% до 40 мас.%.
Композиция гидроксида лития согласно изобретению обычно содержит базовое масло в любом количестве, которое подходящим образом обеспечивает получение композиции гидроксида лития изобретения. Композиция гидроксида лития согласно изобретению содержит количество базового масла в расчете на общую массу композиции гидроксида лития обычно в диапазоне от 40 мас.% до 90 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 45 мас.% до 85 мас.% и более предпочтительно в диапазоне от 50 мас.% до 80 мас.%.
Композиция гидроксида лития согласно изобретению обычно содержит полимер в любом количестве, которое соответственно обеспечивает получение композиции гидроксида лития изобретения. Композиция гидроксида лития изобретения имеет содержание полимера в расчете на общую массу композиции гидроксида лития обычно в диапазоне от 0,25 мас.% до 20 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,5 мас.% до 6 мас.% и более предпочтительно в диапазоне от 1 мас.% до 5 мас.%.
При использовании компонента жирной кислоты обычно этот компонент жирной кислоты будет нейтрализован с целью получения соли жирной кислоты, предпочтительно литиевой соли гидрированной жирной кислоты касторового масла, которая называется в изобретении как литиевая соль жирной кислоты касторового масла, в соответствии со способом настоящего изобретения. При использовании компонента жирной кислоты обычно композиция гидроксида лития согласно изобретению содержит соль жирной кислоты в любом количестве, которое соответственно обеспечивает композицию гидроксида лития изобретения. При использовании компонента жирной кислоты композиция гидроксида лития согласно изобретению имеет содержание соли жирной кислоты в расчете на общую массу композиции гидроксида лития обычно в диапазоне от 0,5 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 0,5 мас.% до 9 мас.% и более предпочтительно в диапазоне от 1 мас.% до 8 мас.%.
Соотношение воды к гидроксиду лития в композиции гидроксида лития согласно изобретению может быть любым отношением, при котором обеспечивается соответствующая композиция гидроксида лития изобретения. Соотношение воды к гидроксиду лития обычно находится в диапазоне от 0:1 до 7:1, предпочтительно в диапазоне от 0:1 до 0,75:1 и более предпочтительно в диапазоне от 0:1 до 0,5:1. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что композиция гидроксида лития может быть получена без добавления воды. Другими словами, соотношение воды к гидроксиду лития может составлять 0:1. Дополнительное преимущество изобретения включает то (но не ограничивается указанным), что используется уменьшенное количество воды; это может привести к снижению времени и энергии, которые необходимы для дегидратации полученной смеси, содержащей компонент гидроксида лития.
10
50
Базовые масла, которые также называются в этой области техники смазочными маслами и применяются для получения композиции гидроксида лития изобретения, концентрата мыла или консистентной смазки, типично могут быть теми же базовыми маслами, которые обычно могут быть использованы для нефтяных масел. Базовое масло может иметь минеральное происхождение, синтетическое происхождение, растительное происхождение, животное происхождение или их комбинацию. Базовые масла минерального происхождения могут быть минеральными маслами, например, такими, что производятся путем очистки растворителем или гидроочистки. Типичные базовые масла синтетического происхождения могут содержать смеси полимеров углеводородов C-C, например жидких полимеров альфа-олефинов, полимеров типа сложных эфиров, полимеров типа простых эфиров и их комбинации. Кроме того, базовые масла могут включать в себя продукты с высоком содержанием парафинов, произведенные в синтезе Фишера-Тропша. Предпочтительное базовое масло имеет минеральное происхождение.
Подходящие примеры синтетических масел включают полиолефины, такие как олигомеры альфа-олефинов и полибутилен, полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоль и полипропиленгликоль, сложные диэфиры, такие как ди-2-этилгексил себацинат и ди-2-этилгексил адипинат, сложные эфиры полиолов, такие как сложный эфир триметилолпропана и сложный эфир пентаэритрита, перфторалкиловые простые эфиры, силиконовые масла, полифениловые простые эфиры, или индивидуально, или как смешанные масла.
2
2
2
2
2
2
Примеры базовых масел, подходящих для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению, включают в себя минеральные масла средней вязкости, минеральные масла высокой вязкости и их комбинации. Базовое масло, подходящее для получения композиции гидроксида лития изобретения, обычно имеет вязкость в диапазоне от 2 мм/с (сантистокс - сСт) при 40°C до 600 мм/с (сСт) при 40°C, предпочтительно в диапазоне от 25 мм/с (сСт) при 40°C до 400 мм/с (сСт) при 40°C и более предпочтительно в диапазоне от 50 мм/с (сСт) при 40°C до 130 мм/с (сСт) при 40°C.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Например, минеральное масло средней вязкости, подходящее для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению, может иметь вязкость обычно в диапазоне от 95 мм/с (сантистокс - сСт) при 40°C до 115 мм/с (сСт) при 40°C, предпочтительно в диапазоне от 100 мм/с (сСт) при 40°C до 110 мм/с (сСт) при 40°C, более предпочтительно в диапазоне от 105 мм/с (сСт) при 40°C до 110 мм/с (сСт) при 40°C и еще более предпочтительно 108 мм/с (сСт) при 40°C. Кроме того, например, минеральное масло высокой вязкости, подходящее для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению, может иметь вязкость обычно в диапазоне от 120 мм /с (сСт) при 40°C до 140 мм/с (сСт) при 40°C, предпочтительно в диапазоне от 125 мм/с (сСт) при 40°C до 135 мм/с (сСт) при 40°C, более предпочтительно в диапазоне от 125 мм/с (сСт) при 40°C до 130 мм/с (сСт) при 40°C и еще более предпочтительно 130 мм/с, (сСт) при 40°C.
Подходящие примеры минеральных масел, которые могут быть использованы для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению, включают в себя масла, имеющие наименования "HVI" или "MVI". Подходящие примеры включают масла, имеющие общее наименование "MVI 500", "HVI 250" или "HVI 600". Кроме того, могут быть использованы полиальфа-олефины и базовые масла типа получаемых путем гидроизомеризации воска.
Обычно способ получения композиции гидроксида лития согласно изобретению включает контактирование компонента гидроксида лития, базового масла и полимера. Обычно способ включает нагревание получаемой смеси с целью обезвоживания компонента гидроксида лития для того, чтобы получить композицию гидроксида лития изобретения. Кроме того, при нагревании получаемой смеси может быть обезвожена получаемая смесь, содержащая компонент гидроксида лития.
Примеры подходящего компонента гидроксида лития для использования при получении композиции гидроксида лития согласно изобретению включают кристаллический моногидрат гидроксида лития, моногидрат гидроксида лития, безводный гидроксид лития и их комбинации. При получении композиции гидроксида лития изобретения компонент гидроксида лития предпочтительно представляет собой кристаллический моногидрат гидроксида лития.
Примеры подходящих полимеров для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению включают углеводородные полимеры, не являющиеся поверхностно-активными веществами, которые способны повышать вязкость концентрата мыла, базового масла или консистентной смазки. Примеры подходящих полимеров для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению включают полиолефины, сополимеры олефинов, гидрированные стирол-диеновые сополимеры и их комбинации. Примеры подходящих предпочтительных полимеров для получения композиции гидроксида лития изобретения включают олефиновые сополимеры, содержащие стирол-этилен/пропиленовые сополимеры, например стирол-этилен/пропиленовый сополимер, который промышленно доступен от группы компаний Shell и имеет наименование "Shellvis 60".
При использовании компонента жирной кислоты обычно этот компонент жирной кислоты будет нейтрализован компонентом гидроксида лития в ходе контактирования с целью получения соли жирной кислоты. Указанная в настоящем изобретении соль жирной кислоты содержит соль компонента жирной кислоты, который описан в изобретении. Предпочтительно, соль жирной кислоты представляет собой литиевую соль гидрированной жирной кислоты касторового масла, которая называется в изобретении как литиевая соль жирной кислоты касторового масла.
10
24
15
18
Примеры подходящих компонентов жирных кислот для получения композиции гидроксида лития изобретения включают жирные кислоты, сложные эфиры жирных кислот, жирные глицериды и их комбинации. Обычно компонент жирной кислоты имеет число атомов углерода в диапазоне от 10 до 24 атомов углерода (C-C), предпочтительно в диапазоне от 15 до 18 атомов углерода (C-C). Компонент жирной кислоты может быть насыщенным или ненасыщенным. Примеры подходящих компонентов жирных кислот для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению включают олеиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту и другие карбоновые кислоты, произведенные из талового масла, гидрированного рыбьего жира, касторового масла, шерсти, консистентной смазки и смолы и их комбинации. Примеры подходящих компонентов жирных кислот для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению включают гидрированное касторовое масло (HCO), жирные кислоты гидрированного касторового масла (HCOFA) и их комбинации, предпочтительно жирные кислоты гидрированного касторового масла (HCOFA). Гидрированное касторовое масло (HCO) представляет собой глицерид
12-гидроксистеариновой кислоты. Предпочтительной жирной кислотой является
12-гидроксистеариновая кислота.
Гидрированная жирная кислота касторового масла (в последующем обозначается HCOFA) обычно содержит, по меньшей мере, 85 мас.% 12-гидроксистеариновой кислоты в расчете на общую массу HCOFA. Кислота HCOFA может содержать небольшое количество дополнительных компонентов. Примеры дополнительных компонентов включают пальмитиновую кислоту (C16), стеариновую кислоту (C18), арахиновую кислоту (C20), 12-кетостеариновую кислоту и их комбинации. Используемый здесь термин "гидрированная жирная кислота касторового масла" ("HCOFA") относится к композиции, содержащей некоторое количество 12-гидроксистеариновой кислоты, которое необходимо для способа согласно изобретению, обычно это количество включает, по меньшей мере, 85 мас.% 12-гидроксистеариновой кислоты в расчете на общую массу HCOFA, предпочтительно это количество включает от 85 до 87 мас.% 12-гидроксистеариновой кислоты в расчете на общую массу HCOFA. Пример HCOFA, которая может быть использована для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению, включает продукт CENWAX А от фирмы Arizona Chemical, Jacksonville, Florida, USA.
Контактирование компонентов с целью получения композиции гидроксида лития согласно изобретению обычно относится к контактированию, которое проводят при температуре, давлении и в течение времени, которое соответственно обеспечивает композицию гидроксида лития изобретения. Контактирование обычно включает нагревание компонента гидроксида лития, предпочтительно моногидрата гидроксида лития, более предпочтительно кристаллического моногидрата гидроксида лития, что обеспечивает дегидратацию компонента гидроксида лития, с получением композиции гидроксида лития изобретения.
Кроме того, нагревание может обеспечивать дегидратацию получаемой смеси, содержащей компонент гидроксида лития. Например, способ согласно изобретению, включающий нагревание и дегидратацию компонента гидроксида лития, также может обеспечивать нагревание и дегидратацию смеси, содержащей компонент гидроксида лития.
Дегидратация может обеспечивать снижение затрат времени и энергии, которые обычно требуются для удаления растворителя, например воды, используемой при получении концентрата мыла или консистентной смазки. При использовании компонента жирной кислоты для получения композиции гидроксида лития согласно изобретению, контактирование обычно обеспечивает нейтрализацию компонента жирной кислоты компонентом гидроксида лития, что дает соль жирной кислоты, например литиевую соль жирной кислоты касторового масла.
Контактирование компонентов может быть осуществлено в любой последовательности, при которой соответственно получается композиция гидроксида лития изобретения. Контактирование компонентов может быть осуществлено с использованием любого соответствующего средства, которое соответственно обеспечивает получение композиции гидроксида лития изобретения. Примеры соответствующих средств контактирования включают смешивание, перемешивание, циркуляцию и их комбинации.
Температура в ходе контактирования может быть любой температурой, при которой соответственно обеспечивается нагревание и дегидратация компонента гидроксида лития, с получением смеси, содержащей компонент гидроксида лития, или их комбинация, что обеспечивает композицию гидроксида лития согласно изобретению, и является обычной температурой, используемой в технологии серийного производства. Обычно температура находится в диапазоне от 80°C до 280°C, предпочтительно в диапазоне от 85°C до 225°C и более предпочтительно в диапазоне от 90°C до 215°C.
Давление в ходе контактирования может быть любым давлением, при котором соответственно обеспечивается нагревание и дегидратация компонента гидроксида лития, с получением смеси, содержащей компонент гидроксида лития, или их комбинацию, что обеспечивает композицию гидроксида лития согласно изобретению, и обычно является давлением, используемым в технологии серийного производства. Обычно давление находится в диапазоне от атмосферного, другими словами, 0 килоПаскаль (кПа), до 1380 кПа, предпочтительно в диапазоне от 0 кПа до 690 кПа и более предпочтительно в диапазоне от 0 кПа до 345 кПа.
Период времени в ходе контактирования может быть любым периодом времени, который соответственно обеспечивает нагревание и дегидратацию компонента гидроксида лития, с получением смеси, содержащей компонент гидроксида лития, или их комбинацию, что обеспечивает композицию гидроксида лития согласно изобретению, и обычно представляет собой период времени, используемый в технологии серийного производства. Обычно этот период времени находится в диапазоне от 0,5 час до 8 час, предпочтительно в диапазоне от 1 час до 6 час и более предпочтительно в диапазоне от 1 час до 3 час.
Способ получения композиции гидроксида лития согласно изобретению может включать использование противовспенивателя. Примеры подходящих противовспенивателей включают любой противовспениватель, который обычно используется в области получения концентрата мыла или консистентной смазки. Примеры подходящих противовспенивателей для получения композиции гидроксида лития изобретения включают противовспениватель, который промышленно доступен от фирмы Rhein Chemie под наименованием "РС1644".
Некоторые полимеры, например стирол-этилен/пропиленовый сополимер, промышленно доступный от группы компаний Shell и имеющий наименование "Shellvis 60", которые могут быть использованы в способе согласно изобретению, могут способствовать снижению вспенивания в ходе дегидратации смеси, содержащей компонент гидроксида лития. Снижение вспенивания может привести к уменьшению временного периода, другими словами, потребуется меньше времени в ходе контактирования компонентов, чтобы получить композицию гидроксида лития изобретения.
Компонент гидроксида лития, предпочтительно моногидрат гидроксида лития, более предпочтительно кристаллический моногидрат гидроксида лития, который первоначально присутствует в ходе процесса изобретения, дегидратируется таким образом, что получается безводный гидроксид лития, который также называется обезвоженным гидроксидом лития, и присутствует в композиции гидроксида лития изобретения. Количество компонента гидроксида лития, которое дегидратируется с образованием безводного гидроксида лития, в расчете на общее, первоначально присутствующее количество компонента гидроксида лития, обычно находится в диапазоне от 80 до 100 процентов, предпочтительно в диапазоне от 90 до 100 процентов и более предпочтительно в диапазоне от 95 процентов до 100 процентов. Например, если количество моногидрата гидроксида лития, которое дегидратируется, составляет 100 процентов, тогда композиция гидроксида лития согласно изобретению обычно содержит безводный гидроксид лития, причем обычно моногидрат гидроксида лития отсутствует. Кроме того, например, если количество моногидрата гидроксида лития, которое дегидратируется, составляет 80 процентов, тогда композиция гидроксида лития изобретения будет содержать безводный гидроксид лития и моногидрат гидроксида лития.
Применение способа согласно изобретению в различных местах может обеспечить гибкость получения композиции гидроксида лития изобретения в одном месте с последующим транспортом композиции гидроксида лития в другое место с обеспечением концентрата мыла или консистентной смазки, в зависимости от потребности в месте назначения.
Например, композиция гидроксида лития согласно изобретению может быть получена с использованием серийного производства. Например, композиция гидроксида лития изобретения может быть использована для того, чтобы получить концентрат мыла или консистентную смазку с использованием серийного производства, традиционной технологии восстановления влагосодержания, экструзионной технологии или их комбинации. Например, композиция гидроксида лития согласно изобретению может быть получена с использованием серийного производства для обеспечения получения композиции гидроксида лития изобретения, которую затем можно использовать для получения концентрата мыла или консистентной смазки с использованием серийного производства, традиционной технологии восстановления влагосодержания, экструзионной технологии или их комбинации.
Используемый здесь термин «серийное производство» обычно включает в себя использование одного или нескольких больших реакторов, которые могут быть оборудованы, например, лопастной мешалкой, устройством перемешивания, нагревания, системой внешней циркуляции, способной перекачивать содержимое реактора снизу вверх и их комбинации. Может быть использован реактор любого размера, который соответственно обеспечивает получение композиции гидроксида лития согласно изобретению, концентрата мыла или консистентной смазки. Хотя в примерах, описанных в изобретении, используется реактор небольшого размера, такого типа, что обычно используется в лабораторных установках, в способе настоящего изобретения могут быть использованы более крупные промышленные реакторы, которые обычно могут иметь размер в диапазоне от 1000 до 20000 литров, предпочтительно в диапазоне от 2000 литров до 15000 литров и более предпочтительно в диапазоне от 3000 литров до 10000 литров. Примеры подходящих реакторов включают проточные реакторы и реакторы, находящиеся под давлением. Типичный реактор для консистентной смазки оборудован устройством перемешивания, нагревания и системой внешней циркуляции, способной перекачивать содержимое реактора снизу вверх.
Восстановление влагосодержания с целью получения концентрата мыла или консистентной смазки может быть осуществлено в том же месте (местах), где приготовлена композиции гидроксида лития изобретения, или в другом месте (местах), отличающемся от места приготовления композиции гидроксида лития согласно изобретению.
Хранение композиции гидроксида лития согласно изобретению может быть осуществлено с использованием любой температуры и технологии, которая используется в данной области техники для хранения концентрата мыла или консистентной смазки. Примеры хранения включают использование барабанов, ведер, транспортных баз и их комбинаций, предпочтительно имеющих облицовку, устойчивую к действию щелочи. Срок хранения может быть дополнительно увеличен за счет хранения композиции гидроксида лития изобретения в инертной атмосфере, например в азоте или аргоне. Обычно композиции гидроксида лития согласно изобретению дают охладиться до хранения.
Температура хранения композиции гидроксида лития согласно изобретению может быть любой температурой, которая соответствует условиям хранения. Обычно эта температура находится в диапазоне от 10°C до 40°C, предпочтительно в диапазоне от 15°C до 35°C и более предпочтительно в диапазоне от 20°C до 30°C.
Концентрат мыла, приготовленный с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, содержит массовую долю композиции гидроксида лития в расчете на общую массу концентрат мыла обычно в диапазоне от 1 мас.% до 20 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 5 мас.% до 20 мас.% и более предпочтительно в диапазоне от 8 мас.% до 15 мас.%.
Концентраты мыла, приготовленные с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, включают простые концентраты мыла, сложные концентраты мыла и их комбинации. Сложные концентраты мыла включают простые концентраты мыла, которые дополнительно содержат комплексообразователь.
Примеры подходящих концентратов мыла, которые могут быть приготовлены с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, включают концентраты литиевого мыла, сложные концентраты литиевого мыла, литий-кальциевые концентраты мыла и их комбинации. Примеры предпочтительных концентратов мыла, приготовленных с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, включают концентраты литиевого мыла и сложные концентраты литиевого мыла.
Концентрат мыла, например концентрат литиевого мыла, может быть приготовлен путем контактирования композиции гидроксида лития изобретения с компонентом жирной кислоты, который описан в изобретении. Затем полученный концентрат мыла может контактировать с базовым маслом, чтобы получить консистентную смазку. Например, композиция гидроксида лития согласно изобретению также может контактировать с компонентом жирной кислоты и базовым маслом, чтобы получить концентрат мыла на месте, в процессе получения конечной консистентной смазки.
Сложные концентраты литиевого мыла представляют собой концентраты мыла, в которых комплексообразователь введен в концентрат литиевого мыла. Примеры подходящих комплексообразователей включают двухосновные кислоты, их соли и их комбинации, например азелаиновую кислоту, борную кислоту, борат лития и их комбинации, предпочтительно борную кислоту.
Консистентная смазка, приготовленная с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, содержит массовую долю композиции гидроксида лития в расчете на общую массу консистентной смазки обычно в диапазоне от 1 до 20 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 2 мас.% до 15 мас.% и более предпочтительно в диапазоне от 2 мас.% до 12 мас.%.
Примеры консистентных смазок, которые могут быть приготовлены с использованием композиции гидроксида лития настоящего изобретения, включают литиевые консистентные смазки, сложные литиевые консистентные смазки, сложные литий-кальциевые консистентные смазки и их комбинации. Примеры предпочтительных консистентных смазок, которые могут быть приготовлены с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, включают литиевые консистентные смазки и сложные литиевые консистентные смазки.
Консистентные смазки, приготовленные с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, могут содержать дополнительные присадки в количествах, которые обычно применяются в этой области техники с целью придания консистентной смазке определенных желательных характеристик, в том числе стойкости к окислению, клейкости, противозадирные свойства, подавление коррозии, уменьшения трения и износа и их комбинации.
Примеры подходящих дополнительных присадок включают антиоксиданты, антикоррозийные присадки, противоизносные и противозадирные присадки, присадки, понижающие температуру застывания, дезактиваторы металлов и их комбинации.
Консистентная смазка, приготовленная с использованием композиции гидроксида лития согласно изобретению, может содержать от 0,1 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно от 0,1 мас.% до 5 мас.%, более предпочтительно от 0,1 мас.% до 2 мас.% и еще более предпочтительно от 0,2 мас.% до 1 мас.% одной или нескольких дополнительных присадок, которые описаны в изобретении, в расчете на общую массу консистентной смазки. Например, сочетание дополнительных присадок может быть необходимо для достижения повышенного содержания дополнительных присадок, например 10 мас.%.
3
Примеры подходящих дополнительных присадок включают цинковые соли, такие как цинк диалкил- или диарилдитиофосфаты, бораты, дитиофосфат молибдена, замещенные тиадиазолы, полимерные азот/фосфорсодержащие соединения, полученные, например, путем взаимодействия диалкоксиамина с замещенным органическим фосфатом, аминофосфатами, сульфированными спермацетовыми маслами природного или синтетического происхождения, сульфированным лярдом, сульфированными сложными эфирами, сульфированными эфирами жирных кислот, сульфированными материалами, органическими фосфатами, например соответствующими формуле (OR)P=0, где R представляет собой алкильную, арильную или аралкильную группу, и трифенил фосфоротионат; один или несколько металлосодержащих детергентов со щелочной реакцией, таких как кальций- или магнийалкилсалицилаты, алкиларилсульфонаты или алкилсульфонаты; беззольные диспергирующие присадки, такие как продукты взаимодействия полиизобутенилянтарного ангидрида с амином или сложным эфиром; антиоксиданты, такие как пространственно затрудненные фенолы или амины, например фенил-альфа-нафтиламин; антикоррозийные присадки, такие как нафтенат цинка; присадки, изменяющие трение; агенты, улучшающие индекс вязкости; присадки, понижающие температуру застывания; агенты клейкости и их комбинации. Кроме того, для улучшения специальных свойств могут быть добавлены твердые материалы, такие как графит, тонко диспергированный дисульфид молибдена, тальк, металлические порошки и различные полимеры, такие как полиэтиленовый воск.
В случае использования в описании термина «арил», предпочтительно эта арильная группа представляет собой фенильную группу или нафтильную группу.
В случае использования в описании термина «аралкил», предпочтительно эта аралкильная группа представляет собой бензильную группу или метилнафтенат.
Консистентная смазка, приготовленная с использованием композиции гидроксида лития настоящего изобретения, может содержать дополнительную присадку, которая включает единственный дитиофосфат цинка или комбинацию из двух или более дитиофосфатов цинка. Консистентная смазка, приготовленная с использованием композиции гидроксида лития настоящего изобретения, может содержать дополнительную присадку, которая включает единственный беззольный дитиокарбамат или комбинацию из двух или более беззольных дитиокарбаматов.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 (Сравнительный)
2
В реактор для консистентной смазки, который снабжен устройством перемешивания, газовым подогревом и системой внешней циркуляции, способной перекачивать содержимое реактора снизу вверх, загружают 4999,5 грамм минерального масла с высоким индексом вязкости (HVI), имеющего вязкость 50 мм/с (сСт) при 40°C (104°F) (обычно имеет наименование "HVI 250"), 4999,5 грамм моногидрата гидроксида лития и 1 грамм противовспенивающей присадки (получена от фирмы Rhein Chemie, под наименованием "РС1644"). Образовавшуюся смесь перемешивают и нагревают до температуры выше 212°F (100°C) со скоростью нагревания 4,4°F (2,444°C) в минуту. При температуре 217°F (102,8°C) наблюдается вспенивание. Добавляют несколько капель противовспенивающей присадки PC1644. В течение нескольких минут количество пены уменьшается, и затем образовавшаяся смесь снова начинает вспениваться. Через четыре часа вспенивание прекращается. После того как вспенивание прекращается, реактор нагревают до 300°F (148,9°C). Температуру содержимого реактора поддерживают равной 300°F (148,9°C) в течение 20 минут за счет газового подогрева, при этом содержимое реактора перемешивают и циркулируют снизу вверх, используя шестеренный насос. Через 20 минут нагревание содержимого реактора прекращается, и реактор перемешивают в течение двух часов и оставляют охлаждаться до комнатной температуры (от 70°F до 80°F) (от 21,11°C до 26,67°C). Полученная композиция гидроксида лития, после дегидратации моногидрата гидроксида лития, содержит 36,36 мас.% обезвоженного гидроксида лития, 63,63 мас.% базового масла HVI 250 и 0,01 мас.% противовспенивающей присадки PC1644. Затем полученную композицию гидроксида лития переносят в пластиковое ведро емкостью 5 галлонов (18,93 л). После хранения в течение 24 суток при комнатной температуре (от 70°F до 80°F) (от 21,11°C до 26,67°C), в верхней части ведра содержалось базовое масло, а обезвоженный гидроксид лития осаждается на дно ведра. После хранения в течение 5 месяцев при комнатной температуре (от 70°F до 80°F) (от 21,11°C до 26,67°C) обычно внешний вид был таким же, как после первых 24 суток.
Пример 2 (согласно изобретению)
2
В реактор для консистентной смазки, который описан в примере 1, загружают 4600 грамм минерального масла с высоким индексом вязкости (HVI), имеющего вязкость 50 мм/с (сСт) при 40°C (104°F) (обычно имеет наименование "HVI 250"), 5000 грамм моногидрата гидроксида лития, 300 грамм стирол-этилен/пропиленового сополимера (получен от группы компаний Shell и имеет наименование "Shellvis 60") и 100 грамм гидрированной жирной кислоты касторового масла (HCOFA). Образовавшуюся смесь перемешивают и нагревают до 223,5°F (106,4°C) со скоростью нагрева 3°F (1,667°C) в минуту. Поддерживают температуру на уровне 223,5°F (106,4°C) в течение 75 минут с целью обезвоживания смеси (чтобы нейтрализовать гидрированную жирную кислоту касторового масла гидроксидом лития и отогнать получаемую воду). В ходе обезвоживания смеси не наблюдается вспенивание. Затем температуру содержимого реактора повышают до 300°F (148,9°C) за период времени 60 минут. Затем температуру повышают до 400°F (204,4°C) за период времени 60 минут, причем не наблюдаются изменения получаемой композиции. Полученную композицию циркулируют в течение 20 минут и оставляют охлаждаться в течение ночи. После дегидратации моногидрата гидроксида лития и нейтрализации HCOFA полученная композиция гидроксида лития содержит 58,53 мас.% базового масла HVI 250, 36,35 мас.% обезвоженного гидроксида лития, 1,30 мас.% литиевой соли жирной кислоты касторового масла и 3,82 мас.% полимера Shellvis 60. Затем полученную композицию гидроксида лития переносят в ведро емкостью 5 галлонов (18,93 л). После хранения в течение 5 месяцев при комнатной температуре (от 70°F до 80°F) (от 21,11°C до 26,67°C) отмечено, что полученная композиция гидроксида лития в ведре не разделяется и имеет такой же внешний вид и консистенцию, как и полученная композиция гидроксида лития в момент размещения в ведре.
Пример 3 (Согласно изобретению)
2
В реактор для консистентной смазки, который описан в примере 1, загружают 600 грамм стирол-этилен/пропиленового сополимера (получен от группы компаний Shell и имеет наименование "Shellvis 60") и 9400 грамм минерального масла с высоким индексом вязкости (HVI), имеющего вязкость 50 мм/с (сСт) при 40°C (104°F) (обычно имеет наименование "HVI 250"). Образовавшуюся смесь перемешивают и нагревают до 300°F (148,9°C) со скоростью нагрева 3°F (1,667°C) в минуту. Образовавшуюся композицию циркулируют в течение 20 минут и затем оставляют охлаждаться при перемешивании до температуры ниже 212°F (100°C). В итоге получают вязкий шестипроцентный (6%) концентрат Shellvis 60 в масле HVI 250, который выдерживают в течение ночи.
Затем полученный шестипроцентный (6%) концентрат Shellvis 60 в количестве 5000 грамм в масле HVI 250 и 5000 грамм моногидрата гидроксида лития добавляют в пустой реактор для консистентной смазки и нагревают до 300°F (148,9°C) при перемешивании. После циркуляции в течение 20 минут нагревание реактора прекращается. При температуре 230°F (110°C) полученную композицию гидроксида лития перекачивают в ведро, при этом отмечается, что полученная композиция гидроксида лития является густой и однородной. Полученная композиция гидроксида лития после дегидратации моногидрата гидроксида лития содержит 59,82 мас.% базового масла HVI 250, 36,36 мас.% обезвоженного гидроксида лития и 3,82 мас.% Shellvis 60. После хранения в течение 12 месяцев при комнатной температуре (от 70°F до 80°F) (21,11°C-26,67°C) отмечено, что полученная композиция гидроксида лития в ведре не разделяется и имеет такой же внешний вид и консистенцию, как и полученная композиция гидроксида лития в момент размещения в ведре.
В таблице 1 приведена сводка различной информации из примеров 1-3.
Таблица 1
При- мер
Компоненты (мас.%)
Исходный внешний вид
Время хранения (приблизительно)
Внешний вид после срока хранения
1*
36,36% LiOH; 63,63% базовое масло HVI; 0,01% противо-вспениватель PC1644
Полужидкая однородная смесь
(a) 24 суток; и (b) 5 месяцев
После (a) и (b); значительное разделение; большая часть LiOH осаждается на дно ведра, и значительное количество масла - наверху
2**
36,35% LiOH, 58,53% базовое масло HVI; 1,3% литиевая соль жирной кислоты касторового масла; и 3,82% полимера Shellvis 60
Стабильная, однородная суспензия
5 месяцев
Разделение компонентов отсутствует; исходный внешний вид не отличается от внешнего вида после хранения
3**
36,36% LiOH; 59,82% базовое масло HVI; и 3,82% полимера Shellvis 60
Стабильная, однородная суспензия
12 месяцев
Разделение компонентов отсутствует; исходный внешний вид не отличается от внешнего вида после хранения
Сравнительный*
Согласно изобретению**