一種復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂及其制備方法。以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，該潤滑脂包括以下組分：1)非牛頓體環(huán)烷酸鈣10-70%；2)高級脂肪酸的鈣鹽1-10%；3)芳酸的鈣鹽1-15%;4)八聚脲0.5-30%；5)潤滑基礎(chǔ)油10-80%。所述潤滑脂采用了石油環(huán)烷酸鈣或合成環(huán)烷酸鈣為原料，同時(shí)含有復(fù)合鈣稠化劑和八聚脲化合物。該潤滑脂具有極好的極壓抗磨性和超長潤滑壽命，同時(shí)還具有優(yōu)良的粘附性、抗水性、膠體安定性、高滴點(diǎn)、熱安定性、防腐蝕性、抗鹽霧性等性能。
【專利說明】一種復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潤滑劑，確切的說是一種復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高堿值環(huán)烷酸鈣具有較好的清凈分散性，良好的酸中和能力和優(yōu)異的擴(kuò)散性，可以被用作潤滑油的清凈劑，廣泛用于內(nèi)燃機(jī)潤滑油的添加劑，其技術(shù)發(fā)展主要是使其高堿化，就是把碳酸鈣用具有表面活性的環(huán)酸鈣來分散到稀釋油里成為一種膠體分散體系。高堿值環(huán)烷酸鈣多是從原油蒸餾得到的餾分油中提取的酸性組分，經(jīng)與Ca(OH)2反應(yīng)、碳酸化等聞喊化技術(shù)而得，有關(guān)制備的相關(guān)專利有CN 1465560等。
[0003]利用高堿值磺酸鈣為原料生產(chǎn)潤滑脂的因其具有優(yōu)異的高低溫性能、機(jī)械安定性、膠體安定性、氧化安定性、抗水性、防腐蝕性和防銹抗磨性，自投入市場以來，引起國內(nèi)外潤滑脂行業(yè)的廣泛關(guān)注，然而，盡管高堿值復(fù)合磺酸鈣基潤滑脂具有十分優(yōu)異的綜合性能，但其生產(chǎn)原料高堿值磺酸鈣的高昂價(jià)格和本身復(fù)雜的制備工藝導(dǎo)致其沒有被迅速推廣，同時(shí)，隨著人們對環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，高堿值磺酸鈣生產(chǎn)過程中必經(jīng)的磺化過程對環(huán)境的污染也日益受到人們的關(guān)注。找到一種性能和高堿值復(fù)合磺酸鈣類似但又可避免上述問題的潤滑脂成為人們目前面臨的一大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂，這種潤滑脂采用了石油環(huán)烷酸鈣或合成環(huán)烷酸鈣為原料，同時(shí)含有復(fù)合鈣稠化劑和八聚脲化合物。
[0005]本發(fā)明還提供上述 潤滑脂的制備方法。
[0006]本發(fā)明提供的環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包括以下組分:
[0007]I)非牛頓體環(huán)烷酸鈣10-70%，優(yōu)選20-60%，最優(yōu)選30-55% ；
[0008]2)高級脂肪酸的鈣鹽1_10%，優(yōu)選2-6%，最優(yōu)選2.2-4.2%;
[0009]3)芳酸的鈣鹽1_15%，優(yōu)選2-12%，最優(yōu)選3-10% ；
[0010]4)八聚脲 0.5-30%,優(yōu)選 1-20%，最優(yōu)選 2-10% ；
[0011 ] 5)潤滑基礎(chǔ)油，10-80%，優(yōu)選20-70%，最優(yōu)選30_60%。
[0012]所述非牛頓體環(huán)烷酸鈣在紅外譜圖87301^-8860^1處出現(xiàn)晶型碳酸鈣特征吸收峰，總堿值為250mgK0H/g-450mgK0H/g，優(yōu)選300mgK0H/g-400mgK0H/g。所述非牛頓體環(huán)烷酸鈣是由牛頓體環(huán)烷酸鈣通過轉(zhuǎn)化劑轉(zhuǎn)化得到。而牛頓體環(huán)烷酸鈣中含有無定型碳酸鈣，在紅外譜圖中86001^-8650^1處出現(xiàn)特征吸收峰。所述牛頓體環(huán)烷酸鈣是石油環(huán)烷酸鈣或合成環(huán)烷酸鈣，其總堿值為250mgK0H/g-450mgK0H/g，優(yōu)選300mgK0H/g-400mgK0H/g，轉(zhuǎn)化成非牛頓體環(huán)烷酸鈣后，其堿值不變。
[0013]所說的高級脂肪酸是碳數(shù)為8-20，優(yōu)選10-16的直鏈脂肪酸或羥基脂肪酸，例如月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二十烷基羧酸中的一種或多種混合物，優(yōu)選12-羥基硬脂酸。
[0014]所說的芳酸是至少有I個(gè)羧基與芳環(huán)直接相連的羧酸，其它取代基可以是氫、烷基、烯基、炔基、芳基、鹵代或全鹵代的烷基或芳基等，分子量小于等于550。所述芳酸優(yōu)選二元芳酸，例如，可以選自未取代的或C1-C5烷基取代的鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸中的一種或幾種。優(yōu)選鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、聯(lián)苯二甲酸，以及甲基取代的聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸等中的一種或幾種。
[0015]本發(fā)明潤滑脂中還可以含有小分子無機(jī)酸和/或小分子脂肪酸的鈣鹽。所說小分子無機(jī)酸或小分子脂肪酸的分子量小于等于150。其中，小分子無機(jī)酸可以選自硼酸、磷酸、硫酸等中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選硼酸和/或磷酸；小分子脂肪酸可以選自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸等中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選乙酸。
[0016]所述八聚脲具有以下結(jié)構(gòu):
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包括以下組分: I)非牛頓體環(huán)烷酸鈣10-70% ；2)高級脂肪酸的鈣鹽1-10% ；3)芳酸的鈣鹽1-15% ；4)八聚脲0.5-30% ；5)潤滑基礎(chǔ)油10-80%。
2.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，其中以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包括以下組分: I)非牛頓體環(huán)烷酸鈣20-60% ；2)高級脂肪酸的鈣鹽2-6% ；3)芳酸的鈣鹽2-10% ；4)八聚脲1-20% ；5)潤滑基礎(chǔ)油20-70%。
3.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，所述非牛頓體環(huán)烷酸鈣在紅外譜圖STScnr1-SSecnr1處出現(xiàn)晶型碳酸鈣特征吸收峰，其總堿值為250-450mgK0H/g。
4.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，所說的高級脂肪酸是碳數(shù)為8-20的直鏈脂肪酸或羥基脂肪酸。
5.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，所說的高級脂肪酸選自月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二十烷基羧酸中的一種或多種混合物。
6.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，所述芳酸是至少有I個(gè)羧基與芳環(huán)直接相連的羧酸，其它取代基可以是氫、烷基、烯基、炔基、芳基、鹵代或全鹵代的烷基或芳基，分子量小于550。
7.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，所述芳酸選自未取代的或C1-C5烷基取代的鄰苯二甲酸、間苯二甲 酸、對苯二甲酸、聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸中的一種或幾種。
8.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，其中還含有小分子無機(jī)酸和/或小分子脂肪酸的鈣鹽，所述小分子無機(jī)酸和/或小分子脂肪酸分子量小于等于150。
9.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，所說的小分子無機(jī)酸選自硼酸、磷酸、硫酸中的一種或幾種的混合物，所說的小分子脂肪酸選自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸中的一種或幾種的混合物。
10.按照權(quán)利要求1所述的潤滑脂，其中，所說的八聚脲具有以下結(jié)構(gòu):
OOOOO , Il , Il , Il , Il , Il R!-NH—C-NH-R'-NH-C-NH-R"-NH-C-NH-R"—NH-C-NH-R——NH-C-NH-OOO
Il , Il ’ Il ,—R —NH一C-NH—R*—NH一C-NH-R---MH一C-NH — R1 其中，R1是烷基、環(huán)烷基或芳基，R2是亞烷基或亞芳基，R3是亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。
11.按照權(quán)利要求10所述的潤滑脂，其中，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；R2是亞苯基或亞聯(lián)苯基或碳數(shù)為2~12的亞烷基；R3是碳數(shù)為6~30的亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。
12.按照權(quán)利要求11所述的潤滑脂，其中，R1是苯基或CfC3烷基或鹵素取代的苯基，或碳數(shù)為1(T18的烷基或環(huán)烷基，R2是亞苯基或亞聯(lián)苯基，或碳數(shù)為21的亞烷基；R3選自甲基亞苯基、二苯基亞甲基、二環(huán)己基亞甲基、間二甲基亞苯基和亞己基中的至少一種。
13.權(quán)利要求f12之一所述復(fù)合環(huán)烷酸鈣基八聚脲潤滑脂的制備方法，包括: (I)在反應(yīng)釜A中將牛頓體環(huán)烷酸鈣、部分基礎(chǔ)油和轉(zhuǎn)化劑混合、加熱，使物料變稠成脂狀；(2)向上述反應(yīng)釜中加入石灰或氫氧化鈣，分別加入高級脂肪酸和芳酸，升溫脫水； (3)在反應(yīng)釜A的產(chǎn)物中或在反應(yīng)釜B中加入部分基礎(chǔ)油和二異氰酸酯，先加入二胺進(jìn)行反應(yīng)，再次加入二胺進(jìn)行反應(yīng)，最后再加入單胺進(jìn)行反應(yīng)，各次所加的二異氰酸酯、二胺、二胺與單胺的摩爾比為4:2:1:2 ; (4)將反應(yīng)釜A中的物料混合均勻，或?qū)⒎磻?yīng)釜A和B的物料合并后混合均勻，升溫到200-220° C恒溫?zé)捴?，冷卻，加入余量基礎(chǔ)油，加入必要的添加劑，得到成品。
14.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，步驟(1)中，將牛頓體環(huán)烷酸鈣、部分基礎(chǔ)油混合加熱到50-90° C，依次加入所需的轉(zhuǎn)化劑進(jìn)行反應(yīng)，所有轉(zhuǎn)化劑加完后升溫，在60-100° C恒溫60-90分鐘，使物料變稠為脂狀。
15.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，步驟(2)中，在85-100°C加入石灰或氫氧化鈣的懸濁液，在85-100° C加入高級脂肪酸，攪拌5-20分鐘，加入芳酸，以及必要的小分子無機(jī)酸和/或小分子脂肪酸，攪拌5-20分鐘，升溫到105-120° C，脫水。
16.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，步驟(3)中，在步驟(2)的產(chǎn)物中或另一反應(yīng)釜中加入部分基礎(chǔ)油和二異氰酸酯，攪拌均勻，加入二胺，反應(yīng)2-8分鐘，再次加入二胺反應(yīng)2-8分鐘，加入單胺反應(yīng)2-8分鐘。
17.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，步驟(4)中，將步驟(2)和(3)的產(chǎn)物混合均勻后升溫，在100-120° C恒溫10-20分鐘，最后升溫到200-220° C恒溫5_10分鐘；冷卻到150-160° C，加入余量潤滑基礎(chǔ)油，待溫度冷卻到100-120° C，加入必要的添加劑，攪拌，循環(huán)過濾、均化、脫氣。
18.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，所述牛頓體環(huán)烷酸鈣是石油環(huán)烷酸鈣或合成環(huán)烷酸鈣，其總堿值為250-450mgK0H/g。
19.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，所說轉(zhuǎn)化劑選自C1-C5的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酮、脂肪醛、脂肪胺、環(huán)烷胺、環(huán)烷醇、醚，以及碳酸鈣、硼酸、膦酸、二氧化碳、苯酚、芳香醇、芳香胺、C8-C20烷基苯磺酸、C16-C62環(huán)烷酸、水中的一種或幾種，轉(zhuǎn)化劑的加入量為牛頓體環(huán)烷酸鈣重量的2-30%。
20.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，所說轉(zhuǎn)化劑選自十二烷基苯磺酸、C16-C62環(huán)烷酸、甲醇、丁醇、醋酸和水中的一種或幾種，轉(zhuǎn)化劑的加入量為牛頓體環(huán)烷酸鈣重量的6-22%。
21.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，其中，所說單胺結(jié)構(gòu)式為R1-NH2，其中R1是烷基、環(huán)烷基或芳基，烷基或環(huán)烷基碳數(shù)為24，芳基是苯基或取代苯基。
22.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，其中，所說的單胺是選自苯胺、間氯苯胺、對氯苯胺和/或?qū)妆桨返姆及?，?或選自十二胺、十四胺、十六胺和/或十八胺的脂肪胺。
23.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，其中，所說的二胺結(jié)構(gòu)式為NH2-R2-NH2，其中的R2是亞烷基或亞芳基，亞烷基的碳數(shù)為2~12，亞芳基是亞苯基或亞聯(lián)苯基。
24.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，其中，所說的二胺選自對苯二胺、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-己二胺的脂肪胺。
25.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，其中，所說的二異氰酸酯結(jié)構(gòu)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。
26.按照權(quán)利要求13所述的制備方法，其中，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯， 1，6-己二異氰酸酯，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，或苯二亞甲基二異氰酸酯中的至少一種。
【文檔編號】C10M123/02GK103695075SQ201210365275
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】何懿峰, 李玲, 孫洪偉, 段慶華, 張建榮, 劉中其, 劉磊, 姜靚, 陳政, 鄭會(huì) 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(xué)研究院