CN108003061A - 一种具有增稠作用的化合物和润滑脂以及它们的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及润滑剂领域，公开了一种具有增稠作用的化合物和润滑脂以及它们的制备方法。所述化合物如式I所示。所述化合物的制备方法包括：在催化剂的选择性存在下，将羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应。本发明公开的润滑脂含有至少一种所述的化合物。制备润滑脂的方法包括：将羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应；将所得产物进行炼制，再与余量基础油和任选的添加剂混合。本发明还公开了上述方法制得的润滑脂。本发明提供的化合物综合性能优良，能够同时提高润滑脂的各项性能。

Description

一种具有增稠作用的化合物和润滑脂以及它们的制备方法
技术领域
本发明涉及润滑剂领域，具体地，涉及一种具有增稠作用的化合物和润滑脂以及它们的制备方法。
背景技术
皂基润滑脂特别是12-羟基硬脂酸锂皂基润滑脂是目前世界上年产量最大的一类润滑脂，因其具有较好的综合性能而被广泛用于各行业，但其滴点不高，大多低于200℃，限制了其应用的范围。
同时，稠化剂中的羟基在高温下不稳定，易氧化成酸导致结构破坏，影响其高温性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够同时提高润滑脂的高温性能、机械安定性和对金属类添加剂的感受性的具有增稠作用的化合物和润滑脂以及它们的制备方法。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种具有增稠作用的化合物，该化合物的结构式如式I所示：
其中，R1为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基；R2为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基、或取代或未取代的亚环烷基；R3为取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基；Mn+为IA族、IIA族、IIIA族或IVB族金属元素形成的阳离子。
第二方面，本发明提供了一种制备第一方面所述的化合物的方法，包括：
在催化剂的选择性存在下，将结构式为的羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应。
第三方面，本发明提供了一种润滑脂，该润滑脂含有基础油和稠化剂，其中，所述稠化剂包括至少一种第一方面所述的化合物。
第四方面，本发明提供了一种制备润滑脂的方法，包括：
(1)在催化剂的选择性存在下，将结构式为的羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应；
(2)将步骤(1)所得产物进行炼制，再与余量基础油和任选的添加剂混合。
第五方面，本发明提供了一种由第四方面所述的方法制得的润滑脂。
本发明提供的化合物综合性能优良，能够同时提高润滑脂的高温性能、机械安定性和对金属类添加剂的感受性，使用本发明的化合物作为稠化剂能够获得性能优于常规润滑脂的润滑脂，可广泛用于各行业。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施方式获得的化合物的ESI质谱图。
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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面中，本发明提供的具有增稠作用的化合物的结构式如式I所示：
其中，R1为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基；R2为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基、或取代或未取代的亚环烷基；R3为取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基；Mn+为IA族、IIA族、IIIA族或IVB族金属元素形成的阳离子。
本发明中，取代所采用的基团为羟基、卤素和羧基中的至少一个。
优选地，R1为C1-C10(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)的烷基(或直链烷基)。更优选地，R1为C3-C10(C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)的直链烷基。
优选地，R2为C1-C20(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19或C20)的亚烷基(或直链亚烷基)。更优选地，R2为C8-C15(C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15)的直链亚烷基。
优选地，R3的碳原子数是6-30(优选6-20)。更优选地，R3为：
Mn+可以为上述金属元素形成的各种常见的阳离子(包括金属元素与氧元素形成的阳离子)，优选地，Mn+为Li+、Na+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Ti4+或ZrO2+。
根据本发明最优选的实施方式，所述化合物的结构式为：
(其中，R3和Mn+如前所述)，例如，具体的实例可以为：
第二方面中，本发明提供的制备第一方面所述的化合物的方法包括：
在催化剂的选择性存在下，将结构式为(R1和R2如前所述，下同)的羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应。
根据本发明的第二方面，可以采用各种常规的方法获得羟基脂肪酸的金属盐，例如，可以通过使羟基脂肪酸与金属源进行皂化反应获得。根据一种优选的实施方式，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：将结构式为的羟基脂肪酸和金属源混合进行皂化反应，再将皂化反应得到的产物选择性地进行升温脱水，所述金属源为金属的氧化物、金属的氢氧化物和金属的烷氧基化合物(如甲氧基化合物、乙氧基化合物等)中的至少一种(可借助水作为溶剂)。烷氧基化合物的通式可以为Mn+(OR-)n(如Zr4+(OR-)4、Na+(OR)-、Li+(OR)-或Ca2+(OR-)2等)，其中，R可以为C1-C10的烷基，优选为C2-C6的烷基，如甲基、乙基、正丙基、正丁基、叔丁基、正戊基或叔戊基。
本领域技术人员知晓的是，皂化反应可以在反应介质中进行，对反应介质没有特别的要求，可以为常规的有机溶剂(如润滑脂中使用的各种基础油)，如矿物油、合成油、植物油或它们的混合物。
更优选地，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：在70-120℃的条件下，将羟基脂肪酸、反应介质和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在100-150℃下进行升温脱水。进一步优选地，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：在100-110℃的条件下，将羟基脂肪酸、反应介质和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在115-150℃下进行升温脱水。皂化反应的时间可以为60-180min。升温脱水为选择性进行的步骤，本领域技术人员能够理解的是，如果皂化在较高温度下进行，且皂化后的物料基本不含水，则无需进行升温脱水。升温脱水的时间可以为5-30min。
在上述优选的实施方式中，对羟基脂肪酸和金属源的摩尔比没有特别的限制，一般控制金属源的量(以金属元素计)比羟基脂肪酸的量高(如高1-10mol％)即可，例如，以金属元素计，羟基脂肪酸和金属源的摩尔比可以为1-2：1。相对于每摩尔的金属源(以金属元素计)，反应介质的用量可以为0.3-10kg。
在上述优选的实施方式中，所述金属源可以为本领域常规的可用于皂化反应的含金属元素(如IA族、IIA族、IIIA族或IVB族金属元素)的化合物，优选为选自锂、钠、钾、钙、锶、钡、铝、钛和锆中的至少一种金属的氧化物、氢氧化物和烷氧基物中的至少一种，如，氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、烷氧基锆(如乙醇锆、异丙醇锆等)、锆的氢氧化物(如Zr(OH)4和ZrO(OH)2)中的至少一种。
根据本发明的第二方面，所述催化剂为选择性使用的物质，用来加速反应的进行。所述催化剂可以为各种能够促使羟基脂肪酸提供的羟基与异氰酸酯反应的物质，优选地，所述催化剂为有机胺(如C1-C20的胺)、碳酸盐、碱金属的氢氧化物、三氟化硼、有机金属中的至少一种。更优选地，所述催化剂为甲胺、乙胺、丙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼和有机锡中的至少一种。
根据本发明的第二方面，对催化剂的用量没有特别的要求，例如，可以为羟基脂肪酸重量的0.5-10重量％。
根据本发明的第二方面，异氰酸酯(单异氰酸酯)与羟基脂肪酸的金属盐提供的羟基的摩尔比通常为0.5-2.5：1。羟基脂肪酸的金属盐与异氰酸酯(单异氰酸酯)反应的温度可以为90-150℃，时间可以为0.5-5h。
在本发明第二方面的一种实施方式中，将羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应可以获得具有氨酯基结构的化合物。所述单异氰酸酯的结构式可以为R3-N＝C＝O(其中，R3为取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基，如前所述)，例如，苯基异氰酸酯、甲苯基异氰酸酯、氯苯基异氰酸酯等。
第三方面中，本发明提供的润滑脂含有基础油和稠化剂，所述稠化剂包括至少一种上述化合物。
本发明中，只要将上述化合物作为润滑脂的稠化剂即可实现本发明的目的，其中基础油和稠化剂的含量可以为常规的选择。优选地，以所述润滑脂的总重量为基准，所述基础油的含量为50-95重量％，更优选为60-90重量％，最优选为70-85重量％。优选地，以所述润滑脂的总重量为基准，所述稠化剂的含量为0.5-30重量％，更优选为1-25重量％，最优选为3-20重量％。
所述基础油可以为本领域常用的各种油，例如，矿物油、合成油和植物油中的至少一种。所述基础油100℃的运动粘度(参照GB/T265-1988测得)可以为2-100mm2/s。
所述润滑脂还可以包括小分子酸的盐和/或非牛顿体高碱值钙。
其中，以所述润滑脂的总重量为基准，小分子酸的盐的含量优选为1-30重量％，更优选为2-15重量％，最优选为3-10重量％。
小分子酸可以为本领域常规的小分子无机酸、低级脂肪酸或芳香酸，优选情况下，小分子无机酸、低级脂肪酸或芳香酸的分子量小于等于210。其中，小分子无机酸可以选自硼酸、磷酸、硝酸和硫酸中的至少一种。低级脂肪酸可以是结构如R7-(COOH)P所示化合物中的至少一种，其中，R7可以是取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基或取代或未取代的芳基，优选为烷基，最优选C1-C12(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12)的烷基；P可以是1-6的正整数，优选为1-3的正整数，最优选为1或2。进一步优选地，所述低级脂肪酸选自乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、壬二酸、癸二酸等中的至少一种。所述芳香酸可以为具有一个芳香环的羧酸，如苯甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸中的至少一种。最优选地，所述小分子酸为醋酸和/或癸二酸。
所述小分子酸的盐中的阳离子可以为IA族、IIA族、IIIA族和IVB族金属元素中的至少一种形成的阳离子，优选为Li+、Na+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Ti4+和ZrO2+中的至少一种，且与Mn+可以相同或不同。
以所述润滑脂的总重量为基准，非牛顿体高碱值钙的含量优选为10-75重量％，更优选为20-65重量％，最优选为30-60重量％。
一般地，所述非牛顿体高碱值钙是由牛顿体高碱值钙转化得到的，所述非牛顿体高碱值钙的总碱值为250-450mgKOH/g。所述非牛顿体高碱值钙可以是非牛顿体高碱值磺酸钙、非牛顿体高碱值环烷酸钙、非牛顿体高碱值硫化烷基酚钙、非牛顿体高碱值水杨酸钙和非牛顿体高碱值油酸钙中的至少一种。非牛顿体高碱值钙在红外谱图873-886cm-1处出现晶型碳酸钙特征吸收峰，总碱值为250-450mgKOH/g，优选为300-400mgKOH/g。所述非牛顿体高碱值钙是由牛顿体高碱值钙通过转化剂转化得到。而牛顿体高碱值钙中含有无定型碳酸钙，在红外谱图中860-865cm-1处出现特征吸收峰。所述牛顿体高碱值钙可以是石油高碱值钙或合成高碱值钙，也可以是牛顿体高碱值磺酸钙、牛顿体高碱值环烷酸钙、牛顿体高碱值硫化烷基酚钙、牛顿体高碱值水杨酸钙、牛顿体高碱值油酸钙中的至少一种，其总碱值为250-450mgKOH/g，优选为300-400mgKOH/g，转化成非牛顿体高碱值钙后，其碱值基本不变。
所述润滑脂还可以含有添加剂，对添加剂的含量和种类没有特别的限制。以所述润滑脂的总重量为基准，所述添加剂的含量可以在20重量％以下，优选为0.5-15重量％，最优选为1-10重量％。
所述添加剂可以为抗氧剂、极压抗磨剂和防锈剂中的至少一种。其中，抗氧剂优选为芳胺类抗氧剂，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。以润滑脂的总重量为基准，抗氧剂的含量可以为0.01-5重量％，优选为0.1-2.5重量％。
极压抗磨剂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。以润滑脂的总重量为基准，极压抗磨剂的含量可以为0.5-12重量％，优选为0.8-8重量％。
防锈剂可以是石油磺酸钡、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。以润滑脂的总重量为基准，防锈剂的含量可以为0.01-4.5重量％，优选为0.1-2重量％。
本发明的润滑脂可以通过常规的方式制得，例如，将稠化剂和部分基础油混合并进行炼制，再与余量基础油和任选的添加剂混合。对炼制(恒温炼制)的条件没有特别的要求，可以按照常规的条件进行。优选情况下，炼制的条件包括：温度为140-230℃，时间为5-20min。
如前所述，本发明的润滑脂还可以含有小分子酸的盐和/或非牛顿体高碱值钙。其中，小分子酸的盐和/或非牛顿体高碱值钙可以与本发明的化合物一起进行炼制从而引入本发明的润滑脂中，在此不再赘述。
第四方面中，本发明提供的制备润滑脂的方法包括：
(1)在催化剂的选择性存在下，将结构式为的羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应；
(2)将步骤(1)所得产物进行炼制，再与余量基础油和任选的添加剂混合。
根据本发明制备润滑脂的方法，其中，步骤(1)为制备稠化剂(即本发明的化合物)的步骤，因此，步骤(1)中的皂化反应方式和条件、升温脱水的条件、催化剂、异氰酸酯和胺的选择或用量均如前所述，在此不再赘述。另外，基础油和添加剂的种类和用量也可以参照前述内容。
如前所述，步骤(1)中，可以采用各种常规的方法获得羟基脂肪酸的金属盐，例如，可以通过使羟基脂肪酸与金属源进行皂化反应获得。根据一种优选的实施方式，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：
将结构式为的羟基脂肪酸、部分基础油(反应介质)和金属源混合进行皂化反应，再将皂化反应得到的产物选择性地进行升温脱水，所述金属源为金属的氧化物、金属的氢氧化物和金属的烷氧基化合物中的至少一种。更优选地，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：在70-120℃的条件下，将羟基脂肪酸、部分基础油和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在100-150℃下进行升温脱水。进一步优选地，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：在100-110℃的条件下，将羟基脂肪酸、部分基础油和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在115-150℃下进行升温脱水。
步骤(2)中，对炼制(恒温炼制)的条件没有特别的要求，可以按照常规的条件进行。优选情况下，炼制的条件包括：温度为140-230℃，时间为5-20min。
本领域技术人员能够理解的是，部分基础油的量与余量基础油的量之和即为所用的基础油的总量，本发明中，部分基础油与余量基础油的重量比优选为1：0.1-5。
与余量基础油和任选的添加剂混合后，还可以按照常规的方式进行过滤、均化、脱气等处理，以获得润滑脂成品。
第五方面，本发明还提供了由第四方面所述的方法制得的润滑脂。本发明方法制得的润滑脂具有优良的综合性能。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。12-羟基硬脂酸购自通辽市威宁化工有限责任公司。
实施例1
原料组分：12-羟基硬脂酸(10kg)；一水合氢氧化锂(1.4kg)；间甲基苯异氰酸酯(4.43kg)；三丙胺(1kg)；500SN(100kg)。
(a)稠化剂的制备：在一个容积为200L且带有加热、搅拌、循环、冷却的反应釜中加入70kg的500SN基础油(100℃运动粘度为11mm2/s，购自中国石化燕山石化公司，下同)、10kg的12-羟基硬脂酸，搅拌，升温到80℃后变成均一体系，此时将1.4kg的一水合氢氧化锂及5kg水缓慢加入其中，升温至105℃皂化2h，后升温至115℃，加入4.43kg的间甲基苯异氰酸酯和1kg催化剂(三丙胺)，反应30min，得到的产物作为稠化剂用于步骤(b)，将该产物溶于石油醚中，过滤，以石油醚洗涤滤渣3次，将滤渣使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)进行测试(离子源为ESI-，样品溶于甲苯/甲醇(体积比为1:1)溶剂，浓度为0.01mg/mL，加入1重量％的氨水促进电离，下同)，所得ESI质谱图见图1，在432处可见到最强峰为羧酸盐负离子峰，结合进一步的氢谱和碳谱分析得到其结构如下：
(b)将步骤(a)所得产物升温至210℃，恒温10min，加入30kg的500SN基础油，搅拌降温、均化、过滤、脱气，出釜得到润滑脂。根据物料投料量可计算得知，润滑脂的组成为：基础油87.2重量％，稠化剂12.8重量％；
(c)将所得润滑脂进行理化性能分析，结果见表1。
实施例2
原料组分：12-羟基硬脂酸(10kg)；氢氧化钠(1.35kg)；对氯苯基异氰酸酯(5.2kg)；碳酸钾(0.1kg)；500SN(50kg)。
(a)稠化剂的制备：在一个容积为200L且带有加热、搅拌、循环、冷却的反应釜中加入50kg的500SN基础油、10kg的12-羟基硬脂酸，搅拌，升温到90℃后变成均一体系，此时将1.35kg的氢氧化钠及10kg水缓慢加入其中，升温至105℃皂化3h，后升温至120℃，加入5.2kg的对氯苯基异氰酸酯和0.1kg催化剂(碳酸钾)，反应2h，得到的产物作为稠化剂用于步骤(b)，将该产物溶于石油醚中，过滤，以石油醚洗涤滤渣3次，将滤渣使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)进行测试，所得ESI质谱图结合进一步的氢谱和碳谱分析得到其结构如下：
(b)将步骤(a)所得产物升温至210℃，恒温10min，降温至80℃均化脱气，出釜得到润滑脂。根据物料投料量可计算得知，润滑脂的组成为：基础油76.4重量％，稠化剂23.6重量％；
(c)将所得润滑脂进行理化性能分析，结果见表1。
实施例3
原料组分：12-羟基硬脂酸(10kg)；癸二酸(6.73kg)；一水合氢氧化锂(4.2kg)；对甲基苯异氰酸酯(4.43kg)；二丁基锡(0.5kg)；聚α-烯烃PAO10(200kg)；癸二酸二异癸酯(DDS，80kg)。
(a)稠化剂的制备：在一个容积为500L且带有加热、搅拌、循环、冷却的反应釜中加入100kg的PAO10基础油(100℃运动粘度为10mm2/s，购自埃克森美孚公司)、10kg的12-羟基硬脂酸和6.73kg癸二酸，搅拌，升温到95℃后，此时将4.2kg一水合氢氧化锂及26kg水缓慢加入其中，升温至100℃皂化1h，后升温至150℃，加入100kg的PAO10降温至90℃，加入4.43kg对甲基苯异氰酸酯和0.5kg催化剂(二丁基锡)，反应60min，得到的产物作为稠化剂用于步骤(b)，将该产物溶于石油醚中，过滤，以石油醚洗涤滤渣3次，将滤渣使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)进行测试，所得ESI质谱图结合进一步的氢谱和碳谱分析得到其结构如下：
(b)将步骤(a)所得产物升温至220℃，恒温5min，加入80kg的DDS(100℃运动粘度为6.8mm2/s，购自中国石化重庆一坪润滑油分公司)急冷油，搅拌，降温至100℃研磨，得到润滑脂。根据物料投料量可计算得知，润滑脂的组成为：基础油92.8重量％，稠化剂7.2重量％；
(c)将所得润滑脂进行理化性能分析，结果见表1。
实施例4
原料组分：12-羟基硬脂酸(10kg)；一水合氢氧化锂(0.6kg)；氢氧化钙(0.37kg)；异丙醇锆(1.7kg)；对氯苯基异氰酸酯(5.2kg)；氢氧化钾(KOH，0.1kg)；硫磷丁辛基锌盐(T202，2kg)；环烷酸锌(T704，2kg)；二丁基二硫代氨基甲酸硫化氧钼(T351，2kg)；二硫化钼(3kg)；苯基-α-萘胺(1kg)；聚α-烯烃PAO6(60kg)；150BS(20kg)。
(a)稠化剂的制备：在一个容积为150L且带有加热、搅拌、循环、冷却的反应釜中加入60kg的PAO6油(100℃运动粘度为5.9mm2/s，购自埃克森美孚公司)、10kg的12-羟基硬脂酸，搅拌，升温到85℃后变成均一体系，将1.7kg异丙醇锆加入其中，反应10min后将0.6kg一水合氢氧化锂、0.37kg氢氧化钙及3kg水缓慢加入其中，升温至110℃皂化2h，然后加入5.2kg对氯苯基异氰酸酯和0.1kg的催化剂(KOH)，反应30min，得到的产物作为稠化剂用于步骤(b)，将该产物溶于石油醚中，过滤，以石油醚洗涤滤渣3次，将滤渣使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)进行测试，所得ESI质谱图结合进一步的氢谱和碳谱分析可得到其结构。
(b)将步骤(a)所得产物升温至200℃，恒温5min，加入20kg的150BS急冷油，搅拌降温，100℃分批加入2kg的T202、2kg的T704、2kg的T351、3kg的MoS2、1kg苯基-α-萘胺，搅拌均匀后均化、过滤、脱气，出釜得到成品。根据物料投料量可计算得知，润滑脂的组成为：基础油75.5重量％，稠化剂15.1重量％，T202 1.9重量％，T704 1.9重量％，T351 1.9重量％，MoS2 2.8重量％，苯基-α-萘胺0.9重量％；
(c)将所得润滑脂进行理化性能分析，结果见表1。
实施例5
原料组分：超高碱值磺酸钙(总碱值为400mgKOH/g，30kg)；150BS(30kg)；环烷酸(纯酸值120mgKOH/g，酸含量70％，2.8kg)；甲醇(1kg)；醋酸(0.56kg)；12-羟基硬脂酸(5kg)；一水合氢氧化锂(0.7kg)；对氯苯基异氰酸酯(2.56kg)；二丁基锡(0.25kg)；聚α-烯烃PAO10(10kg)；癸二酸二异癸酯(DDS，8kg)。
(a)稠化剂的制备：在一个容积为160L且带有加热、搅拌、循环、冷却的常压反应釜中加入30kg总碱值为400mgKOH/g的超高碱值磺酸钙(购自新乡瑞丰化工有限公司)和30kg的150BS润滑基础油(HVI，100℃运动粘度为31mm2/s，购自克拉玛依石化公司)，搅拌，加热升温到80℃，恒温10分钟；加入2.8kg环烷酸，温度控制在80℃左右搅拌10分钟；加入1kg甲醇，搅拌10分钟；加入0.56kg的醋酸和2.24kg水搅拌10分钟；升温到85℃，恒温90分钟，物料变稠；加入5kg的12-羟基硬脂酸，搅拌10min，将0.7kg一水合氢氧化锂及1kg水缓慢加入其中，升温至100℃皂化1h，后升温至150℃，加入10kg的PAO10润滑基础油，降温至90℃，加入2.56kg对氯苯基异氰酸酯和0.25kg二丁基锡，反应60min，得到的产物作为稠化剂用于步骤(b)，将该产物溶于石油醚中，过滤，以石油醚洗涤滤渣3次，将滤渣使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)进行测试，所得ESI质谱图结合进一步的氢谱和碳谱分析可得到其结构。
(b)将步骤(a)所得产物升温至220℃，恒温5min，加入8kg的DDS急冷油，搅拌，降温至100℃均化脱气，出釜得到成品。根据物料投料量可计算得知，润滑脂的组成为：基础油53.9重量％，非牛顿体稠化剂37.5重量％，皂稠化剂8.6重量％。
(c)将所得润滑脂进行理化性能分析，结果见表1。
实施例6
按照实施例1的方法制备润滑脂，不同的是，将10kg的12-羟基硬脂酸替换为6.26kg的10-羟基癸酸。结果如表1所示。
实施例7
按照实施例1的方法制备润滑脂，不同的是，将10kg的12-羟基硬脂酸替换为12.33kg二羟基廿二酸，同时后续所用的间甲基苯异氰酸酯、三丙胺的用量加倍。结果如表1所示。
对比例1
原料组分：12-羟基硬脂酸(10kg)；一水合氢氧化锂(1.4kg)；500SN(100kg)。
(a)在一个容积为200L且带有加热、搅拌、循环、冷却的反应釜中加入70kg的500SN油、10kg的12-羟基硬脂酸，搅拌，升温到80℃后变成均一体系，此时将1.4kg一水合氢氧化锂及5kg水缓慢加入其中，升温至105℃皂化2h，得到的产物作为稠化剂；
(b)将步骤(a)所得产物升温至210℃，恒温10min，加入30kg的500SN急冷油，搅拌降温，均化、过滤、脱气，出釜得到润滑脂。根据物料投料量可计算得知，润滑脂的组成为：基础油90.7重量％，稠化剂9.3重量％；
(c)将所得润滑脂进行理化性能分析，结果见表1。
表1
从以上实施例可以看出，本发明的润滑脂具有优良的综合性能，特别是高温性能、机械安定性和对金属类添加剂的感受性。具体地，滴点较高，说明高温性能较好；60次工作锥入度小，说明稠化能力强；60次与10万次工作锥入度差值小，说明机械安定性好；防腐蚀性合格，说明防腐蚀性好；水淋流失量小，说明抗水性性好；钢网分油量小，说明胶体安定性好；轴承寿命越长，说明综合性能越好；添加有金属类添加剂后滴点较高且60次与10万次工作锥入度差值小说明对金属类添加剂的感受性良好。
特别地，实施例1获得了同时具有锂皂基和脲基的化合物作为稠化剂，而对比例1使用锂皂基化合物作为稠化剂，从表1的结果可以看出，本发明的润滑脂的性能远远优于皂基润滑脂。
此外，实施例1采用12-羟基硬脂酸制备润滑脂，而实施例6-7使用其它羟基脂肪酸，从性能测试结果可以看出，采用本发明优选的羟基脂肪酸能够获得性能更佳的润滑脂。
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 (16)

1.一种具有增稠作用的化合物，其特征在于，该化合物的结构式如式I所示：
其中，R1为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基；R2为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基、或取代或未取代的亚环烷基；R3为取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基；Mn+为IA族、IIA族、IIIA族或IVB族金属元素形成的阳离子。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，R1为C1-C10的烷基；和/或
R2为C1-C20的亚烷基；和/或
R3的碳原子数为C6-C30；和/或
Mn+为Li+、Na+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Ti4+或ZrO2+。
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，取代所采用的基团为羟基、卤素和羧基中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的化合物，其中，R1为C3-C10的直链烷基；和/或
R2为C8-C15的直链亚烷基；和/或
R3为
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的化合物，其中，所述化合物的结构式为：
6.一种制备权利要求1-5中任意一项所述的化合物的方法，其特征在于，该方法包括：
在催化剂的选择性存在下，将结构式为的羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：
将结构式为的羟基脂肪酸和金属源混合进行皂化反应，再将皂化反应得到的产物选择性地进行升温脱水，所述金属源为金属的氧化物、金属的氢氧化物和金属的烷氧基化合物中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：在70-120℃的条件下，将羟基脂肪酸、反应介质和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在100-150℃下进行升温脱水；
或者，在100-110℃的条件下，将羟基脂肪酸、反应介质和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在115-150℃下进行升温脱水。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述催化剂为有机胺、碳酸盐、碱金属的氢氧化物、三氟化硼、有机金属中的至少一种，优选为甲胺、乙胺、丙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼和有机锡中的至少一种。
10.一种润滑脂，该润滑脂含有基础油和稠化剂，其特征在于，所述稠化剂包括至少一种权利要求1-5中任意一项所述的化合物。
11.根据权利要求10所述的润滑脂，其中，以所述润滑脂的总重量为基准，所述基础油的含量为50-95重量％，优选为60-90重量％，最优选为70-85重量％；所述稠化剂的含量为0.5-30重量％，优选为1-25重量％，最优选为3-20重量％。
12.一种制备润滑脂的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)在催化剂的选择性存在下，将结构式为的羟基脂肪酸的金属盐与单异氰酸酯反应；
(2)将步骤(1)所得产物进行炼制，再与余量基础油和任选的添加剂混合。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：
将结构式为的羟基脂肪酸、部分基础油和金属源混合进行皂化反应，再将皂化反应得到的产物选择性地进行升温脱水，所述金属源为金属的氧化物、金属的氢氧化物和金属的烷氧基化合物中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，羟基脂肪酸的金属盐的制备方法包括：在70-120℃的条件下，将羟基脂肪酸、部分基础油和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在100-150℃下进行升温脱水；
或者，在100-110℃的条件下，将羟基脂肪酸、部分基础油和金属源混合进行皂化反应，再选择性地在115-150℃下进行升温脱水。
15.根据权利要求12-14中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂为有机胺、碳酸盐、碱金属的氢氧化物、三氟化硼、有机金属中的至少一种，优选为甲胺、乙胺、丙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼和有机锡中的至少一种。
16.由权利要求12-15中任意一项所述的方法制得的润滑脂。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112010779A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 绍兴宏润消防器材有限公司 一种改性金属皂热稳定剂、其制备方法和应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890130A (en) * 1970-05-22 1975-06-17 Ici Ltd Chemical topping of {i brassica olerecea
US4525305A (en) * 1982-10-25 1985-06-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Leather with fluorochemical finish
CN1414076A (zh) * 2002-10-09 2003-04-30 燕化集团天津润滑油脂有限公司 一种高碱值复合磺酸钙润滑脂及其制备方法
CN1493673A (zh) * 2002-10-30 2004-05-05 中国石油化工股份有限公司 聚脲-复合钙润滑脂的制备方法
CN1600843A (zh) * 2003-09-28 2005-03-30 中国石油化工股份有限公司 聚脲－锂基润滑脂的制备方法
CN1657599A (zh) * 2004-02-18 2005-08-24 中国石油化工股份有限公司 聚脲润滑脂组合物
CN102382707A (zh) * 2010-08-31 2012-03-21 中国石油化工股份有限公司 一种四脲润滑脂及其制备方法
CN102643709A (zh) * 2002-08-02 2012-08-22 Ntn株式会社 润滑脂组合物及该润滑脂组合物封入轴承
CN104513688A (zh) * 2013-09-30 2015-04-15 中国石油化工股份有限公司 一种复合钙锆基六聚脲润滑脂及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890130A (en) * 1970-05-22 1975-06-17 Ici Ltd Chemical topping of {i brassica olerecea
US4525305A (en) * 1982-10-25 1985-06-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Leather with fluorochemical finish
CN102643709A (zh) * 2002-08-02 2012-08-22 Ntn株式会社 润滑脂组合物及该润滑脂组合物封入轴承
CN1414076A (zh) * 2002-10-09 2003-04-30 燕化集团天津润滑油脂有限公司 一种高碱值复合磺酸钙润滑脂及其制备方法
CN1493673A (zh) * 2002-10-30 2004-05-05 中国石油化工股份有限公司 聚脲-复合钙润滑脂的制备方法
CN1600843A (zh) * 2003-09-28 2005-03-30 中国石油化工股份有限公司 聚脲－锂基润滑脂的制备方法
CN1657599A (zh) * 2004-02-18 2005-08-24 中国石油化工股份有限公司 聚脲润滑脂组合物
CN102382707A (zh) * 2010-08-31 2012-03-21 中国石油化工股份有限公司 一种四脲润滑脂及其制备方法
CN104513688A (zh) * 2013-09-30 2015-04-15 中国石油化工股份有限公司 一种复合钙锆基六聚脲润滑脂及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIYAZ MOHAMMAD MAHMOODI ET AL: "Synthesis of urethane sodium carboxylate and its dye removal ability from single system", 《JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY》 *
何懿峰等: "润滑脂合成机理探索", 《石油学报(石油加工)》 *
宁少武等: "润滑脂稠化剂的发展", 《合成润滑材料》 *
韦军主编: "《高分子合成工艺学》", 28 February 2011 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112010779A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 绍兴宏润消防器材有限公司 一种改性金属皂热稳定剂、其制备方法和应用

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