專利名稱：聚脲-復(fù)合鈣潤滑脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤滑脂的制備方法。
背景技術(shù)：
聚脲-復(fù)合鈣混合基潤滑脂通常的制備方法是先分別制備兩種基礎(chǔ)脂，再按一定比例混合。如CN1364859A提供了一種制備聚脲-復(fù)合鈣的方法，聚脲和復(fù)合鈣先分別制備好，再按一定比例混合，工序復(fù)雜，由于在常溫下潤滑脂粘度很大，無法使用機(jī)械泵，轉(zhuǎn)釜過程由人工完成，耗時(shí)耗力。US 5,084,193提供了一種制備聚脲-復(fù)合鈣潤滑脂的方法，提示應(yīng)先做聚脲脂再做復(fù)合鈣基脂，也可以按相反順序制備，但推薦前一順序?yàn)榧?。然而按照前一順序制備聚?復(fù)合鈣基脂時(shí)，也存在一個(gè)問題，即當(dāng)制好聚脲脂后，釜內(nèi)的溫度一般已升至70-80℃，此時(shí)再加入有機(jī)酸則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的低分子酸揮發(fā)現(xiàn)象。
從以上介紹可以看出，制備聚脲-復(fù)合鈣基脂時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)不提倡先制備復(fù)合鈣基脂，再制備聚脲脂的方法，這可能是由于在制備復(fù)合鈣基脂的過程中會(huì)發(fā)生漲鍋現(xiàn)象，即大量泡沫在鍋內(nèi)迅速漲滿，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，須立即加入消泡劑，否則會(huì)造成嚴(yán)重后果。而發(fā)生漲鍋現(xiàn)象后本領(lǐng)域技術(shù)人員一般認(rèn)為很難在同一釜內(nèi)制備聚脲脂了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的偏見和誤導(dǎo)，提供一種直接制備聚脲-復(fù)合鈣基潤滑脂的方法。該方法先制備復(fù)合鈣基脂，再做聚脲脂，于同一釜中完成，不僅能夠簡化操作，而且所獲得的聚脲-復(fù)合鈣基潤滑脂具有更優(yōu)異的特性。
本發(fā)明潤滑脂的制備方法包括將基礎(chǔ)油與氫氧化鈣(或氧化鈣)、水以及C1-C20有機(jī)酸混合均勻，升溫至30～100℃，加入二異氰酸酯和有機(jī)胺，排水皂化，升溫到210～230℃，降溫，均化。
具體地說，本發(fā)明潤滑脂可以采用如下方法制備首先將基礎(chǔ)油總重40～60％的基礎(chǔ)油與氫氧化鈣(或氧化鈣)和水在常溫下于制脂釜內(nèi)混合，然后分別加入C1-C20有機(jī)酸，可以是一種或多種酸，每加完一種酸后，最好先反應(yīng)大約5～15分鐘后，再加入另一種酸，全部的酸都加完后，升溫。當(dāng)溫度升至30～100℃，優(yōu)選50～80℃時(shí)，將二異氰酸酯在10～20％的基礎(chǔ)油中加熱溶解，倒入該釜中，隨后加入C8-C24有機(jī)胺，排水皂化，直至升溫到210～230℃，加入余量基礎(chǔ)油，開始循環(huán)降溫，并于120℃左右進(jìn)行均化，均化壓力一般為0.6～0.8MPa，均化時(shí)間為一般為10～50分鐘，得到聚脲-復(fù)合鈣基脂。根據(jù)需要可以在基礎(chǔ)脂中添加常規(guī)添加劑，如抗氧劑、防銹劑等。
所述的基礎(chǔ)油為礦物油、酯類油、合成烴、植物油等。100℃粘度為20～40mm2/s，最好為25～35mm2/s。
所說的C1-C20有機(jī)酸選自甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、二元酸、正辛酸、硼酸、十二羥基硬脂酸、硬脂酸等。最好選用兩種或者兩種以上的酸，一般至少選用一種低分子酸和一種高分子酸，必要時(shí)再選用一種中分子酸(或者硼酸)，一般認(rèn)為C6以下的酸是低分子酸，C6-C10的酸是中分子酸，C10以上的酸是高分子酸，其中低分子酸和高分子酸的摩爾比在0.9～4∶1范圍內(nèi)為宜。
所說異氰酸酯是4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯或2，4-甲苯基二異氰酸酯等二異氰酸酯。
所說碳數(shù)為8～24的有機(jī)胺優(yōu)選八胺、十二胺，十六胺和十八胺和環(huán)烷胺。
本發(fā)明方法制備的潤滑脂中(以潤滑脂重量為基準(zhǔn))基礎(chǔ)油含量為50～90％，優(yōu)選75～85％，稠化劑含量為10～50％，優(yōu)選15～40％，所述稠化劑包括聚脲稠化劑和復(fù)合鈣基稠化劑，其中聚脲稠化劑是由有機(jī)胺與異氰酸酯反應(yīng)而成，復(fù)合鈣基稠化劑是由有機(jī)酸和氫氧化鈣(或氧化鈣)反應(yīng)而成。聚脲稠化劑與復(fù)合鈣基稠化劑的重量比為1∶0.3～3，優(yōu)選1∶0.7～2。氫氧化鈣(或氧化鈣)與有機(jī)酸之間以及二異氰酸酯和有機(jī)胺之間均按照化學(xué)計(jì)量比確定用量，水量為氫氧化鈣(或氧化鈣)的1～5倍(重量)。
本發(fā)明提供的制備方法，先制備復(fù)合鈣基脂，再制備聚脲脂，不僅操作簡便，而且克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷由于是在常溫甚至低溫下加入有機(jī)酸，可有效避免低分子酸的揮發(fā)；同時(shí)在加完有機(jī)酸后但還未發(fā)生漲鍋時(shí)即加入二異氰酸酯和有機(jī)胺，就不會(huì)再出現(xiàn)漲鍋現(xiàn)象。此外，該方法制得的聚脲-復(fù)合鈣基潤滑脂具有優(yōu)良的高溫性能、膠體安定性、機(jī)械安定性及極壓抗磨性，可用于高溫、高速、重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、油田鉆井等軸承潤滑。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將800g 500SN油(40℃粘度，100℃粘度11mm2/s)94.5g氫氧化鈣和450g水加入常壓制脂釜中，攪拌均勻，在常溫下加入117.9g冰醋酸，攪拌均勻，并反應(yīng)大約10分鐘，加入28.3g正辛酸，攪拌均勻，加入十二羥基硬脂酸117.8g，加熱升溫到70℃左右。同時(shí)在容器A中加入4，4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)80.7g與500SN油350g，加熱至MDI完全溶解。將容器A中的MDI油溶液倒入制脂釜中，加熱升溫到80℃左右。此后加入十二胺119.4g，排水皂化2小時(shí)后，繼續(xù)升溫到220℃，加200g急冷油，攪拌降溫，并常溫研磨，得聚脲-復(fù)合鈣基脂。性能見表1。
實(shí)施例2將350g加氫α-烯烴油(100℃粘度12mm2/s)與42g氫氧化鈣和200g水加入常壓制脂釜中，攪拌均勻，在常溫下加入49g冰醋酸，攪拌均勻，并反應(yīng)大約10分鐘，加入9.8g硼酸，攪拌均勻，加入十二羥基硬脂酸49g，加熱升溫到70℃左右。同時(shí)在容器A中加入2，4-甲苯基二異氰酸酯(TDI)28g與基礎(chǔ)油150g，加熱至MDI完全溶解。將容器A中的MDI油溶液倒入制脂釜中，加熱升溫到80℃左右。此后加入十二胺59.7g，排水皂化2小時(shí)后，繼續(xù)升溫到220℃，加100g急冷油，攪拌降溫，并常溫研磨，得聚脲-復(fù)合鈣基脂。性能見表1。
實(shí)施例3將450g季戊四醇酯(100℃粘度12mm2/s)與42g氫氧化鈣和200g水加入常壓制脂釜中，攪拌均勻，在常溫下加入49g冰醋酸，攪拌均勻，并反應(yīng)大約10分鐘，加入12g正辛酸，攪拌均勻，加入十二羥基硬脂酸49g，加熱升溫到70℃左右。同時(shí)在容器A中加入4，4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)42g與基礎(chǔ)油150g，加熱至MDI完全溶解。將容器A中的MDI油溶液倒入制脂釜中，加熱升溫到80℃左右。此后加入十八胺90g，排水皂化2小時(shí)后，繼續(xù)升溫到220℃，加70g急冷油，攪拌降溫，并常溫研磨，得聚脲-復(fù)合鈣基脂。性能見表1。
對(duì)比例1按照CN1364859A公開的方法，分別制備聚脲和復(fù)合鈣基脂，再按一定比例混合均勻。
將2.7kg 500SN油2.7kg 150BS油，0.8kg氫氧化鈣和3Kg水加入常壓釜A中，攪拌均勻，在常溫下加入0.9kg冰醋酸，攪拌均勻，并反應(yīng)大約10分鐘，加入0.2kg硼酸，攪拌均勻，加入十二羥基硬脂酸0.9kg，加熱升溫到100℃左右，將水排出，最后加入1.3kg 500SN油與1.3kg 150SN油，繼續(xù)升溫到220℃，循環(huán)降溫，并常溫研磨，得鈣基脂。
將十八胺1.2kg與150BS油4.1kg加入常壓釜B中，并加熱到70℃，同時(shí)在容器C中加入二異氰酸酯(MDI)0.6kg與500SN油4.1kg，加熱至MDI完全溶解。將容器C中的MDI油溶液倒入釜中，攪拌均勻，加入水300g，加熱升溫到180℃，恒溫1小時(shí)，循環(huán)降溫并常溫研磨，得脲基脂。
將鈣基脂200g與脲基脂200g混合，攪拌均勻即得潤滑脂產(chǎn)品。性能見表1。
對(duì)比例2本實(shí)例先制備聚脲脂，再制備復(fù)合鈣基脂。
在容器A中加入4，4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)60.5g與500SN油450g，加熱至MDI完全溶解。將容器A中的MDI油溶液倒入加有500SN 700g基礎(chǔ)油和89.5g十二胺的制脂釜中，加熱升溫到80℃左右，快速攪拌。此后加入氫氧化鈣53.83g和150g水，溫度降至40℃，加入冰醋酸66.9g，70℃加入辛酸16.1g，80℃加入12羥基硬脂酸66.9g，排水皂化2小時(shí)后，繼續(xù)升溫到220℃，加急冷油200g，攪拌降溫，并常溫研磨，得聚脲-復(fù)合鈣基脂。性能見表1。
表1潤滑脂的理化性能 從表1可以看出，本發(fā)明方法制備的潤滑脂與參比脂相比，具有更高的滴點(diǎn)、更良好的機(jī)械安定性、膠體安定性和優(yōu)異的極壓抗磨性能。
權(quán)利要求
1.一種聚脲-復(fù)合鈣潤滑脂的制備方法，包括將基礎(chǔ)油與氫氧化鈣或氧化鈣、水以及C1-C20有機(jī)酸混合均勻，升溫至30～100℃，加入二異氰酸酯和有機(jī)胺，排水皂化，升溫到210～230℃，降溫，均化。
2.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，首先將40～60％的基礎(chǔ)油與氫氧化鈣或氧化鈣和水在常溫下混合，加入C1-C20有機(jī)酸，溫度升至50～80℃，倒入溶解于10～20％的基礎(chǔ)油中的二異氰酸酯，并加入C8-C24有機(jī)胺，排水皂化，升溫到210～230℃，加入余量基礎(chǔ)油，循環(huán)降溫，均化，均化壓力為0.6～0.8MPa，均化時(shí)間為10～50分鐘，得到聚脲-復(fù)合鈣潤滑脂脂。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，在降溫均化階段加入添加劑。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所說的基礎(chǔ)油選自礦物油、酯類油、合成烴和植物油，100℃粘度為20～40mm2/s。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所說的C1-C20有機(jī)酸選自甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、二元酸、正辛酸、硼酸、十二羥基硬脂酸和硬脂酸。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所說的有機(jī)酸至少選自一種C6以下的低分子酸和一種C10-C20以上的高分子酸，其中低分子酸和高分子酸的摩爾比為0.9～4∶1。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所說異氰酸酯是4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯或2，4-甲苯基二異氰酸酯。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所說碳數(shù)為8～24的有機(jī)胺選自八胺、十二胺、十六胺、十八胺和環(huán)烷胺。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，基礎(chǔ)油含量為50～90％，稠化劑含量為10～50％，聚脲稠化劑與復(fù)合鈣基稠化劑的重量比為1∶0.3～3。
10.按照權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，基礎(chǔ)油含量為75～85％，稠化劑含量為15～40％，聚脲稠化劑與復(fù)合鈣基稠化劑的重量比為1∶0.7～2。
全文摘要
一種聚脲－復(fù)合鈣潤滑脂的制備方法，包括將基礎(chǔ)油與氫氧化鈣或氧化鈣、水以及C
文檔編號(hào)C10M159/00GK1493673SQ0214638
公開日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者孫洪偉, 姚智勤, 楊瑋 申請(qǐng)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(xué)研究院