一种磺酸钙‑环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磺酸钙‑环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，包括：10‑70重量%的非牛顿体磺酸钙‑环烷酸钙；1‑10重量%的高级脂肪酸的锆盐；1‑15重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；0.5‑30重量%的聚脲化合物；10‑80重量%的基础油，其中，高级脂肪酸的锆盐、小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐分别是由高级脂肪酸、小分子无机酸和/或低级脂肪酸与组分A反应而成，组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种，聚脲化合物是六聚脲化合物。还公开了润滑脂的制备方法及其制备的润滑脂。本发明专利技术润滑脂，有更好的机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性、极压抗磨性等性能，有更长的润滑寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂及其制备方法
本专利技术涉及润滑脂，具体地，涉及一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂及其制备方法。
技术介绍
磺酸钙被用作润滑油的清净剂和防锈剂已有几十年的历史，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烷基苯磺酸钙或烷基羧酸钙来分散到稀释油里成为一种胶体分散体系。高碱值磺酸钙根据生产方式不同可分为石油磺酸钙和合成磺酸钙。石油磺酸钙是用发烟硫酸或SO3磺化矿物润滑油生产白油时的副产物石油磺酸，经与Ca(OH)2反应、碳酸化等高碱化技术而得；合成磺酸钙是用发烟硫酸或SO3磺化合成的烷基苯，生成的烷基苯磺酸经与Ca(OH)2反应、碳酸化等高碱化技术而得。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、碳酸化等高碱化技术而得，有关制备的相关专利有CN1465560等。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复合磺酸钙基润滑脂类似但又可减轻上述问题的润滑脂成为人们目前面临的一大问题。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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种机械安定性、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，润滑寿命较长，成本低，制备工艺简单、环保的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：10-70重量%的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；1-10重量%的高级脂肪酸的锆盐；1-15重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；0.5-30重量%的聚脲化合物；10-80重量%的基础油，其中，所述高级脂肪酸的锆盐是由高级脂肪酸与组分A反应而成，所述小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐是由小分子无机酸和/或低级脂肪酸与组分A反应而成，所述组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种，所述聚脲化合物是六聚脲化合物。该润滑脂具有较好的机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，具有较长的润滑寿命，且成本低，制备工艺简单、环保。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-70重量%的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；1-10重量%的高级脂肪酸的锆盐；1-15重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；0.5-30重量%的聚脲化合物；10-80重量%的基础油，其中，所述高级脂肪酸的锆盐是由高级脂肪酸与组分A反应而成，所述小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐是由小分子无机酸和/或低级脂肪酸与组分A反应而成，所述组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种，所述聚脲化合物是六聚脲化合物。优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：20-60重量%的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；2-6重量%的高级脂肪酸的锆盐；2-10重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；1-20重量%的六聚脲化合物；20-70重量%的基础油。第二方面，本专利技术提供了如上所述的磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂的制备方法，该方法包括：将非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙、高级脂肪酸的锆盐、小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐、六聚脲化合物和部分基础油混合均匀，在180-230℃恒温炼制，加入余量基础油，加入必要的添加剂，得到成品。第三方面，本专利技术提供了一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂的制备方法，该方法包括：（1）将牛顿体磺酸钙、牛顿体环烷酸钙、基础油和转化剂混合，升温待物料变稠；（2）在步骤（1）所得产物中加入组分A，加入高级脂肪酸、以及小分子无机酸和/或低级脂肪酸进行反应，反应后升温脱水，所述组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种；（3）在步骤（2）所得混合物中加入基础油和二异氰酸酯，然后依次加入单胺、二胺和二异氰酸酯进行反应；（4）将步骤（3）所得混合物升温到180-230℃恒温炼制，加入基础油，加入必要的添加剂，得到成品。第四方面，本专利技术提供了由如上所述的方法制得的磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂。本专利技术的磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，相比磺酸钙基六聚脲润滑脂，具有更好的机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性、极压抗磨性等性能，具有更长的润滑寿命。本专利技术的润滑脂的制备工艺简单、环保，成本低，产品质量稳定。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。附图说明图1为实施例5制备的润滑脂的红外谱图。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。本专利技术提供了一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，这种润滑脂采用了石油磺酸钙和/或合成磺酸钙，以及石油环烷酸钙和/或合成环烷酸钙为原料，同时含有复合锆稠化剂、异氰酸酯和胺反应产生的六聚脲化合物。本专利技术还提供了上述润滑脂的制备方法。一方面，本专利技术提供了一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-70重量%的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；1-10重量%的高级脂肪酸的锆盐；1-15重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；0.5-30重量%的聚脲化合物；10-80重量%的基础油，其中，高级脂肪酸的锆盐是由高级脂肪酸与组分A反应而成，小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐是由小分子无机酸和/或低级脂肪酸与组分A反应而成，组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种，聚脲化合物是六聚脲化合物。优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：20-60重量%的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；2-6重量%的高级脂肪酸的锆盐；2-10重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；1-20重量%的六聚脲化合物；20-70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：30-55重量%的非牛顿体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磺酸钙‑环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10‑70重量%的非牛顿体磺酸钙‑环烷酸钙；1‑10重量%的高级脂肪酸的锆盐；1‑15重量%的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；0.5‑30重量%的聚脲化合物；10‑80重量%的基础油，其中，所述高级脂肪酸的锆盐是由高级脂肪酸与组分A反应而成，所述小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐是由小分子无机酸和/或低级脂肪酸与组分A反应而成，所述组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种，所述聚脲化合物是六聚脲化合物。

【技术特征摘要】
1.一种磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-70重量％的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；1-10重量％的高级脂肪酸的锆盐；1-15重量％的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；0.5-30重量％的聚脲化合物；10-80重量％的基础油，其中，所述高级脂肪酸的锆盐是由高级脂肪酸与组分A反应而成，所述小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐是由小分子无机酸和/或低级脂肪酸与组分A反应而成，所述组分A为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种，所述聚脲化合物是六聚脲化合物，所述非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙在红外谱图873cm-1-886cm-1处出现晶型碳酸钙特征吸收峰。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：20-60重量％的非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙；2-6重量％的高级脂肪酸的锆盐；2-10重量％的小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐；1-20重量％的六聚脲化合物；20-70重量％的基础油。3.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，所述非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙是由牛顿体磺酸钙和牛顿体环烷酸钙转化得到的，所述非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙的总碱值为250-450mgKOH/g。4.根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述高级脂肪酸为碳数为8-20的直链脂肪酸或羟基脂肪酸。5.根据权利要求4所述的润滑脂，其中，所述高级脂肪酸选自月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、二十烷基羧酸中的至少一种。6.根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，小分子无机酸或低级脂肪酸的分子量小于等于150。7.根据权利要求6所述的润滑脂，其中，所述小分子无机酸选自硼酸、磷酸、硫酸中的至少一种，所述低级脂肪酸选自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸中的至少一种。8.根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述组分A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。9.根据权利要求8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。10.根据权利要求1或2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。11.根据权利要求1或2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。12.根据权利要求11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。13.根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述六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。14.根据权利要求13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。15.根据权利要求14所述的润滑脂，其中，R1是苯基、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，R2是亚苯基或亚联苯基，或碳数为2-8的亚烷基；R3选自和-(CH2)6-中的至少一种。16.权利要求1-15中任意一项所述的磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂的制备方法，其特征在于，该方法包括：将非牛顿体磺酸钙-环烷酸钙、高级脂肪酸的锆盐、小分子无机酸和/或低级脂肪酸的锆盐、六聚脲化合物和部分基础油混合均匀，在180-230℃恒温炼制，加入余量基础油，加入必要的添加剂，得到成品。17.权利要求1-15中任意一项所述的磺酸钙-环烷酸钙锆基六聚脲润滑脂的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将牛顿体磺酸钙、牛顿体环烷酸钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：何懿峰，孙洪伟，段庆华，刘中其，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