CN104513689B - 一种钙锆基润滑脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钙锆基润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5‑50重量%的钙锆基稠化剂；50‑95重量%的基础油，其中，所述钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分A为一元羧酸和二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种。还公开了钙锆基润滑脂的制备方法。本发明的钙锆基润滑脂，相比锆基润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性。本发明的润滑脂的制备工艺简单、成本低，产品质量稳定。本发明的润滑脂可广泛用于高速、重负荷运转、油田钻井等轴承润滑。

Description

一种钙锆基润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑脂，具体地，涉及一种钙锆基润滑脂及其制备方法。

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CN101113382和JP1973038444将锆的氧化物作为润滑剂添加剂改善了磨损性；WO2007143414和US20060063682介绍了四氟化锆可作为减磨添加剂成为润滑剂的组分之一；US20060254823发现含有2-乙基己酸锆盐的润滑剂表现出很好的耐重负荷和抗磨性能；US20050043189发现氟锆酸盐如氟锆酸铝可作为氧化抑制剂用在润滑剂中；DE102004021812发现将碳酸锆、磺酸锆或磷酸锆等无机盐加入到润滑脂里面可以提高抗磨损性。

以锆盐作为稠化剂制备锆基润滑脂的专利有US4189387，稠化剂是由有机次磷酸或一元羧酸与氢氧化锆反应制得，所制得的润滑脂具有较好的极压抗磨性，但润滑脂的其他性能仍有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性均较好，成本低，制备工艺简单的钙锆基润滑脂及其制备方法。

本发明的发明人在研究中发现，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分A为一元羧酸和二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种。该润滑脂具有较好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，且成本低，制备工艺简单。

因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种钙锆基润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分A为一元羧酸和二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种。

优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：8-35重量%的钙锆基稠化剂；65-92重量%的基础油；更优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-25重量%的钙锆基稠化剂；75-90重量%的基础油。

优选地，所述钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。

优选地，所述组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.5-5。

第二方面，本发明提供了一种钙锆基润滑脂的制备方法，所述方法包括：

（1）将组分A、组分B和组分C在基础油中混合，升温排水皂化，其中，所述组分A为一元羧酸与二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种；

（2）将步骤（1）反应所得混合物升温到160-210℃，加入余量基础油，降温，加入必要的添加剂，并于80-120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。

优选地，步骤（1）中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。

优选地，步骤（1）中，将所述组分A和基础油混合加热到60-90℃，加入组分B和组分C，在90-120℃排水皂化，其中，组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.5-5。

本发明的钙锆基润滑脂，相比锆基润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，尤其当润滑脂中钙和锆的摩尔比为1：0.25-4；制备钙锆基稠化剂的锆的原料为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物；以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.5-5时，钙锆基润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性能够得到极大提高。本发明的润滑脂的制备工艺简单、成本低，产品质量稳定。本发明的润滑脂可广泛用于高速、重负荷运转、油田钻井等轴承润滑。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

一方面，本发明提供了一种钙锆基润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量%的钙锆基稠化剂；50-95重量%的基础油，其中，所述钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分A为一元羧酸和二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种。

优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：8-35重量%的钙锆基稠化剂；65-92重量%的基础油；更优选地，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-25重量%的钙锆基稠化剂；75-90重量%的基础油。

根据本发明，尽管具有上述组分的钙锆基润滑脂，即可实现本发明的目的，即润滑脂具有较好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，但当钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4时，可进一步提高润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性。因此，本发明的钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比优选为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。

本发明的发明人在研究中意外发现，当组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物时，即锆的原料为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物时，可进一步提高润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性，因此，组分C优选为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，其中，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比优选为1：0.1-10，更优选为1：0.2-8，更进一步优选为1：0.5-5，在锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的优选摩尔比的情况下，能够进一步提高润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性。

本发明中，钙的氧化物和/或氢氧化物可以为CaO、Ca(OH)₂；锆的氧化物和/或氢氧化物优选选自ZrO₂、ZrO(OH)₂、Zr(OH)₄以及它们的水合物中的至少一种。ZrO(OH)₂的水合物可以为新制的湿氢氧化锆，其可以通过ZrOX₂·8H₂O（X为F、Cl、Br或I）或ZrO(NO₃)₂·2H₂O等与碱反应获得，其中，碱可以为NaOH、KOH、浓氨水等，优选ZrOCl₂·8H₂O与NaOH反应。

本发明中，烷氧基锆的通式可以为Zr(OR₁)₄，R₁可以为C1-C10的烷基，优选为C2-C6的烷基；更优选地，烷氧基锆选自乙醇锆、正丙醇锆、正丁醇锆、叔丁醇锆和正戊醇锆中的至少一种。

本发明中，基础油100℃运动粘度优选为2-150mm²/s，更优选为5-100mm²/s，更进一步优选为8-50mm²/s，基础油可以为矿物油、合成油和植物油中的至少一种，合成油可以为聚α-烯烃油（PAO）、酯类油、烷基硅油、费托合成油等。

本发明中，一元羧酸的结构式可以为R₁-(CHOH)-R₂-COOH或R₃-COOH，其中，R₁和R₃可以为H、烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基，R₂可以为烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基。一元羧酸的分子量可以为170-1050，优选为220-500。一元羧酸优选选自月桂酸、油酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸中的至少一种，更优选为12-羟基硬脂酸。

本发明中，二元羧酸的结构式可以为(HOOC)-R₄-(COOH)，其中，R₄可为烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基。二元羧酸的分子量可以为90-600，优选为170-300，二元羧酸优选选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和月桂二酸中的至少一种，更优选为己二酸、壬二酸和癸二酸中的至少一种。

本发明中，一元羧酸与二元羧酸的摩尔比优选为1：0.2-1.2，更优选为1：0.5-1。

本发明中，一元羧酸和二元羧酸所含H⁺的摩尔数之和等于全部中和钙的氧化物、钙的氢氧化物、锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆所需的H⁺的摩尔数，但钙的氧化物、钙的氢氧化物、锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆相对于一元羧酸和二元羧酸可以过量1-10%。

本发明润滑脂中还可以含有各种添加剂，如抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂等等。其中，抗氧剂优选芳胺类抗氧剂，占润滑脂总重量的0.01-5%，优选0.1-2.5%，可以是二苯胺、苯基-α-萘胺和二异辛基二苯胺中的至少一种，优选二异辛基二苯胺。极压抗磨剂占润滑脂总重量的0.5-12%，优选0.8-8%，可以是二硫代二烷基磷酸锌、二硫代二烷基氨基甲酸钼、二硫代二烷基氨基甲酸铅、三苯基硫代磷酸酯、有机钼络合物、硫化烯烃、二硫化钼、聚四氟乙烯、硫代磷酸钼、氯化石蜡、二丁基二硫代氨基甲酸锑、二硫化钨、二硫化硒、氟化石墨、碳酸钙和氧化锌中的至少一种；防锈剂占润滑脂总重量的0.01-4.5%，优选0.1-2%，可以是石油磺酸钡、石油磺酸钠、苯骈噻唑、苯骈三氮唑、环烷酸锌和烯基丁二酸中的至少一种。

第二方面，本发明提供了一种钙锆基润滑脂的制备方法，该方法包括：

（1）将组分A、组分B和组分C在基础油中混合，升温排水皂化，其中，所述组分A为一元羧酸与二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种；

（2）将步骤（1）反应所得混合物升温到160-210℃，加入余量基础油，降温，加入必要的添加剂，并于80-120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。

根据本发明，尽管按照上述方法制备钙锆基润滑脂，即可实现本发明的目的，即制备的钙锆基润滑脂具有较好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，但步骤（1）中，当钙和锆的摩尔比为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4时，可进一步提高制得的润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性。因此，本发明步骤（1）中，钙和锆的摩尔比优选为1：0.1-10，更优选为1：0.25-4。

如前所述，本发明的发明人在研究中意外发现，步骤（1）中，当组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物时，即锆的原料为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物时，可进一步提高制得的润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性，因此，优选地，步骤（1）中，将组分A和基础油混合加热到60-90℃，加入组分B和组分C，在90-120℃排水皂化，其中，组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比优选为1：0.1-10，更优选为1：0.2-8，更进一步优选为1：0.5-5。

本发明步骤（1）中，一元羧酸和二元羧酸的总量与部分基础油的重量比优选为1：5-100。

本发明步骤（1）中，一元羧酸与二元羧酸的摩尔比优选为1：0.2-10，更优选为1：0.5-5。

一元羧酸、二元羧酸、钙的氧化物、钙的氢氧化物、锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆如前所述，在此不再赘述。

一元羧酸和二元羧酸与钙的氧化物、钙的氢氧化物、锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆的摩尔比如前所述，在此不再赘述。

本发明步骤（2）中，升温到160-210℃，加入余量基础油，待温度冷却到80-130℃，加入必要的添加剂，并于80-120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。

基础油和添加剂如前所述，在此不再赘述。

本发明中，步骤（1）中所用部分基础油与步骤（2）中余量基础油的重量比优选为1：0.1-5。

实施例

以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。

实施例1

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

将500g HVI150BS润滑基础油（100℃运动粘度为30mm²/s，下同）、48g12-羟基硬脂酸和24g壬二酸加入常压制脂釜中，搅拌，加热到75℃，将20.6g正丙醇锆、6.2g Ca(OH)₂和10g Zr(OH)₄缓慢加入其中，钙和锆的摩尔比为1：1.5，以锆计，Zr(OH)₄和正丙醇锆的摩尔比为1：1，升温至105℃排水皂化，然后升温至180℃，加入500g HVI150BS润滑基础油，搅拌降温至100℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

实施例2

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

将20.6g ZrOCl₂·8H₂O溶于130g水中，将80含有5.2g NaOH的水溶液，缓缓加入上述ZrOCl₂的水溶液中，快速搅拌得到白色沉淀，过滤得到沉淀，沉淀用大量水洗涤后备用。

将280g HVI500SN润滑基础油（100℃运动粘度为11mm²/s，下同）、48.1g12-羟基硬脂酸和16.2g癸二酸加入常压制脂釜中，搅拌，加热到90℃，将17.4g乙醇锆、上述新制的沉淀和2.4g Ca(OH)₂缓慢加入其中，钙和锆的摩尔比为1：4，以锆计，ZrO(OH)₂和乙醇锆的摩尔比为1：1，升温至90℃排水皂化，然后升温至210℃，加入220g HVI500SN润滑基础油，搅拌降温至120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂13.6重量%，基础油86.4重量%。

实施例3

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

将280g全合成油聚α-烯烃油PAO10（100℃运动粘度为11mm²/s）、28g硬脂酸和20g癸二酸加入常压制脂釜中，搅拌，加热到60℃，将30.8g正丁醇锆、10.7g Ca(OH)₂和2.3gZrO(OH)₂加入其中，钙和锆的摩尔比为1：0.67，以锆计，ZrO(OH)₂和正丁醇锆的摩尔比为1：5，升温至120℃排水皂化，然后升温至160℃，加180g HVI500SN润滑基础油，搅拌降温至80℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂16.9重量%，基础油83.1重量%。

实施例4

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

将200g全合成油聚α-烯烃油PAO40（100℃运动粘度为40mm²/s）、48g12-羟基硬脂酸和32.4g癸二酸加入常压制脂釜中，搅拌，加热到90℃，将6.1g叔丁醇锆、10.8g CaO和5.1g Zr(OH)₄加入其中，钙和锆的摩尔比为1：0.25，以锆计，Zr(OH)₄和叔丁醇锆的摩尔比为1：0.5，升温至105℃排水皂化，然后升温至205℃，加100g HVI500SN润滑基础油，搅拌降温至110℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂23.1重量%，基础油76.9重量%。

实施例5

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

按照实施例1的方法制备钙锆基润滑脂，不同的是，在Ca(OH)₂、Zr(OH)₄和正丙醇锆的总重量不变，钙和锆的摩尔比不变的情况下，调整Zr(OH)₄和正丙醇锆的摩尔比为1：0.1。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

实施例6

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

按照实施例1的方法制备钙锆基润滑脂，不同的是，在Ca(OH)₂、Zr(OH)₄和正丙醇锆的总重量不变，钙和锆的摩尔比不变的情况下，调整Zr(OH)₄和正丙醇锆的摩尔比为1：10。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

实施例7

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

按照实施例1的方法制备钙锆基润滑脂，不同的是，在钙和锆原料的总用量不变，钙和锆的摩尔比不变的情况下，将正丙醇锆替换为Zr(OH)₄。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

实施例8

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

按照实施例1的方法制备钙锆基润滑脂，不同的是，在钙和锆原料的总用量不变，钙和锆的摩尔比不变的情况下，将Zr(OH)₄替换为正丙醇锆。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

实施例9

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

按照实施例1的方法制备钙锆基润滑脂，保持12-羟基硬脂酸与壬二酸的摩尔比、Zr(OH)₄与正丙醇锆的摩尔比不变，不同的是，调整钙和锆的摩尔比为1：0.1，各用量作相应调整以保持稠化剂所占比例不变。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

实施例10

本实施例用于说明本发明制备的钙锆基润滑脂。

按照实施例1的方法制备钙锆基润滑脂，保持12-羟基硬脂酸与壬二酸的摩尔比、Zr(OH)₄与正丙醇锆的摩尔比不变，不同的是，调整钙和锆的摩尔比为1：10，各用量作相应调整以保持稠化剂所占比例不变。所得脂的各理化性能见表1。

本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：钙锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

对比例1

按照实施例1的方法制备锆基润滑脂，保持12-羟基硬脂酸与壬二酸的摩尔比、Zr(OH)₄与正丙醇锆的摩尔比不变，不同的是，将Ca(OH)₂替换为Zr(OH)₄和正丙醇锆，各用量作相应调整以保持稠化剂所占比例不变。所得脂的各理化性能见表1。

本对比例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：锆基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。

对比例2

按照实施例1的方法制备钙基润滑脂，保持12-羟基硬脂酸与壬二酸的摩尔比不变，不同的是，将Zr(OH)₄和正丙醇锆替换为Ca(OH)₂，用量并做相应调整以保持稠化剂所占比例不变。

本对比例得到的产物中，组成为：钙基稠化剂8.3重量%，基础油91.7重量%。由于所得产物太稀呈流体状，不成脂，无法做相应的性能分析。

表1各润滑脂样品性能数据

各指标测试方法：滴点：GB/T3498；工作锥入度和延长工作锥入度：GB/T269；腐蚀：GB/T7326；防腐蚀性：GB/T5018；水淋流失量：SH/T0109；盐雾试验：SH/T0081；钢网分油：SH/T0324；四球机试验（P_B、P_D）：SH/T0202；四球机试验（D⁴⁰ ₆₀）：SH/T0204。

将实施例1与对比例1进行比较可以看出，本发明的钙锆基润滑脂的滴点远高于锆基润滑脂，延长工作锥入度与工作锥入度的差值远小于锆基润滑脂，水淋流失量远小于锆基润滑脂，盐雾试验优于锆基润滑脂，钢网分油值远小于锆基润滑脂，四球机试验P_B、P_D值大于锆基润滑脂，四球机试验D⁴⁰ ₆₀值小于锆基润滑脂，说明本发明的钙锆基润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性、极压抗磨性均优于锆基润滑脂。

将实施例1分别与实施例5和实施例6进行比较可以看出，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.5-5，制备的钙锆基润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性；将实施例1分别与实施例7和实施例8进行比较可以看出，制备钙锆基稠化剂的锆的原料为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，制备的钙锆基润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性；将实施例1分别与实施例9和实施例10进行比较可以看出，钙和锆的摩尔比为1：0.25-4，制备的钙锆基润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性和极压抗磨性。

本发明的钙锆基润滑脂，相比锆基润滑脂，具有更好的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、抗盐雾性、胶体安定性和极压抗磨性，尤其当润滑脂中钙和锆的摩尔比为1：0.25-4；制备钙锆基稠化剂的锆的原料为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物；以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.5-5时，钙锆基润滑脂的耐高温性、机械安定性、抗水性和粘附性、胶体安定性能够得到极大提高。本发明的润滑脂的制备工艺简单、成本低，产品质量稳定。本发明的润滑脂可广泛用于高速、重负荷运转、油田钻井等轴承润滑。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (25)

1.一种钙锆基润滑脂，其特征在于，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：5-50重量％的钙锆基稠化剂；50-95重量％的基础油，其中，所述钙锆基稠化剂是由组分A、组分B和组分C反应生成的钙锆皂，其中，所述组分A为一元羧酸和二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的润滑脂，其中，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：8-35重量％的钙锆基稠化剂；65-92重量％的基础油。

3.根据权利要求2所述的润滑脂，其中，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：10-25重量％的钙锆基稠化剂；75-90重量％的基础油。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10。

5.根据权利要求4所述的润滑脂，其中，所述钙锆基稠化剂中，钙和锆的摩尔比为1：0.25-4。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.1-10。

7.根据权利要求6所述的润滑脂，其中，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.5-5。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，锆的氧化物和/或氢氧化物选自ZrO₂、ZrO(OH)₂、Zr(OH)₄以及它们的水合物中的至少一种。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆的通式为Zr(OR₁)₄，R₁为C1-C10的烷基。

10.根据权利要求9所述的润滑脂，其中，所述烷氧基锆选自乙醇锆、正丙醇锆、正丁醇锆、叔丁醇锆和正戊醇锆中的至少一种。

11.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述基础油100℃运动粘度为2-150mm²/s。

12.根据权利要求11所述的润滑脂，其中，所述基础油100℃运动粘度为5-100mm²/s。

13.根据权利要求12所述的润滑脂，其中，所述基础油100℃运动粘度为8-50mm²/s。

14.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述基础油选自矿物油、合成油和植物油中的至少一种。

15.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述一元羧酸的分子量为170-1050，所述二元羧酸的分子量为90-600，所述一元羧酸与所述二元羧酸的摩尔比为1：0.2-10。

16.根据权利要求15所述的润滑脂，其中，所述一元羧酸的分子量为220-500，所述二元羧酸的分子量为170-300，所述一元羧酸与所述二元羧酸的摩尔比为1：0.5-5。

17.根据权利要求1-3中任意一项所述的润滑脂，其中，所述一元羧酸选自月桂酸、油酸、硬脂酸和12-羟基硬脂酸中的至少一种，所述二元羧酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和月桂二酸中的至少一种。

18.权利要求1-17中任意一项所述的钙锆基润滑脂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)将组分A、组分B和组分C在基础油中混合，升温排水皂化，其中，所述组分A为一元羧酸与二元羧酸的混合物，所述组分B为钙的氧化物和/或氢氧化物，所述组分C为锆的氧化物、锆的氢氧化物和烷氧基锆中的至少一种；

(2)将步骤(1)反应所得混合物升温到160-210℃，加入余量基础油，降温，加入必要的添加剂，并于80-120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，步骤(1)中，钙和锆的摩尔比为1：0.1-10。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，步骤(1)中，钙和锆的摩尔比为1：0.25-4。

21.根据权利要求18-20中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，将所述组分A和基础油混合加热到60-90℃，加入组分B和组分C，在90-120℃排水皂化，其中，组分C为锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的混合物，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.1-10。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，以锆计，锆的氧化物和/或氢氧化物与烷氧基锆的摩尔比为1：0.5-5。

23.根据权利要求18-20中任意一项所述的方法，其中，所述一元羧酸的分子量为170-1050，所述二元羧酸的分子量为90-600，所述一元羧酸与所述二元羧酸的摩尔比为1：0.2-10。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述一元羧酸的分子量为220-500，所述二元羧酸的分子量为170-300，所述一元羧酸与所述二元羧酸的摩尔比为1：0.5-5。

25.根据权利要求18所述的制备方法，其中，步骤(2)中，升温到160-210℃，加入余量基础油，待温度冷却到80-130℃，加入必要的添加剂，并于80-120℃研磨均化，得到钙锆基润滑脂。