CN102604716B - 一种剪切安定性优异的脲基润滑脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种剪切安定性优异的脲基润滑脂组合物及其制备方法。本发明提供的脲基润滑脂包括a)基础油；b)脲基稠化剂；c)表面活性剂。所述脲基稠化剂由两种或者两种以上的二异氰酸酯与一元芳香胺和脂肪胺反应生成，并添加硼酸盐油剂、含硫极压抗磨剂、抗氧剂和防锈剂等提高脂的各种性能。通过本发明所述制备方法得到的脲基润滑脂具有优良的机械安定性、抗水性、耐热性、极压抗磨性和泵送性等，可用于冶金连铸设备的大包回转台、结晶器、扇形段辊道、拉矫机和摆剪机、输送辊的润滑和防护，也适用于连轧机及其他高温、重负荷设备的摩擦部位的轴承等的润滑。
Description
技术领域
本发明涉及一种脲基润滑脂组合物及其制备方法，具体地，本发明涉及一种具有优异剪切安定性的脲基润滑脂组合物及其制备方法。
背景技术
自从1954年Swaken等人在考察硅油相关性能时发现了聚脲润滑脂后，脲基润滑脂因其具有一系列的优良性能而得到了快速的发展和广泛的应用。譬如，脲基润滑脂因不含有金属离子，在使用中对基础油没有催化氧化作用，因此具有良好的耐高温性、抗氧化性、长轴承寿命、良好抗水性和抗酸性介质的能力等。而一般脲基稠化剂中的烃基含有芳香基，这也使脲基脂具有良好抗辐射能力和胶体安定性，此外，研究也发现因脲基润滑脂稠化剂中含有脲键官能团，分子之间以较强的氢键相结合，使整个胶体体系处于非常稳定的状态，同时，氮原子孤电子对的存在，增强了整个分子的极性，使得脲基脂对金属有非常强的亲和力，加之脲基稠化剂体系比金属皂和无机稠化剂具有更好的抗磨性和润滑性，且易于生物降解，无污染，因此被广泛的应用于电器、冶金、食品、造纸、汽车、航空等行业的高温、高负荷、宽速度范围和与不良介质接触等的润滑场合。
对于脲基润滑脂的结构，杨玮等在前人研究的基础上发现：聚脲润滑脂中脲分子间是以氢键相连接的。这些起初排列杂乱的分子在高温条件下慢慢通过氢键连接起来变成长链，随着温度的升高，链越变越长，并且分子在通过氢键连接的过程中还会产生键的翻转，造成扭曲，形成空间螺旋管状结构同时，长链与长链之间也通过氢键交联，从而形成互相交织在一起的网状结构。最后当达到一定温度，空间网络状结构基本形成时，基础油会慢慢被吸入脲分子围成的空心管中，经过一定时间的膨化，空心管就变成了实心管，此时聚脲润滑脂的胶体结构达到稳定状态。随后，姚立丹等又进行了深入的研究，发现脲基润滑脂的纤维结构与炼制工艺、胺和异氰酸酯类型密切相关，且不同的纤维结构将引起脲基润滑脂在滴点、稠化能力、甚至氧化安定性等性能上的差异。
虽然脲基润滑脂具有诸多优点，但也存在明显的缺点，即硬化倾向、防锈性较差、受剪切后锥入度变化大，特别是在低剪速下严重软化。如某些脲基脂在润滑脂工作器中经10万次工作后，锥人度变化近90个单位，这样的稠度下降易导致脂的渗漏和流失，使润滑失效，同时也造成设备的污染，加大了润滑点的供油脂量及缩短了供油周期。但目前脲基润滑脂剪切安定性差的原因还未有较明确的解释，根据润滑脂皂油凝胶理论，聚脲稠化剂凝胶粒子的结构强度不高，在遭到剪切作用下容易被破坏，使脂稠度下降。研究表明，可以通过多种方式提高脲基润滑脂剪切安定性，如向脂中添加可改善剪切安定性的添加剂，如聚酯、聚酰胺、酰化烯基多胺和多羟基化合物等，这些化合物与脲分子之间形成氢键，改变了凝胶粒子的结构强度，提高了剪切安定性；制备各种复合聚脲稠化剂润滑脂，包括：聚脲金属盐稠化剂、聚脲-乙酸钙稠化剂、聚脲-乙酸钙/碳酸钙复合稠化剂、有机硅一聚脲复合稠化剂；通过优化配比，选择合适的基础油和稠化剂组成，制备剪切安定性优异的脲基脂。但以上的处理手段对脲基润滑脂剪切安定性提高的幅度不太明显。譬如，US4104177和US4111822采用酰化烯基多胺添加剂提高了聚脲润滑脂的剪切安定性，但只是一定程度上降低了润滑脂60次工前后的差距；US4436649利用多羟基化合物如乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、月桂酸单甘酯等来改进脲基脂的剪切安定性；US4661276通过向脲基脂中加入酸度系数不小于5的聚合物添加剂使其剪切安定性提高，最好的结果是用聚乙烯吡咯烷酮添加剂将脲基脂10万次剪切前后锥入度变化值降至15.9个；JP-A-2-80493的第八页表2公开了一种用于圆锥形滚柱轴承的组合物，该组合物通过混合脲润滑脂(由辛胺、十八烷基胺和MDI制备)与0.5～5wt％氧化改性的聚烯烃和/或酸改性的聚烯烃来制备，从而提高了润滑脂的机械稳定性、湿剪切稳定性和压力传递能力等。US20100029526用特殊的稠化剂配料制备出了一种降噪性能优异，剪切安定性等较好的脲基润滑脂；CN101693851A采用聚脲和酰胺稠化剂一定比例配合的方式制备出了一种剪切安定性和胶体安定性优异的合成高温润滑脂，其10万次前后锥入度变化值约40个。CN102002414A开发了一种新型聚脲润滑脂，该润滑脂具有优良的耐高温性，且其锥入度在高温环境下的变化较小。
此外，还可以通过变更工艺，达到提高剪切安定性的目的，如增加循环剪切工艺，但目前大多循环剪切采用静态剪切器，剪切面积较小，效率不高。
随着现代工业技术和设备的飞速发展，对润滑材料的要求将日益苛刻，尤其是在高负荷、低速、高温和接触水环境下连续运转的机械设备，满足其润滑剂长寿命，具有优良的剪切安定性、抗水性、氧化安定性、耐高温性等的要求，从而提高生产效率，降低生产成本是大势之趋，但目前对脲基润滑脂剪切安定性等的改进已逐渐不能满足该种工况条件下的润滑需求，需进一步改进提高。本发明即以此作为出发点，试图研发一种具有优良剪切安定性、抗水性、氧化安定性、防锈性、耐热性、极压抗磨性和储存安定性等，尤其是低减速下的剪切安定性优异的脲基润滑脂，以适应日益苛刻的润滑环境下的润滑需求。
发明内容
为了适应日益苛刻的润滑环境下的润滑需求，本发明的目的之一在于提供一种具有优良剪切安定性、抗水性、氧化安定性、防锈性、耐热性、极压抗磨性和储存安定性等优点的脲基润滑脂，尤其是低减速下的剪切安定性优异的脲基润滑脂。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种剪切安定性优异的脲基润滑脂，其包括a)基础油；b)脲基稠化剂；c)表面活性剂。
生产脲基润滑脂的目的是制备应用于较高温度环境下的高温润滑脂，要求脲基润滑脂具有较好的热稳定性和抗氧化性，因此选择合适的基础油是制备脲基润滑脂的重要条件。
作为优选方案，本发明所述基础油占润滑脂总重量的60～90wt％，例如61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、89wt％、88wt％、87wt％、86wt％、85wt％、84wt％、83wt％、82wt％、81wt％、80wt％、79wt％，优选60～80wt％，进一步优选65～75wt％。
所述基础油为矿物油、半合成油、合成油或其任意比例的混合物，本领域技术人员自行选择两者混合比例。
本领域技术人员可以根据其掌握的知识以及经验自行选择矿油的种类，本发明对此不作限制。本发明典型的但非限制性的矿物油为HVI600SN、HVI500SN，HVI350SN、HVI150BS。所述合成油选自醚类合成油、酯类合成油、烃类合成油中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物中各物质的混合比本发明不作限制，可以为任意比例。本领域技术人员可以根据其掌握的知识以及经验自行选择合成油的种类，本发明对此不作限制。本发明典型的但非限制性的酯类合成油为己二酸二辛酯、季戊四醇酯、偏苯三酸三辛脂、癸二酸二丁酯等，烃型合成油为PAO40、PAO25、PAO16、PAO10、PAO8、PAO6等。
所述基础油100℃时的运动粘度为10～20mm2/s，例如10.5mm2/s、11mm2/s、11.5mm2/s、12mm2/s、12.5mm2/s、13mm2/s、13.5mm2/s、19.5mm2/s、19mm2/s、18.5mm2/s、18mm2/s、17.5mm2/s、17mm2/s，优选12～18mm2/s，进一步优选13～16mm2/s。
本领域技术人员可根据经验自行选择稠化剂的添加量，作为优选方案，本发明所述脲基稠化剂占润滑脂总重量的20～40wt％，例如21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％，优选28～39wt％，进一步优选30～35wt％。
本发明所述脲基稠化剂由两种或者两种以上的二异氰酸酯与一元芳香胺和一元脂肪胺反应生成，该稠化剂稠化能力相对差，但成脂结构稳定，本发明通过在反应后期添加表面活性剂参与反应，使稠化剂结构发生变化，最终得到结构稳定、高稠化剂含量，但锥入度偏稀的脲基润滑脂，以增强其剪切安定性，同时，表面活性剂的存在也使得当有水进入润滑体系时，其可将水分散为微粒，从而抑制阻碍油膜形成的水分的作用，增强脂的耐水性和水环境下的防锈性、极压抗磨性和使用寿命等。
本发明所述两种以上的二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的两种或者两种以上的混合物。所述混合例如二苯基甲烷二异氰酸酯/苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯/异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯/甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯/苯二亚甲基二异氰酸酯/环己烷二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯/异佛尔酮二异氰酸酯/六亚甲基二异氰酸酯/甲苯二异氰酸酯。
所述一元脂肪胺选自十八胺、十六胺、十四胺、十二胺、癸胺、辛胺、壬胺、油胺、庚胺中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如十八胺/十六胺、十四胺/十二胺、癸胺/辛胺、辛胺/壬胺、十四胺/十二胺/癸胺、癸胺/辛胺/壬胺/油胺。
所述一元芳香胺为苯胺和/或苄基胺，优选烷基苯胺和/或烷基取代苄基胺。本发明典型的但非限制性的烷基苯胺例如有甲基苯胺，所述烷基取代苄基胺可通过烷基取代苯环上的氢得到。
所述二异氰酸酯的物质的量与一元芳香胺和一元脂肪胺的物质的量之和的比为1∶1.5～3.5，优选1∶2。
所述表面活性剂为脱水山梨糖醇酯类表面活性剂，优选聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯类表面活性剂；所述表面活性剂占润滑脂总重量的0.2～5wt％，例如0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、4.9wt％、4.8wt％、4.7wt％、4.6wt％、4.4wt％、4.2wt％、4wt％，优选2～4wt％。本领域技术人员可获知的任意的脱水山梨糖醇酯类表面活性剂均可实现本发明，本发明对此不作限制。本发明典型的但非限制的表面活性剂为span80。
本发明所述脲基润滑脂可以只包含有基础油、脲基稠化剂、表面活性剂。作为优选方案，本发明所述脲基润滑脂还包括有添加剂。所述添加剂包括硼酸盐油剂、胺型抗氧剂、二硫代磷酸盐抗氧剂、磺酸盐防锈剂或含硫极压抗磨剂，或其至少两者的混合物。
硼酸盐油剂具有磨擦系数小、抗磨系数小、热氧化温度高、清洁分散性好、使用寿命长等优点，本发明所述硼酸盐油剂占润滑脂总重量的1～10wt％，例如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％，优选3～6wt％。硼酸盐油剂是一种不含S、P，且极压抗磨性能优异的添加剂。本领域技术人员可获知的任意硼酸盐油剂均可实现本发明，本发明对此不作限制。
本领域技术人员可获知的任意的胺型抗氧剂均可实现本发明，作为优先方案，本发明所述胺型抗氧剂优选二苯胺类抗氧剂；所述二苯胺类抗氧剂占润滑脂总重量的0.1～2wt％，例如0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％，优选0.3～1wt％；所述二苯胺类抗氧剂优选烷基二苯胺，进一步优选辛基二苯胺、戊基二苯胺、双十二烷基二苯胺中的一种或至少两种的混合物。
本领域技术人员可获知的任意的可用于脲基润滑脂的二硫代磷酸盐抗氧剂均可实现本发明，作为优选方案，所述二硫代磷酸盐抗氧剂占润滑脂的重量的0.1～5wt％，例如0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、2.2wt％、4.8wt％、4.6wt％、4.4wt％、4.2wt％、4.0wt％、3.8wt％、3.6wt％，优选0.5～2wt％。所述二硫代磷酸盐抗氧剂选自双辛基二硫代磷酸锌、丁辛基二硫代磷酸锌、伯烷基二硫代磷酸锌、仲烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸锑中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如双辛基二硫代磷酸锌/丁辛基二硫代磷酸锌、伯烷基二硫代磷酸锌/仲烷基二硫代磷酸锌、仲烷基二硫代磷酸锌/二烷基二硫代磷酸锑、丁辛基二硫代磷酸锌/伯烷基二硫代磷酸锌/仲烷基二硫代磷酸锌。
本领域技术人员可获知的任意磺酸盐防锈剂均可实现本发明，作为优选方案，本发明所述磺酸盐防锈剂占润滑脂重量的0.1～5wt％，例如0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、2.2wt％、4.8wt％、4.6wt％、4.4wt％、4.2wt％、4.0wt％、3.8wt％、3.6wt％，优选0.5～2wt％；所述磺酸盐防锈剂选自石油磺酸钡、合成磺酸钡、石油磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、二壬基萘磺酸钙、二壬基萘磺酸锌中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如石油磺酸钡/石油磺酸钠、二壬基萘磺酸钡/二壬基萘磺酸钙、二壬基萘磺酸钙/二壬基萘磺酸锌中、石油磺酸钡/石油磺酸钠/二壬基萘磺酸钡。
所述含硫极压抗磨剂占润滑脂总重量的0～5wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.7wt％、0.9wt％、1.1wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.7wt％、1.9wt％、2.1wt％、4.9wt％、4.7wt％、4.5wt％、4.3wt％、4.1wt％，优选1～2wt％。所述含硫极压抗磨剂为硫化烯烃和/或硫化酯类，优选硫化油脂。本发明所述含硫极压抗磨剂占润滑脂重量为0，意指所述润滑脂不含有含硫极压抗磨剂。
作为优选方案，本发明所述脲基润滑脂按重量百分比包括：
所述脲基润滑脂的各组分含量之和为100％。
作为优选方案，所述润滑脂按重量百分比包括：
所述脲基润滑脂的各组分含量之和为100％。
本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述润滑脂不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
本发明的目的之二在于提供一种如上所述的脲基润滑脂的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤为：
将一部分基础油与其中一种二异氰酸酯中混合加热溶解，再加入一部分的基础油，降温至60～80℃，再加入另一种二异氰酸酯，搅拌均匀后，加入一元芳香胺和脂肪胺与剩余量的基础油的混合物，搅拌反应，待反应不再升温时，继续加热升温至160～180℃保温，转入冷却釜，待降温至90～100℃时，加入表面活性剂，搅拌，然后进行循环过滤剪切，通过均质泵出釜，出釜后经脱气装置脱气灌装。
优选地，将一部分基础油与其中一种二异氰酸酯中混合加热溶解，再加入一部分的基础油，降温至60～80℃，再加入另一种二异氰酸酯，搅拌均匀后，加入一元芳香胺和脂肪胺与剩余量的基础油的混合物，搅拌反应，待反应不再升温时，继续加热升温至160～180℃保温，转入冷却釜，待降温至90～100℃时，加入表面活性剂，搅拌，然后进行循环过滤剪切，降温至70～80℃加入添加剂，循环搅拌，通过均质泵出釜，出釜后经脱气装置脱气灌装。
优选地，将一部分基础油与其中一种二异氰酸酯混合加热至80～100℃溶解，再加入一部分基础油将混合物，降温至60～80℃，再加入另一种二异氰酸酯，搅拌均匀后，加入一元芳香胺和脂肪胺与剩余量的基础油的混合物，搅拌反应，待反应不再升温时，继续加热升温至160～180℃，保温30～60min，后转入冷却釜，待降温至90～100℃时，加入表面活性剂，搅拌10～30min，然后进行循环过滤剪切；剪切2～6h，降温至70～80℃加入硼酸盐油剂、抗氧剂、磺酸盐防锈剂和含硫极压添加剂，循环搅拌30～60min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20～25MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
本发明所述稠化剂由两种或者两种以上的上述所述的二异氰酸酯与一元芳香胺和一元脂肪胺反应生成。在所述润滑脂的制备过程中，二异氰酸酯分两次加入。所述二异氰酸酯可以为两种、三种、四种、五种、六种的混合物。当二异氰酸酯为两种的混合物时，在制备过程中，先加入一种二异氰酸酯，然后再加入另外一种二异氰酸酯。当二异氰酸酯为两种以上的混合物时，同样为分两次加入，例如为三种的混合物时，可以先加入一种，然后加入另外两种，也可以先加入两种，然后加入最后一种，只需要保证在制备过程中将所需的二异氰酸酯全部加入即可，依次类推。所述二异氰酸酯不管为两种、三种、四种、五种或者六种的混合物，均可以按照类似方式加入，只需要保证分两次加入配方量的二异氰酸酯即可。
本发明中采用剪切器对润滑脂进行循环剪切的方式，以改进脲基润滑脂的剪切安定性。所述剪切器是由一定孔径和孔分布的支撑板和剪切板组成，润滑脂经支撑板流向剪切板被循环剪切，剪切完成后经均质、脱气，最终得到目的脲基润滑脂。
所述剪切器由支撑板和剪切板相互扣合组成；所述支撑板的孔的直径为4-10mm，优选为6-8mm，支撑板的孔的分布为0.7-1.1孔/cm2，优选0.8-1.0孔/cm2；所述剪切板的孔直径为0.3-1.0mm，优选0.3-0.5mm，剪切板孔分布为20-30孔/cm2，优选24-26孔/cm2。图1-图6为所述剪切器的示意图。
本发明所述的脲基润滑脂具有优良的机械安定性、抗水性、耐热性、极压抗磨性和泵送性等，可用于冶金连铸设备的大包回转台、结晶器、扇形段辊道、拉矫机和摆剪机、输送辊的润滑和防护，也适用于连轧机及其他高温、重负荷设备的摩擦部位的轴承等的润滑。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过采用以两种或以上不同的二异氰酸酯与一元芳香胺和脂肪胺进行反应，并添加表面活性剂，最终得到结构稳定、高稠化剂含量，但锥入度偏稀、剪切安定性优异的脲基润滑脂；
(2)表面活性剂的存在也使得当有水进入润滑体系时，其可将水分散为微粒，从而抑制阻碍油膜形成的水分的作用，增强脂的耐水性和水环境下的防锈性、极压抗磨性和使用寿命等。
附图说明
图1是本发明所述剪切器支撑板；
图2是本发明所述剪切器剪切板；
图3是本发明所述剪切器正面图；
图4是本发明所述剪切器背面图；
图5是本发明所述剪切器支撑板示意图；
图6是本发明所述剪切器剪切板示意图。
图5中剪切器支撑板示意图的尺寸说明：
(1)大圆直径217mm，柄长120mm，柄宽19mm；
(2)院内小孔直径范围6-8mm，小孔间距为2mm；
(3)最外圈小孔与大圆边间距范围为25-30mm；
(4)小孔位置排布如图所示。
图6中剪切器剪切板示意图的尺寸说明：
(1)大圆直径198mm，大圆上4个大孔为螺丝口，直径约为5mm；
(2)院内小孔直径范围0.4-0.8mm，小孔间距范围2-4mm；
(3)最外圈小孔与大圆边间距范围为18-22mm；
(4)小孔位置排布均匀，每平方厘米小孔数为24-26。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
为了更详细地描述本发明，以下给出实例和对比例进行解释，实施例1-2和对比例1-2理化性能统计见表1所示。
实施例1
将300kg HVI矿物油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与110kg苯二亚甲基二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200kg以上HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入34kg甲苯二异氰酸酯，搅拌8min后，加入86kg苯胺和52kg辛胺与200kgHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至165℃保温60min，后转入冷却釜，待降温至90℃时，加入30kg司盘80，搅拌10min，然后进行循环过滤剪切；剪切4h，降温至70℃依次加入30kg硼酸盐油剂、5kg二苯胺抗氧剂、10kg丁辛基二硫代磷酸锌、10kg含硫极压抗磨添加剂和20kg磺酸盐防锈剂，循环搅拌45min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在22MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例2
将200kg PAO16与110kg苯二亚甲基二异氰酸酯混合加热至80～100℃溶解，然后加入160kg PAO16将混合物降温至80℃，后加入34kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5min后，加入86kg苯胺和52kg辛胺与180kg PAO16的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至160℃保温30min，然后加入60kg多元醇酯，后转入冷却釜，待降温至90℃时，加入20kg司盘80和8kg吐温60，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入27kg硼酸盐油剂、4.5kg二苯胺抗氧剂、9kg丁辛基二硫代磷酸锌、9kg含硫极压抗磨添加剂和18kg磺酸盐防锈剂，循环搅拌60min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在25MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例3
将200kg合成油(基础油100℃运动粘度为10mm2/s)与50kg环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200kg HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入50kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入54.41kg苯胺和87.61kg辛胺与200kgHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入40kg司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入10kg硼酸盐油剂、10kg二苯胺抗氧剂、40kg丁辛基二硫代磷酸锌、20kg含硫极压抗磨添加剂和40kg磺酸盐防锈剂，循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例4
将200kg合成油(基础油100℃运动粘度为20mm2/s)与110kg环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入300kg HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入80kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入115.2kg苯胺和127.91kg辛胺与300kgHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入50kg司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入20kg硼酸盐油剂、5kg二苯胺抗氧剂、5kg丁辛基二硫代磷酸锌和5kg磺酸盐防锈剂，循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例5
将300kg合成油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与50kg环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200kg HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入50kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入56.51kg苯胺和72.62kg辛胺与200kg HVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入20kg司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入100kg硼酸盐油剂、10kg二苯胺抗氧剂、10kg丁辛基二硫代磷酸锌、50kg含硫极压抗磨添加剂和10kg磺酸盐防锈剂循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例6
将250kg合成油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与50kg环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200kg HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入80kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入61.06kg苯胺和110.82kg辛胺与200kgHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入10kg司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入50kg硼酸盐油剂、10kg二苯胺抗氧剂、10kg丁辛基二硫代磷酸锌、10kg含硫极压抗磨添加剂和10kg磺酸盐防锈剂循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例7
将200kg合成油(基础油100℃运动粘度为10mm2/s)与50kg环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200kg HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入50kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入45.71kg苯胺和87.61kg辛胺与370kgHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入4kg司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入15kg硼酸盐油剂、5g二苯胺抗氧剂、5kg丁辛基二硫代磷酸锌、15kg含硫极压抗磨添加剂和5kg磺酸盐防锈剂，循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例8
将200g合成油(基础油100℃运动粘度为10mm2/s)与50g环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200g HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入50g甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入42g苯胺和58g辛胺与200gHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入50g司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入10g硼酸盐、20g二苯胺抗氧剂、50g丁辛基二硫代磷酸锌、20g含硫极压抗磨添加剂和50g磺酸盐防锈剂，循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例9
将200g合成油(基础油100℃运动粘度为20mm2/s)与110g环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200g HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入80g甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入100g苯胺和80g辛胺与200gHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入50g司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入10g硼酸盐、5g二苯胺抗氧剂、5g丁辛基二硫代磷酸锌和5g磺酸盐防锈剂，循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例10
将200g合成油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与50g环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200g HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入50g甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入52g苯胺和48g辛胺与200gHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入20g司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入100g硼酸盐、10g二苯胺抗氧剂、10g丁辛基二硫代磷酸锌、50g含硫极压抗磨添加剂和10g磺酸盐防锈剂循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例11
将250g合成油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与50g环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200g HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入80g甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入52g苯胺和68g辛胺与200gHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入10g司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入50g硼酸盐、10g二苯胺抗氧剂、10g丁辛基二硫代磷酸锌、10g含硫极压抗磨添加剂和10g磺酸盐防锈剂循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
实施例12
将200g合成油(基础油100℃运动粘度为10mm2/s)与50g环己烷二异氰酸酯混合加热至80℃溶解，然后加入200g HVI矿物油将混合物降温至80℃，后加入50g甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入42g苯胺和58g辛胺与370gHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至170℃保温30min，后转入冷却釜，待降温至95℃时，加入2g司盘80，搅拌20min，然后进行循环过滤剪切；剪切2h，降温至80℃依次加入10g硼酸盐、1g二苯胺抗氧剂、1g丁辛基二硫代磷酸锌、15g含硫极压抗磨添加剂和1g磺酸盐防锈剂，循环搅拌30min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
对比例1：
将300kg HVI矿物油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与110kg苯二亚甲基二异氰酸酯混合加热至80～100℃溶解，然后加入200kg以上HVI矿物油将混合物降温至60～80℃，后加入34kg甲苯二异氰酸酯，搅拌5～10min后，加入86kg苯胺和52kg辛胺与200kgHVI矿物油的混合物，搅拌反应，待反应不再温升时，继续加热升温，升温至160～180℃保温30～60min，后转入冷却釜，降温至70～80℃依次加入30kg硼酸盐油剂、5kg二苯胺抗氧剂、10kg双辛基ZDDP、10kg含硫极压抗磨添加剂和20kg磺酸盐防锈剂，搅拌30～60min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20～25MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
对比例2：
将620kg HVI矿物油(基础油100℃运动粘度为15mm2/s)与32kg苯二亚甲基二异氰酸酯混合加热至80～100℃溶解，另外将17kg十八胺与210kg500SN，加热至80～100℃溶解，溶解后将19kg环己胺加入搅拌均匀，后将该混合物缓慢加入溶解的异氰酸酯油溶液中，进行反应，并加热升温至160～180℃保温30～60min，然后自然冷却至70～80℃，依次加入30kg硼酸盐油剂、5kg二苯胺抗氧剂、10kg双辛基ZDDP、10kg含硫极压抗磨添加剂和20kg磺酸盐防锈剂，搅拌30～60min后，经三辊磨研磨两遍。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细组成和制备方法，但本发明并不局限于上述详细组成配方和制备方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细组成配方和制备方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
表1实施例理化性能统计
Claims (31)
1.一种剪切安定性优异的脲基润滑脂，其特征在于，其按重量百分比包括：
所述基础油100℃时的运动粘度为10～20mm2/s；所述脲基稠化剂由两种以上的二异氰酸酯与一元芳香胺和一元脂肪胺反应生成，所述二异氰酸酯的物质的量与一元芳香胺和一元脂肪胺的物质的量之和的比为1:1.5～3.5；所述表面活性剂为脱水山梨糖醇酯类表面活性剂；
所述的脲基润滑脂通过如下方法制备：
将一部分基础油与其中一种二异氰酸酯混合加热至80～100℃溶解，再加入一部分基础油将混合物降温至60～80℃，再加入另一种二异氰酸酯，搅拌均匀后，加入一元芳香胺和脂肪胺与剩余量的基础油的混合物，搅拌反应，待反应不再升温时，继续加热升温至160～180℃，保温30～60min，后转入冷却釜，待降温至90～100℃时，加入表面活性剂，搅拌10～30min，然后进行循环过滤剪切；剪切2～6h，降温至70～80℃加入硼酸盐油剂、抗氧剂、磺酸盐防锈剂和含硫极压添加剂，循环搅拌30～60min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控 制在20～25MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
2.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述基础油占润滑脂总重量的60～80wt％。
3.如权利要求2所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述基础油占润滑脂总重量的65～75wt％。
4.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述基础油为矿物油、半合成油、合成油或其任意比例的混合物。
5.如权利要求4所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述合成油选自醚类合成油、酯类合成油、烃类合成油中的一种或者至少两种的混合物；所述基础油100℃时的运动粘度为12～18mm2/s。
6.如权利要求4所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述基础油100℃时的运动粘度为13～16mm2/s。
7.如权利要求1或2所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述脲基稠化剂占脲基润滑脂总重量的28～39wt％。
8.如权利要求7所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述脲基稠化剂占脲基润滑脂总重量的30～35wt％。
9.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述二异氰酸酯的物质的量与一元芳香胺和一元脂肪胺的物质的量之和的比为1:2。
10.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述两种以上的二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的两种以上的混合物；
所述一元脂肪胺选自十八胺、十六胺、十四胺、十二胺、癸胺、辛胺、壬胺、油胺、庚胺中的一种或者至少两种的混合物；
所述一元芳香胺为苯胺和/或苄基胺。
11.如权利要求10所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述一元芳香胺为烷基苯胺或/和烷基取代苄基胺。
12.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯类表面活性剂；
所述表面活性剂占润滑脂总重量的2～4wt％。
13.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述硼酸盐油剂占润滑脂总重量的3～6wt％。
14.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述胺型抗氧剂为二苯胺类抗氧剂；所述二苯胺类抗氧剂占润滑脂总重量的0.1～2wt％；所述二苯胺类抗氧剂为烷基二苯胺。
15.如权利要求14所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述二苯胺类抗氧剂占润滑脂总重量的0.3～1wt％。
16.如权利要求14所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述二苯胺类抗氧剂为辛基二苯胺、戊基二苯胺、双十二烷基二苯胺中的一种或至少两种的混合物。
17.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述二硫代磷酸盐抗氧剂占润滑脂总重量的0.5～2wt％；所述二硫代磷酸盐抗氧剂选自双辛基二硫代磷酸锌、丁辛基二硫代磷酸锌、伯烷基二硫代磷酸锌、仲烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸锑中的一种或者至少两种的混合物。
18.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述磺酸盐防锈剂占 润滑脂总重量的0.1～5wt％；所述磺酸盐防锈剂选自石油磺酸钡、合成磺酸钡、二壬基萘磺酸钡、二壬基萘磺酸钙、二壬基萘磺酸锌中的一种或者至少两种的混合物。
19.如权利要求18所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述磺酸盐防锈剂占润滑脂总重量的0.5～2wt％。
20.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述含硫极压抗磨剂占润滑脂总重量的0.05～5wt％。
21.如权利要求20所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述含硫极压抗磨剂占润滑脂总重量的1～2wt％。
22.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述含硫极压抗磨剂为硫化烯烃和/或硫化酯类。
23.如权利要求22所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述含硫极压抗磨剂为硫化油脂。
24.如权利要求1所述的脲基润滑脂，其特征在于，所述润滑脂按重量百分比包括：
25.一种权利要求1-24之一所述的脲基润滑脂的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤为：
将一部分基础油与其中一种二异氰酸酯混合加热至80～100℃溶解，再加入一部分基础油将混合物降温至60～80℃，再加入另一种二异氰酸酯，搅拌均匀后，加入一元芳香胺和脂肪胺与剩余量的基础油的混合物，搅拌反应，待反应不再升温时，继续加热升温至160～180℃，保温30～60min，后转入冷却釜，待降温至90～100℃时，加入表面活性剂，搅拌10～30min，然后进行循环过滤剪切；剪切2～6h，降温至70～80℃加入硼酸盐油剂、抗氧剂、磺酸盐防锈剂和含硫极压添加剂，循环搅拌30～60min后，通过均质泵出釜，均质泵压力控制在20～25MPa，出釜后经脱气装置脱气灌装。
26.如权利要求25所述的制备方法，其特征在于，所述剪切通过剪切器进行，所述剪切器由支撑板和剪切板相互扣合组成。
27.如权利要求26所述的制备方法，其特征在于，所述支撑板的孔的直径为4-10mm，支撑板的孔的分布为0.7-1.1孔/cm2；所述剪切板的孔直径为0.3-1.0mm，剪切板孔分布为20-30孔/cm2。
28.如权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述支撑板的孔的直径为6-8mm。
29.如权利要求27所述的制备方法，其特征在于，支撑板的孔的分布为0.8-1.0孔/cm2。
30.如权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述剪切板的孔直径为0.3-0.5mm。
31.如权利要求27所述的制备方法，其特征在于，剪切板孔分布为24-26孔/cm2。
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