CN1087025C - 高滴点二脲润滑脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高滴点二脲润滑脂的制备方法，包括如下步骤：(1)在基础油的存在下，使C8～C24脂肪胺与过量的二异氰酸酯反应；(2)用水将未反应的二异氰酸酯中和，继续反应至温度为130～200℃。该方法制备的二脲润滑脂的滴点达到260～330℃，该润滑脂可用于高速电机轴承、钢铁厂连铸机轴承、汽车轮毂轴承、等速万向节、以及精密仪器仪表设备的润滑。

Description

高滴点二脲润滑脂的制备方法
本发明涉及一种高滴点二脲润滑脂的制备方法。
脲基润滑脂因稠化剂中不合金属离子，高温使用过程中不会对基础油的氧化起催化作用，因而具有长的使用寿命，成为当今润滑脂发展的重要品种之一。其中二脲润滑脂因原料简单而尤为受重视。二脲润滑脂按使用的胺可分为对称的二脲润滑脂和不对称的二脲润滑脂两类。由于对称的二脲难以制成高滴点的润滑脂，因此一般都制成不对称的二脲润滑脂。如：JP1139696(平1-139696)是通过改变二异氰酸酯的结构来制备高滴点的二脲润滑脂；EP0274756采用伯胺与伯醇共同与二异氰酸酯反应制备成以脲-氨基甲酸酯为稠化剂的高滴点润滑脂；US 5158694用二异氰酸酯与水和胺反应制成聚脲润滑脂，稠化剂的结构式为下面之一：
R3NH-[-OC-NHR4NH-OC-NHR5NH-]n-OC-NHR4NH-OC-NHR3
R3NH-OC-NHR5NH-[-OC-NHR4NH-OC-NHR5NH-]n-OC-NHR3
R3NH-[-OC-NHR4NH-OC-NHR5NH-]n-OC-NHR3
其产物的滴点在230～260℃之间。若要制备高滴点的润滑脂，需加入提高滴点的添加剂。
本发明的目的在于提供一种制备高滴点二脲润滑脂的方法，该方法操作简单，无需加入添加剂。
本发明提供的制备方法包括如下步骤：(1)在基础油的存在下，使C8～C24脂肪胺与过量的二异氰酸酯反应；(2)用水将未反应的二异氰酸酯中和，继续反应至温度为130～200℃。
具体地说，本发明提供的制备方法可以按如下方式进行：
(1)在基础油中加入脂肪胺和过量的二异氰酸酯，在25～120℃，优选50～100℃反应0～1小时至脂肪胺完全反应。其中二异氰酸酯为理论量的105mol％～250mol％，优选105mol％～200mol％，基础油用量为反应物总重的70～95％，优选75～90％。
该步骤反应式为：
其中，R1-NH2为脂肪胺，R1为C8～C24烷基，优选C10～C18烷基。例如，所述脂肪胺可以是癸胺、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺等。OCN-R2-NCO为二异氰酸酯，R2可以为芳基或烷基，优选C6～C30，更优选C6～C15的芳基。例如，所述二异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸酯二苯甲烷等。
所说基础油为100SN～500SN润滑油，可以是矿物油，也可以是合成油。
(2)在70～100℃，加入过量水使未反应的二异氰酸酯完全中和，继续反应至温度升至130～200℃，优选150～180℃，恒温0～3小时，优选10min～60min，即可冷却出釜，研磨后即得所需润滑脂。其中水的用量没有特别限制，只要过量即可。
该步骤反应式为：
其中n为2～6的整数。
采用本发明方法制备的高滴点二脲润滑脂中，还可根据需要加入抗氧剂、极压剂、抗磨剂等其它添加剂。
本发明提供的高滴点二脲润滑脂的制备方法，是在制备对称脂肪族二脲润滑脂(结式为R1-NH-OCNH-R2-NH-OCNH-R1)的过程中，增加了二异氰酸酯与水的反应，生成了多脲基二胺(结构式为NH2-R2-[-NH-CO-NH-R2-]n-NH2)，多脲基二胺与对称脂肪族二脲稠化剂共同作用，使得二脲润滑脂的滴点提高达到260～330℃，扩大了该润滑脂的适用范围。本发明制备的高滴点二脲润滑脂可用于高速电机轴承、钢铁厂连铸机轴承、汽车轮毂轴承、等速万向节、以及精密仪器仪表设备的润滑。
下面结合实例对本发明作进一步说明。
实例1～6为本发明提供的高滴点二脲润滑脂的制备。
实例1
取100℃粘度为20cSt的石蜡基润滑油510g加入制脂釜中，并加入68g(0.252mol)十八胺(山东华润有限公司产品，工业级)，搅拌加热，当温度升到80℃时，加快搅拌，同时加入甲苯二异氰酸酯(TDI-2，4，上海试剂一厂产品，化学纯)44g(0.252mol)，当十八胺与TDI完全反应后，温度升至100℃，加入水2ml，待水与TDI完全反应并蒸发后，继续加热至150℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表1所示。
实例2
取100℃粘度为20cSt的石蜡基润滑油510g加入制脂釜中，并加入68g(0.252mol)十八胺，搅拌加热，当温度升到80℃时，加快搅拌，同时加入TDI-2，433g(0.189mol)，当十八胺与TDI完全反应后，温度升至100℃，加入水2ml，待水与TDI完全反应并蒸发后，继续加热至150℃，恒温30分钟，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表1所示。
实例3
取100℃粘度为10cSt的石蜡基润滑油作为基础油，将十八胺61g(0.226mol)加入制脂釜中，再加入410g基础油，搅拌加热至温度升到80℃，使十八胺熔化；同时在另一容器中将52.3g(0.209mol)4，4’-二异氰酸酯二苯甲烷(MDI，烟台合成革厂，牌号MT-A)熔化于100g基础油中，然后将MDI倒入制脂釜中，温度升至100℃，加入水2ml，待水与MDI完全反应并蒸发后，继续加热，当温度升至160℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表1所示。
实例4
取100℃粘度为20cSt的石蜡基润滑油510g加入制脂釜中，并加入61.24g(0.330mol)十二胺(山东华润有限公司产品，工业级)，搅拌加热，当温度升到50℃时，加快搅拌，同时加入43.14g TDI-2，4，当十二胺与TDI完全反应后，温度升至80℃，然后加入水2ml，待水与TDI完全反应并蒸发后，继续加热至180℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表1所示。
实例5
取100℃粘度为20cSt的石蜡基润滑油510g加入制脂釜中，并加入53.75g(0.29mol)十二胺，搅拌加热，当温度升到60℃时，加快搅拌，同时加入MDI54.14g(0.216mol)，当十二胺与MDI完全反应后，温度升至100℃，然后加入水2ml，待水与MDI完全反应并蒸发后，继续加热至180℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表1所示。
实例6
取100℃粘度为10cSt的石蜡基润滑油410g加入制脂釜中，并加入50g(0.318mol)癸胺(北京旭东升化工厂产品，化学纯)，搅拌加热，当温度升到50℃时，加入溶解在100g同样的基础油中的42g(0.168mol)MDI，当癸胺与MDI完全反应后，温度升至100℃，加入过量水2ml，待水与MDI完全反应并蒸发后，继续加热至180℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表1所示。
对比例1～3为普通对称脂肪族二脲润滑脂的制备。
对比例1
与实例1对照，取100℃粘度为20cSt的石蜡基润滑油510g加入制脂釜中，并加入十八胺68g(0.252mol)，搅拌加热，当温度升到80℃时，加快搅拌，同时加入22g(0.126mol)TDI-2，4，当十八胺与TDI完全反应后，温度升至100℃，继续加热至150℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表2所示。
对比例2
与实例4对照，取100℃粘度为20cSt的石蜡基润滑油510g加入制脂釜中，并加入十二胺61.24g(0.330mol)，搅拌加热，当温度升到50℃时，加快搅拌，同时加入28.75g(0.165mol)TDI-2，4，继续加热至180℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表2所示。
对比例3
与实例6对照，取100℃粘度为10cSt的石蜡基润滑油410g加入制脂釜中，并加入癸胺50g(0.318mol)，搅拌加热，当温度升到50℃时，加入溶解在100g同样的基础油中的39.78g(0.159mol)MDI，当癸胺与MDI完全反应后，温度升至100℃，继续加热至180℃时，冷却出釜，最后用三轮磨研磨两次。产品性能如表2所示。
表1
实例 1 2 3 4 5 6
胺 十八胺 十八胺 十八胺 十二胺 十二胺 癸胺
异氰酸酯 TDI  TDI  MDI TDI MDI MDI
异氰酸酯用量/理论量 200％ 150％ 120％ 150％ 150％ 105％
滴点，℃ 270 260 275 298 327 320
1/4锥入度，mm 80 52 52 89 63 70
表2
编号   对比例1   对比例2    对比例3
胺   十八胺   十二胺     癸胺
异氰酸酯     TDI     TDI     MDI
滴点，℃     180     205     160
 1/4锥入度，mm     ----     ----     ----

Claims (8)

1.一种高滴点二脲润滑脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在基础油的存在下，使C8～C24脂肪胺与过量的二异氰酸酯在25～120℃完全反应；(2)在70～100℃用水将未反应的二异氰酸酯中和，继续反应至温度为130～200℃，恒温0～3小时，其中二异氰酸酯为理论量的105～250mol％，基础油用量为反应物总重的70～95％。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二异氰酸酯为理论量的105～200mol％，基础油用量为反应物总重的75～90％。
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的反应温度为50～100℃。
4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中二异氰酸酯完全中和后继续反应至温度150～180℃。
5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，脂肪胺为C10～C18烷基胺。
6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二异氰酸酯结构为OCN-R2-NCO，R2为C6～C30芳基。
7.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于，R2为C6～C15的芳基。
8.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所说基础油为100SN～500SN润滑油。
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