一种复合钙锆基八聚脲润滑脂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合钙锆基八聚脲润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：1-59重量%的复合钙锆基稠化剂；1-59重量%的聚脲化合物；40-95重量%的基础油，其中，所述复合钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分A为高级脂肪酸与芳酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种；所述聚脲化合物是八聚脲化合物。本发明还公开了复合钙锆基八聚脲润滑脂的制备方法及其制备的复合钙锆基八聚脲润滑脂。本发明的润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性。
【专利说明】-种复合巧错基八聚服润滑脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及润滑脂，具体地，涉及一种复合巧铅基八聚脈润滑脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 铅作为一种过渡金属元素属于IVB族，位于第5周期。含铅化合物具有优良的润 滑作用，常被用作润滑添加剂，如CN101113382和JP1973038444将铅的氧化物作为润滑剂 添加剂改善了磨损性；W02007143414和US20060063682介绍了四氣化铅可作为减磨添加剂 成为润滑剂的组分之一；US20060254823发现含有2-己基己酸铅盐的润滑剂表现出很好的 耐重负荷和抗磨性能；US20050043189发现氣铅酸盐如氣铅酸铅可作为氧化抑制剂用在润 滑剂中；DE102004021812发现将碳酸铅、賴酸铅或磯酸铅等无机盐加入到润滑脂里面可W 提高抗磨损性。
[0003] W铅盐作为稠化剂制备铅基润滑脂的专利有US4189387,稠化剂是由有机次磯酸 或一元駿酸与氨氧化铅反应制得，所制得的润滑脂具有较好的极压抗磨性，但润滑脂的其 他性能仍有待于进一步提局。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶 体安定性和极压抗磨性均较好，成本低，制备工艺简单的复合巧铅基八聚脈润滑脂及其制 备方法。
[0005] 本发明的发明人在研究中发现，W润滑脂重量为基准，包括W下组分；1-59重量％ 的复合巧铅基稠化剂；1-59重量％的聚脈化合物；40-95重量％的基础油，其中，所述复合 巧铅基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的巧铅皂，其中，所述组分A为高级脂肪 酸与芳酸的混合物，所述组分B为巧的氧化物和/或氨氧化物，所述组分C为铅的氧化物、 铅的氨氧化物和焼氧基铅中的至少一种；所述聚脈化合物是八聚脈化合物。该润滑脂具有 较好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，且成 本低，制备工艺简单。
[0006] 因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种复合巧铅基八聚脈润滑脂， W润滑脂重量为基准，包括W下组分；1-59重量％的复合巧铅基稠化剂；1-59重量％的聚脈 化合物；40-95重量％的基础油，其中，所述复合巧铅基稠化剂是由组分A、组分B和组分C 反应生成的巧铅皂，其中，所述组分A为高级脂肪酸与芳酸的混合物，所述组分B为巧的氧 化物和/或氨氧化物，所述组分C为铅的氧化物、铅的氨氧化物和焼氧基铅中的至少一种； 所述聚脈化合物是八聚脈化合物。
[0007] 优选地，W润滑脂重量为基准，包括W下组分；3-40重量％的复合巧铅基稠化剂； 2-40重量％的八聚脈化合物；50-93重量％的基础油。
[0008] 优选地，所述复合巧铅基稠化剂中，巧和铅的摩尔比为1 ;0. 1-10 ;更优选为1 ; 0.25-4。
[0009] 优选地，所述组分C为铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的混合物，W铅计， 铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的摩尔比为1 ;〇. 1-10 ;更优选为1 ;〇. 5-5。
[0010] 第二方面，本发明提供了如上所述的复合巧铅基八聚脈润滑脂的制备方法，该方 法包括；将复合巧铅基稠化剂、八聚脈化合物和部分基础油混合均匀，在180-23(TC恒温炼 巧[|，加入余量基础油，加入必要的添加剂，得到成品。
[0011] 第H方面，本发明提供了一种复合巧铅基八聚脈润滑脂的制备方法，该方法包 括：
[0012] (1)将组分A、组分B和组分C在基础油中混合，升温排水皂化，其中，所述组分A 为高级脂肪酸与芳酸的混合物，所述组分B为巧的氧化物和/或氨氧化物，所述组分C为铅 的氧化物、铅的氨氧化物和焼氧基铅中的至少一种；
[0013] (2)在步骤（1)所得混合物中加入基础油和二异氯酸醋，然后依次加入二胺、二胺 和单胺进行反应；
[0014] (3)将步骤（2)所得混合物升温到180-23(TC恒温炼制，加入基础油，加入必要的 添加剂，得到成品。
[0015] 优选地，步骤（1)中，巧和铅的摩尔比为1 ;0. 1-10,更优选为1 ;0. 25-4。
[001引优选地，步骤（1)中，将所述组分A和基础油混合加热到60-90。加入组分B和 组分C，在90-12(TC排水皂化，其中，组分C为铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的混 合物，W铅计，铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的摩尔比为1 :0. 1-10,更优选为1 : 0.弓-弓。
[0017] 第四方面，本发明提供了由如上所述的方法制得的复合巧铅基八聚脈润滑脂。
[0018] 本发明的复合巧铅基八聚脈润滑脂，相比复合铅基八聚脈润滑脂，具有更好的耐 高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，尤其当润滑脂 中巧和铅的摩尔比为1 ;〇. 25-4 ;制备复合巧铅基稠化剂的铅的原料为铅的氧化物和/或氨 氧化物与焼氧基铅的混合物；W铅计，铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的摩尔比为 1 ;0. 5-5时，复合巧铅基八聚脈润滑脂的机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压 抗磨性能够得到极大提高。本发明的润滑脂的制备工艺简单、成本低，产品质量稳定。本发 明的润滑脂可广泛用于高速、重负荷运转、油田钻井等轴承润滑。
[0019] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。
【具体实施方式】
[0020] W下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0021] 本发明提供了一种复合巧铅基八聚脈润滑脂，该种润滑脂同时含有复合巧铅基稠 化剂、W及异氯酸醋和胺反应产生的八聚脈化合物。
[0022] 本发明还提供了上述润滑脂的制备方法。
[0023] -方面，本发明提供了复合巧铅基八聚脈润滑脂，W润滑脂重量为基准，包括W下 组分；1-59重量％的复合巧铅基稠化剂；1-59重量％的聚脈化合物；40-95重量％的基础油， 其中，所述复合巧铅基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的巧铅皂，其中，所述组 分A为高级脂肪酸与芳酸的混合物，所述组分B为巧的氧化物和/或氨氧化物，所述组分C 为铅的氧化物、铅的氨氧化物和焼氧基铅中的至少一种；所述聚脈化合物是八聚脈化合物。
[0024] 优选地，W润滑脂重量为基准，包括W下组分；3-40重量％的复合巧铅基稠化剂； 2-40重量％的八聚脈化合物；50-93重量％的基础油。更优选地，W润滑脂重量为基准，包 括W下组分；5-30重量％的复合巧铅基稠化剂；2-30重量％的八聚脈化合物；60-90重量％ 的基础油。
[0025] 根据本发明，尽管具有上述组分的复合巧铅基八聚脈润滑脂，即可实现本发明的 目的，即润滑脂具有较好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定 性和极压抗磨性，但当复合巧铅基稠化剂中，巧和铅的摩尔比为1 ;〇. 1-10,更优选为1 ; 0. 25-4时，可进一步提高润滑脂的机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨 性。因此，本发明的复合巧铅基稠化剂中，巧和铅的摩尔比优选为1 ;〇. 1-10,更优选为1 ; 0.25-4。
[0026] 本发明的发明人在研究中意外发现，当组分C为铅的氧化物和/或氨氧化物与焼 氧基铅的混合物时，即铅的原料为铅的氧化物和/或氨氧化物和焼氧基铅的混合物时，可 进一步提高润滑脂的机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性，因此，组分 C优选为铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的混合物，其中，W铅计，铅的氧化物和/ 或氨氧化物与焼氧基铅的摩尔比优选为1 ;〇. 1-10,更优选为1 ;〇. 2-8,更进一步优选为1 ; 0. 5-5,在铅的氧化物和/或氨氧化物与焼氧基铅的优选摩尔比的情况下，能够进一步提高 润滑脂的机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性。
[0027] 本发明中，高级脂肪酸可W为碳数为8-24,优选10-20的直链脂肪酸或轻基脂肪 酸，例如月桂酸、油酸、踪搁酸、硬脂酸、12-轻基硬脂酸、二十焼基駿酸中的至少一种，更优 选为12-轻基硬脂酸。
[0028] 本发明中，芳酸是至少有1个駿基与芳环直接相连的駿酸，芳酸可W是取代的或 未取代的芳酸，其取代基可W是焼基、帰基、快基、芳基、氣代或全氣代的焼基或芳基等中的 至少一种。芳酸优选为二元芳酸，例如，可W选自取代或未取代的邻苯二甲酸、间苯二甲酸、 对苯二甲酸、联苯二甲酸和多联苯二甲酸中的至少一种。
[0029] 本发明中，高级脂肪酸与芳酸的摩尔比优选为1 ;0. 5-7,更优选为1 ;1-4。
[0030] 本发明中，高级脂肪酸与芳酸所含H+的摩尔数之和等于全部中和巧的氧化物、巧 的氨氧化物、铅的氧化物、铅的氨氧化物和焼氧基铅所需的f的摩尔数，但巧的氧化物、 巧的氨氧化物、铅的氧化物、铅的氨氧化物和焼氧基铅相对于高级脂肪酸与芳酸可W过量 1-10%〇
[0031] 本发明中，巧的氧化物和/或氨氧化物可W为化0、化(0H)2 ;铅的氧化物和/或氨 氧化物优选选自Zr化、ZrO (0H) 2、Zr (0H) 4 W及它们的水合物中的至少一种。ZrO (0H) 2的水合 物可W为新制的湿氨氧化铅，其可W通过Zr0X2 .S&CKX为F、C1、化或I)或ZrO(N〇3)2 .S&O 等与碱反应获得，其中，碱可W为化〇H、KOH、浓氨水等，优选ZrOCls ?細2〇与化OH反应。
[0032] 本发明中，焼氧基铅的通式可W为Zr(ORi)" Ri可W为C1-C10的焼基，优选为 C2-C6的焼基；更优选地，焼氧基铅选自己醇铅、正丙醇铅、正下醇铅、叔下醇铅和正戊醇铅 中的至少一种。
[0033] 本发明中，所述八聚脈化合物优选具有W下结构：
[0034]
【权利要求】
1. 一种复合钙锆基八聚脲润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分： 1-59重量％的复合钙锆基稠化剂；1-59重量％的聚脲化合物；40-95重量％的基础油，其 中，所述复合钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分 A为高级脂肪酸与芳酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为 锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种；所述聚脲化合物是八聚脲化合物。
2. 根据权利要求1所述的润滑脂，其中，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：3-40重 量％的复合钙锆基稠化剂；2-40重量％的八聚脲化合物；50-93重量％的基础油。
3. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述复合钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔 比为 1 :0· 1-10。
4. 根据权利要求3所述的润滑脂，其中，所述复合钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为 1 :0· 25-4。
5. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述组分C为锆的氧化物和/或氢氧 化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1 : 0·1-10。
6. 根据权利要求5所述的润滑脂，其中，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基 锆的摩尔比为1 :〇. 5-5。
7. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述高级脂肪酸为碳数为8-24的直链脂 肪酸或羟基脂肪酸。
8. 根据权利要求7所述的润滑脂，其中，所述高级脂肪酸选自月桂酸、油酸、棕榈酸、硬 脂酸、12-羟基硬脂酸、二十烷基羧酸中的至少一种。
9. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述芳酸为二元芳酸。
10. 根据权利要求9所述的润滑脂，其中，所述芳酸选自取代或未取代的邻苯二甲酸、 间苯二甲酸、对苯二甲酸、联苯二甲酸和多联苯二甲酸中的至少一种。
11. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，高级脂肪酸与芳酸的摩尔比为1 :0. 5-7。
12. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，锆的氧化物和/或氢氧化物选自Zr02、 ZrO(OH)2、Zr (OH)4以及它们的水合物中的至少一种。
13. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆的通式为Zr(OR1)4, R1为 Cl-ClO的烷基。
14. 根据权利要求13所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆选自乙醇锆、正丙醇锆、正丁 醇锆、叔丁醇锆和正戊醇锆中的至少一种。
15. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述八聚脲化合物具有以下结构：
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。
16. 根据权利要求15所述的润滑脂，其中，R1是苯基或取代的苯基，或碳数为8-24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、亚烧基或亚环烧基。
17. 根据权利要求16所述的润滑脂，其中，R1是苯基或C1-C3烷基或卤素 取代的苯基，或碳数为10-18的烷基或环烷基，R 2是亚苯基或亚联苯基，或碳数 为2-8的亚烷基；R3选自
中的至少一种。
18. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述基础油选自矿物油、合成油和植物油 中的至少一种，所述基础油l〇〇°C运动粘度为2-150mm 2/s。
19. 权利要求1-18中任意一项所述的复合钙锆基八聚脲润滑脂的制备方法，其特 征在于，该方法包括：将复合钙锆基稠化剂、八聚脲化合物和部分基础油混合均匀，在 180-230°C恒温炼制，加入余量基础油，加入必要的添加剂，得到成品。
20. -种复合钙锆基八聚脲润滑脂的制备方法，其特征在于，该方法包括： (1) 将组分A、组分B和组分C在基础油中混合，升温排水皂化，其中，所述组分A为高 级脂肪酸与芳酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧 化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种； (2) 在步骤（1)所得混合物中加入基础油和二异氰酸酯，然后依次加入二胺、二胺和单 胺进行反应； (3) 将步骤（2)所得混合物升温到180-230°C恒温炼制，加入基础油，加入必要的添加 齐U，得到成品。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中，步骤（1)中，钙和锆的摩尔比为1 :0. 1-10。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中，步骤（1)中，钙和锆的摩尔比为1 :0. 25-4。
23. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，步骤（1)中，将所述组分A和基 础油混合加热到60-90°C，加入组分B和组分C，在90-120°C排水皂化，其中，组分C为锆的 氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基 锆的摩尔比为1 :〇. 1-10。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基 锆的摩尔比为1 :〇. 5-5。
25. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，高级脂肪酸与芳酸的摩尔比为 1:0· 5-7。
26. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，步骤（2)中，在步骤（1)所 得混合物中加入基础油和二异氰酸酯，加入二胺，搅拌2-8分钟，再次加入二胺，搅拌2-8 分钟，再加入单胺，搅拌2-8分钟，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。
27. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，步骤（3)中，先在100-120°C 恒温10-20分钟，最后升温到180-230°C恒温5-20分钟；加入基础油，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。
28. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，所述单胺的结构式为R1-NHy R1'-NH 2，其中，R1、R1'是苯基或C1-C3烷基或卤素取代的苯基，或碳数为10-18的烷基或环 烧基。
29. 根据权利要求28所述的方法，其中，所述单胺是选自苯胺、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。
30. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，所述二胺的结构式为 NH2-R2-NH2，其中，R2是碳数为2-8的亚烷基，或亚苯基或亚联苯基。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中，所述二胺是选自对苯二胺、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。
32. 根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，其中，所述二异氰酸酯的结构为 OCN-R3-NCO, R3是碳数为6-30的亚芳基、亚烷基或亚环烷基。
33. 根据权利要求32所述的方法，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和间苯二甲基二异氰 酸酯中的至少一种。
34. 由权利要求20-33中任意一项所述的方法制得的复合钙锆基八聚脲润滑脂。
【文档编号】C10M169/06GK104513700SQ201310461858
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】何懿峰, 孙洪伟, 刘中其, 段庆华, 张建荣, 姜靓, 陈政, 郑会 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