一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：20-60重量％的非牛顿体环烷酸钙；0.5-25重量％的聚脲化合物；25-70重量％的基础油，其i中，所述非牛顿体环烷酸钙的红外谱图具有文石型碳酸钙的特征吸收峰，所述聚脲化合物是八聚脲化合物。本发明还公开了环烷酸钙基八聚脲润滑脂的制备方法及其制备的环烷酸钙基八聚脲润滑脂。本发明的环烷酸钙基八聚脲润滑脂，具有优良的防腐蚀性和抗盐雾性，而且还具有优于磺酸辛丐基八聚脲润滑脂的耐高温性、抗水性和粘附性、胶体安定性、极压抗磨性等性能，具有更长的润滑寿命。本发明的润滑脂的制备工艺简单、环保，成本低，广品质量稳定。
【专利说明】一种环烷酸钙基八聚脲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，涉及一种环烷酸钙基八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1?喊化技术而得，有关制备的相关专利有CN1465560等。
[0003] 利用高碱值磺酸钙为原料生产润滑脂，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] 本发明的目的是提供一种性能和高碱值磺酸钙润滑脂类似，成本低，制备工艺简 单、环保的润滑脂及其制备方法。
[0005] 本发明的发明人在研究中发现，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：20-60重 量％的非牛顿体环烷酸钙；0. 5-25重量％的聚脲化合物；25-70重量％的基础油，其中，所述 非牛顿体环烷酸钙的红外谱图具有文石型碳酸钙的特征吸收峰，所述聚脲化合物是八聚脲 化合物。该润滑脂的性能和高碱值磺酸钙润滑脂类似，且成本低，制备工艺简单、环保。
[0006] 因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂， 其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：20-60重量％的非牛顿体环烷酸钙； 0. 5-25重量％的聚脲化合物；25-70重量％的基础油，其中，所述非牛顿体环烷酸钙的红外 谱图具有文石型碳酸钙的特征吸收峰，所述聚脲化合物是八聚脲化合物。
[0007] 优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：30-55重量％的非牛顿体环烷酸钙； 1. 5-15重量％的八聚脲化合物；35-60重量％的基础油。
[0008] 第二方面，本发明提供了如上所述的环烷酸钙基八聚脲润滑脂的制备方法，其 特征在于，该方法包括：将非牛顿体环烷酸钙、八聚脲化合物和部分基础油混合均匀，在 180-230°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。
[0009] 第三方面，本发明提供了一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂的制备方法，其特征在于， 该方法包括：
[0010] (1)将牛顿体环烷酸钙和部分基础油混合加热，加入转化剂，升温待物料变稠，进 一步升温脱水，然后降温；
[0011] (2)在步骤（1)所得产物中加入部分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；
[0012] (3)将步骤（2)所得产物升温到180-230°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。
[0013] 第四方面，本发明提供了由如上所述的方法制得的环烷酸钙基八聚脲润滑脂。
[0014] 本发明的环烷酸钙基八聚脲润滑脂，不仅与磺酸钙基八聚脲润滑脂一样，具有优 良的防腐蚀性和抗盐雾性，而且还具有优于磺酸钙基八聚脲润滑脂的耐高温性、抗水性和 粘附性、胶体安定性、极压抗磨性等性能，具有更长的润滑寿命。本发明的润滑脂的制备工 艺简单、环保，成本低，产品质量稳定。
[0015] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为实施例2的高碱值环烷酸钙中的碳酸钙的红外分析谱图。
[0017] 图2为实施例2制备的润滑脂中的碳酸钙的红外分析谱图。
[0018] 图3为实施例2制备的润滑脂中的碳酸钙的XRD晶型测定。
【具体实施方式】
[0019] 以下对本发明的【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。
[0020] 本发明提供了一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂，这种润滑脂采用了石油环烷酸钙或 合成环烷酸钙为原料，同时含有异氰酸酯和胺反应产生的八聚脲化合物。
[0021] 本发明还提供了上述润滑脂的制备方法。
[0022] -方面，本发明提供了一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括 以下组分：20-60重量％的非牛顿体环烷酸钙；0. 5-25重量％的聚脲化合物；25-70重量％ 的基础油，其中，所述非牛顿体环烷酸钙的红外谱图具有文石型碳酸钙的特征吸收峰，所述 聚脲化合物是八聚脲化合物。
[0023] 优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：30-55重量％的非牛顿体环烷酸钙； 1. 5-15重量％的八聚脲化合物；35-60重量％的基础油。
[0024] 碳酸钙在红外光谱中出现的主要是碳酸根的红外吸收峰，分为4个区域： V 1-1450CHT1 ; V 2-1080CHT1 ; V 3-870CHT1 和 V 4-710CHT1。V 1 谱带是碳酸根（CO广)反对称 伸缩振动吸收峰，V 2谱带是碳酸根对称伸缩振动吸收峰，V 3谱带是碳酸根的面外弯曲振 动吸收峰，v4谱带是碳酸根的面内弯曲振动吸收峰。一般而言，通过这些吸收峰的差异可 以来区分碳酸钙的晶形。不同晶形碳酸钙的特征吸收如下：方解石型的V 3谱带为876CHT1 左右，v4谱带为712CHT1左右；文石型的v2谱带为1082CHT1左右，v3谱带为856CHT 1左右， v4谱带为712cm_1和 700cm_1(弱）;球霰石型v3谱带为 876cm_1左右，v4谱带为 745cm_1 左右；无定形V 3谱带为860CHT1左右。碳酸钙所处的环境不同，其红外谱带的峰位略有差 别。
[0025] 所述非牛顿体环烷酸钙在红外谱图1082CHT1左右、856CHT1左右、712CHT 1左右、 YOOcnr1处出现文石型碳酸I丐的特征吸收峰，总碱值为250mgK0H/g-500mgK0H/g，优选 300mgK0H/g-450mgK0H/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 至IJ。而牛顿体环烷酸钙中含有无定型碳酸钙，在红外谱图1076CHT 1左右、860CHT1左右处有无 定型碳酸钙特征吸收峰。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-500mgK0H/g，优选300mgK0H/g-450mgK0H/g，转化成非牛顿体环烷酸钙后， 其碱值不变。
[0026] 本发明中，所述八聚脲化合物优选具有以下结构：
【权利要求】
1. 一种环烷酸钙基八聚脲润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分： 20-60重量％的非牛顿体环烷酸钙；0. 5-25重量％的聚脲化合物；25-70重量％的基础油， 其中，所述非牛顿体环烷酸钙的红外谱图具有文石型碳酸钙的特征吸收峰，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：30-55重 量％的非牛顿体环烷酸钙；1. 5-15重量％的八聚脲化合物；35-60重量％的基础油。
3. 根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述非牛顿体环烷酸钙是由牛顿体环烷酸 钙转化得到的，其总碱值为250-500mgK0H/g。
4. 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。
5. 根据权利要求4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、 亚烷基或亚环烷基。
6. 根据权利要求5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
7. 权利要求1-6中任意一项所述的环烷酸钙基八聚脲润滑脂的制备方法，其特 征在于，该方法包括：将非牛顿体环烷酸钙、八聚脲化合物和部分基础油混合均匀，在 180-230°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。
8. -种环烷酸钙基八聚脲润滑脂的制备方法，其特征在于，该方法包括： (1) 将牛顿体环烷酸钙和部分基础油混合加热，加入转化剂，升温待物料变稠，进一步 升温脱水，然后降温； (2) 在步骤（1)所得产物中加入部分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)所得产物升温到180-230°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。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤（1)中，将牛顿体环烷酸钙、部分基础油 混合加热到50-80°C，加入所需的转化剂进行反应，所有转化剂加完后，在大于90°C且小于 等于IKTC恒温40-100分钟，升温至150-170°C脱水，然后降温至100-120°C。
10. 根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤（2)中，在步骤（1)的产物中加入部分 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。
11. 根据权利要求8所述的制备方法，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；冷却到150-160°C，加入余量基础油，待温度冷却 至IJ 100-120°C，加入必要的添加剂，搅拌，循环过滤、均化、脱气。
12. 根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述牛顿体环烷酸钙是石油环烷酸钙和/ 或合成环烷酸钙，其总碱值为250-500mgK0H/g。
13. 根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述转化剂选自水、脂肪醇、脂肪醚、脂肪 酸、环烷酸、脂肪醛、脂肪酮、脂肪胺、环烷胺、环烷醇、环烷醚、二氧化碳、芳香醇、芳香胺和 烷基苯磺酸中的至少一种，转化剂的加入量为牛顿体环烷酸钙重量的4-32%。
14. 根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述转化剂为A、B、C三类物质，A类物质 为乙醇、丙醇、丁醇和12-羟基硬脂酸中的至少一种，B类物质为乙酸、丙酸和丁酸中的至少 一种，C类物质为水，转化剂的加入量为牛顿体环烷酸钙重量的15-25%。
15. 根据权利要求14所述的制备方法，其中，A类物质先于B类物质加入。
16. 根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述单胺的结构式为R1-NH2，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。
17. 根据权利要求16所述的制备方法，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。
18. 根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述二胺的结构式为NH2-R2-NH2，其中，R 2 是碳数为2-8的亚烷基，或亚苯基或亚联苯基。
19. 根据权利要求18所述的制备方法，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。
20. 根据权利要求8所述的制备方法，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。
21. 根据权利要求20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和间苯二甲基二 异氰酸酯中的至少一种。
22. 由权利要求8-21中任意一项所述的方法制得的环烷酸钙基八聚脲润滑脂。
【文档编号】C10M141/06GK104212535SQ201310214515
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】孙洪伟, 郑会, 董禄虎, 段庆华, 张建荣, 陈政, 刘中其, 姜靓 申请人:中国石油化工股份有限公司, 石油化, 工科学研究院