一种复合环烷酸钙基二聚脲润滑脂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种复合环烷酸钙基二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）非牛顿体环烷酸钙10%-70%；2）高级脂肪酸的钙盐1%-10%；3）小分子无机酸和/或脂肪酸的钙盐1%-15%；4）二聚脲0.5%-30%；5）润滑基础油10%-80%。所述润滑脂采用了石油环烷酸钙或合成环烷酸钙为原料，同时含有复合钙稠化剂和二聚脲化合物。该润滑脂具有优良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、防腐蚀性等性能。
【专利说明】一种复合环烷酸钙基二聚脲润滑脂及其制备方法
【技术领域】[0001]本发明涉及润滑剂，确切的说是一种复合环烷酸钙基二聚脲润滑脂及其制备方法。
【背景技术】[0002]高碱值环烷酸钙具有较好的清净分散性，良好的酸中和能力和优异的扩散性，可以被用作润滑油的清净剂，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环酸钙来分散到稀释油里成为一种胶体分散体系。高碱值环烷酸钙多是从原油蒸馏得到的馏分油中提取的酸性组分，经与Ca(OH)2反应、碳酸化等闻喊化技术而得，有关制备的相关专利有CN 1465560等。[0003]利用高碱值磺酸钙为原料生产润滑脂的因其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，然而，尽管高碱值复合磺酸钙基润滑脂具有十分优异的综合性能，但其生产原料高碱值磺酸钙的高昂价格和本身复杂的制备工艺导致其没有被迅速推广，同时，随着人们对环境保护的要求越来越高，高碱值磺酸钙生产过程中必经的磺化过程对环境的污染也日益受到人们的关注。找到一种性能和高碱值复合磺酸钙类似但又可避免上述问题的润滑脂成为人们目前面临的一大问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种复合环烷酸钙基二聚脲润滑脂，这种润滑脂采用了石油环烷酸钙或合成环烷酸钙为原料，同时含有复合钙稠化剂和二聚脲化合物。[0005]本发明还提供上述润滑脂的制备方法。[0006]本发明提供的环烷酸钙基二聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分:[0007]1)非牛顿体环烷酸钙10%_70%，优选20%_60%，最优选30%_55% ；[0008]2)高级脂肪酸的钙盐钙1%_10%，优选2%_6%，最优选2.2%-4.2% ；[0009]3)小分子无机酸和/或脂肪酸的钙盐1%_15%，优选2%_10%，最优选3%_8% ；[0010]4) 二聚脲 0.5%_30%，优选 1%_20%，最优选 2%_10% ；[0011]5)润滑基础油，10%_80%，优选 20%_70%，最优选 30%_60%。[0012]所述非牛顿体环烷酸钙在红外谱图87301^-8860^1处出现晶型碳酸钙特征吸收峰，总碱值为250mgK0H/g-450mgK0H/g，优选300mgK0H/g-400mgK0H/g。所述非牛顿体环烷酸钙是由牛顿体环烷酸钙通过转化剂转化得到。而牛顿体环烷酸钙中含有无定型碳酸钙，在红外谱图中86001^-8650^1处出现特征吸收峰。所述牛顿体环烷酸钙是石油环烷酸钙或合成环烷酸钙，其总碱值为250mgK0H/g-450mgK0H/g，优选300mgK0H/g-400mgK0H/g，转化成非牛顿体环烷酸钙后，其碱值不变。[0013]所说的高级脂肪酸是碳数为8-20，优选10-16的直链脂肪酸或羟基脂肪酸，例如月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、二十烷基羧酸中的一种或多种混合物，优选12-羟基硬脂酸。
[0014]所说小分子无机酸和/或脂肪酸的分子量小于等于150，所说的小分子无机酸选自硼酸、磷酸、硫酸中的一种或几种的混合物，所说的小分子脂肪酸选自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸中的一种或几种的混合物。
[0015]所说二聚脲具有以下结构:
[0016]
【权利要求】
1.一种复合环烷酸钙基二聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分: I)非牛顿体环烷酸钙10%-70% ；2)高级脂肪酸的钙盐1%_10% ； 3)小分子无机酸和/或脂肪酸的钙盐1%_15% ；4) 二聚脲0.5%-30% ； 5)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: O非牛顿体环烷酸钙20%-60% ；2)高级脂肪酸的钙盐2%-6% ； 3)小分子无机酸和/或脂肪酸的钙盐2%-10% ；4) 二聚脲1%_20% ；5)润滑基础油20%-70%。
3.按照权利要求1所述的润滑脂，其中所述非牛顿体环烷酸钙在红外谱图873(311^-886(31^1处出现晶型碳酸钙特征吸收峰。
4.按照权利要求1所述的润滑脂，其中所述非牛顿体环烷酸钙总碱值为250mgK0H/g-450mgK0H/go
5.按照权利要求1所述的润滑脂，所说的高级脂肪酸是碳数为8-20的直链脂肪酸或羟基脂肪酸的。
6.按照权利要求1所述的润滑脂，所说的高级脂肪酸选自月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、二十烷基羧酸中的一种或多种混合物。
7.按照权利要求1所述的润滑脂，所说的小分子无机酸或脂肪酸的分子量小于等于150。
8.按照权利要求1所述的润滑脂，所说的小分子无机酸选自硼酸、磷酸、硫酸中的一种或几种的混合物。
9.按照权利要求1所述的润滑脂，所说的小分子脂肪酸选自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸中的一种或几种的混合物。
10.按照权利要求1所述的润滑脂，其中，所说的二聚脲具有以下结构:
11.按照权利要求10所述的润滑脂，其中，R1、R3是苯基或取代的苯基，或碳数为8~24的烷基或环烷基；rR2是6~30的亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
12.按照权利要求10所述的润滑脂，其中，R1、R3是苯基或CfC3烷基或卤素取代的苯基，或碳数为10 18的烷基或环烷基，R2是亚甲苯基、二苯基亚甲基、二环己基亚甲基、苯二亚甲基和亚己基中的至少一种。
13.权利要求f12之一所述复合环烷酸钙基二聚脲润滑脂的制备方法，包括: (1)在反应釜A中将牛顿体环烷酸钙、部分基础油和转化剂混合、加热，使物料变稠； (2)向上述反应釜中加入石灰或氢氧化钙，分别加入高级脂肪酸和小分子无机酸和/或脂肪酸，升温脱水； (3)在反应釜A的产物中或在反应釜B中加入部分基础油以及单胺和二异氰酸酯进行反应，其中二异氰酸酯与单胺的物质的量之比为1:2 ； (4)将反应釜A中的物料混合均匀，或将反应釜A和B的物料合并后混合均匀，升温到200° C-220。C恒温炼制，冷却，加入余量基础油，加入必要的添加剂，得到成品。
14. 按照权利要求13所述的制备方法，步骤(1)中，将牛顿体环烷酸钙、部分基础油混合加热到50° C-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° C-90° C恒温60分钟-90分钟，使物料变稠。
15.按照权利要求13所述的制备方法，步骤(2)中，在85°C-100° C加入石灰或氢氧化钙的悬浊液，在85° C-100。C加入高级脂肪酸，搅拌5分钟-20分钟，加入小分子无机酸和/或脂肪酸，搅拌5分钟-20分钟，升温到105° C-120。C，脱水。
16.按照权利要求13所述的制备方法，步骤(3)中，在步骤(2)的产物中或另一反应釜中加入部分基础油和单胺，搅拌2分钟-8分钟，再加入二异氰酸酯，反应2分钟-8分钟。
17.按照权利要求13所述的制备方法，步骤(4)中，将步骤(2)和(3)的产物混合均匀后升温，在100° C-120。C恒温10分钟-20分钟，最后升温到200° C_220° C恒温5分钟-10分钟；冷却到150° C-160。C，加入余量润滑基础油，待温度冷却到100° C-120。C，加入必要的添加剂,搅拌,循环过滤、均化、脱气。
18.按照权利要求13所述的制备方法，所述牛顿体环烷酸钙是石油环烷酸钙或合成环烷酸钙，其总碱值为250mgK0H/g-450mgK0H/g。
19.按照权利要求13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、碳酸钙、膦酸、二氧化碳、苯酚、芳香醇、芳香胺、C8-C20烷基苯磺酸、C16-C62环烷酸、水中的一种或几种，转化剂的加入量为牛顿体环烷酸钙重量的2%-30%。
20.按照权利要求13所述的制备方法，所说转化剂选自十二烷基苯磺酸、甲醇、异丙醇、丁醇、C20-C40环烷酸、醋酸和水中的一种或几种，转化剂的加入量为牛顿体环烷酸钙重量的 6%-22%。
21.按照权利要求13所述的制备方法，其中，所说的单胺结构式为R1-NH2，或R3-NH2,其中的R1或R3是烷基、环烷基或芳基，烷基或环烷基的碳数为24，芳基是苯基或取代的苯基。
22.按照权利要求12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。
23.按照权利要求13所述的制备方法，其中，所说的二异氰酸酯结构为OCN-R2-NCO,R2是碳数为6~30的亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
24.按照权利要求13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、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯二异氰酸酯中至少一种。
【文档编号】C10M169/06GK103627495SQ201210311122
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】孙洪伟, 何懿峰, 段庆华, 李玲, 刘磊, 刘中其, 姜靓, 陈政 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