CN103525504A

CN103525504A - 一种聚脲润滑脂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN103525504A
Application number: CN201310504894.3A
Authority: CN
Inventors: 郑志磊; 刘建龙; 刘亚春; 冯强
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明涉及一种聚脲润滑脂组合物及其制备方法。以润滑脂总重为基准，其组成包括：（1）聚脲稠化剂7-20%；（2）基础油79-90%；（3）油溶性纳米氧化铈1-3%。本发明所提供的润滑脂由于加入了具有优良抗磨性能的纳米氧化铈，因此该聚脲润滑脂具有较低的摩擦系数。在无其他抗磨剂使用时润滑脂SRV试验磨斑直径为0.45左右，远低于加入了一般抗磨添加剂的聚脲润滑脂，减磨效果明显，可以对摩擦副提供较为全面的润滑防护，有效延长设备使用寿命。同时由于减少了含有硫、磷等环境不友好元素的传统抗磨剂的使用，该聚脲润滑脂的环保性能大大增加。本发明开拓了纳米氧化铈在润滑减磨方面的应用。

Description

一种聚脲润滑脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含有纳米氧化铈的聚脲润滑脂及其制备方法，制备的润滑脂具有优良的抗磨性能，减少了对环境不友好的抗磨添加剂的使用。

背景技术

纳米材料对润滑特性影响的研究起始于上世纪五十年代。更为深入的研究表明纳米材料可以在两个摩擦副中起到所谓的“微轴承”和“支撑垫”的作用，能够明显提高润滑材料的润滑性能和承载能力，显著减轻摩擦副因相互摩擦而带来的磨损，提高设备的运行效率。将纳米氧化铈在某些溶液中分散后，能够形成高度分散化、均匀化和稳定化的溶液，其颗粒能够呈现出规律的晶体结构。专利号200610090577.1采用向润滑脂中添加长链脂肪酸或脂肪胺表面修饰的纳米二氧化钛的制备了低摩擦系数、良好抗磨性能的润滑脂。

将纳米氧化铈作为润滑添加剂，已经在涉及到润滑油减磨的研究中被学者反复提及。由于纳米氧化铈中不含有传统抗磨剂中硫、磷等环境不友好元素，因而能够减轻因润滑剂泄露及变质而可能产生的环境问题。但是由于润滑脂应用范围的限制，以纳米氧化铈作为添加剂开展专门的润滑脂的研究却鲜见报道。现有关于润滑脂抗磨能力的专利技术多将侧重点放在通过添加一系列的化学成分复杂的抗磨组合物上，这就使此类专利技术的配方过于复杂，使用不便。并且由于组成成分复杂，在使用中可能出现各种添加剂相互作用的情况，降低添加剂的效果，使润滑脂性能大打折扣。

聚脲润滑脂作为一种新型的润滑脂，具有良好的氧化安定性和热稳定性，特别适用于高温高负荷的润滑场合。但是由于聚脲润滑脂极压抗磨性能并不突出，限制了其在对抗磨要求较高场合的应用。本专利旨在开发一种含有纳米氧化铈的聚脲润滑脂，将聚脲润滑脂本身优良的高温性能与纳米氧化铈优良的耐磨性能相结合，使制得的聚脲润滑脂具有优良的高温性能与抗磨性能，拓展聚脲润滑脂的应用范围，减少现有的对环境不友好的润滑脂抗磨添加剂的使用。

发明内容

本发明提供了一种含有纳米氧化铈的聚脲润滑脂及其制备方法，该润滑脂组合物包含有稠化剂、基础油以及添加剂组合物，在满足润滑脂各项要求的前提下还具有优良的耐磨性。

本发明具体技术方案如下：

一种聚脲润滑脂组合物，其特征在于组成及质量百分含量如下：

（1）聚脲稠化剂：7-20%；

（2）基础油：79-90%；

（3）油溶性纳米氧化铈：1-3%。

所述的稠化剂包括以下几部分：（a）有机胺（b）异氰酸酯；有机胺与异氰酸酯的摩尔比例为2:1。

所述的基础油是100℃粘度为5-100cSt的润滑油，包括矿物油、合成酯润滑油、合成烃润滑油、醚类油、硅油或者其混合物。

所述的油溶性纳米氧化铈油液中的固含量按照质量百分数介于30-70%。

所述的油溶性纳米氧化铈油液中纳米氧化铈颗粒的平均粒径为30-90nm。

所述的油溶性纳米氧化铈油液中基础油为矿物油或合成烃油。

所述的有机胺是脂肪胺、芳香胺或者二者的混合物；所述的异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯或4、4`-二苯甲烷二异氰酸酯。

所述润滑脂的制备方法，其步骤为：

（1）将基础油按照重量平均分为两部分，加热至70-90℃后分别将异氰酸酯和有机胺投入到两部分油液中，充分搅拌使其完全融化；

（2）将溶有异氰酸酯和有机胺的两部分油液混合并充分搅拌，使其反应1h；

（3）将物料温度升高至150-160℃，在此温度下恒温并搅拌1h后停止加热，自然冷却；

（4）待温度降至90℃以下加入油溶性纳米氧化铈；

（5）充分搅拌后将反应釜内物料取出研磨即可得到润滑脂产品。

本发明所提供的润滑脂由于加入了具有优良抗磨性能的纳米氧化铈，因此该聚脲润滑脂具有较低的摩擦系数。在无其他抗磨剂使用时润滑脂SRV试验磨斑直径为0.45左右，远低于加入了一般抗磨添加剂的聚脲润滑脂，减磨效果明显，可以对摩擦副提供较为全面的润滑防护，有效延长设备使用寿命。同时由于减少了含有硫、磷等环境不友好元素的传统抗磨剂的使用，该聚脲润滑脂的环保性能大大增加。

该发明大大开拓了纳米氧化铈在润滑减磨方面的应用。

具体实施方式

由于粉末纳米氧化铈存在易团聚、难分散等问题，在使用中容易产生因分散不均而带来的对润滑部件的附加破坏，严重影响润滑脂的润滑性能。为克服以上缺点，本发明选用的纳米氧化铈为油溶性的，其固含量介于30-70%，其余部分为基础油。由于纳米氧化铈的用量较少，因此油溶性纳米氧化铈中所含的基础油不会对所制备润滑脂的锥入度、分油等性能产生明显的影响。

该油溶性纳米氧化铈对各类基础油具有极好的感受性，能够和基础油以任意比例混配，大大弥补了纳米氧化铈因分散不足而带来的问题。同时油溶性纳米氧化性在使用前不用任何预处理步骤，在生产中可以直接加入，简化了生产工艺步骤，能够明显提高生产效率。

同时，为了使本发明能够适应不同润滑工况的要求，可以根据实际需要加入各种添加剂，以提高润滑脂的润滑性能。这些添加剂包括但不限于抗氧剂、防腐剂以及其他的极压抗磨剂中的一种或几种。

下面通过具体实施例来对本发明做进一步的阐述。

实施例1-3制备方法：

将基础油按照重量平均分为两部分，加热至70-90℃后分别将异氰酸酯和有机胺投入到两部分油液中，充分搅拌使其完全融化。将溶有异氰酸酯和有机胺的两部分油液混合并充分搅拌，使其反应1h。将物料温度升高至150-160℃，在此温度下恒温并搅拌1h后停止加热，自然冷却。待物料温度降至90℃以下加入油溶性纳米氧化铈，充分搅拌，自然降温。最后将物料自反应釜中取出，经研磨后处理后即可得到目标润滑脂。

比较例中基础油、有机胺以及异氰酸酯的加入量均与实施例在同一范围内，制备过程与工艺也一致，与实施例所不同的是比较例中没有加入油溶性纳米氧化铈。

表1实施例1-3与比较例各组分含量

本发明对得到的润滑脂摩擦性能检测是在SRV摩擦试验机上完成的。

表2实施例1-3与比较例性能数据

项目	实施例1	实施例2	实施例3	比较例
					锥入度，0.1mm	288	293	324	285
钢网分油，%	1.7	1.1	2.3	1.4
					滴点，℃	263	272	267	267
SRV磨斑直径，mm	0.43	0.43	0.41	0.87

因此，可以得到以下结论：（1）油溶性纳米氧化铈的加入并没有明显改变聚脲润滑脂本身所具有的的一些特性，对润滑脂的润滑性不会产生明显的负面影响；（2）油溶性纳米氧化铈的加入明显改善了聚脲润滑脂的抗摩擦性能。

Claims

1.一种聚脲润滑脂组合物，其特征在于组成及质量百分含量如下：

（1）聚脲稠化剂：7-20%；

（2）基础油：79-90%；

（3）油溶性纳米氧化铈：1-3%。

2.权利要求1中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于其所述的稠化剂包括以下几部分：（a）有机胺（b）异氰酸酯；有机胺与异氰酸酯的摩尔比例为2:1。

3.权利要求1中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于其所述的基础油是100℃粘度为5-100cSt的润滑油，包括矿物油、合成酯润滑油、合成烃润滑油、醚类油、硅油或者其混合物。

4.权利要求2中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于其所述的有机胺是脂肪胺、芳香胺或二者的混合物；所述的异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯或4、4`-二异氰酸酯二苯甲烷。

5.权利要求1中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于该油溶性纳米氧化铈中的固含量按照质量百分数介于30-70%。

6.权利要求1中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于该油溶性纳米氧化铈油液中纳米氧化铈颗粒的平均粒径为30-90nm。

7.权利要求1中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于该油溶性纳米氧化铈油液中基础油为矿物油或合成烃油。

8.权利要求1的组合物制备润滑脂的方法，其特征在于：

（4）待温度降至90℃以下加入油溶性纳米氧化铈；

9.权利要求1中所述的聚脲润滑脂组合物，其特征在于该聚脲润滑脂中加入抗氧剂、防腐剂以及其他的极压抗磨剂中的一种或几种，以达到满足特定应用工况的要求。