一種鈣鋯基聚脲潤滑脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈣鋯基聚脲潤滑脂，以潤滑脂重量為基準，包括以下組分：1-59重量%的鈣鋯基稠化劑；1-59重量%的聚脲化合物；40-95重量%的基礎油，其中，鈣鋯基稠化劑是由組分A、組分B和組分C反應生成的鈣鋯皂，組分A為高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，組分B為鈣的氧化物和/或氫氧化物，組分C為鋯的氧化物、鋯的氫氧化物和烷氧基鋯中的至少一種。還公開了鈣鋯基聚脲潤滑脂的制備方法及其制備的鈣鋯基聚脲潤滑脂。本發(fā)明的鈣鋯基聚脲潤滑脂，具有更好的耐高溫性、機械安定性、抗水性和粘附性、抗鹽霧性、膠體安定性和極壓抗磨性，本發(fā)明的潤滑脂的制備工藝簡單、成本低，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。
【專利說明】-種巧錯基聚服潤滑脂及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及潤滑脂，具體地，涉及一種巧鉛基聚脈潤滑脂及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 鉛作為一種過渡金屬元素屬于IVB族，位于第5周期。含鉛化合物具有優(yōu)良的潤 滑作用，常被用作潤滑添加劑，如CN101113382和JP1973038444將鉛的氧化物作為潤滑劑 添加劑改善了磨損性；W02007143414和US20060063682介紹了四氣化鉛可作為減磨添加劑 成為潤滑劑的組分之一；US20060254823發(fā)現(xiàn)含有2-己基己酸鉛鹽的潤滑劑表現(xiàn)出很好的 耐重負荷和抗磨性能；US20050043189發(fā)現(xiàn)氣鉛酸鹽如氣鉛酸鉛可作為氧化抑制劑用在潤 滑劑中；DE102004021812發(fā)現(xiàn)將碳酸鉛、賴酸鉛或磯酸鉛等無機鹽加入到潤滑脂里面可W 提高抗磨損性。
[0003] W鉛鹽作為稠化劑制備鉛基潤滑脂的專利有US4189387,稠化劑是由有機次磯酸 或一元駿酸與氨氧化鉛反應制得，所制得的潤滑脂具有較好的極壓抗磨性，但潤滑脂的其 他性能仍有待于進一步提局。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫性、機械安定性、抗水性和粘附性、抗鹽霧性、膠 體安定性和極壓抗磨性均較好，成本低，制備工藝簡單的巧鉛基聚脈潤滑脂及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，W潤滑脂重量為基準，包括W下組分；1-59重量％ 的巧鉛基稠化劑；1-59重量％的聚脈化合物；40-95重量％的基礎油，其中，所述巧鉛基稠化 劑是由組分A、組分B和組分C反應生成的巧鉛皂，其中，所述組分A為高級脂肪酸與小分 子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，所述組分B為巧的氧化物和/或氨氧化物，所述 組分C為鉛的氧化物、鉛的氨氧化物和焼氧基鉛中的至少一種。該潤滑脂具有較好的耐高 溫性、機械安定性、抗水性和粘附性、抗鹽霧性、膠體安定性和極壓抗磨性，且成本低，制備 工藝簡單。
[0006] 因此，為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種巧鉛基聚脈潤滑脂，W潤滑 脂重量為基準，包括W下組分；1-59重量％的巧鉛基稠化劑；1-59重量％的聚脈化合物； 40-95重量％的基礎油，其中，所述巧鉛基稠化劑是由組分A、組分B和組分C反應生成的巧 鉛皂，其中，所述組分A為高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，所 述組分B為巧的氧化物和/或氨氧化物，所述組分C為鉛的氧化物、鉛的氨氧化物和焼氧基 鉛中的至少一種。
[0007] 優(yōu)選地，W潤滑脂重量為基準，包括W下組分；3-40重量％的巧鉛基稠化劑；2-40 重量％的聚脈化合物；50-93重量％的基礎油。
[0008] 優(yōu)選地，所述巧鉛基稠化劑中，巧和鉛的摩爾比為1 ;0. 1-10 ;更優(yōu)選為1 ;0. 25-4。
[0009] 優(yōu)選地，所述組分C為鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的混合物，W鉛計， 鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的摩爾比為1 ;〇. 1-10 ;更優(yōu)選為1 ;〇. 5-5。
[0010] 第二方面，本發(fā)明提供了如上所述的巧鉛基聚脈潤滑脂的制備方法，該方法包括： 將巧鉛基稠化劑、聚脈化合物和部分基礎油混合均勻，在180-23(TC恒溫煉制，加入余量基 礎油，加入必要的添加劑，得到成品。
[0011] 第H方面，本發(fā)明提供了一種巧鉛基聚脈潤滑脂的制備方法，該方法包括：
[001引（1)將組分A、組分B和組分C在基礎油中混合，升溫排水皂化，其中，所述組分A 為高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，所述組分B為巧的氧化物 和/或氨氧化物，所述組分C為鉛的氧化物、鉛的氨氧化物和焼氧基鉛中的至少一種；
[0013] (2)在步驟（1)所得混合物中加入基礎油和單胺，或還加入二胺，加入二異氯酸醋 進行反應；
[0014] (3)將步驟（2)所得混合物升溫到180-230°C恒溫煉制，加入基礎油，加入必要的 添加劑，得到成品。
[0015] 優(yōu)選地，步驟（1)中，巧和鉛的摩爾比為1 ;0. 1-10,更優(yōu)選為1 ;0. 25-4。
[001引優(yōu)選地，步驟（1)中，將所述組分A和基礎油混合加熱到60-90。加入組分B和 組分C，在90-12(TC排水皂化，其中，組分C為鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的混 合物，W鉛計，鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的摩爾比為1 ;0. 1-10,更優(yōu)選為1 ; 0.弓-弓。
[0017] 第四方面，本發(fā)明提供了由如上所述的方法制得的巧鉛基聚脈潤滑脂。
[0018] 本發(fā)明的巧鉛基聚脈潤滑脂，相比鉛基聚脈潤滑脂，具有更好的耐高溫性、機械安 定性、抗水性和粘附性、抗鹽霧性、膠體安定性和極壓抗磨性，尤其當潤滑脂中巧和鉛的摩 爾比為1 ;0. 25-4 ;制備巧鉛基稠化劑的鉛的原料為鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛 的混合物；W鉛計，鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的摩爾比為1 ;〇. 5-5時，巧鉛基 聚脈潤滑脂的耐高溫性、抗水性和粘附性、膠體安定性能夠得到極大提高。本發(fā)明的潤滑脂 的制備工藝簡單、成本低，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。本發(fā)明的潤滑脂可廣泛用于高速、重負荷運轉、油 田鉆井等軸承潤滑。
[0019] 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W詳細說明。

【具體實施方式】
[0020] W下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0021] 本發(fā)明提供了一種巧鉛基聚脈潤滑脂，該種潤滑脂同時含有巧鉛基稠化劑、W及 異氯酸醋和胺反應產(chǎn)生的聚脈化合物。
[0022] 本發(fā)明還提供了上述潤滑脂的制備方法。
[0023] 一方面，本發(fā)明提供了巧鉛基聚脈潤滑脂，W潤滑脂重量為基準，包括W下組分： 1-59重量％的巧鉛基稠化劑；1-59重量％的聚脈化合物；40-95重量％的基礎油，其中，巧 鉛基稠化劑是由組分A、組分B和組分C反應生成的巧鉛皂，其中，組分A為高級脂肪酸與小 分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，組分B為巧的氧化物和/或氨氧化物，組分C 為鉛的氧化物、鉛的氨氧化物和焼氧基鉛中的至少一種。
[0024] 優(yōu)選地，W潤滑脂重量為基準，包括W下組分；3-40重量％的巧鉛基稠化劑；2-40 重量％的聚脈化合物；50-93重量％的基礎油；更優(yōu)選地，W潤滑脂重量為基準，包括W下組 分；5-30重量％的巧鉛基稠化劑；2-30重量％的聚脈化合物；60-90重量％的基礎油。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，盡管具有上述組分的巧鉛基聚脈潤滑脂，即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，即 潤滑脂具有較好的耐高溫性、機械安定性、抗水性和粘附性、抗鹽霧性、膠體安定性和極壓 抗磨性，但當巧鉛基稠化劑中，巧和鉛的摩爾比為1 ;〇. 1-10,更優(yōu)選為1 ;〇. 25-4時，可進一 步提高潤滑脂的耐高溫性、機械安定性、抗水性和粘附性、膠體安定性。因此，本發(fā)明的巧鉛 基稠化劑中，巧和鉛的摩爾比優(yōu)選為1 ;〇. 1-10,更優(yōu)選為1 ;〇. 25-4。
[0026] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，當組分C為鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼 氧基鉛的混合物時，即鉛的原料為鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的混合物時，可 進一步提高潤滑脂的耐高溫性、機械安定性、抗水性和粘附性、膠體安定性和極壓抗磨性， 因此，組分C優(yōu)選為鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的混合物，其中，W鉛計，鉛的氧 化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的摩爾比優(yōu)選為1 ;〇. 1-10,更優(yōu)選為1 ;〇. 2-8,更進一步 優(yōu)選為1 ;〇. 5-5,在鉛的氧化物和/或氨氧化物與焼氧基鉛的優(yōu)選摩爾比的情況下，能夠進 一步提高潤滑脂的耐高溫性、抗水性和粘附性、膠體安定性和極壓抗磨性。
[0027] 本發(fā)明中，高級脂肪酸可W為碳數(shù)為8-24,優(yōu)選10-20的直鏈脂肪酸或輕基脂肪 酸，例如月桂酸、油酸、蹤擱酸、硬脂酸、12-輕基硬脂酸、二十焼基駿酸中的至少一種，更優(yōu) 選為12-輕基硬脂酸。
[0028] 本發(fā)明中，小分子無機酸優(yōu)選為測酸和/或磯酸，低級直鏈脂肪酸可W為一元酸 或二元酸，例如，可W選自甲酸、己酸、丙酸、下酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、己二酸、丙二酸、 下二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和月桂二酸中的至少一種。
[0029] 本發(fā)明中，高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的摩爾比優(yōu)選為1 : 0. 2-10,更優(yōu)選為 1 ;0. 4-5。
[0030] 本發(fā)明中，高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸所含化的摩爾數(shù)之 和等于全部中和巧的氧化物、巧的氨氧化物、鉛的氧化物、鉛的氨氧化物和焼氧基鉛所需的 H+的摩爾數(shù)，但巧的氧化物、巧的氨氧化物、鉛的氧化物、鉛的氨氧化物和焼氧基鉛相對于 高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸可W過量1-10%。
[0031] 本發(fā)明中，巧的氧化物和/或氨氧化物可W為化0、化(0H)2 ;鉛的氧化物和/或氨 氧化物優(yōu)選選自Zr化、ZrO (0H) 2、Zr (0H) 4 W及它們的水合物中的至少一種。ZrO (0H) 2的水合 物可W為新制的濕氨氧化鉛，其可W通過ZrOXs .S&CKX為F、C1、化或I)或ZrO(N〇3)2 '2&0 等與堿反應獲得，其中，堿可W為化〇H、KOH、濃氨水等，優(yōu)選ZrOCls ?細2〇與化0H反應。
[0032] 本發(fā)明中，焼氧基鉛的通式可W為Zr(ORi)" Ri可W為C1-C10的焼基，優(yōu)選為 C2-C6的焼基；更優(yōu)選地，焼氧基鉛選自己醇鉛、正丙醇鉛、正下醇鉛、叔下醇鉛和正戊醇 鉛中的至少一種。
[0033] 本發(fā)明中，所述聚脈化合物無特殊要求，可W為本領域常用的聚脈化合物，例如可 W為二聚脈化合物、四聚脈化合物、六聚脈化合物和八聚脈化合物中的至少一種。其中二聚 脈化合物、四聚脈化合物、六聚脈化合物、八聚脈化合物的重量比可W為任意比例。更優(yōu)選 所述聚脈化合物為二聚脈化合物。
[0034] 本發(fā)明中，所述二聚脈化合物優(yōu)選具有W下結構：
[00 巧]

【權利要求】
1. 一種鈣鋯基聚脲潤滑脂，其特征在于，以潤滑脂重量為基準，包括以下組分：1-59重 量％的鈣鋯基稠化劑；1-59重量％的聚脲化合物；40-95重量％的基礎油，其中，所述鈣鋯基 稠化劑是由組分A、組分B和組分C反應生成的鈣鋯皂，其中，所述組分A為高級脂肪酸與小 分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，所述組分B為鈣的氧化物和/或氫氧化物，所 述組分C為鋯的氧化物、鋯的氫氧化物和烷氧基鋯中的至少一種。
2. 根據(jù)權利要求1所述的潤滑脂，其中，以潤滑脂重量為基準，包括以下組分：3-40重 量％的鈣鋯基稠化劑；2-40重量％的聚脲化合物；50-93重量％的基礎油。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述鈣鋯基稠化劑中，鈣和鋯的摩爾比為 1 :0· 1-10。
4. 根據(jù)權利要求3所述的潤滑脂，其中，所述鈣鋯基稠化劑中，鈣和鋯的摩爾比為1 : 0·25-4。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述組分C為鋯的氧化物和/或氫氧 化物與烷氧基鋯的混合物，以鋯計，鋯的氧化物和/或氫氧化物與烷氧基鋯的摩爾比為1 : 0·1-10。
6. 根據(jù)權利要求5所述的潤滑脂，其中，以鋯計，鋯的氧化物和/或氫氧化物與烷氧基 鋯的摩爾比為1 :〇. 5-5。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述高級脂肪酸為碳數(shù)為8-24的直鏈脂 肪酸或羥基脂肪酸。
8. 根據(jù)權利要求7所述的潤滑脂，其中，所述高級脂肪酸選自月桂酸、油酸、棕櫚酸、硬 脂酸、12-羥基硬脂酸、二十烷基羧酸中的至少一種。
9. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述小分子無機酸為硼酸和/或磷酸，所 述低級直鏈脂肪酸選自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、乙二酸、丙二酸、丁 二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和月桂二酸中的至少一種。
10. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，高級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級 直鏈脂肪酸的摩爾比為1 :〇. 2-10。
11. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，鋯的氧化物和/或氫氧化物選自Zr02、 ZrO(OH)2、Zr (OH)4以及它們的水合物中的至少一種。
12. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述烷氧基鋯的通式為Zr(OR1)4, R1為 Cl-ClO的烷基。
13. 根據(jù)權利要求12所述的潤滑脂，其中，所述烷氧基鋯選自乙醇鋯、正丙醇鋯、正丁 醇鋯、叔丁醇鋯和正戊醇鋯中的至少一種。
14. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述聚脲化合物為二聚脲化合物、四聚脲 化合物、六聚脲化合物和八聚脲化合物中的至少一種。
15. 根據(jù)權利要求14所述的潤滑脂，其中，所述聚脲化合物為二聚脲化合物，該化合物 具有以下結構：
其中，R1、R1'是烷基、環(huán)烷基或芳基，R3是亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。
16. 根據(jù)權利要求15所述的潤滑脂，其中，R1、R1'是苯基或取代的苯基，或碳數(shù)為8-24 的烷基或環(huán)烷基；R3是碳數(shù)為6-30的亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。
17. 根據(jù)權利要求16所述的潤滑脂，其中，R1、!?1'是苯基或C1-C3的烷基或鹵素取代的 苯基，或碳數(shù)為10-18的烷基或環(huán)烷基，R3
、
和--(CH2)6--中的至少一種。
18. 根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑脂，其中，所述基礎油選自礦物油、合成油和植物油 中的至少一種，所述基礎油l〇〇°C運動粘度為2-150mm 2/s。
19. 權利要求1-18中任意一項所述的鈣鋯基聚脲潤滑脂的制備方法，其特征在于，該 方法包括：將鈣鋯基稠化劑、聚脲化合物和部分基礎油混合均勻，在180-230°C恒溫煉制， 加入余量基礎油，加入必要的添加劑，得到成品。
20. -種鈣鋯基聚脲潤滑脂的制備方法，其特征在于，該方法包括： (1) 將組分A、組分B和組分C在基礎油中混合，升溫排水皂化，其中，所述組分A為高 級脂肪酸與小分子無機酸和/或低級直鏈脂肪酸的混合物，所述組分B為鈣的氧化物和/ 或氫氧化物，所述組分C為鋯的氧化物、鋯的氫氧化物和烷氧基鋯中的至少一種； (2) 在步驟（1)所得混合物中加入基礎油和單胺，或還加入二胺，加入二異氰酸酯進行 反應； (3) 將步驟（2)所得混合物升溫到180-230°C恒溫煉制，加入基礎油，加入必要的添加 齊U，得到成品。
21. 根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，步驟（1)中，鈣和鋯的摩爾比為1 :0. 1-10。
22. 根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，步驟（1)中，鈣和鋯的摩爾比為1 :0. 25-4。
23. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，步驟（1)中，將所述組分A和基 礎油混合加熱到60-90°C，加入組分B和組分C，在90-120°C排水皂化，其中，組分C為鋯的 氧化物和/或氫氧化物與烷氧基鋯的混合物，以鋯計，鋯的氧化物和/或氫氧化物與烷氧基 鋯的摩爾比為1 :〇. 1-10。
24. 根據(jù)權利要求23所述的方法，其中，以鋯計，鋯的氧化物和/或氫氧化物與烷氧基 鋯的摩爾比為1 :〇. 5-5。
25. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，高級脂肪酸與小分子無機酸和 /或低級直鏈脂肪酸的摩爾比為1 :〇. 2-10。
26. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，步驟（2)中，在步驟（1)所得混 合物中加入基礎油和單胺，攪拌2-8分鐘，再加入二異氰酸酯，攪拌2-8分鐘，二異氰酸酯與 單胺的摩爾比為1:2。
27. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，步驟（3)中，先在100-120°C 恒溫10-20分鐘，最后升溫到180-230°C恒溫5-20分鐘；加入基礎油，待溫度冷卻到 80-130°C，加入必要的添加劑，攪拌，循環(huán)過濾、均化、脫氣。
28. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，所述單胺的結構式為R1-NHy R1'-NH 2，其中，R1、R1'是苯基或C1-C3烷基或鹵素取代的苯基，或碳數(shù)為10-18的烷基或環(huán) 燒基。
29. 根據(jù)權利要求28所述的方法，其中，所述單胺是選自苯胺、間氯苯胺、對氯苯胺和/ 或對甲苯胺的芳胺，和/或選自十二胺、十四胺、十六胺和/或十八胺的脂肪胺。
30. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，所述二胺的結構式為 NH2-R2-NH2，其中，R2是碳數(shù)為2-8的亞烷基，或亞苯基或亞聯(lián)苯基。
31. 根據(jù)權利要求30所述的方法，其中，所述二胺是選自對苯二胺、鄰苯二胺、4, 4-聯(lián) 苯二胺的芳香胺和/或選自乙二胺、丙二胺、1，6-己二胺的直鏈脂肪胺。
32. 根據(jù)權利要求20-22中任意一項所述的方法，其中，所述二異氰酸酯的結構為 OCN-R3-NCO, R3是碳數(shù)為6-30的亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。
33. 根據(jù)權利要求32所述的方法，其中，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、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。
34. 由權利要求20-33中任意一項所述的方法制得的鈣鋯基聚脲潤滑脂。
【文檔編號】C10N30/06GK104513697SQ201310461381
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】何懿峰, 孫洪偉, 劉中其, 段慶華, 張建榮, 姜靚, 陳政, 鄭會 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