專利名稱：一種功能性脲基潤(rùn)滑脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油煉制及化工工業(yè)領(lǐng)域，特別涉及一種脲基潤(rùn)滑脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
潤(rùn)滑脂(Grease)是將稠化劑分散于基礎(chǔ)油(液體潤(rùn)滑劑)中所形成的一種具有 塑性的半固體狀產(chǎn)品。這種產(chǎn)品可以加入旨在改善某種特性的添加劑或填料。1954年， Swaken等人在考察硅油的熱穩(wěn)定性和氧化安定性稠化劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)了聚脲潤(rùn)滑脂。聚脲潤(rùn)滑 脂由于具有優(yōu)良的綜合性能，尤其是突出的氧化安定性、熱安定性及長(zhǎng)的使用壽命，在鋼鐵 工業(yè)、汽車工業(yè)、電器設(shè)備、軍事工業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，已成為當(dāng)今世界上高性能 潤(rùn)滑脂品種的一個(gè)發(fā)展方向。石蠟基基礎(chǔ)油與環(huán)烷基基礎(chǔ)油各有優(yōu)勢(shì)，石蠟基基礎(chǔ)油化學(xué)安定性和氧化安定性 良好、蒸發(fā)度對(duì)溫度敏感；而環(huán)烷基基礎(chǔ)油具有高溶解性，無(wú)毒，無(wú)害(申寶武.環(huán)烷基基 礎(chǔ)油淺談.石油商技.25卷，6期，46-48，2007)。相對(duì)石蠟基基礎(chǔ)油制備的脲基潤(rùn)滑脂，以 環(huán)烷基基礎(chǔ)油制備的脲基潤(rùn)滑脂的抗氧化性較差。因此，為提高環(huán)烷基油制備的脲基潤(rùn)滑 脂的氧化性，在環(huán)烷基油中加入石蠟基油或者足夠濃度的芳烴(王毓民，王恒.潤(rùn)滑材料與 潤(rùn)滑技術(shù).北京化學(xué)工業(yè)出版社，2005)或者合成油來(lái)提高脲基潤(rùn)滑脂的氧化安定性，如 CN101368129就是采用了合成油或者礦物油與合成油的混合物，這種處理方法相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì) 提高生產(chǎn)成本；另外一種方法就是加入少量的添加劑來(lái)提高氧化安定性，如CN1657599在 聚脲潤(rùn)滑脂中加入0. 2-10%含鈣化合物來(lái)提高潤(rùn)滑脂的氧化安定性，但所需的抗氧化添加 劑含量高。中國(guó)專利CN1660980A中的稠化劑反應(yīng)溫度為100 105°C，反應(yīng)溫度過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上面所述的問(wèn)題，提供一種功能性脲基潤(rùn)滑脂及其制備方法。本發(fā)明的功能性脲基潤(rùn)滑脂，包括潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑，且所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ) 油與所述脲基稠化劑的質(zhì)量份數(shù)比為(42-182) (8. 6-32)，其中，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油為 環(huán)烷基原油的糠醛精制油；所述脲基稠化劑為由有機(jī)胺混合物與二異氰酸酯反應(yīng)合成的含 脲基化合物；所述有機(jī)胺混合物為烷基胺與芳胺的混合物。上述環(huán)烷基原油的糠醛精制油在100°C的粘度為3. 6 46mm2/S，優(yōu)選3. 9 15mm2/s,更優(yōu)選 4 12mm2/s。上述環(huán)烷基原油的糠醛精制油是環(huán)烷基原油的減壓餾分油經(jīng)糠醛精制工藝加工 的環(huán)烷基潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。上述烷基胺為環(huán)己胺或十八胺，芳胺為對(duì)甲苯胺；所述烷基胺與芳胺的摩爾比為 10 1 1 10，優(yōu)選 8 1 1 8。上述二異氰酸酯為甲苯-2，4-二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯，優(yōu)選甲苯-2，4_ 二異氰酸酯。本發(fā)明的脲基潤(rùn)滑脂具體可為下述1)-3)潤(rùn)滑脂中的任一種1)由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和脲基稠化劑組成，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和脲基稠化劑的質(zhì)量份 數(shù)比為(42-182) (8.6-32);2)由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑和抗氧化劑組成，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑 和抗氧化劑的質(zhì)量份數(shù)比為(168-182) (19-32) (0.05-1.9);3)由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑、抗氧化劑和顏料組成，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基 稠化劑、抗氧化劑和顏料的質(zhì)量份數(shù)比為(168-182) (19-32) (0. 05-1. 9) (0. 05-1. 0)。上述1)所述潤(rùn)滑脂中，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和脲基稠化劑的質(zhì)量份數(shù)比具體可為 (42-168) (8.6-30)、(168-170) (30-32)或(170-182) (30-32)。
上述2)所述潤(rùn)滑脂中，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑和抗氧化劑的質(zhì)量份數(shù)比 具體可為(168-170) (19-30) (0. 05-1. 2)或(170-182) (30-32) (1.2-1.9)。上述3)所述潤(rùn)滑脂中，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑、抗氧化劑和顏料的質(zhì)量 份數(shù)比具體可為(168-170) (19-30) (0.05-1.2) (0. 05-0· 5)或(170-182) (30 -32) (1.2-1.9) (0.5-1.2)。上述抗氧化劑可為二苯胺、吩噻嗪、4，4’ - 二異辛基二苯胺、2-萘酚或萘胺類化合 物，優(yōu)選4，4’ - 二異辛基二苯胺。上述顏料可為顏料黃G、萘酚綠B、蘇丹III或油溶橙，優(yōu)選萘酚綠B或蘇丹III。本發(fā)明也提供了上述功能性脲基潤(rùn)滑脂的制備方法，包括以下步驟(1)將下述a)和b)的混合液進(jìn)行反應(yīng)，使上述有機(jī)胺混合物與上述二異氰酸酯反 應(yīng)生成含脲基化合物a)將上述有機(jī)胺混合物溶解于上述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油得到的混合液；b)將上述二異氰酸酯與上述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油混合得到的混合液；(2)待反應(yīng)完全后，依次經(jīng)煉制、膨化和均化后，得到由上述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和上述 脲基稠化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂；(3)在步驟(2)的基礎(chǔ)上，按照下述C)得到由上述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、上述脲基稠化劑 和上述抗氧化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂；按照下述d)得到由上述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、上述脲基稠化 劑、上述抗氧化劑和上述顏料組成的脲基潤(rùn)滑脂c)再加入上述抗氧化劑后研磨脫氣；d) 再加入上述抗氧化劑和上顏料后研磨脫氣。上述步驟(1)所述反應(yīng)的溫度為50-110°C，優(yōu)選溫度為60_100°C。上述步驟(3)所述煉制的溫度為140_180°C，優(yōu)選溫度為150_180°C。上述步驟(3)所述膨化的溫度為200_240°C，優(yōu)選溫度為210_230°C。上述步驟(3)所述均化的溫度為60_130°C，優(yōu)選溫度為80_110°C。本發(fā)明的功能性脲基潤(rùn)滑脂，以一種礦物源的糠醛精制油為潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油，利用 該潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油制備的脲基潤(rùn)滑脂抗氧化性好、膠體安定性高，同時(shí)少量抗氧化劑的加入 可有效的提高以環(huán)烷基油基礎(chǔ)油制備的脲基潤(rùn)滑脂的氧化安定性。顏料的加入一是可以賦 予產(chǎn)品特殊的色澤外觀；二是可以方便生產(chǎn)廠家區(qū)別產(chǎn)品。另外，本發(fā)明的制備方法中，稠 化劑反應(yīng)的初始溫度控制在60-100°C，從而有效降低了能耗。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。下述實(shí)施例所用的潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油為環(huán)烷基原油的糠醛精制油，其是通過(guò)以下方法 制備的(1) 100°C粘度為7. 92cst糠醛精制油的制備方法有兩種，一是將烷基原油的減壓 餾分油經(jīng)糠醛精制后得到100°c粘度為7. 92cst的油料；二是將100°C粘度范圍為3. 6mm2/ s 46mm2/s糠醛精制油混合調(diào)制而成得到100°C粘度為7. 92cst的油料。(2) 100°C粘度為4. 3cst糠醛精制油的制備方法有兩種，一是將烷基原油的減壓 餾分油經(jīng)糠醛精制后得到100°c粘度為4. 3cst的油料；二是將100°C粘度范圍為3. 6mm2/ s 46mm2/s糠醛精制油混合調(diào)制而成得到100°C粘度為4. 3cst的油料。(3) 100°C粘度為11. 9cst糠醛精制油的制備方法有兩種，一是將烷基原油的減壓 餾分油經(jīng)糠醛精制后得到100°c粘度為11. 9cst的油料；二是將100°C粘度范圍為3. 6mm2/ s 46mm2/s糠醛精制油混合調(diào)制而成得到100°C粘度為11. 9cst的油料。實(shí)施例1、由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和脲基稠化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂的制備將4.44g十八胺及1.76g對(duì)甲苯胺加入21g(10(TC粘度為7.92cst)的環(huán)烷基原 油的糠醛精制油中，升溫至90°C，使有機(jī)胺完全溶解并分散均勻得到有機(jī)胺-油。將2. 42g 甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)加入到21g同樣的環(huán)烷基原油的糠醛精制油中，加熱攪拌均 勻后快速加入有機(jī)胺_油中，充分?jǐn)嚢枭郎氐?0°C使有機(jī)胺與TDI完全反應(yīng)。待反應(yīng)完全 后，加入3-8mL水以除去體系中過(guò)量的TDI。將體系溫度升至160 180°C進(jìn)行脫水，然后 將溫度升至210 230°C膨化，最后經(jīng)研磨冷卻得到由環(huán)烷基原油的糠醛精制油和脲基稠 化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂，它們的質(zhì)量份數(shù)比為42 8.6。其特性見(jiàn)表1。實(shí)施例2、由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑和抗氧化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂組合物的制 備將15. 56g十八胺及6. 18g對(duì)甲苯胺加入84g(100°C粘度為7.92cst)的環(huán)烷基 原油的糠醛精制油中，升溫至50°C，使有機(jī)胺完全溶解并分散均勻。將10.26g TDI加入 到64g同樣的環(huán)烷基原油的糠醛精制油中，加熱攪拌均勻后快速加入有機(jī)胺-油中，充分 攪拌升溫到80°C使有機(jī)胺與TDI完全反應(yīng)。待反應(yīng)完全后，加入過(guò)量水。將體系溫度升至 170°C進(jìn)行脫水，然后將溫度升至230°C膨化，降溫至110°C，將含有1. 20g 4，4’ - 二異辛 基二苯胺的20g環(huán)烷基原油的糠醛精制油加入體系中，經(jīng)研磨冷卻得到由環(huán)烷基原油的糠 醛精制油、脲基稠化劑和4，4’ - 二異辛基二苯胺組成的脲基潤(rùn)滑脂，它們的質(zhì)量份數(shù)比為 168 32 1.2。其特性見(jiàn)表2。實(shí)施例3、由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑、抗氧化劑和顏料組成的脲基潤(rùn)滑脂的制 備將15. 56g十八胺及6. 18g對(duì)甲苯胺加入84g(100°C粘度為7. 92cst)的環(huán)烷基原 油的糠醛精制油中，升溫至90°C，使有機(jī)胺完全溶解并分散均勻。將10. 26g TDI加入到64g 同樣的環(huán)烷基原油的糠醛精制油中，加熱攪拌均勻后快速加入有機(jī)胺-油中，充分?jǐn)嚢枭?溫至100°C使有機(jī)胺與TDI完全反應(yīng)。待反應(yīng)完全后，加入過(guò)量水。將體系溫度升至150°C進(jìn)行脫水，然后將溫度升至220°C膨化，降溫至10(TC，將含有1. 20g 4，4’-二異辛基二苯胺 和1. OOg萘酚綠B的20g環(huán)烷基原油的糠醛精制油加入體系中，經(jīng)研磨冷卻得到由環(huán)烷基 原油的糠醛精制油、脲基稠化劑、4，4’ - 二異辛基二苯胺和萘酚綠B組成的脲基潤(rùn)滑脂，它 們的質(zhì)量份數(shù)比為168 32 1.2 1.2。其特性見(jiàn)表3。實(shí)施例4、由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑、抗氧化劑和顏料組成的脲基潤(rùn)滑脂的制 備將6g十八胺及對(duì)甲苯胺14g加入110g(100°C粘度為4. 3cst)環(huán)烷基原油的糠醛 精制油中，升溫至80°C，使有機(jī)胺完全溶解并分散均勻。將IOgTDI加入到48g同樣的環(huán)烷 基原油的糠醛精制油中，加熱攪拌均勻后快速加入有機(jī)胺-油中，充分?jǐn)嚢枭郎氐?0°C使 有機(jī)胺與TDI完全反應(yīng)。待反應(yīng)完全后，加入過(guò)量水。將體系溫度升至160°C進(jìn)行脫水，然 后將溫度升至210°C膨化，降溫至120°C，將含有1. 9g 4，4’- 二異辛基二苯胺和0. 50g萘酚 綠B的12g環(huán)烷基原油的糠醛精制油加入體系中，經(jīng)研磨冷卻得到由環(huán)烷基原油的糠醛精 制油、脲基稠化劑、4，4’ - 二異辛基二苯胺和萘酚綠B組成的脲基潤(rùn)滑脂，它們的質(zhì)量份數(shù) 比為170 30 1.9 0.5ο其特性見(jiàn)表4。實(shí)施例5、由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑、抗氧化劑和顏料組成的脲基潤(rùn)滑脂的制 備將0.8g環(huán)己胺及9. 2g對(duì)甲苯胺加入100g(100°C粘度為11.9cst)環(huán)烷基原油的 糠醛精制油中，升溫至60°C，使有機(jī)胺完全溶解并分散均勻。將9g TDI加入到68g同樣的環(huán) 烷基原油的糠醛精制油中，加熱攪拌均勻后快速加入有機(jī)胺_油中，充分?jǐn)嚢枭郎氐?0°C 使有機(jī)胺與TDI完全反應(yīng)。待反應(yīng)完全后，加入過(guò)量水。將體系溫度升至180°C進(jìn)行脫水， 然后將溫度升至210°C膨化，降溫至60°C，將含有0. 05g 4，4’- 二異辛基二苯胺和0. 05g蘇 丹III的14g環(huán)烷基原油的糠醛精制油加入體系中，經(jīng)研磨冷卻得到由環(huán)烷基原油的糠醛 精制油、脲基稠化劑、4，4’ - 二異辛基二苯胺和蘇丹III組成的脲基潤(rùn)滑脂，它們的質(zhì)量份 數(shù)比為182 19 0. 05 0.05。其特性見(jiàn)表5。表1本發(fā)明實(shí)施例1的特性
6 表2本發(fā)明實(shí)施例2的特性 表3本發(fā)明實(shí)施例3的特性
表4本發(fā)明實(shí)施例4的特性 表5本發(fā)明實(shí)施例5的特性 對(duì)比實(shí)施例1-5的數(shù)據(jù)可知，以一種礦物源的糠醛精制油為潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油制備的 脲基潤(rùn)滑脂抗氧化性好、膠體安定性高，同時(shí)，抗氧化劑的加入可有效的提高脲基潤(rùn)滑脂的 氧化安定性；并且顏料的加入對(duì)潤(rùn)滑脂的指標(biāo)沒(méi)有產(chǎn)生影響，而且可以起到很好輔助區(qū)別 潤(rùn)滑脂種類的功能。
權(quán)利要求
一種脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于包括潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油與所述脲基稠化劑的質(zhì)量份數(shù)比為(42-182)∶(8.6-32)，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油為環(huán)烷基原油的糠醛精制油，所述脲基稠化劑是由有機(jī)胺混合物與二異氰酸酯反應(yīng)生成的含脲基化合物，所述有機(jī)胺混合物是由烷基胺與芳胺組成的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于所述環(huán)烷基原油的糠醛精制油在 100°C的粘度為3. 6 46mm2/s，優(yōu)選3. 9 15mm2/s，更優(yōu)選4 12mm2/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于所述烷基胺為環(huán)己胺或十八 胺，所述芳胺為對(duì)甲苯胺；所述烷基胺與芳胺的摩爾比為10 1 1 10，優(yōu)選8 1 1 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于所述二異氰酸酯為甲 苯-2，4- 二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯，優(yōu)選甲苯_2，4- 二異氰酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于所述脲基潤(rùn)滑脂組合物 為下述1)_3)潤(rùn)滑脂中的任一種1)由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和脲基稠化劑組成，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和脲基稠化劑的質(zhì)量份數(shù)比 為(42-182) (8. 6-32)；2)由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑和抗氧化劑組成，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑和抗 氧化劑的質(zhì)量份數(shù)比為(168-182) (19-32) (0.05-1.9);3)由潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化劑、抗氧化劑和顏料組成，所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、脲基稠化 劑、抗氧化劑和顏料的質(zhì)量份數(shù)比為(168-182) (19-32) (0.05-1.9) (0.05-1.0)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于所述抗氧化劑為二苯胺、吩噻嗪、 4，4’- 二異辛基二苯胺、2-萘酚或萘胺類化合物，優(yōu)選4，4’- 二異辛基二苯胺；和/或所述 顏料為顏料黃G、萘酚綠B、蘇丹III或油溶橙，優(yōu)選萘酚綠B或蘇丹III。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的脲基潤(rùn)滑脂，其特征在于所述脲基潤(rùn)滑脂組合 物按照下述權(quán)利要求9或10的方法制備。
8.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的脲基潤(rùn)滑脂的制備方法，包括以下步驟(1)將下述a)和b)的混合液進(jìn)行反應(yīng)，使所述有機(jī)胺混合物與所述二異氰酸酯反應(yīng)生 成含脲基化合物a)將所述有機(jī)胺混合物溶解于所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油得到的混合液；b)將所述二異氰酸酯與所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油混合得到的混合液；(2)待反應(yīng)完全后，依次經(jīng)煉制、膨化和均化后，得到由所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油和所述脲基 稠化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂；(3)在步驟(2)的基礎(chǔ)上，按照下述c)得到由所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、所述脲基稠化劑和所 述抗氧化劑組成的脲基潤(rùn)滑脂；按照下述d)得到由所述潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、所述脲基稠化劑、 所述抗氧化劑和所述顏料組成的脲基潤(rùn)滑脂c)再加入所述抗氧化劑后經(jīng)研磨脫氣；d)再 加入所述抗氧化劑和顏料后經(jīng)研磨脫氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于步驟⑴所述反應(yīng)的溫度為 600C -IOO0C ；步驟(3)所述煉制、膨化和均化的溫度分別為140°C -180200°C _240°C和 60°C -130°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能性脲基潤(rùn)滑脂及其制備方法。該功能性脲基潤(rùn)滑脂以環(huán)烷基原油的糠醛精制油為潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油、以有機(jī)胺混合物與二異氰酸酯反應(yīng)合成的物質(zhì)為脲基稠化劑；該功能性脲基潤(rùn)滑脂組合物還包括至少一種選自如下的添加劑抗氧化劑和顏料。本發(fā)明以礦物源的糠醛精制油為基礎(chǔ)油，使該脲基潤(rùn)滑脂抗氧化性好、膠體安定性高，同時(shí)，氧化劑的加入提高了該脲基潤(rùn)滑脂的氧化安定性以及少量顏料的加入賦予該脲基潤(rùn)滑脂特殊的外觀。本發(fā)明的制備方法中，稠化劑反應(yīng)的初始溫度控制在60-100℃，有效降低了能耗。
文檔編號(hào)C10M169/02GK101886018SQ201010226370
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者曾暉, 紀(jì)紅兵, 陳新國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油氣開發(fā)利用公司