專利名稱：一種復合鈣基四聚脲潤滑脂及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合鈣基四聚脲潤滑脂，以及該潤滑脂的制備方法。
背景技術：
聚脲潤滑脂(簡稱聚脲脂)是由分子中含有脲基的有機化合物稠化基礎油所制備的潤滑脂。由于聚脲稠化劑不同于金屬皂基稠化劑，不含金屬離子，避免了皂基稠化劑中金屬離子對潤滑脂基礎油的催化氧化作用，因此聚脲潤滑脂具有良好的氧化安定性和熱穩(wěn)定性，使聚脲潤滑脂更適合于高溫條件的潤滑。目前，文章和專利的報道主要集中在二聚脲潤滑脂的制備與合成方面，二聚脲潤滑脂剪切安定性較差，工作10萬次與工作60次錐入度差值都在80個單位以上。對四聚脲潤滑脂的報道很少。四聚脲潤滑脂的滴點、極壓性能、膠體安定性、氧化安定性等主要性能要比現(xiàn)有的二聚脲潤滑脂有所提高。因此具有更加優(yōu)良的潤滑脂性能，并能得到了廣泛的應用。然而，由于四聚脲潤滑脂的剪切安定性不佳，從而限制了其在高溫、高速和重負荷的工況條件下的應用。復合鈣基潤滑脂是最早研制的高滴點潤滑脂，是一種耐溫、耐壓、用途廣泛的優(yōu)良潤滑脂，具有很好的機械安定性、膠體安定性和抗水淋性能，但是硬化問題是制約其廣泛使用的致命因素，改善硬化問題一直是復合鈣基潤滑脂研究的主要內容。為了解決復合鈣基潤滑脂存在的硬化問題，本領域技術人員試圖在復合鈣基潤滑脂中引入聚脲潤滑脂，例如，CN1364859A和CN1657599A分別公開了通過在復合鈣基潤滑脂中引入二聚脲而獲得的鈣基聚脲潤滑脂，然而，這些鈣基聚脲潤滑脂的綜合性能不佳
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的潤滑脂存在的上述缺陷，提供一種新的復合鈣基四聚脲潤滑脂及其制備方法。本發(fā)明提供了一種復合鈣基四聚脲潤滑脂，其中，該潤滑脂含有潤滑基礎油、四聚脲和復合鈣皂，所述復合鈣皂為高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的混合物。本發(fā)明還提供了一種復合鈣基四聚脲潤滑脂的制備方法，該方法包括以下步驟:(I)在潤滑基礎油的存在下，將二異氰酸酯、二胺和單胺接觸反應，將反應后得到的混合物升溫煉制，其中，二異氰酸酯、二胺和單胺的摩爾比為(1.9-2.1): I: (1.9-2.1)；(2)在潤滑基礎油的存在下，將氫氧化鈣與高級脂肪酸和二元芳香酸接觸反應，將反應后得到的混合物進行升溫脫水；(3)將步驟⑴得到的產物和步驟(2)得到的產物混合。根據(jù)本發(fā)明的所述復合鈣基四聚脲潤滑脂具有優(yōu)良的綜合性能。具體的，在本發(fā)明的所述復合鈣基四聚脲潤滑脂中，通過引入四聚脲，克服了傳統(tǒng)的復合鈣基潤滑脂存在的硬化的問題；通過引入高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的混合物，克服了傳統(tǒng)的聚脲潤滑脂存在的綜合性能不好的缺陷。而且，與通過引入高級脂肪酸鈣和一元芳香酸鈣的混合物作為復合鈣基稠化劑的復合鈣基聚脲潤滑脂相比，本發(fā)明的所述復合鈣基聚脲潤滑脂具有明顯較優(yōu)的綜合性能，特別是具有較優(yōu)的機械安定性、膠體安定性和抗水淋性能。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。


圖1為實施例1制備的潤滑脂中的四聚脲的紅外分析譜圖；圖2為實施例1制備的潤滑脂中的四聚脲的核磁共振分析譜圖；圖3為實施例1制備的潤滑脂中的四聚脲的電噴霧質譜分析譜圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種復合鈣基四聚脲潤滑脂，該潤滑脂含有潤滑基礎油、四聚脲和復合鈣皂，所述復合鈣皂為高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的混合物。

本發(fā)明的主要改進之處在于，使用高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的混合物代替常規(guī)的復合鈣皂，作為潤滑脂的復合鈣基稠化劑，以克服常規(guī)的潤滑脂存在的綜合性能不佳的缺陷，而所述潤滑基礎油、所述四聚脲和所述復合鈣皂各自的種類和含量范圍均可以與常規(guī)的復合鈣基聚脲潤滑脂相同或相似。優(yōu)選情況下，相對于100重量份的所述潤滑基礎油，所述四聚脲的含量為0.5-22重量份，更優(yōu)選為3-15重量份；所述復合鈣皂的含量為2.2-36重量份，更優(yōu)選為5-25重量份。在所述復合鈣皂中，所述高級脂肪酸鈣和所述二元芳香酸鈣的比例可以在很寬的范圍內變動。優(yōu)選情況下，為了進一步改善所述潤滑脂的綜合性能，所述高級脂肪酸鈣和所述二元芳香酸鈣的摩爾比為1: 0.1-10，更優(yōu)選為1: 0.2-5。所述復合鈣皂可以根據(jù)常規(guī)的方法獲得，例如，所述復合鈣皂可以通過將氫氧化鈣與高級脂肪酸和二元芳香酸發(fā)生反應來制備，也即所述復合鈣皂可以為氫氧化鈣與高級脂肪酸和二元芳香酸的皂化反應產物。優(yōu)選地，所述高級脂肪酸和所述二元芳香酸的用量的摩爾比為1: 0.1-10，更優(yōu)選為1: 0.2-5。更優(yōu)選地，氫氧化鈣的摩爾量與所述高級脂肪酸中的羧基和二元芳香酸中的羧基的總摩爾量之比為0.4-0.6: 1，更優(yōu)選為
0.5-0.55: 10所述高級脂肪酸可以為本領域常規(guī)使用的高級脂肪酸，例如可以為C12-C24的直鏈脂肪酸或C12-C24的羥基脂肪酸。優(yōu)選地，所述高級脂肪酸為選自月桂酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸和二十烷基羧酸中的至少一種。所述二元芳香酸的結構式優(yōu)選如式(I)所示，
權利要求
1.一種復合鈣基四聚脲潤滑脂，其特征在于，該潤滑脂含有潤滑基礎油、四聚脲和復合鈣皂，所述復合鈣皂為高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的混合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的潤滑脂，其中，相對于100重量份的所述潤滑基礎油，所述四聚脲的含量為0.5-22重量份，所述復合鈣皂的含量為2.2-36重量份。
3.根據(jù)權利要求1所述的潤滑脂，其中，在所述復合鈣皂中，高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的摩爾比為I: 0.1-10。
4.根據(jù)權利要求3所述的潤滑脂，其中，在所述復合鈣皂中，高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的摩爾比為1: 0.2-5。
5.根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的潤滑脂，其中，所述復合鈣皂為氫氧化鈣與高級脂肪酸和二元芳香酸的皂化反應產物。
6.根據(jù)權利要求5所述的潤滑脂，其中，所述高級脂肪酸為C12-C24的直鏈脂肪酸或C12-C24的羥基脂肪酸。
7.根據(jù)權利要求6所述的潤滑脂，其中，所述高級脂肪酸為選自月桂酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸和二十烷基羧酸中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求5所述的潤滑脂，其中，所述二元芳香酸的結構式如式(I)所示，
9.根據(jù)權利要求8所述的潤滑脂，其中，在式⑴中，R2,R3、R4、R5和R6中的一個為羧基、羧甲基或羧基取代的苯基，R2> R3、R4> R5和R6中的另外四個各自獨立地為氫或C1-C2的燒基。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的潤滑脂，其中，所述二元芳香酸為鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸和聯(lián)苯二甲酸中的至少一種。
11.根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述四聚脲為式(II)所示的化合物，
12.根據(jù)權利要求11所述的潤滑脂，其中，每個R1獨立地選自C8-C24的烷基、C8-C24的環(huán)烷基或C6-C10芳基，R2選自C2-C12的亞烷基或C6-C14的亞芳基，每個R3獨立地選自C6-C30的亞烷基、C6-C30的亞環(huán)烷基或C6-C30的亞芳基。
13.根據(jù)權利要求12所述的潤滑脂，其中，每個R1獨立地選自CIO-C18的烷基、CIO-C18的環(huán)烷基、苯基、C1-C3的烷基取代的苯基或鹵素取代的苯基，R2選自C2-C8的亞烷基、亞苯基或亞聯(lián)苯基，每個R3獨立地選自亞甲苯基、亞甲基二苯基、亞二環(huán)己基甲基、亞間苯二甲基或亞己基。
14.根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述潤滑基礎油為礦物油、植物油和合成油中的至少一種。
15.根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的潤滑脂，其中，所述潤滑脂還含有極壓抗磨齊U、抗氧劑和防銹劑中的至少一種。
16.根據(jù)權利要求15所述的潤滑脂，其中，相對于100重量份的所述潤滑基礎油，所述極壓抗磨劑、抗氧劑和防銹劑的總含量為0.1-15重量份。
17.根據(jù)權利要求15所述的潤滑脂，其中，所述極壓抗磨劑為二硫代二烷基磷酸鋅、二硫代二烷基氨基甲酸鋅、三苯基硫代磷酸酯、有機鑰絡合物、硫化烯烴、二硫化鑰、聚四氟乙烯、硫代磷酸鑰、氯化石蠟、二丁基二硫代氨基甲酸銻、二硫化鎢、二硫化硒、氟化石墨、碳酸鈣和氧化鋅中的至少一種；所述抗氧劑為二苯胺、二異辛基二苯胺、苯基-a -萘胺、2，6- 二叔丁基對甲酚和2，6-二叔丁基-a-二甲氨基對甲酚中的至少一種；所述防銹劑為石油磺酸鋇、石油磺 酸鈉、苯駢噻唑、苯駢三氮唑、環(huán)烷酸鋅和烯基丁二酸中的至少一種。
18.一種復合鈣基四聚脲潤滑脂的制備方法，該方法包括以下步驟: (1)在潤滑基礎油的存在下，將二異氰酸酯、二胺和單胺接觸反應，將反應后得到的混合物升溫煉制，其中，二異氰酸酯、二胺和單胺的摩爾比為(1.9-2.1): I: (1.9-2.1)； (2)在潤滑基礎油的存在下，將氫氧化鈣與高級脂肪酸和二元芳香酸接觸反應，將反應后得到的混合物進行升溫脫水； (3)將步驟(I)得到的產物和步驟(2)得到的產物混合。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述接觸反應的條件包括:反應溫度為60-120°C，反應時間為5-60分鐘。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述煉制的條件包括:溫度為200-220°C，時間為1-30分鐘。
21.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，在步驟(I)中，二異氰酸酯、二胺和單胺的摩爾比為2:1:2。
22.根據(jù)權利要求18或21所述的方法，其中，所述單胺的通式為R1NH2，其中，R1為C8-C24的烷基、C8-C24的環(huán)烷基或C6-C10芳基。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中，所述單胺為苯胺、間氯苯胺、對氯苯胺、對甲苯胺、十二胺、十四胺、十六胺和十八胺中的至少一種。
24.根據(jù)權利要求18或21所述的方法，其中，所述二胺的通式為NH2-R2-NH2，其中，R2為C2-C12的亞烷基或C6-C14的亞芳基。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中，所述二胺為乙二胺、丙二胺、1，6_己二胺、對苯二胺、鄰苯二胺和4，4’ -聯(lián)苯二胺中的至少一種。
26.根據(jù)權利要求18或21所述的方法，其中，所述二異氰酸酯的通式為OCN-R3-NCO,其中，R3為C6-C30的亞烷基、C6-C30的亞環(huán)烷基或C6-C30的亞芳基。
27.根據(jù)權利要求26所述的方法，其中，所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯、1，6_亞己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲基二異氰酸酯和間苯二甲基二異氰酸酯中的至少一種。
28.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述接觸反應的條件包括反應溫度為40-85°C，反應時間為20-120分鐘。
29.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，相對于100重量份的所述潤滑基礎油的總用量，步驟(I)中的二異氰酸酯、二胺和單胺的總用量為O. 5-22重量份，步驟(2)中的氫氧化鈣、高級脂肪酸和二元芳香酸的總用量為2. 2-36重量份。
30.根據(jù)權利要求18或29所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述高級脂肪酸與所述二元芳香酸的摩爾比為I : O. 1-10。
31.根據(jù)權利要求30所述的方法，其中，所述高級脂肪酸與所述二元芳香酸的摩爾比為 I : O. 2-5。
32.根據(jù)權利要求18或29所述的方法，其中，所述方法還包括在步驟(I)-步驟(3)中的至少一個步驟中加入極壓抗磨劑、抗氧劑和防銹劑中的至少一種。
33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中，相對于100重量份的所述潤滑基礎油的總用量，所述極壓抗磨劑、抗氧劑和防銹劑的總用量為O. 1-15重量份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合鈣基四聚脲潤滑脂，該潤滑脂含有潤滑基礎油、四聚脲和復合鈣皂，所述復合鈣皂為高級脂肪酸鈣和二元芳香酸鈣的混合物。本發(fā)明還涉及一種復合鈣基四聚脲潤滑脂的制備方法，該方法包括以下步驟(1)在潤滑基礎油的存在下，將二異氰酸酯、二胺和單胺接觸反應，將反應后得到的混合物升溫煉制，其中，二異氰酸酯、二胺和單胺的摩爾比為(1.9-2.1)∶1∶(1.9-2.1)；(2)在潤滑基礎油的存在下，將氫氧化鈣與高級脂肪酸和二元芳香酸接觸反應，將反應后得到的混合物進行升溫脫水；(3)將步驟(1)得到的產物和步驟(2)得到的產物混合。根據(jù)本發(fā)明的所述復合鈣基聚脲潤滑脂具有優(yōu)良的綜合性能。
文檔編號C10M177/00GK103254970SQ201210041669
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權日2012年2月21日
發(fā)明者孫洪偉, 王佳, 沈言謹, 何懿峰, 劉磊, 翟浩川, 段慶華, 劉中其, 姜靚 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院