专利名称：一种润滑脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种润滑脂，以及该润滑脂的制备方法。
背景技术：
锆作为一种过渡金属元素属于IVB族，位于第5周期。含锆化合物具有优良的润滑作用，常被用作润滑添加剂，如CN101113382A和JP1973038444公开了将锆的氧化物作为润滑剂添加剂以改善磨损性；W02007143414和US20060063682公开了可以采用四氟化锆作为减磨添加剂成为润滑剂的组分之一 ；US20060254823公开了含有2-乙基己酸锆盐的润滑齐U，该润滑剂表现出很好的耐重负荷和抗磨性能；US20050043189公开了氟锆酸盐如氟锆酸铝可作为氧化抑制剂用在润滑剂中；DE102004021812公开了将碳酸锆、磺酸锆或磷酸锆等无机盐加入到润滑脂中以提高抗磨损性。以锆盐作为稠化剂制备锆基润滑脂的专利有US4189387，其中，稠化剂只含一种锆盐，由烷基取代的次磷酸或一元羧酸与氢氧化锆反应制得，所得产品极压性较好，但滴点不够高，且效果相对较好的产品的稠化剂含氟元素，原料不易获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的润滑脂及其制备方法，该润滑脂具有优良的极压抗磨性和较长的润滑寿命。
本发明提供了一种润滑脂，其中，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的四聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。本发明还提供了一种润滑脂的制备方法，该方法包括在反应釜A中，在60-120°C下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100°C下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后进行下述步骤(I)或(2):(I)将反应釜A的产物与二异氰酸酯混合，然后将所得混合物依次与二胺和单胺进行反应，并将得到的混合物升温至200_220°C进行炼制；(2)将溶解在润滑基础油中的二异氰酸酯在反应釜B中依次与二胺和单胺进行反应，然后将反应所得混合物与反应釜A的产物合并，并将得到的混合物升温至200-220°C进行炼制；其中，依次加入的二异氰酸酯、二胺和单胺的摩尔比为(1. 5-2. 5) I (1. 5-2. 5)。根据本发明的所述润滑脂具有较高的滴点，表现出优良的胶体安定性，而且还具有良好的极压抗磨性能和球轴承润滑寿命。
图1为实施例1制备的润滑脂中的四聚脲的红外分析谱图；图2为实施例1制备的润滑脂中的四聚脲的核磁共振分析谱图；图3为实施例1制备的润滑脂中的四聚脲的电喷雾质谱分析谱图。
具体实施例方式本发明提供了一种润滑脂，其中，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的四聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。优选情况下，以所述润滑脂的总重量为基准，所述润滑基础油的含量为50-90重量％，所述复合锆基稠化剂的含量为2-45重量％，所述四聚脲的含量为1-28重量％。根据本发明的所述润滑脂，所述润滑基础油可以为本领域常规使用的各种润滑基础油，例如可以为100°C粘度为2_150mm2/s (优选为2_150mm2/s,更优选为8_50mm2/s)的润滑基础油。具体的，所述润滑基础油例如可以为矿物油、植物油和合成油中的至少一种。所述合成油可以是聚α烯烃油(PAO)、酯类油、烷基硅油、费托合成油等。根据本发明的所述润滑脂，在反应生成所述复合锆基稠化剂的过程中，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比可以为1-20 1，优选为1.9-10 I;所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1: 1-1. 5，优选为I 1. 01-1. 35;所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1: O. 5-7，优选为
I 1-4。根据本发明的所述润滑脂，所述烷氧基锆的通式可以为Zr(OR1)4，其中，R1可以为Cl-ClO的烷基，优选为C2-C6的烷基。具体的，所述烷氧基锆例如可以为乙醇锆(R1为乙基)、正丙醇锆(R1为正丙基)、正丁醇锆(R1为正丁基)、叔丁醇锆汛为叔丁基)、正戊醇锆(R1为正戊基)和叔丁醇锆(R1为叔戊基)中的至少一种。根据本发明的所述润滑脂，所述高级脂肪酸优选为C8-C24的直链脂肪酸或C8-C24的羟基脂肪酸。具体的，所述高 级脂肪酸例如可以为选自月桂酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸和二十烷基羧酸中的至少一种。根据本发明的所述润滑脂，所述芳香酸的结构式优选如式(I)所示，
权利要求
1.一种润滑脂，其特征在于，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的四聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。
2.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，以所述润滑脂的总重量为基准，所述润滑基础油的含量为50-90重量％，所述复合锆基稠化剂的含量为2-45重量％，所述四聚脲的含量为1-28重量％。
3.根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述润滑基础油的100°C粘度为2-150mm2/So
4.根据权利要求3所述的润滑脂，其中，所述润滑基础油的100°C粘度为8-50mm2/s。
5.根据权利要求3所述的润滑脂，其中，所述润滑基础油为矿物油、植物油和合成油中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，在反应生成所述复合锆基稠化剂的过程中，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1-20 1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1: 1-1. 5，所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1: O. 5-7。
7.根据权利要求1或6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。
8.根据权利要求7所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆为乙醇锆、正丙醇锆、正丁醇锆、叔丁醇锆、正戊醇锆和叔丁醇锆中的至少一种。
9.根据权利要求1或6所述的润滑脂，其中，所述高级脂肪酸为C8-C24的直链脂肪酸或C8-C24的羟基脂肪酸。
10.根据权利要求9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-羟基硬脂酸和二十烷基羧酸中的至少一种。
11.根据权利要求1或6所述的润滑脂，其中，所述芳香酸的结构式如式(I)所示，
12.根据权利要求11所述的润滑脂，其中，所述芳香酸为苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和联苯二甲酸中的至少一种。
13.根据权利要求1或6所述的润滑脂，其中，所述四聚脲为式(II)所示的化合物，
14.根据权利要求13所述的润滑脂，其中，每个R1独立地选自C8-C24的烷基、C8-C24的环烷基或C6-C10芳基，R2选自C2-C12的亚烷基或C6-C14的亚芳基，每个R3独立地选自C6-C30的亚烷基、C6-C30的亚环烷基或C6-C30的亚芳基。
15.根据权利要求13所述的润滑脂，其中，每个R1独立地选自C10-C18的烷基、C10-C18的环烷基、苯基、C1-C3的烷基取代的苯基或卤素取代的苯基，R2选自C2-C8的亚烷基、亚苯基或亚联苯基，每个R3独立地选自亚甲苯基、亚甲基二苯基、亚二环己基甲基、亚间苯二甲基或亚己基。
16.一种润滑脂的制备方法，该方法包括在反应釜A中，在60-120°C下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100°C下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后进行下述步骤(I)或(2): (1)将反应釜A的产物与二异氰酸酯混合，然后将所得混合物依次与二胺和单胺进行反应，并将得到的混合物升温至200-220°C进行炼制； (2)将溶解在润滑基础油中的二异氰酸酯在反应釜B中依次与二胺和单胺进行反应，然后将反应所得混合物与反应釜A的产物合并，并将得到的混合物升温至200-220°C进行炼制；其中，依次加入的二异氰酸酯、二胺和单胺的摩尔比为(1.5-2. 5) I (1.5-2. 5)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，相对于100重量份的所述润滑基础油，所述烷氧基锆的用量为10-100重量份，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1-20 1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1: 1-1. 5，所述高级脂肪酸的用量与所述芳香酸的用量的摩尔比为1: 0.5-7。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，相对于100重量份的所述润滑基础油，所述烷氧基锆的用量为20-60重量份，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1. 9-10 1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1: 1.01-1.35，所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1: 1-4。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述单胺的通式为R1NH2，其中，R1为C8-C24的烷基、C8-C24的环烷基或C6-C10芳基。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述单胺为苯胺、间氯苯胺、对氯苯胺、对甲苯胺、十二胺、十四胺、十六胺和十八胺中的至少一种。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述二胺的通式为NH2-R2-NH2,R2为C2-C12的亚烷基或C6-C14的亚芳基。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述二胺为乙二胺、丙二胺、1，6_己二胺、对苯二胺、邻苯二胺和4，4’ -联苯二胺中的至少一种。
23.根据权利要求16所述的方法，其中，所述二异氰酸酯的通式为OCN-R3-NCO,其中，R3为C6-C30的亚烷基、C6-C30的亚环烷基或C6-C30的亚芳基。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、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。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(I)和步骤(2)中，每次反应的反应条件分别包括反应温度为80-140°C，反应时间为1-20分钟。
全文摘要
本发明涉及一种润滑脂，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的四聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。本发明还涉及一种润滑脂的制备方法，该方法包括在60-120℃下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100℃下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后，向得到的反应产物中引入四聚脲。根据本发明的所述润滑脂具有较高的滴点，表现出优良的胶体安定性，而且还具有良好的极压抗磨性能和球轴承润滑寿命。
文档编号C10M177/00GK103060070SQ20111031992
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者何懿峰, 孙洪伟, 刘磊, 段庆华, 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