一種復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂及其制備方法。以潤滑脂重量為基準，該潤滑脂包括以下組分：1)非牛頓體環烷酸鈣10-70%；2)高級脂肪酸的鈣鹽1-10%；3)芳酸的鈣鹽；4)四聚脲0.5-30%；5)潤滑基礎油10-80%。所述潤滑脂采用了石油環烷酸鈣或合成環烷酸鈣為原料，同時含有復合鈣稠化劑和四聚脲化合物。該潤滑脂具有極好的極壓抗磨性和超長潤滑壽命，同時還具有優良的粘附性、抗水性、膠體安定性、高滴點、熱安定性、防腐蝕性、抗鹽霧性等性能。
【專利說明】一種復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及潤滑劑，確切的說是一種復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]高堿值環烷酸鈣具有較好的清凈分散性，良好的酸中和能力和優異的擴散性，可以被用作潤滑油的清凈劑，廣泛用于內燃機潤滑油的添加劑，其技術發展主要是使其高堿化，就是把碳酸鈣用具有表面活性的環酸鈣來分散到稀釋油里成為一種膠體分散體系。高堿值環烷酸鈣多是從原油蒸餾得到的餾分油中提取的酸性組分，經與Ca(OH)2反應、碳酸化等聞喊化技術而得，有關制備的相關專利有CN 1465560等。
[0003]利用高堿值磺酸鈣為原料生產潤滑脂的因其具有優異的高低溫性能、機械安定性、膠體安定性、氧化安定性、抗水性、防腐蝕性和防銹抗磨性，自投入市場以來，引起國內外潤滑脂行業的廣泛關注，然而，盡管高堿值復合磺酸鈣基潤滑脂具有十分優異的綜合性能，但其生產原料高堿值磺酸鈣的高昂價格和本身復雜的制備工藝導致其沒有被迅速推廣，同時，隨著人們對環境保護的要求越來越高，高堿值磺酸鈣生產過程中必經的磺化過程對環境的污染也日益受到人們的關注。找到一種性能和高堿值復合磺酸鈣類似但又可避免上述問題的潤滑脂成為人們目前面臨的一大問題。

【發明內容】

[0004]本發明提供了一種復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂，這種潤滑脂采用了石油環烷酸鈣或合成環烷酸鈣為原料，同時含有復合鈣稠化劑和四聚脲化合物。
[0005]本發明還提供上述潤滑脂的制備方法。
[0006]本發明提供的環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂，以潤滑脂重量為基準，包括以下組分:
[0007]I)非牛頓體環烷酸鈣10-70%，優選20-60%，最優選30-55% ；
[0008]2)高級脂肪酸的鈣鹽1_10%，優選2-6%，最優選2.2-4.2% ；
[0009]3)芳酸的鈣鹽1_15%，優選2-12%，最優選3-10% ；
[0010]4)四聚脲 0.5-30%,優選 1-20%，最優選 2-10% ；
[0011 ] 5)潤滑基礎油，10-80%，優選20-70%，最優選30_60%。
[0012]所述非牛頓體環烷酸鈣在紅外譜圖87301^-8860^1處出現晶型碳酸鈣特征吸收峰，總堿值為250mgK0H/g-450mgK0H/g，優選300mgK0H/g-400mgK0H/g。所述非牛頓體環烷酸鈣是由牛頓體環烷酸鈣通過轉化劑轉化得到。而牛頓體環烷酸鈣中含有無定型碳酸鈣，在紅外譜圖中86001^-8650^1處出現特征吸收峰。所述牛頓體環烷酸鈣是石油環烷酸鈣或合成環烷酸鈣，其總堿值為250mgK0H/g-450mgK0H/g，優選300mgK0H/g-400mgK0H/g，轉化成非牛頓體環烷酸鈣后，其堿值不變。
[0013]所說的高級脂肪酸是碳數為8-20，優選10-16的直鏈脂肪酸或羥基脂肪酸，例如月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二十烷基羧酸中的一種或多種混合物，優選12-羥基硬脂酸。
[0014]所說的芳酸是至少有I個羧基與芳環直接相連的羧酸，其它取代基可以是氫、烷基、烯基、炔基、芳基、鹵代或全鹵代的烷基或芳基等，分子量小于等于550。所述芳酸優選二元芳酸，例如，可以選自未取代的或C1-C5烷基取代的鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、聯苯二甲酸、多聯苯二甲酸中的一種或幾種。優選鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、聯苯二甲酸，以及甲基取代的聯苯二甲酸、多聯苯二甲酸等中的一種或幾種。
[0015]本發明潤滑脂中還可以含有小分子無機酸和/或小分子脂肪酸的鈣鹽。所說小分子無機酸或小分子脂肪酸的分子量小于等于150。其中，小分子無機酸可以選自硼酸、磷酸、硫酸等中的一種或幾種的混合物，優選硼酸和/或磷酸；小分子脂肪酸可以選自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸等中的一種或幾種的混合物，優選乙酸。
[0016]所說四聚脲具有以下結構:
[0017]
【權利要求】
1.一種復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂，以潤滑脂重量為基準，包括以下組分: I)非牛頓體環烷酸鈣10-70% ；2)高級脂肪酸的鈣鹽1-10% ；3)芳酸的鈣鹽1-15% ；4)四聚脲0.5-30% ；5)潤滑基礎油10-80%。
2.按照權利要求1所述的潤滑脂，其中以潤滑脂重量為基準，包括以下組分: I)非牛頓體環烷酸鈣20-60% ；2)高級脂肪酸的鈣鹽2-6% ；3)芳酸的鈣鹽2-10% ；4)四聚脲1-20% ；5)潤滑基礎油20-70%。
3.按照權利要求1所述的潤滑脂，所述非牛頓體環烷酸鈣在紅外譜圖873(^^-886(^-1處出現晶型碳酸鈣特征吸收峰，其總堿值為250mgK0H/g-450mgK0H/g。
4.按照權利要求1所述的潤滑脂，所說的高級脂肪酸是碳數為8-20的直鏈脂肪酸或羥基脂肪酸。
5.按照權利要求1所述的潤滑脂，所說的高級脂肪酸選自月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二十烷基羧酸中的一種或多種混合物。
6.按照權利要求1所述的潤滑脂，所述芳酸是至少有I個羧基與芳環直接相連的羧酸，其它取代基可以是氫、 烷基、烯基、炔基、芳基、鹵代或全鹵代的烷基或芳基，分子量小于550。
7.按照權利要求1所述的潤滑脂，所述芳酸選自未取代的或C1-C5烷基取代的鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、聯苯二甲酸、多聯苯二甲酸中的一種或幾種。
8.按照權利要求1所述的潤滑脂，其中還含有小分子無機酸和/或小分子脂肪酸的鈣鹽，所述小分子無機酸和/或小分子脂肪酸分子量小于等于150。
9.按照權利要求1所述的潤滑脂，所說的小分子無機酸選自硼酸、磷酸、硫酸中的一種或幾種的混合物，所說的小分子脂肪酸選自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸中的一種或幾種的混合物。
10.按照權利要求1所述的潤滑脂，其中，所說的四聚脲具有以下結構:
11.按照權利要求10所述的潤滑脂，其中，R1是苯基或取代的苯基，或碳數為8~24的烷基或環烷基；R2是亞苯基或亞聯苯基或碳數為2~12的亞烷基；R3是碳數為6~30的亞芳基、亞烷基或亞環烷基。
12.按照權利要求10所述的潤滑脂，其中，R1是苯基或CfC3烷基或鹵素取代的苯基，或碳數為10-18的烷基或環烷基，R2是亞苯基或亞聯苯基，或碳數為21的亞烷基；R3選自甲基亞苯基、二苯基亞甲基、二環己基亞甲基、間二甲基亞苯基和亞己基中的至少一種。
13.權利要求f12之一所述復合環烷酸鈣基四聚脲潤滑脂的制備方法，包括: (1)在反應釜A中將牛頓體環烷酸鈣、部分基礎油和轉化劑混合、加熱，使物料變稠成脂狀； (2)向上述反應釜中加入石灰或氫氧化鈣，分別加入高級脂肪酸和芳酸，升溫脫水； (3)在反應釜A的產物中或在反應釜B中加入部分基礎油和二異氰酸酯，先加入二胺進行反應，再加入單胺進行反應，其中二異氰酸酯、二胺與單胺的摩爾比為2:1:2 ；(4)將反應釜A中的物料混合均勻，或將反應釜A和B的物料合并后混合均勻，升溫到200-220° C恒溫煉制，冷卻，加入余量基礎油，加入必要的添加劑，得到成品。
14.按照權利要求13所述的制備方法，步驟(1)中，將牛頓體環烷酸鈣、部分基礎油混合加熱到50-90° C，依次加入所需的轉化劑進行反應，所有轉化劑加完后升溫，在60-100° C恒溫0.5-3小時，使物料變稠為脂狀。
15.按照權利要求13所述的制備方法，步驟(2)中，在85-100°C加入石灰或氫氧化鈣的懸濁液，在85-100° C加入高級脂肪酸，攪拌5-20分鐘，加入芳酸，以及必要的小分子無機酸和/或小分子脂肪酸，攪拌5-20分鐘，升溫到105-120° C，脫水。
16.按照權利要求13所述的制備方法，步驟(3)中，在步驟(2)的產物中或另一反應釜中加入部分基礎油和二異氰酸酯，攪拌2-8分鐘，攪拌下加入二胺，反應2-8分鐘，加入單胺，反應2-8分鐘。
17.按照權利要求13所述的制備方法，步驟(4)中，將步驟(2)和(3)的產物混合均勻后升溫，在100-120° C恒溫10-20分鐘，最后升溫到200-220° C恒溫5_10分鐘；冷卻到150-160° C，加入余量潤滑基礎油，待溫度冷卻到100-120° C，加入必要的添加劑，攪拌，循環過濾、均化、脫氣。
18.按照權利要求13所述的制備方法，所述牛頓體環烷酸鈣是石油環烷酸鈣或合成環烷酸鈣，其總堿值為250-450mgK0H/g。
19.按照權利要求13所述的制備方法，所說轉化劑選自C1-C5的脂肪醇、脂肪酸、脂肪酮、脂肪醛、脂肪胺、環烷胺、環烷醇、醚，以及碳酸鈣、硼酸、膦酸、二氧化碳、苯酚、芳香醇、芳香胺、C8-C20烷基苯磺酸、C16-C62環烷酸、水中的一種或幾種，轉化劑的加入量為牛頓體環烷酸鈣重量的2-30%。
20.按照權利要求13所述的制備方法，所說轉化劑選自十二烷基苯磺酸、C16-C62環烷酸、甲醇、丁醇、醋酸和水中的一種或幾種，轉化劑的加入量為牛頓體環烷酸鈣重量的6-22%。
21.按照權利要求13所述的制備方法，其中，所說的單胺結構式為R1-NH2，其中的R1是烷基、環烷基或芳基，烷基或環烷基的碳數為8~24，芳基是苯基或取代的苯基。
22.按照權利要求13所述的制備方法，其中，所說的單胺是選自苯胺、間氯苯胺、對氯苯胺和/或對甲苯胺的芳胺，和/或選自十二胺、十四胺、十六胺和/或十八胺的脂肪胺。
23.按照權利要求13所述的制備方法，其中，所說的二胺結構式為NH2-R2-NH2，其中的R2是亞烷基或亞芳基，亞烷基的碳數為2~12，亞芳基是亞苯基或亞聯苯基。
24.按照權利要求13所述的制備方法，其中，所說的二胺選自對苯二胺、鄰苯二胺、4，4'-聯苯二胺的芳香胺，和/或選自乙二胺、丙二胺、1，6-己二胺的直鏈脂肪胺。
25.按照權利要求13所述的制備方法，其中，所說的二異氰酸酯結構為OCN-R3-NCO,R3是碳數為6~30的亞芳基、亞烷基或亞環烷基。
26.按照權利要求13所述的制備方法，其中，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，二環己基甲烷二異氰酸酯，或苯二亞甲基二異氰酸酯中的至少一 種。
【文檔編號】C10M177/00GK103695076SQ201210365559
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】孫洪偉, 何懿峰, 段慶華, 李玲, 劉中其, 張建榮, 劉磊, 姜靚, 陳政, 鄭會 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院