一种钙锆基润滑脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钙锆基润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述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为一元羧酸和二元羧酸的混合物，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。还公开了钙锆基润滑脂的制备方法。本发明专利技术的钙锆基润滑脂，相比锆基润滑脂，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。本发明专利技术的润滑脂的制备工艺简单、成本低，产品质量稳定。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种钙锆基润滑脂及其制备方法
本专利技术涉及润滑脂，具体地，涉及一种钙锆基润滑脂及其制备方法。
技术介绍
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CN101113382和JP1973038444将锆的氧化物作为润滑剂添加剂改善了磨损性；WO2007143414和US20060063682介绍了四氟化锆可作为减磨添加剂成为润滑剂的组分之一；US20060254823发现含有2-乙基己酸锆盐的润滑剂表现出很好的耐重负荷和抗磨性能；US20050043189发现氟锆酸盐如氟锆酸铝可作为氧化抑制剂用在润滑剂中；DE102004021812发现将碳酸锆、磺酸锆或磷酸锆等无机盐加入到润滑脂里面可以提高抗磨损性。以锆盐作为稠化剂制备锆基润滑脂的专利有US4189387，稠化剂是由有机次磷酸或一元羧酸与氢氧化锆反应制得，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高。
技术实现思路
本专利技术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，制备工艺简单的钙锆基润滑脂及其制备方法。本专利技术的专利技术人在研究中发现，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述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为一元羧酸和二元羧酸的混合物，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。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。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种钙锆基润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述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为一元羧酸和二元羧酸的混合物，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。优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：8-35重量%的钙锆基稠化剂；65-92重量%的基础油；更优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-25重量%的钙锆基稠化剂；75-90重量%的基础油。优选地，所述钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。优选地，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，更优选为1：0.5-5。第二方面，本专利技术提供了一种钙锆基润滑脂的制备方法，所述方法包括：（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为一元羧酸与二元羧酸的混合物，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）将步骤（1）反应所得混合物升温到160-210℃，加入余量基础油，降温，加入必要的添加剂，并于80-120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。优选地，步骤（1）中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。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90-120℃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1：0.1-10，更优选为1：0.5-5。本专利技术的钙锆基润滑脂，相比锆基润滑脂，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，尤其当润滑脂中钙和锆的摩尔比为1：0.25-4；制备钙锆基稠化剂的锆的原料为锆的氧化物和/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1：0.5-5时，钙锆基润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性能够得到极大提高。本专利技术的润滑脂的制备工艺简单、成本低，产品质量稳定。本专利技术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。本专利技术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。具体实施方式以下对本专利技术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专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种钙锆基润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述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为一元羧酸和二元羧酸的混合物，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。优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：8-35重量%的钙锆基稠化剂；65-92重量%的基础油；更优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-25重量%的钙锆基稠化剂；75-90重量%的基础油。根据本专利技术，尽管具有上述组分的钙锆基润滑脂，即可实现本专利技术的目的，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，但当钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4时，可进一步提高润滑脂的耐高温性、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，本专利技术的钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比优选为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。本专利技术的专利技术人在研究中意外发现，当组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物时，即锆的原料为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物时，可进一步提高润滑脂的耐高温性、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优选为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，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优选为1：0.1-10，更优选为1：0.2-8，更进一步优选为1：0.5-5，在锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的优选摩尔比的情况下，能够进一步提高润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性。本专利技术中，钙的氧化物和/或氢氧化物可以为CaO、Ca(OH)2；锆的氧化物和/或氢氧化物优选选自ZrO2、ZrO(OH)2、Zr(OH)4以及它们的水合物中的至少一种。ZrO(OH)2的水合物可以为新制的湿氢氧化锆，其可以通过ZrOX2·8H2O（X为F、Cl、Br或I）或ZrO(NO3)2·2H2O等与碱反应获得，其中，碱可以为NaOH、KOH、浓氨水等，优选ZrOCl2·8H2O与NaOH反应。本专利技术中，烷氧基锆的通式可以为Zr(OR1)4，R1可以为C1-C10的烷基，优选为C2-C6的烷基；更优选地，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。本专利技术中，基础油100℃运动粘度优选为2-150mm2/s，更优选为5-100mm2/s，更进一步优选为8-50mm2/s，基础油可以为矿物油、合成油和植物油中的至少一种，合成油可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙锆基润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5‑50重量%的钙锆基稠化剂；50‑95重量%的基础油，其中，所述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为一元羧酸和二元羧酸的混合物，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。

【技术特征摘要】
1.一种钙锆基润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量％的钙锆基稠化剂；50-95重量％的基础油，其中，所述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为一元羧酸和二元羧酸的混合物，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.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：8-35重量％的钙锆基稠化剂；65-92重量％的基础油。3.根据权利要求2所述的润滑脂，其中，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-25重量％的钙锆基稠化剂；75-90重量％的基础油。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10。5.根据权利要求4所述的润滑脂，其中，所述钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.25-4。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，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。7.根据权利要求6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1：0.5-5。8.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，锆的氧化物和/或氢氧化物选自ZrO2、ZrO(OH)2、Zr(OH)4以及它们的水合物中的至少一种。9.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆的通式为Zr(OR1)4，R1为C1-C10的烷基。10.根据权利要求9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。11.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述基础油100℃运动粘度为2-150mm2/s。12.根据权利要求11所述的润滑脂，其中，所述基础油100℃运动粘度为5-100mm2/s。13.根据权利要求12所述的润滑脂，其中，所述基础油100℃运动粘度为8-50mm2/s。14.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，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。15.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述一元羧酸的分子量为170-1050，所述二元羧酸的分子量为90-600，所述一元羧酸与...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪伟，何懿峰，刘中其，段庆华，张建荣，姜靓，陈政，郑会，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：北京;11