CN103060068B - 一种润滑脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种润滑脂，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的八聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。本发明还涉及一种润滑脂的制备方法，该方法包括：在60-120℃下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100℃下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后，向得到的反应产物中引入八聚脲。根据本发明的所述润滑脂具有较高的滴点，表现出优良的胶体安定性，而且还具有良好的极压抗磨性能和球轴承润滑寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑脂，以及该润滑脂的制备方法。
背景技术
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CN101113382A和JP1973038444公开了将锆的氧化物作为润滑剂添加剂以改善磨损性；WO2007143414和US20060063682公开了可以采用四氟化锆作为减磨添加剂成为润滑剂的组分之一；US20060254823公开了含有2-乙基己酸锆盐的润滑剂，该润滑剂表现出很好的耐重负荷和抗磨性能；US20050043189公开了氟锆酸盐如氟锆酸铝可作为氧化抑制剂用在润滑剂中；DE102004021812公开了将碳酸锆、磺酸锆或磷酸锆等无机盐加入到润滑脂中以提高抗磨损性。
以锆盐作为稠化剂制备锆基润滑脂的专利有US4189387，其中，稠化剂只含一种锆盐，由烷基取代的次磷酸或一元羧酸与氢氧化锆反应制得，所得产品极压性较好，但滴点不够高，且效果相对较好的产品的稠化剂含氟元素，原料不易获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的润滑脂及其制备方法，该润滑脂具有优良的极压抗磨性和较长的润滑寿命。
本发明提供了一种润滑脂，其中，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的八聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。
本发明还提供了一种润滑脂的制备方法，该方法包括：在反应釜A中，在60-120℃下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100℃下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后进行下述步骤(1)或(2)：
(1)将反应釜A的产物与二异氰酸酯混合，然后将所得混合物依次与二胺、二胺和单胺进行反应，并将得到的混合物升温至200-220℃进行炼制；
(2)将溶解在润滑基础油中的二异氰酸酯在反应釜B中依次与二胺、二胺和单胺进行反应，然后将反应所得混合物与反应釜A的产物合并，并将得到的混合物升温至200-220℃进行炼制；
其中，依次加入的二异氰酸酯、二胺、二胺和单胺的摩尔比为(3.5-4.5)∶(1.5-2.5)∶1∶(1.5-2.5)。
根据本发明的所述润滑脂具有较高的滴点，表现出优良的胶体安定性，而且还具有良好的极压抗磨性能和球轴承润滑寿命。
附图说明
图1为实施例1制备的润滑脂中的八聚脲的红外分析谱图；
图2为实施例1制备的润滑脂中的八聚脲的核磁共振分析谱图；
图3为实施例1制备的润滑脂中的八聚脲的电喷雾质谱分析谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种润滑脂，其中，该润滑脂含有40-95重量％的润滑基础油、1-59重量％的复合锆基稠化剂和1-59重量％的八聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂。
优选情况下，以所述润滑脂的总重量为基准，所述润滑基础油的含量为50-90重量％，所述复合锆基稠化剂的含量为2-45重量％，所述八聚脲的含量为1-28重量％。
根据本发明的所述润滑脂，所述润滑基础油可以为本领域常规使用的各种润滑基础油，例如可以为100℃粘度为2-150mm2/s(优选为2-150mm2/s，更优选为8-50mm2/s)的润滑基础油。具体的，所述润滑基础油例如可以为矿物油、植物油和合成油中的至少一种。所述合成油可以是聚α烯烃油(PAO)、酯类油、烷基硅油、费托合成油等。
根据本发明的所述润滑脂，在反应生成所述复合锆基稠化剂的过程中，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比可以为1-20∶1，优选为1.9-10∶1；所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1∶1-1.5，优选为1∶1.01-1.35；所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1∶0.5-7，优选为1∶1-4。
根据本发明的所述润滑脂，所述烷氧基锆的通式可以为Zr(OR1)4，其中，R1可以为C1-C10的烷基，优选为C2-C6的烷基。具体的，所述烷氧基锆例如可以为乙醇锆(R1为乙基)、正丙醇锆(R1为正丙基)、正丁醇锆(R1为正丁基)、叔丁醇锆(R1为叔丁基)、正戊醇锆(R1为正戊基)和叔丁醇锆(R1为叔戊基)中的至少一种。
根据本发明的所述润滑脂，所述高级脂肪酸优选为C8-C24的直链脂肪酸或C8-C24的羟基脂肪酸。具体的，所述高级脂肪酸例如可以为选自月桂酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸和二十烷基羧酸中的至少一种。
根据本发明的所述润滑脂，所述芳香酸的结构式优选如式(I)所示，
其中，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为氢、羧基、C1-C5的烷基、C2-C5的烯基、C2-C5的炔基、C6-C12的芳基、C1-C5的氟代烷基、C6-C12的氟代芳基、羧基取代的C1-C5的烷基、羧基取代的C2-C5的烯基、羧基取代的C2-C5的炔基或羧基取代的C6-C12的芳基。
在第一种优选实施方式中，在式(I)中，R2、R3和R4中的一个为羧基，R2、R3和R4中的另外两个以及R5和R6各自独立地为氢、C1-C5的烷基、C2-C5的烯基、C2-C5的炔基、C6-C12的芳基、C1-C5的氟代烷基或C6-C12的氟代芳基。更优选地，R2、R3和R4中的一个为羧基，R2、R3和R4中的另外两个以及R5和R6各自独立地为氢、C1-C5的烷基或C6-C12的芳基。
在第二种优选实施方式中，在式(I)中，R2、R3和R4中的一个为羧基取代的C1-C5的烷基、羧基取代的C2-C5的烯基、羧基取代的C2-C5的炔基或羧基取代的C6-C12的芳基，R2、R3和R4中的另外两个以及R5和R6各自独立地为氢、C1-C5的烷基、C2-C5的烯基、C2-C5的炔基、C6-C12的芳基、C1-C5的氟代烷基或C6-C12的氟代芳基。更优选地，R2、R3和R4中的一个为羧基取代的C1-C5的烷基或羧基取代的C6-C12的芳基，R2、R3和R4中的另外两个以及R5和R6各自独立地为氢、C1-C5的烷基或C6-C12的芳基。
在第三种优选实施方式中，在式(I)中，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为氢、C1-C5的烷基、C2-C5的烯基、C2-C5的炔基、C6-C12的芳基、C1-C5的氟代烷基或C6-C12的氟代芳基。更优选地，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为氢、C1-C5的烷基或C6-C12的芳基。
更进一步优选地，所述芳香酸为苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和联苯二甲酸(如4，4′-联苯二甲酸)中的至少一种。
根据本发明的所述润滑脂，所述八聚脲优选为式(II)所示的化合物，
其中，每个R1独立地选自烷基、环烷基或芳基，每个R2独立地选自亚烷基或亚芳基，每个R3独立地选自亚烷基、亚环烷基或亚芳基。
更优选地，在式(II)中，每个R1独立地选自C8-C24的烷基、C8-C24的环烷基或C6-C10芳基，每个R2独立地选自C2-C12的亚烷基或C6-C14的亚芳基，每个R3独立地选自C6-C30的亚烷基、C6-C30的亚环烷基或C6-C30的亚芳基。
进一步优选地，在式(II)中，每个R1独立地选自C10-C18的烷基、C10-C18的环烷基、苯基、C1-C3的烷基取代的苯基或卤素取代的苯基，每个R2独立地选自C2-C8的亚烷基、亚苯基或亚联苯基，每个R3独立地选自亚甲苯基、亚甲基二苯基、亚二环己基甲基、亚间苯二甲基或亚己基。
更进一步优选地，在式(II)中，每个R1独立地选自十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、苯基、甲苯基或氯代苯基，每个R2独立地选自亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚苯基或亚联苯基，每个R3独立地选自亚甲苯基、亚甲基二苯基、亚二环己基甲基、亚间苯二甲基或亚己基。
根据本发明的所述润滑脂，所述润滑脂还可以含有本领域常规使用的其他各种添加剂，如抗氧剂、抗磨剂、防锈剂等。所述抗氧剂优选为芳胺类抗氧剂，可以占所述润滑脂总量的0.1-5重量％，优选0.2-1重量％，所述芳胺类抗氧剂例如可以为二苯胺、苯基-α-萘胺、二异辛基二苯胺或它们的混合物，优选为二异辛基二苯胺。
本发明还提供了一种润滑脂的制备方法，该方法包括：在反应釜A中，在60-120℃下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100℃下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后进行下述步骤(1)或(2)：
(1)将反应釜A的产物与二异氰酸酯混合，然后将所得混合物依次与二胺、二胺和单胺进行反应，并将得到的混合物升温至200-220℃进行炼制；
(2)将溶解在润滑基础油中的二异氰酸酯在反应釜B中依次与二胺、二胺和单胺进行反应，然后将反应所得混合物与反应釜A的产物合并，并将得到的混合物升温至200-220℃进行炼制；
其中，依次加入的二异氰酸酯、二胺、二胺和单胺的摩尔比为(3.5-4.5)∶(1.5-2.5)∶1∶(1.5-2.5)。
在优选情况下，相对于100重量份的所述润滑基础油，所述烷氧基锆的用量为10-100重量份，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1-20∶1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1∶1-1.5，所述高级脂肪酸的用量与所述芳香酸的用量的摩尔比为1∶0.5-7。
更优选地，相对于100重量份的所述润滑基础油，所述烷氧基锆的用量为20-60重量份，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1.9-10∶1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1∶1.01-1.35，所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1∶1-4。
根据本发明的所述方法，所述烷氧基锆、所述高级脂肪酸和所述芳香酸均与前文描述的相同。
根据本发明的所述方法，所述第一接触反应和所述第二接触反应过程中会产生C1-C10的烷基醇和水，这些醇和水会在的高温(100℃以上)下挥发掉。
根据本发明的所述方法，在实施所述第一接触反应的过程中，可以将所述烷氧基锆、所述高级脂肪酸和所述芳香酸直接混合反应，也可以将所述烷氧基锆、所述高级脂肪酸和所述芳香酸进行分步反应。
在将所述烷氧基锆、所述高级脂肪酸和所述芳香酸直接混合反应的情况下，所述第一接触反应的条件优选包括：反应温度为90-120℃，反应时间为20-100分钟。
在将所述烷氧基锆、所述高级脂肪酸和所述芳香酸进行分步反应的情况下，所述第一接触反应的操作过程可以包括以下步骤：
(a)在60-100℃下，在所述润滑基础油的存在下，将所述烷氧基锆与所述高级脂肪酸混合接触5-60分钟；
(b)在100-120℃下，在所述润滑基础油的继续存在下，将步骤(a)得到的混合物与所述芳香酸混合接触10-60分钟。
根据本发明的所述方法，所述第二接触反应的条件优选包括：反应温度为90-100℃；反应时间为15-60分钟。
在一种优选实施方式中，所述第一接触反应和所述第二接触反应的操作过程包括：将烷氧基锆与润滑基础油混合，升温至60-100℃，加入所述高级脂肪酸，并在该温度下反应5-60分钟；接着，加入所述芳香酸，升温至100-120℃，并在该温度下反应10-60分钟；之后，加入水，在85-100℃下反应5-60分钟，然后，升温至105-220℃进行脱水。
根据本发明的所述方法，在步骤(1)和步骤(2)中，依次加入的二异氰酸酯、二胺、二胺和单胺的摩尔比优选为(3.9-4.1)∶(1.9-2.1)∶1∶(1.9-2.1)，最优选为4∶2∶1∶2。
根据本发明的所述方法，在步骤(1)和步骤(2)中，每次反应的反应条件分别优选包括：反应温度为80-140℃，反应时间为1-20分钟。
在本发明中，所述单胺的通式可以为R1NH2，其中，R1可以为C8-C24的烷基、C8-C24的环烷基或C6-C10芳基。优选情况下，所述单胺为苯胺、间氯苯胺、对氯苯胺、对甲苯胺、十二胺、十四胺、十六胺和十八胺中的至少一种。
在本发明中，所述二胺的通式可以为NH2-R2-NH2，R2为C2-C12的亚烷基或C6-C14的亚芳基。优选情况下，所述二胺为乙二胺、丙二胺、1，6-己二胺、对苯二胺、邻苯二胺和4，4’-联苯二胺中的至少一种。
在本发明中，所述二异氰酸酯可以为能够溶解于所述润滑基础油中的各种常规的二异氰酸酯，其通式可以为OCN-R3-NCO，其中，R3可以为C6-C30的亚烷基、C6-C30的亚环烷基或C6-C30的亚芳基。优选情况下，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、甲基二苯基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、二环己基甲基二异氰酸酯和间苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种。
根据本发明的所述方法，在步骤(1)中，可以直接将所述反应釜A的产物与二异氰酸酯混合，也可以先将二异氰酸酯溶解于润滑基础油中，然后与所述反应釜A的产物混合。
根据本发明的所述方法，步骤(1)和步骤(2)中的炼制过程的目的是使润滑脂中各成分充分混合，以在后续的冷却过程中形成良好的皂结构，从而得到综合性能优良的润滑脂。所述炼制的时间可以为1-20分钟，优选为5-10分钟。在一种较优选的实施方式中，在完成所述炼制过程之后，将炼制后得到的混合物冷却至155-165℃，之后选择性地向混合物中加入润滑基础油。
根据本发明的所述方法，在所述第一接触反应和第二接触反应过程中使用的润滑基础油、步骤(1)和步骤(2)中使用的润滑基础油以及完成所述炼制过程之后选择性加入的润滑基础油彼此可以相同或不同。而且，在所述第一接触反应和第二接触反应过程中的润滑基础油的用量可以占整个所述润滑脂的制备过程中的润滑基础油的总用量的10-90重量％；步骤(1)和步骤(2)中的润滑基础油的用量可以占整个所述润滑脂的制备过程中的润滑基础油的总用量的10-90重量％；在完成所述炼制过程之后选择性加入的润滑基础油的量可以占整个所述润滑脂的制备过程中的润滑基础油的总用量的0-80重量％。
在一种实施方式中，所述润滑脂的制备方法还可以包括向所述润滑脂中引入其他本领域常规使用的添加剂，如抗氧剂、抗磨剂、防锈剂等。所述抗氧剂优选为芳胺类抗氧剂，例如可以为二苯胺、苯基-α-萘胺、二异辛基二苯胺或它们的混合物，优选为二异辛基二苯胺。在向所述润滑脂中引入其他添加剂的情况下，所述添加剂优选在完成所述炼制过程之后加入。
根据本发明的所述方法，在完成所述第一接触反应和所述第二接触反应之后按照步骤(1)实施的情况下，本发明的所述润滑脂的制备方法可以在一个反应釜(即反应釜A)中实施；在完成所述第一接触反应和所述第二接触反应之后按照步骤(2)实施的情况下，本发明的所述润滑脂的制备方法需要在两个反应釜(即反应釜A和反应釜B)中实施。
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
八聚脲的分离方法：先将润滑脂用石油醚(沸点60-90℃)洗涤，过滤得到沉淀，将沉淀用5重量％的稀醋酸溶液浸泡5-10分钟并搅拌，过滤，滤渣用水清洗，再用1重量％的NaHCO3溶液浸泡，过滤，将滤渣用水清洗至滤液pH值为7时，将得到的沉淀进行干燥，即得八聚脲。
实施例1
本实施例用于说明本发明的所述润滑脂及其制备方法。
原料组分：异丙醇锆异丙醇络合物(9.33kg)；12-羟基硬脂酸(4.80kg)；邻苯二甲酸(2.60kg)；十八胺(0.84kg)；乙二胺(0.23kg)；4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI，1.28kg)；HVI500SN基础油(40kg)。
在一个容积为110L且带有加热、搅拌、循环、冷却的常压反应釜中加入9.33kg异丙醇锆异丙醇络合物(购自Sigma-Aldrich公司)和9kg的HVI500SN基础油(100℃运动粘度为11mm2/s，购自埃克森美孚化学公司)，搅拌，加热升温到80℃，加入4.80kg的12-羟基硬脂酸(购自通辽市威宁化工有限责任公司)，恒温反应20分钟；加入2.60kg邻苯二甲酸，升温至105℃，反应30分钟，加入6kg的HVI500SN基础油，降温至95℃，加入1kg水，恒温反应20分钟；搅拌下升温到110℃进行脱水，脱完水后恒温待用；
在另一个容积为5L且带有加热、搅拌、循环、冷却的常压反应釜中加入5kg的HVI500SN基础油，预热到90℃并加入1.28kg的MDI快速搅拌4分钟，在搅拌下加入0.15kg乙二胺，搅拌4分钟，在搅拌下加入0.08kg乙二胺，搅拌4分钟，加入0.69kg十八胺，并继续搅拌4分钟，依次加入的MDI、乙二胺、乙二胺和十八胺的摩尔比为4∶2∶1∶2，120℃恒温20分钟，将所得物料打入上一个反应釜中，搅拌均匀，最后升温到200℃，恒温炼制5分钟。
然后，冷却到160℃，加入20kg的HVI500SN基础油；待温度冷却到110℃，循环过滤、均化、脱气得到润滑脂。根据物料投料可计算得知，该润滑脂的组成如：八聚脲4.2重量％，润滑基础油76.7重量％，复合锆基稠化剂19.1重量％。
从所述润滑脂中分离出八聚脲，并将分离出的八聚脲分别进行红外分析、核磁共振分析和电喷雾质谱分析，得到如图1-图3所示的谱图。从图1可以看出，3310cm-1～3323cm-1处的峰为八聚脲分子中-NH-的伸缩振动吸收峰，1630cm-1处的峰为八聚脲分子中-CO-的振动吸收峰；从图2可以看出，δ＝155HZ左右的峰为八聚脲分子中-CO-的化学位移；从图3可以看出，样品的质荷比为1721.4m/z，这与八聚脲的相对分子质量相吻合。因此，由图1-图3的谱图数据可以确定，该润滑脂中的八聚脲的分子结构式如下所示。
对比例1
将280kg的HVI500SN基础油(100℃粘度11mm2/s，购自埃克森美孚化学公司)、90kg的12-羟基硬脂酸加入常压反应釜中，搅拌，升温到90℃后，加入27kg的Zr(OH)4，升温至105℃，排水皂化2小时，然后升温至205℃，加入180kg的HVI500SN基础油，待温度冷却到110℃，循环过滤、均化、脱气得到润滑脂。根据物料投料可计算得知，该润滑脂的组成如：润滑基础油80.9重量％，复合锆基稠化剂19.1重量％。
对比例2
将260kg的HVI500SN油(100℃粘度11mm2/s，购自埃克森美孚化学公司)、45kg的12-羟基硬脂酸和15kg癸二酸加入常压反应釜中，搅拌，升温到90℃后，加入50kg溶有12.3kg的LiOH·H2O的水溶液，升温至105℃，排水皂化2小时，然后升温至205℃，加入180kg的HVI500SN基础油，待温度冷却到110℃，循环过滤、均化、脱气得到润滑脂。根据物料投料可计算得知，该润滑脂的组成如：润滑基础油87.6重量％，复合锂基稠化剂12.4重量％。
实施例2
本实施例用于说明本发明的所述润滑脂及其制备方法。
原料组分：乙醇锆(6.72kg)；硬脂酸(4.55kg)；对苯二甲酸(2.66kg)；十八胺(0.69kg)；乙二胺(0.23kg)；MDI(1.28kg)；聚α-烯烃合成油PAO10(110kg)。
在一个容积为150L且带有加热、搅拌、循环、冷却的常压反应釜中加入6.72kg乙醇锆(购自Sigma-Aldrich公司)和20kg的聚α-烯烃合成油PAO10(100℃运动粘度为10mm2/s，购自埃克森美孚化学公司)，搅拌，加热升温到80℃，加入4.55kg的硬脂酸，恒温反应60分钟；加入2.66kg对苯二甲酸，升温至105℃反应30分钟，加入20kg的聚α-烯烃合成油PAO 10，降温至95℃，加入1kg水，恒温反应20分钟；搅拌下升温到110℃进行脱水，脱完水后，加入1.28kg的MDI，并继续搅拌4分钟，然后在搅拌下加入0.15kg乙二胺，并继续搅拌4分钟。在搅拌下加入0.08kg乙二胺，并继续搅拌4分钟，加入0.69kg的十八胺，并继续搅拌4分钟，依次加入的MDI、乙二胺、乙二胺和十八胺的摩尔比为4∶2∶1∶2，120℃恒温20分钟，最后升温到200℃，恒温炼制5分钟。然后，冷却到160℃，加入70kg的聚α-烯烃合成油PAO 10；待温度冷却到110℃，循环过滤、均化、脱气得到润滑脂。根据物料投料可计算得知，该润滑脂的组成如：八聚脲1.8重量％；润滑基础油90.2重量％；复合锆基稠化剂8重量％。
实施例3
本实施例用于说明本发明的所述润滑脂及其制备方法。
原料组分：叔丁醇锆(22.15kg，购自Sigma-Aldrich公司)；12-羟基硬脂酸(4.8kg)；间苯二甲酸(8kg)；十二胺(0.52kg)；乙二胺(0.26kg)；MDI(1.42kg)；聚α-烯烃合成油PAO 6(50kg)。
根据实施例1的方法制备润滑脂，所不同的是，用叔丁醇锆代替异丙醇锆，用十二胺代替十八胺，用间苯二甲酸代替邻苯二甲酸，用聚α-烯烃合成油PAO 6代替HVI500SN基础油代替，它们的用量如上所示。
根据物料投料可计算得知，如此制备的润滑脂的组成如：八聚脲3.1重量％；润滑基础油70.5重量％；复合锆基稠化剂26.4重量％。
实施例4
本实施例用于说明本发明的所述润滑脂及其制备方法。
原料组分：乙醇锆(0.99kg，购自Sigma-Aldrich公司)；12-羟基硬脂酸(0.3kg)；4，4′-联苯二甲酸(0.7kg)；十八胺(1.14kg)；对甲苯胺(0.45kg)；1，6-己二胺(1.47kg)；甲苯二异氰酸酯(TDI，2.94kg)；HVI500SN基础油(16kg)；对，对-二异辛基二苯胺(0.1kg)。
根据实施例1的方法制备润滑脂，所不同的是，用乙醇锆代替异丙醇锆，用4，4′-联苯二甲酸代替邻苯二甲酸，用对甲苯胺和十八胺的混合物代替十八胺，用1，6-己二胺代替乙二胺，用TDI代替MDI，并且在炼制之后加入对，对-二异辛基二苯胺，各种物料的用量如上所示。
根据物料投料可计算得知，如此制备的润滑脂的组成如：八聚脲25.6重量％；润滑基础油68.1重量％；复合锆基稠化剂5.9重量％；对，对-二异辛基二苯胺0.4重量％。
测试例
(1)根据GB/T 269-1991的方法检测各种不同的润滑脂的工作锥入度；
(2)根据GB/T 3498-2008的方法检测各种不同的润滑脂的滴点；
(3)根据SH/T 0324-1992的方法检测各种不同的润滑脂的钢网分油；
(4)根据SH/T 0202-1992的方法和SH/T 0204-1992的方法分别对各种不同的润滑脂进行四球机试验，分别检测PB、PD和D40 60；
(5)根据ASTMD 3336-2005的方法检测各种不同的润滑脂的球轴承润滑寿命；
上述检测结果如下表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 润滑脂颜色 | 黄褐色 | 灰白色 | 灰白色 | 黄褐色 | 灰色 | 浅褐色 |
| 滴点，℃ | ＞330 | ＞330 | ＞330 | ＞330 | 90 | 262 |
| 工作锥入度，0.1mm | 258 | 314 | 227 | 241 | 264 | 264 |
| 钢网分油(100℃，24h)，重量％ | 2.78 | 5.18 | 4.81 | 3.68 | 2.90 | 3.33 |
| PB，N | 696 | 490 | 981 | 392 | 785 | 392 |
| PD，N | 4905 | 1962 | 7848 | 1569 | 1098 | 1568 |
| D40 60，mm | 0.53 | 0.57 | 0.45 | 0.63 | 1.22 | 0.72 |
| 球轴承润滑寿命(160℃)，h | 320 | 240 | 500 | 460 | 40 | 60 |
从表1可以看出，根据本发明的所述润滑脂，具有良好的胶体安定性、极压抗磨性能和球轴承润滑寿命。
Claims (21)
1.一种润滑脂，其特征在于，该润滑脂含有40-95重量%的润滑基础油、1-59重量%的复合锆基稠化剂和1-59重量%的八聚脲，所述复合锆基稠化剂为由高级脂肪酸、芳香酸和水与烷氧基锆反应生成的复合锆皂，其中，在反应生成所述复合锆基稠化剂的过程中，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1-20：1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1：1-1.5，所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1：0.5-7；所述高级脂肪酸为C8-C24的直链脂肪酸或C8-C24的羟基脂肪酸；所述芳香酸的结构式如式（I）所示，
式（I）
其中，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为氢、羧基、C1-C5的烷基、C2-C5的烯基、C2-C5的炔基、C6-C12的芳基、C1-C5的氟代烷基、C6-C12的氟代芳基、羧基取代的C1-C5的烷基、羧基取代的C2-C5的烯基、羧基取代的C2-C5的炔基或羧基取代的C6-C12的芳基。
2.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，以所述润滑脂的总重量为基准，所述润滑基础油的含量为50-90重量%，所述复合锆基稠化剂的含量为2-45重量%，所述八聚脲的含量为1-28重量%。
3.根据权利要求1或2所述的润滑脂，其中，所述润滑基础油的100℃粘度为2-150mm2/s。
4.根据权利要求3所述的润滑脂，其中，所述润滑基础油的100℃粘度为8-50mm2/s。
5.根据权利要求3所述的润滑脂，其中，所述润滑基础油为矿物油、植物油和合成油中的至少一种。
6.根据权利要求1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。
7.根据权利要求6所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆为乙醇锆、正丙醇锆、正丁醇锆、正戊醇锆和叔丁醇锆中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，所述高级脂肪酸选自月桂酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸和二十烷基羧酸中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，所述芳香酸为苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和联苯二甲酸中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，所述八聚脲为式（II）所示的化合物，
式（II）
其中，每个R1独立地选自烷基、环烷基或芳基，每个R2独立地选自亚烷基或亚芳基，每个R3独立地选自亚烷基、亚环烷基或亚芳基。
11.根据权利要求10所述的润滑脂，其中，每个R1独立地选自C8-C24的烷基、C8-C24的环烷基或C6-C10芳基，每个R2独立地选自C2-C12的亚烷基或C6-C14的亚芳基，每个R3独立地选自C6-C30的亚烷基、C6-C30的亚环烷基或C6-C30的亚芳基。
12.根据权利要求10所述的润滑脂，其中，每个R1独立地选自C10-C18的烷基、C10-C18的环烷基、苯基、C1-C3的烷基取代的苯基或卤素取代的苯基，每个R2独立地选自C2-C8的亚烷基、亚苯基或亚联苯基，每个R3独立地选自亚甲苯基、亚甲基二苯基、亚二环己基甲基、亚间苯二甲基或亚己基。
13.一种润滑脂的制备方法，该方法包括：在反应釜A中，在60-120℃下，将烷氧基锆、高级脂肪酸和芳香酸在润滑基础油中进行第一接触反应；接着，在85-100℃下，将经过所述第一接触反应后得到的混合物与水进行第二接触反应，并将经过所述第二接触反应后得到的产物进行升温脱水；然后进行下述步骤（1）或（2）：
（1）将反应釜A的产物与二异氰酸酯混合，然后将所得混合物依次与二胺、二胺和单胺进行反应，并将得到的混合物升温至200-220℃进行炼制；
（2）将溶解在润滑基础油中的二异氰酸酯在反应釜B中依次与二胺、二胺和单胺进行反应，然后将反应所得混合物与反应釜A的产物合并，并将得到的混合物升温至200-220℃进行炼制；
其中，依次加入的二异氰酸酯、二胺、二胺和单胺的摩尔比为（3.5-4.5）：（1.5-2.5）：1：（1.5-2.5）；相对于100重量份的所述润滑基础油，所述烷氧基锆的用量为10-100重量份，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1-20：1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1：1-1.5，所述高级脂肪酸的用量与所述芳香酸的用量的摩尔比为1：0.5-7。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，相对于100重量份的所述润滑基础油，所述烷氧基锆的用量为20-60重量份，水的用量与所述烷氧基锆的用量的摩尔比为1.9-10：1，所述烷氧基锆的用量与所述高级脂肪酸和所述芳香酸的总用量的摩尔比为1：1.01-1.35，所述高级脂肪酸和所述芳香酸的用量的摩尔比为1：1-4。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述单胺的通式为R1NH2，其中，R1为C8-C24的烷基、C8-C24的环烷基或C6-C10芳基。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述单胺为苯胺、间氯苯胺、对氯苯胺、对甲苯胺、十二胺、十四胺、十六胺和十八胺中的至少一种。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述二胺的通式为NH2-R2-NH2，R2为C2-C12的亚烷基或C6-C14的亚芳基。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述二胺为乙二胺、丙二胺、1,6-己二胺、对苯二胺、邻苯二胺和4,4’-联苯二胺中的至少一种。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述二异氰酸酯的通式为OCN-R3-NCO，其中，R3为C6-C30的亚烷基、C6-C30的亚环烷基或C6-C30的亚芳基。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、甲基二苯基二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、二环己基甲基二异氰酸酯和间苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种。
21.根据权利要求13所述的方法，其中，在步骤（1）和步骤（2）中，每次反应的反应条件分别包括：反应温度为80-140℃，反应时间为1-20分钟。
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