专利名称：一种磺酸钙基八聚脲润滑脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及润滑剂，确切的说是一种磺酸钙基八聚脲润滑脂及其制备方法。
背景技术：
磺酸钙被用作润滑油的清净剂和防锈剂已有几十年的历史，广泛用于内燃机润滑油的添加剂，其技术发展主要是使其高碱化，就是把碳酸钙用具有表面活性的烷基苯磺酸钙或烷基羧酸钙来分散到稀释油里成为一种胶体分散体系。高碱值磺酸钙根据生产方式不同可分为石油磺酸钙和合成磺酸钙。石油磺酸钙是用发烟硫酸或SO3磺化矿物润滑油生产白油时的副产物石油磺酸，经与Ca(OH)2反应、碳酸化等高碱化技术而得；合成磺酸钙是用发烟硫酸或SO3磺化合成的烷基苯，生成的烷基苯磺酸经与Ca(OH)2反应、碳酸化等高碱化技术而得。早在20世纪50年代，Sproule等在专利US 2，535，101中以石油磺酸钙与较低分子量的乙基磺酸钙按一定比例共同作为稠化剂稠化矿物油制得磺酸钙基润滑脂，滴点可达205°C左右，远比一般钙基润滑脂高，但稠化能力较小。六七十年代，相继有专利如US 3, 242, 079, US 3，376，222、US 3，816，310、US 4，261，840 等报道了使牛顿体磺酸钙转变成为具有触变性能的非牛顿体的方法，并且引入了磺酸钙的高碱化技术，制成了高碱性磺酸钙基润滑脂。但这些早期的磺酸钙基润滑脂较粘稠，低温泵送性差妨碍了其应用。八十年代中期，Muir等在专利US 4，560，489中报道了用硼酸改进的高碱性复合磺酸钙基润滑脂， 其组成和性能与以前的复合磺酸钙有很大的不同，不但克服了低温泵送性差和老化硬化的缺点，而且具有优异的高低温性能、机械安定性、胶体安定性、氧化安定性、抗水性、防腐蚀性和防锈抗磨性。自投入市场以来，引起国内外润滑脂行业的广泛关注，陆续有高碱值复合磺酸钙基润滑脂的专利技术发表，如US 5，126，062、US 4，597，880、US 5，308，514、US 5，338，467 等。在国内复合磺酸钙基润滑脂的工业应用尚处于起步阶段，国内也有技术文献描述这类润滑脂的制备方法，其中CN 115^49提供了一种含有机脲化合物的高碱值复合磺酸钙基润滑脂的合成方法，所用的有机脲为二聚脲，虽然其润滑寿命等性能较现有技术有所提高，但极压抗磨性等性质和现有技术差别不大，都还有待进一步提高。
发明内容
本发明提供了一种磺酸钙基八聚脲润滑脂，这种润滑脂采用了石油磺酸钙或合成磺酸钙为原料，同时含有异氰酸酯和胺反应产生的八聚脲化合物。本发明还提供上述润滑脂的制备方法。本发明提供的超高碱值磺酸钙基八聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分1)非牛顿体磺酸钙10-70 %，优选20-60 %，最优选30-50 % ；2)八聚脲 0. 5-30 %，优选 1-20 %，最优选 2-10 % ；
3)润滑基础油，10-80%，优选20-70%，最优选30-60 %。所述非牛顿体磺酸钙在红外谱图ssi-ssecnT1处出现方解石型碳酸钙的特征吸收峰，而牛顿体磺酸钙在红外谱图中862-863CHT1处有无定型碳酸钙的特征吸收峰。非牛顿体磺酸钙是由牛顿体磺酸钙通过转化剂转化得到的，所述牛顿体磺酸钙是石油磺酸钙或合成磺酸钙，其总碱值为 250-450mgK0H/g，优选 300_400mgK0H/g。所说八聚脲具有以下结构
权利要求
1.一种磺酸钙基八聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分1)非牛顿体磺酸钙10-70% ；2)八聚脲0. 5-30% ；3)润滑基础油，10-80%。
2.按照权利要求1所述的润滑脂，其中以润滑脂重量为基准，包括以下组分 1)非牛顿体磺酸钙20-60% ；2)八聚脲1-20% ；3)润滑基础油20-70%o
3.按照权利要求1所述的润滑脂，其中所述非牛顿体磺酸钙是由牛顿体磺酸钙转化得到的，其总碱值为250-450mgK0H/g。
4.按照权利要求1所述的润滑脂，所述牛顿体磺酸钙是石油磺酸钙或合成磺酸钙，其总碱值为 300-400mgK0H/g。
5.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，所说的八聚脲具有以下结构 OOOOO, Il 3 “ 2 11IlIlRi-NH-C-NH-R3-NH-C-NH-R2-NH-C-NH-R3-NH-C-NH-R2-NH-C-NH-OOO3 IlIl 3 11 ,—R3-NH-C-NH—R2-NH-C-NH-R3-NH-C-NH-R1其中，R1是烷基、环烷基或芳基，R2是亚烷基或亚芳基，R3是亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
6.按照权利要求5所述的润滑脂，其中，R1是苯基或取代的苯基，或碳数为8 M的烷基或环烷基；R2是亚苯基或亚联苯基或碳数为2 12的亚烷基；R3是碳数为6 30的亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
7.按照权利要求6所述的润滑脂，其中，R1是苯基或Cl C3烷基或卤素取代的苯基， 或碳数为10 18的烷基或环烷基，R2是亚苯基或亚联苯基，或碳数为2 8的亚烷基；R3 选自甲苯基、甲基二苯基、二环己基甲基、间苯二甲基和亚己基中的至少一种。
8.权利要求1 7之一所述磺酸钙基八聚脲润滑脂的制备方法，包括(1)将牛顿体磺酸钙、部分基础油和转化剂混合、加热，待物料变稠成脂状，升温脱水， 降温；(2)加入溶解在部分基础油中的二异氰酸酯，先加入二胺进行反应，再次加入二胺进行反应，最后再加入单胺进行反应，各次所加的二异氰酸酯、二胺、二胺与单胺的摩尔比为 4:2:1:2;(3)升温到200-220°C恒温炼制，冷却，加入余量基础油，加入必要的添加剂，得到成PΡΠ O
9.按照权利要求8所述的制备方法，步骤(1)中，将牛顿体磺酸钙、部分基础油混合加热到50-80°C，依次加入所需的转化剂进行反应，所有转化剂加完后升温，在80-90°C恒温 60-90分钟，当反应体系变稠为脂状，升温至100-120°C脱水，待水脱完后降温。
10.按照权利要求8所述的制备方法，步骤O)中，在步骤(1)的产物中加入溶解在部分基础油中的二异氰酸酯，加入二胺，反应2-8分钟，再次加入二胺反应2-8分钟，加入单胺反应2-8分钟，
11.按照权利要求8所述的制备方法，步骤(3)中，对步骤2的产物升温，在100-120°C 恒温10-20分钟，最后升温到200-220°C恒温5_10分钟；冷却到150_160°C，加入余量润滑基础油，待温度冷却到100-120°C，加入必要的添加剂，搅拌，循环过滤、均化、脱气。
12.按照权利要求8所述的制备方法，所述牛顿体磺酸钙是石油磺酸钙或合成磺酸钙， 其总碱值为250-450mgK0H/g。
13.按照权利要求8所述的制备方法，所说转化剂选自C1-C5的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酮、脂肪醛、脂肪胺、环烷胺、环烷醇、醚，以及硼酸、膦酸、二氧化碳、苯酚、芳香醇、芳香胺、 C8-C20烷基苯磺酸、水中的一种或几种，转化剂的加入量为牛顿体磺酸钙重量的2-30%。
14.按照权利要求8所述的制备方法，所说转化剂选自十二烷基苯磺酸、醋酸、水，转化剂的加入量为牛顿体磺酸钙重量的6-22%。
15.按照权利要求8所述的制备方法，其中，所说的单胺结构式为R1-NH2,其中的R1是烷基、环烷基或芳基，烷基或环烷基的碳数为8 M，芳基是苯基或取代的苯基。
16.按照权利要求15所述的制备方法，其中的R1是苯基或Cl C3烷基或卤素取代的苯基，或碳数为10 18的烷基或环烷基。
17.按照权利要求8所述的制备方法，其中，所说的单胺是选自苯胺、间氯苯胺、对氯苯胺和/或对甲苯胺的芳胺，和/或选自十二胺、十四胺、十六胺和/或十八胺的脂肪胺。
18.按照权利要求8所述的制备方法，其中，所说的二胺结构式为NH2-R2-NH2,其中的R2 是亚烷基或亚芳基，亚烷基的碳数为2 12，亚芳基是亚苯基或亚联苯基。
19.按照权利要求8所述的制备方法，其中，所说的二胺选自对苯二胺、邻苯二胺、4， 4，-联苯二胺的芳香胺，和/或选自乙二胺、丙二胺、1，6_己二胺的直链脂肪胺。
20.按照权利要求8所述的制备方法，其中，所说的二异氰酸酯结构为OCN-R3-NCO,R3 是碳数为6 30的亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
21.按照权利要求20所述的制备方法，其中，R3是碳数为6 20的亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
22.按照权利要求8所述的制备方法，其中，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯，甲基二苯基二异氰酸酯，1，6_亚己基二异氰酸酯，二环己基甲基二异氰酸酯，或间苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种。
全文摘要
本发明提供一种磺酸钙基八聚脲润滑脂及其制备方法。以润滑脂重量为基准，该润滑脂包括以下组分1)非牛顿体磺酸钙10-70％；2)八聚脲0.5-30％；3)润滑基础油，10-80％。所述磺酸钙基八聚脲润滑脂是将牛顿体磺酸钙进行转化，并与二异氰酸酯、二胺和单胺进行反应得到的。本发明润滑脂具有极好的极压抗磨性和超长润滑寿命，同时还具有优良的粘附性、抗水性、胶体安定性、高滴点、热安定性、防腐蚀性、抗盐雾性等性能。
文档编号C10M177/00GK102417853SQ20101029287
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者何懿峰, 刘中其, 刘磊, 姜靓, 孙洪伟, 段庆华 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院