專利名稱：纖維狀聚脲潤滑脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含基礎(chǔ)油和包含甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物的雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂。更具體地說，本發(fā)明涉及含基礎(chǔ)油和包含甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物的第一種雙脲稠化劑及包含甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺與脂肪脂族胺的反應(yīng)產(chǎn)物的第二種雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂。
多年來，已研制了各種不同用途的潤滑脂。所謂纖維狀鋇基潤滑脂是粘性的和有粘著性的，由于它們的高使用張力已被用來防止拖掛裝置和鐵路車鉤中金屬與金屬間的接觸磨損。在某些地方，為了避免在處理這類鋇基潤滑脂時損害環(huán)境，它們已被禁用。這些纖維狀鋇基潤滑脂通常具有滿意的預(yù)期用途，但它們也有缺點，即纖維狀鋇基潤滑脂用于高溫時會產(chǎn)生漏失現(xiàn)象，并在容器中貯存時往往會變硬。因此，有必要提供更符合環(huán)保要求的纖維狀潤滑脂。
Yasui等人的專利4668411從正反兩方面討論了在第1欄第43行至第2欄第5行中所列的各種雙脲潤滑脂。簡單地說，該參考文獻(xiàn)指出了雙烴基脲在下列情況下會出現(xiàn)的缺點(1)如果兩個烴基基團(tuán)都是至少12個碳原子的烷基，潤滑脂明顯地發(fā)軟，因而不適用于高溫條件(2)如果兩個烴基基團(tuán)都是至多為11個碳原子的烷基，潤滑脂是呈纖維狀的，但在高速條件下容易破裂，因此使用壽命短，以及(3)如果其中一個烴基是芳基或脂環(huán)基，潤滑脂在高溫條件下的機(jī)械穩(wěn)定性就差，明顯地產(chǎn)生漏失以及使用壽命短。
接著，該專利權(quán)人提出了如果一個烴基是環(huán)己基而另一個是烷基中含8-16個碳原子的單烷基苯基的話，雙烴基脲會具有較好的性能。Kinoshita等人的專利4780231或多或少是對Yasui等人專利中觀點的一種支持，但該專利提出，如果雙脲是由一個伯胺與一個仲胺，并且至少一個胺含環(huán)己基基團(tuán)形成的話，雙脲會具有較好的性能。
本發(fā)明的一般目的是提供一種不含鋇的纖維狀潤滑脂。本發(fā)明更具體的目的是提供一種較纖維狀鋇基潤滑脂漏失傾向低的、在容器中貯存時不易發(fā)硬的不含鋇的纖維狀潤滑脂。其它的目的敘述于下文中。
本發(fā)明的一般目的可通過采用包含基礎(chǔ)油和包含甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物的雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂而達(dá)到。主要由這兩種成分組成的潤滑脂是呈纖維狀的、并有高的滴點，因而可用作纖維狀鋇基潤滑脂的替代品。當(dāng)稠化劑包含由甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物組成的第一種雙脲及包括甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺與脂肪脂族胺的反應(yīng)產(chǎn)物的第二種雙脲時，潤滑脂是呈纖維狀的、并具有高的滴點和耐高溫漏失性以及在容器中貯存期間不會變硬。本發(fā)明的所有潤滑脂可用來防止拖掛裝置和鐵路車鉤中金屬與金屬的接觸磨損。
簡單地說，用于本發(fā)明中的主要的纖維狀雙脲稠化劑可通過在基礎(chǔ)油中使甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺反應(yīng)來制備。
用于本發(fā)明的適用脂肪脂族胺是C8-C20烷基胺如正辛基胺、2-乙基己基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、牛脂胺(C16與C18烷基胺的混合物)，氫化牛脂胺；鏈烯基胺，如油基胺等。
用于本發(fā)明的適用烷基苯基胺包含鄰、間或?qū)1-C4烷基苯基胺，如鄰或?qū)谆桨?、對乙基苯胺、對異丙基苯胺、對叔丁基苯胺、鄰正丁基苯胺等?br> 纖維狀雙脲中脂肪脂族胺與烷基苯基胺的摩爾比為約9∶1至1∶9，優(yōu)選2∶3至3∶2。采用基本等當(dāng)量的脂肪脂族胺與烷基苯基胺可獲得最佳的結(jié)果。
商品化的甲苯二異氰酸酯(即2，4與2，6二異氰酸酯的混合物)是優(yōu)選的甲苯二異氰酸酯。
適用于本發(fā)明的基礎(chǔ)油或流體包括通常用作潤滑油基礎(chǔ)油的任何油類，如礦物油、聚丁烯、合成油、植物油、動物油等。
通過在基礎(chǔ)油或流體中以每當(dāng)量二異氰酸酯與約0.5-1.5當(dāng)量的胺反應(yīng)，并加熱至形成凝膠可制得纖維狀雙脲。例如，可分別將二異氰酸酯及胺分散或懸浮在基礎(chǔ)油中，然后將兩種分散體或懸浮體混合在一起，并加熱至約100°F-350°F，直至它們形成雙脲凝膠。
如上所述，纖維狀雙脲或第一種雙脲稠化劑與包含甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺與脂肪脂族胺的反應(yīng)產(chǎn)物的第二種雙脲稠化劑一起使用是優(yōu)選的。
適用于生成第二種雙脲稠化劑的甲苯二異氰酸酯和脂肪脂族胺可以是那些用來生成第一種或纖維狀雙脲稠化劑的任何甲苯二異氰酸酯和脂肪脂族胺，在每種稠化劑中采用相同的化合物是優(yōu)選的。
供形成第二種雙脲稠化劑的適用環(huán)烷基胺包括環(huán)己基胺、甲基環(huán)己基胺、乙基環(huán)己基胺、N，N-二環(huán)己基胺等。
第二種雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與環(huán)烷基胺的摩爾比為約9∶1-1∶9，優(yōu)選2∶3-3∶2。采用基本上等當(dāng)量的脂肪脂族胺與環(huán)烷基胺可獲得最佳的結(jié)果。
通過在基礎(chǔ)油或流體中以每當(dāng)量二異氰酸酯與約0.5-1.5當(dāng)量的胺反應(yīng)，并加熱至形成凝膠，優(yōu)選在剪切條件下，可制得第二種雙脲稠化劑。例如分別將二異氰酸酯及胺分散或懸浮在基礎(chǔ)油中，然后將兩種分散體或懸浮體混合在一起并加熱至約100°F-350°F直至它們形成雙脲凝膠。
第一種與第二種雙脲稠化劑可分別制備，然后根據(jù)需要與較多量的基礎(chǔ)油混和在一起。另一種方法是第一種雙脲稠化劑或第二種雙脲稠化劑可在另一種稠化劑存在下制備。通過在第二種雙脲稠化劑的分散液中制備纖維狀或第一種稠化劑和然后添加附加的基礎(chǔ)油而達(dá)到最佳效果。
例如，可通過如下步驟制備含基礎(chǔ)油和纖維狀的或第一種雙脲稠化劑及第二種雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂(1)使甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺與脂肪脂族胺的基礎(chǔ)油分散體(優(yōu)選甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺與脂肪脂族胺為等摩爾濃度)反應(yīng)，直至基本所有異氰酸酯基團(tuán)基本上反應(yīng)形成雙脲稠化劑；(2)將脂肪脂族胺與烷基苯基胺分散在步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物中；(3)然后將甲苯二異氰酸酯添加到步驟(2)的分散體中(步驟2和3中優(yōu)選采用等摩爾量的甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺和烷基苯基胺)并在現(xiàn)場使其反應(yīng)直至所有異氰酸酯基團(tuán)基本上反應(yīng)形成纖維狀雙脲稠化劑。
纖維狀的或第一種雙脲稠化劑與第二種雙脲稠化劑的重量比為1∶1-19∶1是有利的，優(yōu)選為2∶1-9∶1。
在任何情況下，雙脲混合物需攪拌至聚脲潤滑脂具有所要求的稠度。在100°F -350°F剪切下攪拌之前或之后，該雙脲稠化劑可用基礎(chǔ)油或流體稀釋至約含2-15％(重量)的雙脲。
然后可添加任何常規(guī)添加劑，如另一種稠化劑、極壓添加劑、抗氧化劑、防銹劑、粘度指數(shù)改性劑等。
實施例1將100.8份(重量)甲苯二異氰酸酯在4320份(重量)的粘度為750賽波特通用秒(SUS)的基礎(chǔ)油中的分散體加熱至120°F，緩慢地添加57.6份(重量)環(huán)己基胺，隨后添加152.4份(重量)牛脂胺，溫度保持在120°F-135°F直至所有甲苯二異氰酸酯基本參加反應(yīng)(紅外光譜不再出現(xiàn)2270cm-1峰)。然后借助攪拌在120°F-135°F下添加2586份(重量)粘度為750賽波特通用秒的基礎(chǔ)油、219.6份(重量)對甲苯胺和614.4份(重量)牛脂胺，形成一種胺在第一種雙脲基礎(chǔ)油稠化的組合物中的均勻分散體。于溫度保持在120°F-135°F期間緩慢地添加409份(重量)甲苯二異氰酸酯。在溫度升至310°F-320°F后，加入1800份(重量)粘度為750賽波特通用秒的基礎(chǔ)油、1200份(重量)CaCO3、360份(重量)經(jīng)亞硝酸鈉處理過的白土、60份(重量)烷基化的二苯基胺及120份(重量)MoS2，形成了一種優(yōu)良的纖維狀雙脲潤滑脂。
將該纖維狀潤滑脂與鋇基纖維狀潤滑脂進(jìn)行對照試驗，試驗結(jié)果列于下表I中。
表I試驗方法 ASTM方法 纖維狀聚脲 鋇基密度(磅/加侖) 7.78 7.76錐入度@77°F D-217剪切60次 278 275剪切10000次后(變化)346(+68) 321(+46)剪切100000次后(變化) 372(+94) 380(+105)未擾動(變化) 320(+42) 370(+95)@24小時 @24小時剪切100000次 340(+62) 375(+100)W/10％水(變化)Bethlehem Steel測試 330(+52) 液流測試60X(變化)滾筒安定性(變化)D-1831 330(+52) 300(+25)防銹性 D-1743 合格 失敗滴點，°F D-2265 580 411抗水淋性能，@176°F，％ D-1264 13.8 19.7貯存分油性能，％分油量 D-1742 0.2 0.01基礎(chǔ)油特性粘度@40°cstD-445146.6 146.6粘度@100°cst D-44511.64 11.64粘度指數(shù)D-2270 5151Lincoln排氣計量 D-4049@74°F 250psi300psi@0°F1800psi 1800psi防銅腐蝕性能D-4048 1B1B低溫轉(zhuǎn)矩-滾動軸承，?！っ? D-4693 21.0 24.0防磨損侵蝕性能，磨損量毫克 D-4170 2.3 7.權(quán)利要求
1.含基礎(chǔ)油和由甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物組成的纖維狀雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的潤滑脂，其中纖維狀雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與烷基苯基胺的摩爾比為9∶1至1∶9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的潤滑脂，其中纖維狀雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與烷基苯基胺的摩爾比為2∶3至3∶2，烷基苯基胺是C1-C4烷基苯基胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的潤滑脂，其中脂肪脂族胺是至少選自牛脂胺、氫化牛脂胺和油基胺中的一種胺。
5.含基礎(chǔ)油和由甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物組成的第一種雙脲稠化劑和由甲苯二異氰酸酯、環(huán)己基胺與脂肪脂族胺的反應(yīng)產(chǎn)物組成的第二種雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的潤滑劑，其中第一種雙脲稠化劑與第二種雙脲稠化劑的重量比為1∶1至19∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的潤滑脂，其中第一種雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與烷基苯基胺的摩爾比為9∶1至1∶9，第二種雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與環(huán)烷基胺的摩爾比也為9∶1至1∶9。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的潤滑脂，其中第一種雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與烷基苯基胺的摩爾比為2∶3至3∶2，烷基苯基胺是C1-C4的烷基苯基胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的潤滑脂，其中第二種雙脲稠化劑中脂肪脂族胺與環(huán)烷基胺的摩爾比為2∶3至3∶2，環(huán)烷基胺包括環(huán)己基胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的潤滑脂，其中第一種雙脲稠化劑和第二種雙脲稠化劑中的脂肪脂族胺包括至少選自牛脂胺、氫化牛脂胺及油基胺中的一種胺。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的潤滑脂，其中第一種雙脲稠化劑反應(yīng)產(chǎn)物中烷基苯基胺、脂肪脂族胺、甲苯二異氰酸酯大體上是等摩爾濃度的，第二種雙脲稠化劑的反應(yīng)產(chǎn)物中環(huán)己基胺、脂肪脂族胺和甲苯二異氰酸酯大體上也是等摩爾濃度的。
12.制備含基礎(chǔ)油和纖維狀雙脲或第一種雙脲稠化劑與第二種雙脲稠化劑的纖維狀雙脲潤滑脂的方法包括下列步驟(1)使甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺與脂肪脂族胺的基礎(chǔ)油分散體進(jìn)行反應(yīng)，直至所有的異氰酸酯基團(tuán)已基本上反應(yīng)生成雙脲稠化劑為止；(2)將脂肪脂族胺與烷基苯基胺分散在步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物中；(3)向步驟(2)分散體添加甲苯二異氰酸酯并反應(yīng)至所有異氰酸酯基團(tuán)基本上現(xiàn)場反應(yīng)生成纖維狀稠化劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中步驟(1)生成的雙脲稠化劑與現(xiàn)場生成的纖維狀雙脲稠化劑的重量比為1∶1-1∶19。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在步驟(1)中甲苯二異氰酸酯、環(huán)烷基胺和脂肪脂族胺的用量基本上為等摩爾濃度，在步驟(2)和步驟(3)中，甲苯二異氰酸酯、烷基苯基胺和脂肪脂族胺的用量基本上也為等摩爾濃度。
全文摘要
本文公開了含基礎(chǔ)油和由甲苯二異氰酸酯、脂肪脂族胺與烷基苯基胺的反應(yīng)產(chǎn)物組成的纖維狀雙脲稠化劑的纖維狀潤滑脂。
文檔編號C10M121/04GK1181780SQ96193357
公開日1998年5月13日 申請日期1996年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月22日
發(fā)明者J·C·魯特, M·鮑姆, W·萊斯利 申請人:?？松芯抗こ坦?