CN101624549B - 一种极压型润滑脂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种极压型润滑脂及制备方法。润滑脂的成分和质量百分含量如下：基础油为矿物油、合成油或二者的调合油80～92％；稠化剂5～13％；抗氧剂0.5～1％；极压剂1～5％；防锈剂1～1.5％。采用一步法皂化复合工艺。由于选用了合适的原料配比，使得该润滑脂具有良好高温性能，滴点大于235℃，稠度随温度变化明显变好，能够满足宽温度范围的使用。与聚脲润滑脂相比具有高温不硬化的优点，同时具有低成本的优势，与复合铝相比又具有良好的黏附性，同时提高极压性能，提高润滑脂的耐负荷能力。本发明润滑脂的制备方法采用一步法直接复合反应，从而使工艺简单，节约能耗，降低了生产成本，而且该工艺生产的产品质量也比较稳定。
Description
技术领域
本发明属于润滑脂技术领域，特别是涉及一种极压型润滑脂及制备方法。
背景技术
润滑脂通常分为皂基润滑脂和非皂基润滑脂，其中皂基润滑脂是最常用的润滑脂，无论是皂基脂还是非皂基脂，润滑脂本身的特点是随温度的变化，润滑脂稠度变化较大，特别是高温脂，虽然具有较高的滴点(滴点大于300℃)，但随着温度的升高润滑脂***流失或***结焦，已经失去润滑作用。目前通用的高温润滑脂通常有复合铝基基润滑脂和脲基润滑脂，其中复合铝基润滑脂高温出现***流失现象(一般在120℃以上***明显，出现流失现象)，引起设备润滑失效；而脲基润滑脂，高温出现硬化(根据不同的脲基脂，其硬化温度不同，一般在120～150℃时出现硬化的现象)，并随着温度的升高，硬化现象就越明显，常常在高温运转过程中造成运转部件的卡死，甚至引起运转部件烧结在一起，导致设备的停机。一般润滑脂很难满足重负荷设备的润滑需求，很容易造成润滑失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好稠温性能的润滑脂，在保证其稠度随温度变化缓慢的基础上具有一般润滑脂所具有的特性，并通过添加抗氧剂、极压剂、防锈剂来进一步提高润滑脂的极压性能。
本发明的技术如下：
本发明的一种极压型润滑脂，其润滑脂的成分和质量百分含量如下：
基础油为矿物油、合成油或二者的调合油 80～92％；
稠化剂 5～13％；
抗氧剂 0.5～1％；
极压剂 1～5％；
防锈剂 1～1.5％。
稠化剂为组分A和组分B反应制得组合物，组分A是由C16～C20的脂肪酸、芳香酸和有机铝以当量比为1∶1～1.5∶1反应制得；组分B是由异氰酸酯、脂肪胺和芳香胺以当量比1∶0.9～1.3∶1.1～0.7反应制得；组分A和组分B的配比以A组的高级脂肪酸和B组分的异氰酸酯以当量比为0.5～1.5∶1为基准反应生成物组成稠化剂。
所述的组分A中，C16～C20的脂肪酸包括硬脂酸、十二羟基硬脂酸或软脂酸；芳香酸包括苯甲酸或烷基取代苯甲酸；有机铝包括异丙醇铝或三异丙氧基铝。
所述的组分B中，异氰酸酯包括2，4-甲苯基二异氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基-1，6-二异氰酸酯；脂肪胺包括辛胺、十二胺或十八胺；脂环胺包括环己胺。
所述的抗氧剂为胺类抗氧剂或酚类抗氧剂；或胺类抗氧剂和酚类抗氧剂二者的混合物，其重量比为0.5～1.5∶1。
所述的抗氧剂包括二苯胺、N-苯基-α-萘胺或2，6二叔丁基对甲苯酚。
所述的极压剂包括vanlube829或vanlube972(美国：R.T.Vanderbilt company，Inc.)噻二唑衍生物。
所述的防锈剂包括十二烯基丁二酸、二壬基萘磺酸钡或环烷酸锌，
本发明的极压型润滑脂的制备方法，采用一步法皂化复合工艺，具体步骤：
1)将组份B的异氰酸酯加入压釜油中、脂肪胺和芳香胺按比例混合后也加入到基础油中，混合加热至60～100℃，按比例加入组成组份A的原料脂肪酸、芳香酸和有机铝，进行复合反应，反应时间为1～2小时；
2)将1)步复合的物料继续升温至100～140℃，加入水，水当量是有机铝当量的2-4倍，恒温1～2小时；
3)将2)步复合的物料继续升温至160～190℃恒温0.5～1小时；然后加入急冷油搅拌均匀后进行后处理即得所需产物；
4)当3)步的物料温度降至90～120℃时依次加入抗氧剂、极压剂、防锈剂，进行后处理即得所需产物。
本发明的润滑脂通过性能试验表明具有下述优点：由于选用了合适的原料配比，使得该润滑脂具有良好高温性能，滴点大于235℃，其突出优点是稠度随温度变化明显变好，其稠度随温度的变化不是很明显，能够满足宽温度范围的使用。与聚脲润滑脂相比具有高温不硬化的优点，同时具有低成本的优势，与复合铝相比又具有良好的黏附性，同时提高极压性能，提高润滑脂的耐负荷能力。因此本发明的润滑脂可用于高温重负荷设备运转部件的润滑。另外，本发明润滑脂的制备方法采用一步法直接复合反应，从而使工艺简单，节约能耗，降低了生产成本，而且该工艺生产的产品质量也比较稳定。
附图说明
图1：本发明的润滑脂与现有润滑脂的性能比较。
具体实施方式
实例1：
将90克MDI加入1500克的压釜油中，加热至60℃，同时将45克的辛胺和35克的苯胺加入到600克的油中加热至60℃，混合均匀(这三种原料经过化学反应生成B组分)，加入硬脂酸51克，苯甲酸26克，三异丙氧基铝18.4克，升至90℃，恒温1小时(这三种原料在一定温度下反应生成A组分)，继续加热至120℃，加入6.5克自来水，恒温1小时(在此过程中B组分与A组分进一步反应生成新型的润滑脂组合物)，继续将物料升温至160℃，恒温10分钟(新型的润滑脂组合物进一步稳定)，加急冷油700克，当温度降至120℃以下时，顺序加入二苯胺15.2克、vanlube829 30.2克、十二烯基丁二酸30.2克，搅匀后进行后处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表1
表1
| 试验项目 | 样品1# | 实验方法 |
| 工作锥入度，0.1mm | 286 | GB/T269 |
| 滴点，℃ | 256 | GB/T3498 |
| 腐蚀(100℃，24h，T2Cu) | 合格 | GB/T7326乙 |
| 水淋(79℃，1h)，损失量，％ | 0.01 | SH/T0109 |
| 极压性能，PD，Kg | 200 | GB/T12583 |
由表1可知，本发明的润滑脂的高温性能及抗水性能均很好，并有一定得极压性能。
物料配比说明如下：
A组分中各原料当量比：硬脂酸∶苯甲酸∶三异丙氧基铝为1∶1.2∶1
B组分中各原料当量比：MDI∶辛胺∶苯胺为1∶1∶1
硬脂酸与MDI的当量比为(即A组分与B组分当量比)为0.5∶1
稠化剂(A+B的质量)占总润滑脂量的8.1％
加自来水当量为三异丙氧基铝当量的2倍。
二苯胺占总润滑脂量的0.5％
vanlube829总润滑脂量的1％
十二烯基丁二酸总润滑脂量的1％
本实例的化验项目在化验的润滑脂的通用项目的同时验证了润滑脂的极压性。
实例2：
将90克MDI加入1500克的压釜油中，加热至80℃，同时将66.8克的十二胺和34.6克的环己胺加入到600克的油中加热至80℃，混合均匀，加入硬脂酸102克，甲基-苯甲酸58.8克，异丙醇铝73克，恒温1小时，继续加热至100℃，加入26克自来水，恒温1小时，继续将物料升温至170℃，恒温0.5小时，加急冷油700克，当温度降至120℃时，顺序加入N-苯基-α-萘胺22.6克、vanlube829 48.4克、十二烯基丁二酸38.7克，搅匀后进行后处理得成品脂。搅匀后进行后处理，本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表2
表2
| 试验项目 | 样品2# | 实验方法 |
| 工作锥入度，0.1mm | 246 | GB/T269 |
| 滴点，℃ | 252 | GB/T3498 |
| 腐蚀(100℃，24h，T2Cu) | 合格 | GB/T7326乙 |
| 水淋(79℃，1h)，损失量，％ | 0.01 | SH/T0109 |
| 极压性能，PD，Kg | 200 | GB/T12583 |
由表2可知，本发明的润滑脂的高温性能及抗水性能均很好，并有一定得极压性能。
物料配比说明如下：
A组分中各原料当量比：硬脂酸∶甲基-苯甲酸∶异丙醇铝为1∶1.2∶1
B组分中各原料当量比：MDI∶十二胺∶环己胺为1∶1∶1
硬脂酸与MDI的当量比为(即A组分与B组分当量比)为1∶1。
稠化剂(A+B的质量)占总润滑脂量的13.2％，
加自来水量为异丙醇铝当量的2倍
N-苯基-α-萘胺占总润滑脂量的0.7％
vanlube829总润滑脂量的1.5％
十二烯基丁二酸总润滑脂量的1.2％
本实例的化验项目在化验的润滑脂的通用项目的同时验证了润滑脂的极压性。
实例3：
将28.4克TDI加入2600克的压釜油中，加热至100℃，同时将48.5克的十八胺和19.3克的对甲苯胺加入到600克的油中加热至100℃，混合均匀，加入硬脂酸77克，苯甲酸39克，异丙醇铝55克，在100℃，恒温1.2小时，继续加热至140℃，加入14.6克自来水，恒温1.5小时，继续将物料升温至190℃，恒温30分钟，加急冷油680克，当温度降至110℃时，顺序加入二苯胺17.6克、2，6二叔丁基对甲苯酚17.6、vanlube972 70.5克、二壬基萘磺酸钡35.2克，搅匀后进行后处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表3
表3
| 试验项目 | 样品3# | 实验方法 |
| 工作锥入度，0.1mm | 339 | GB/T269 |
| 滴点，℃ | 246 | GB/T3498 |
| 腐蚀(100℃，24h，T2Cu) | 合格 | GB/T7326乙 |
| 水淋(79℃，1h)，损失量，％ | 0.02 | SH/T0109 |
| 极压性能，PD，Kg | 250 | GB/T12583 |
物料配比说明如下：
A组分中各原料当量比：硬脂酸∶苯甲酸∶异丙醇铝为1∶1.2∶1
B组分中各原料当量比：TDI∶十二胺∶环己胺为1∶1∶1
硬脂酸与TDI的当量比为(即A组分与B组分当量比)为1.5∶1。
稠化剂(A+B的质量)占总润滑脂量的7.5％，
加自来水量为异丙醇铝当量的3倍
二苯胺0.5％、2，6二叔丁基对甲苯酚0.5％
vanlube972 2％
二壬基萘磺酸钡 1％
本实例的化验项目在化验的润滑脂的通用项目的同时验证了润滑脂的极压性。
实例4：
将50克MDI加入2000克的压釜油中，加热至60℃，同时将48.5克的十八胺和21.9克的环己胺加入到1000克的油中加热至60℃，混合均匀，加入十二羟基硬脂酸60克，苯甲酸24克，异丙醇铝40.1克，升至70℃，恒温1.5小时，继续加热至120℃，加入14.4克自来水，恒温2小时，继续将物料升温至170℃，恒温1小时，加急冷油1200克，当温度降至100℃时，顺序加入N-苯基-α-萘胺26.7克、2，6二叔丁基对甲苯酚17.8克、vanlube829 133.4克、二壬基萘磺酸钡66.7克，搅匀后进行后处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表4
表4
| 试验项目 | 样品4# | 实验方法 |
| 工作锥入度，0.1mm | 346 | GB/T269 |
| 滴点，℃ | 239 | GB/T3498 |
| 腐蚀(100℃，24h，T2Cu) | 合格 | GB/T7326乙 |
| 水淋(79℃，1h)，损失量，％ | 0.03 | SH/T0109 |
| 极压性能，PD，Kg | 400 | GB/T12583 |
由表4可知，本发明的润滑脂的高温性能及抗水性能均很好。
物料配比说明如下：
A组分中各原料当量比：十二羟基硬脂酸∶苯甲酸∶异丙醇铝为1∶1∶1
B组分中各原料当量比：MDI∶十八胺∶环己胺为1∶0.9∶∶1.1
十二羟硬脂酸与TDI的当量比为(即A组分与B组分当量比)为1∶1。
稠化剂(A+B的质量)占总润滑脂量的5.5％，
加自来水量为异丙醇铝当量4倍
N-苯基-α-萘胺0.6％、2，6二叔丁基对甲苯酚0.4％
Vanlube829 3％
二壬基萘磺酸钡 1.5％
本实例的化验项目在化验的润滑脂的通用项目的同时验证了润滑脂的极压性。
该润滑脂的特性由图1来进行验证。
实例5：
将33.6克HMDI加入800克的压釜油中，加热至60℃，同时将48.5克的十八胺和21.9克的环己胺加入到200克的油中加热至60℃，混合均匀，加入硬脂酸56.8克，苯甲酸36克，异丙醇铝40.1克，升至90℃，恒温2小时，继续加热至120℃，加入10.8克自来水，恒温1小时，继续将物料升温至170℃，恒温1小时，加急冷油350克，当温度降至90℃时，顺序加入2，6二叔丁基对甲苯酚15.8克、vanlube972 79.4克、二壬基萘磺酸钡23.8克，搅匀后进行后处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表5
表5
| 试验项目 | 样品5# | 实验方法 |
| 工作锥入度，0.1mm | 226 | GB/T269 |
| 滴点，℃ | 246 | GB/T3498 |
| 腐蚀(100℃，24h，T2Cu) | 合格 | GB/T7326乙 |
| 水淋(79℃，1h)，损失量，％ | 0.01 | SH/T0109 |
| 极压性能，PD，Kg | 600 | GB/T12583 |
由表5可知，本实例的化验项目在化验的润滑脂的通用项目的同时验证了润滑脂的极压性。
物料配比说明如下：
A组分中各原料当量比：硬脂酸∶苯甲酸∶异丙醇铝为1∶1.5∶1
B组分中各原料当量比：HMDI∶十八胺∶环己胺为1∶0.9∶∶1.1
硬脂酸与HMDI的当量比为(即A组分与B组分当量比)为1∶1。
稠化剂(A+B的质量)占总润滑脂量的14.9％。
加自来水量为异丙醇铝当量的3倍
N-苯基-α-萘胺0.33％，2，6二叔丁基对甲苯酚0.67％
vanlube972 5％
二壬基萘磺酸钡 1.5％
实例6：
将50克MDI加入2000克的压釜油中，加热至60℃，同时将70.2克的十八胺和13克的环己胺加入到600克的油中加热至60℃，混合均匀，加入软脂酸51.8克，苯甲酸24克，异丙醇铝40.1克，升至75℃，恒温2小时，继续加热至125℃，加入9克自来水，恒温2小时，继续将物料升温至170℃，恒温1小时，加急冷油680克，当温度降至120℃以下时，顺序加入二苯胺35.3克、vanlube829 176.45克、十二烯基丁二酸35.3克，搅匀后进行后处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于表6
表6
| 试验项目 | 样品6# | 实验方法 |
| 工作锥入度，0.1mm | 265 | GB/T269 |
| 滴点，℃ | 239 | GB/T3498 |
| 腐蚀(100℃，24h，T2Cu) | 合格 | GB/T7326乙 |
| 水淋(79℃，1h)，损失量，％ | 0.03 | SH/T0109 |
| 极压性能，PD，Kg | 500 | GB/T12583 |
由表6可知，本实例的化验项目在化验的润滑脂的通用项目的同时验证了润滑脂的极压性。
物料配比说明如下：
A组分中各原料当量比：软脂酸∶苯甲酸∶异丙醇铝为1∶1.5∶1
B组分中各原料当量比：MDI∶十八胺∶环己胺为1∶1.3∶0.7
软脂酸与MDI的当量比为(即A组分与B组分当量比)为1∶1。
稠化剂(A+B的质量)占总润滑脂量的7.1％
加自来水量为异丙醇铝铝当量2.5倍
二苯胺占总润滑脂量的1％
vanlube829总润滑脂量的5％
十二烯基丁二酸总润滑脂量的1％
采用本实施例1、2和3的润滑脂与现有的复合铝基润滑脂与脲基润滑脂的性能比较如图1所示。
从图上三个样品的稠温性变化图可以看出：(1)三个样品只是初始的稠度不同，其随温度的变化趋势及变化率是相同的，这说明我们开发的产品在稠温性能方面具有良好的一致性。(2)润滑脂的稠温性能与稠化剂的种类有很大的关系，一般润滑脂随温度的升高稠度一直***，直至不能保持在摩擦副表面而导致流失，而脲基润滑脂随温度的升高在120℃以内***，温度超过120℃之后稠度随温度的升高快速***，从而导致润滑失效，甚至引起摩擦副的卡死。(3)从图上可以看出我们研制的润滑脂对润滑脂的稠温性进行了改善，更适合于润滑脂的宽温度范围的使用。
本发明提出的一种极压型润滑脂及制备方法，已经通过较佳的实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的组分和方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (8)
1.一种极压型润滑脂，其特征是润滑脂的成分和质量百分含量如下：
其中：稠化剂为组份A和组份B反应制得组合物，组份A是由C16～C20的脂肪酸、芳香酸和有机铝以当量比为1：1 ～1.5:1反应制得；组份B是由异氰酸酯、脂肪胺和芳香胺以当量比1：0.9～1.3: 1.1～0.7反应制得；组份A和组份B的配比以组份A的高级脂肪酸和组份B的异氰酸酯以当量比为0.5～1.5：1为基准反应生成物组成稠化剂。
2.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是所述的组份A中，C16～C20的脂肪酸包括硬脂酸、十二羟基硬脂酸或软脂酸；芳香酸包括苯甲酸或烷基取代苯甲酸；有机铝包括异丙醇铝或三异丙氧基铝。
3.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是所述的组份B中，异氰酸酯包括2,4-甲苯基二异氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基-1，6-二异氰酸酯；脂肪胺包括辛胺、十二胺或十八胺；脂环胺包括环己胺。
4.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是所述的抗氧剂为胺类抗氧剂或酚类抗氧剂；或胺类抗氧剂和酚类抗氧剂二者的混合物，其重量比为0.5～1.5：1。
5.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是所述的抗氧剂包括二苯胺、N-苯基-α-萘胺或2，6二叔丁基对甲苯酚。
6.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是所述的极压剂包括vanlube829或vanlube972的噻二唑衍生物。
7.如权利要求1所述的润滑脂，其特征是所述的防锈剂包括十二烯基丁二酸、二壬基萘磺酸钡或环烷酸锌。
8.权利要求1的极压型润滑脂的制备方法，其特征是采用一步法皂化复合工艺，具体步骤：
1）将组份B的异氰酸酯加入压釜油中、脂肪胺和芳香胺按比例混合后也加入到基础油中，混合加热至60～100℃，按比例加入组成组份A的原料脂肪酸、芳香酸和有机铝，进行复合反应,反应时间为1～2小时；
2）将1）步复合的物料继续升温至100～140℃，加入水，水当量是有机铝当量的2-4倍，恒温1～2小时；
3）将2）步复合的物料继续升温至160～190℃恒温0.5～1小时；然后加入急冷油搅拌均匀后进行后处理即得所需产物；
4）当3）步的物料温度降至90～120℃以下时依次加入抗氧剂、极压剂、防锈剂，进行后处理即得所需产物。
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