專利名稱：一種復(fù)合鋯基潤滑脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于潤滑劑，確切地說是潤滑脂。
背景技術(shù)：
鋯作為一種過渡金屬元素屬于IVB族，位于第5周期。含鋯化合物具有優(yōu)良的潤滑作用，常被用作潤滑添加劑，如CN 101113382和JP1973038444將鋯的氧化物作為潤滑劑添加劑改善了磨損性；W02007143414和US 20060063682介紹了四氟化鋯可作為減磨添加劑成為潤滑劑的組分之一 ；US 20060254823發(fā)現(xiàn)含有2-乙基己酸鋯鹽的潤滑劑表現(xiàn)出很好的耐重負(fù)荷和抗磨性能；US 20050043189發(fā)現(xiàn)氟鋯酸鹽如氟鋯酸鋁可作為氧化抑制劑用在潤滑劑中；DE 102004021812發(fā)現(xiàn)將碳酸鋯、磺酸鋯或磷酸鋯等無機(jī)鹽加入到潤滑脂·里面可以提高抗磨損性。以鋯鹽作為稠化劑制備鋯基潤滑脂的專利有US 4189387，稠化劑只含一種鋯鹽，由烷基取代的次磷酸或一元羧酸與氫氧化鋯反應(yīng)制得，所得產(chǎn)品極壓性較好，但滴點(diǎn)不夠高，且效果相對(duì)較好的產(chǎn)品的稠化劑含氟元素，原料不易獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種復(fù)合鋯基潤滑脂，該潤滑脂具有很高的滴點(diǎn)、良好的膠體安定性，而且還具有優(yōu)良的極壓抗磨性等特點(diǎn)。本發(fā)明還提供上述復(fù)合鋯基潤滑脂的制備方法。本發(fā)明提供的潤滑脂，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包含基礎(chǔ)油50% 95%，優(yōu)選65 % 92 %，更優(yōu)選75 % 90 %，復(fù)合鋯基稠化劑5 % 50 %，優(yōu)選8 % 35 %，更優(yōu)選10% 25%，添加劑余量。所述的基礎(chǔ)油10CTC粘度為2mm2/s 150mm2/s,優(yōu)選5mm2/s 100mm2/s,最好為8mm2/s 50mm2/s,可以為礦物油、合成油或植物油等中的一種或幾種,其中合成油可以是聚α-烯烴油(PAO)、酯類油、烷基硅油、費(fèi)托合成油等。所述復(fù)合鋯基稠化劑是由高級(jí)脂肪酸和芳酸與鋯的氧化物和/或氫氧化物反應(yīng)而成的復(fù)合鋯皂，包括高級(jí)脂肪酸氧鋯和芳酸氧鋯。芳酸與高級(jí)脂肪酸的摩爾比為O. 5 7 1，優(yōu)選I 4 I。所述鋯的氧化物和/或氫氧化物可以是ZrO2、ZrO (OH) 2、ZrO2 ·xH20、ZrO (OH) 2 ·χΗ20或其混合物，優(yōu)選ZrO (OH) 2。所述高級(jí)脂肪酸是碳數(shù)為8-24，優(yōu)選10-20的直鏈脂肪酸或羥基脂肪酸，優(yōu)選月桂酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、二十烷基羧酸等中的一種或幾種，特別優(yōu)選12-羥基硬脂酸。所述芳酸是至少有I個(gè)羧基與芳環(huán)直接相連的羧酸，其它取代基可以是氫、烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基等。所述芳酸優(yōu)選二元芳酸，例如，可以選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、取代的鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸等，優(yōu)選鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸、取代的聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸等中的一種或幾種。本發(fā)明潤滑脂中可以含或不含添加劑。所述添加劑可以是抗氧劑、抗磨劑、防銹劑、極壓劑等中的一種或幾種，還可以是其它添加劑。本發(fā)明潤滑脂的制備方法包括(I)將高級(jí)脂肪酸和芳酸與鋯的氧化物和/或氫氧化物在部分基礎(chǔ)油中混合，力口熱脫水；(2)升溫到200°C _220°C恒溫?zé)捴?，加入余量基礎(chǔ)油，冷卻，加入必要的添加劑，得到成品。 步驟(I)中，將高級(jí)脂肪酸和芳酸與鋯的氧化物和/或氫氧化物在部分基礎(chǔ)油(約占全部基礎(chǔ)油重量的30% 60% )中混合，可以使基礎(chǔ)油先與高級(jí)脂肪酸和/或芳酸混合，也可以使基礎(chǔ)油先與鋯的氧化物和/或氫氧化物混合；高級(jí)脂肪酸和芳酸可以同時(shí)在基礎(chǔ)油中與鋯的氧化物和/或氫氧化物反應(yīng)脫水，也可以分別反應(yīng)脫水。理論上芳酸與高級(jí)脂肪酸所含H+的摩爾數(shù)之和等于全部中和氧化鋯和/或氫氧化鋯所需的摩爾數(shù)，但氧化鋯和/或氫氧化鋯的摩爾數(shù)可以過量I 10%。步驟⑵中，升溫到200°C _220°C恒溫5-10分鐘；在160°C _220°C加入余量潤滑基礎(chǔ)油，待溫度冷卻到100°c -120°C，加入必要的添加劑，攪拌，循環(huán)過濾、均化、脫氣得到成品。本發(fā)明提供的復(fù)合鋯基潤滑脂具有優(yōu)良的膠體安定性、機(jī)械安定性和極壓抗磨性。該潤滑脂可用于廣泛用于各領(lǐng)域軸承潤滑。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I將120g 500SN油(100°C粘度llmm2/s)和34g ZrO (OH) 2于室溫下混合，攪拌，升溫至95°C加入48g 12-羥基硬脂酸，反應(yīng)20分鐘后升溫至105°C排水皂化2小時(shí)，后升溫至150°C加入26. 6g鄰苯二甲酸，升溫至205°C，加200g急冷油500SN，攪拌降溫，研磨，得到復(fù)合鋯基潤滑脂。潤滑脂組成基礎(chǔ)油76%，稠化劑24%，其中鄰苯二甲酸與12-羥基硬脂酸摩爾比為I : I。所得脂各理化性能詳見下表I。實(shí)施例2將400g 150BS油(100°C粘度31mm2/s)和79g ZrO (OH) 2于室溫下混合，攪拌，升溫至95°C加入48g 12-羥基硬脂酸，反應(yīng)20分鐘后升溫至105°C排水皂化2小時(shí)，后升溫至150°C加入80g間苯二甲酸，升溫至205°C，加600g急冷油150BS，攪拌降溫，研磨，得到復(fù)合鋯基潤滑脂。潤滑脂組成基礎(chǔ)油84%，稠化劑16%，其中間苯二甲酸與12-羥基硬脂酸摩爾比為3 I。所得脂各理化性能詳見下表I。實(shí)施例3將400g 聚 α-烯烴油 PAO 10 (100°C 粘度 I lmm2/s)和 45. 5g 硬脂酸、26. 6g 對(duì)苯二甲酸于室溫下混合，攪拌，升溫至95°C加入28g ZrO2，恒溫10分鐘后升溫至105°C排水皂化2小時(shí)，后升溫至205°C，加600g急冷油PAO 10，攪拌降溫，研磨，得到復(fù)合鋯基潤滑脂。潤滑脂組成基礎(chǔ)油90%，稠化劑10%，其中對(duì)苯二甲酸與硬脂酸摩爾比為I : I。所得脂各理化性能詳見下表I。實(shí)施例4將400g聚a-烯烴油PAO 40 (100°C粘度41mm2/s)和48g 12-羥基硬脂酸于室溫下混合，攪拌，升溫至95°C加入79g ZrO(OH)2,反應(yīng)20分鐘后升溫至105°C排水皂化2小時(shí)，后升溫至130°C加入116g 4,4/ -聯(lián)苯二甲酸，升溫至205°C，加600g急冷油癸二酸二異辛酯(100°C粘度3. 3mm2/s)，攪拌降溫，研磨，得到復(fù)合鋯基潤滑脂。潤滑脂組成基礎(chǔ)油82%，稠化劑18%，其中4，4'-聯(lián)苯二甲酸與12-羥基硬脂酸摩爾比為3 I。所得脂各理化性能詳見下表I。對(duì)比例I將280g 500SN油(100°C粘度llmm2/s)、90g 12-羥基硬脂酸加入常壓制脂釜中，攪拌，升溫到90°C后變成均一體系，此時(shí)加入24gZr0(0H)2，升溫至105°C排水皂化2小時(shí)，后升溫至205°C，加180g急冷油500SN，攪拌降溫，并常溫研磨，得到鋯基潤滑脂。潤滑脂組成基礎(chǔ)油81%，稠化劑19%。所得脂各理化性能詳見下表I。對(duì)比例2將280g 500SN油(100°C粘度llmm2/s)、45g 12-羥基硬脂酸和15g癸二酸加入常壓制脂釜中，攪拌，升溫到90°C后變成均一體系，此時(shí)將50g溶有12. 3g LiOH · H2O的水溶液緩慢加入其中，升溫至105°C排水皂化2小時(shí)，后升溫至205°C，加180g急冷油500SN，攪拌降溫，并常溫研磨，得到鋯基潤滑脂。潤滑脂組成基礎(chǔ)油88%，稠化劑12%，其中二元酸與一元酸摩爾比為O. 5 I。所得脂各理化性能詳見下表I。從表I可以看出，本發(fā)明方法制備的潤滑脂，具有良好的膠體安定性和優(yōu)異的極壓抗磨性能。相對(duì)于對(duì)比例I而言，按本發(fā)明潤滑脂各方面性能均更好。相對(duì)于對(duì)比例2而言，按本發(fā)明方法制備的潤滑脂的四球試驗(yàn)結(jié)果要好很多，同時(shí)膠體安定性更好。在此基礎(chǔ)上可以加入各種添加劑得到更好性能的潤滑脂。表I潤滑脂理化性能
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合鋯基潤滑脂，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包含基礎(chǔ)油50% 95%，復(fù)合鋯基稠化劑5% 50%，添加劑余量，所述復(fù)合鋯基稠化劑是由高級(jí)脂肪酸和芳酸與鋯的氧化物和/或氫氧化物反應(yīng)而成的復(fù)合鋯皂。
2.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包含基礎(chǔ)油65% 92%，復(fù)合鋯基稠化劑8% 35%，添加劑余量。
3.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，所述的基礎(chǔ)油100°C粘度為2mm2/s 150mm2/s。
4.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，所述的基礎(chǔ)油為礦物油、合成油和植物油中的一種或幾種的混合物。
5.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，所述高級(jí)脂肪酸是碳數(shù)為8-24的直鏈脂肪酸或羥基脂肪酸。
6.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，所述高級(jí)脂肪酸選自月桂酸、油酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸中的一種或幾種。
7.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，所述芳酸為二元芳酸。
8.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，所述芳酸選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、取代的鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸、取代的聯(lián)苯二甲酸、多聯(lián)苯二甲酸中的一種或幾種。
9.按照權(quán)利要求I所述的潤滑脂，芳酸與高級(jí)脂肪酸的摩爾比為0.5 7 I。
10.權(quán)利要求I所述潤滑脂的制備方法，包括 (1)將高級(jí)脂肪酸和芳酸與鋯的氧化物和/或氫氧化物在部分基礎(chǔ)油中混合，加熱脫水； (2)升溫到200°C_220°C恒溫?zé)捴?，加入余量基礎(chǔ)油，冷卻，加入必要的添加劑，得到成品O
全文摘要
本發(fā)明提供一種復(fù)合鋯基潤滑脂，以潤滑脂重量為基準(zhǔn)，包含基礎(chǔ)油50％～95％，復(fù)合鋯基稠化劑5％～50％，添加劑余量，所述復(fù)合鋯基稠化劑是由高級(jí)脂肪酸和芳酸與鋯的氧化物和/或氫氧化物反應(yīng)而成的復(fù)合鋯皂。該潤滑脂具有很高的滴點(diǎn)、良好的膠體安定性，而且還具有優(yōu)良的極壓抗磨性等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10M169/06GK102952619SQ20111024520
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者何懿峰, 孫洪偉, 段慶華, 劉中其, 姜靚 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