CN109913287A

CN109913287A - 一种四脲润滑脂及制备方法

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Publication number: CN109913287A
Application number: CN201910240560.7A
Authority: CN
Inventors: 栗志彬; 康军; 刘建龙; 申明主; 吴宝杰; 董禄虎; 马爱民; 石俊峰
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: CN109913287B

Abstract

本发明提供一种四脲润滑脂及制备方法。四脲润滑脂的组分和质量分数如下：四脲稠化剂7～15％、基础油85～93％，还可外加各种添加剂。将35％基础油与二异氰酸酯混合加热至60～80℃，使物料溶解；同时再将40％基础油、单胺、二胺混合加热至80～100℃，使胺液均匀溶解无颗粒感；再将上述两种油液在90～110℃温度下混合反应；将混合物升温至140～160℃；向混合物中加入25％基础油进行降温，使混合物降温至120～140℃；将混合物继续升温至200～220℃；混合物降温时加入添加剂，研磨成脂。四脲润滑脂的综合性能优异，高温性更为突出，满足冶金、矿山、纺织、食品、印染及造纸等行业中苛刻部位的润滑需求。

Description

一种四脲润滑脂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，确切的说是一种四脲润滑脂及制备方法。

背景技术

聚脲润滑脂是一种常用的润滑剂，广泛应用于各类机械设备中。据全球所有润滑脂产量统计，聚脲基润滑脂约占6％，生产区域以日本、北美、欧洲和中国为主。聚脲润滑脂综合性能良好，尤其具有优异的使用寿命和热稳定性，可以满足不同的使用要求，适用于高低温、高低载荷、高低速以及不良介质接触的场合，广泛应用于冶金、汽车、食品、精密轴承、造纸等行业。

聚脲稠化剂属于有机稠化剂，体系在氢键与范德华力的共同作用下非常稳定。根据稠化剂中脲基数目的不同，聚脲润滑脂主要分为二脲润滑脂和四脲润滑脂。二脲是开发最早、产品最多、应用最为广的品种。但是二脲润滑脂容易高温硬化，堵塞管路，给设备带来润滑不良及安全隐患，同时二脲润滑脂的抗水性与滚筒安定性一般，在潮湿环境中应用效果不理想。目前四脲是新型品种，稠化能力强，高温性能突出，但是相关报道很少。CN102382707A为纯四脲润滑脂，所用原料有机胺类型不同。CN102417855A等提到了四脲润滑脂，但是主要突出复合技术，四脲润滑脂所用原料有机胺类型也不同。因此新型四脲润滑脂的开发主要是寻找并利用新原料与新工艺以期得到性能更为优异的产品，同时对新添加剂体系与新复合技术也深入研究，以开发综合性能优异的四脲润滑脂。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种四脲润滑脂及制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种四脲润滑脂，包含四脲稠化剂和基础油；其组份和质量份数如下：四脲稠化剂7～15％，基础油85～93％。

本发明的四脲润滑脂，可以外加各种添加剂。

所述的四脲稠化剂是由单胺、二胺与二异氰酸酯的反应产物，其中单胺：二胺：二异氰酸酯的摩尔比为2:1:2，结构通式为：

其中R₁代表单胺的端基，R₂代表二异氰酸酯的中间基，R₃代表二胺的中间基。

所述的单胺是指脂肪胺、脂环胺、芳香胺中的至少一种，结构通式为R₁-NH₂；其中脂肪胺是指R₁为碳数C₁₂～C₁₈正构烷基单胺、脂环胺是指R₁为环己基或环戊基单胺、芳香胺是指R₁为苯基或取代苯基单胺；优选的单胺是指十二胺(n-C₁₂H₂₅NH₂)、十四胺(n-C₁₄H₂₉NH₂)、十六胺(n-C₁₆H₃₃NH₂)、十八胺(n-C₁₈H₃₇NH₂)、或环戊胺、环己胺、或苯胺、对甲苯胺中的至少一种；最优选的单胺是指十八胺。

所述的二胺是指脂环二胺，结构通式为H₂N-R₃-NH₂。脂环二胺是指R₃为单个或两个环戊基或环己基的二胺；优选的二胺是指1,3-环戊二胺、1,2-环己二胺、4,4’-二环己基甲烷二胺中的至少一种；最优选的二胺是指4,4’-二环己基甲烷二胺。

所述的二异氰酸酯是指脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯及芳香族二异氰酸酯，结构通式为：ONC-R₂-CNO；优选的二异氰酸酯是指4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，甲苯二异氰酸酯(TDI)，1,4-环己烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)、1,6-己二异氰酸酯中的至少一种；最优选的二异氰酸酯是指MDI。

所述的基础油是指矿物油、合成油、植物油或者几种的混合物，优选的基础油是指矿物油。

所述的合成油是指聚α烯烃(PAO)、酯类油、烷基萘或者几种的混合物。

所述的添加剂是指抗氧剂、防锈剂、极压剂、抗磨剂或者几种的混合物。

本发明的四脲润滑脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将35％基础油与二异氰酸酯混合加热至60～80℃，使物料溶解；同时再将40％基础油、单胺、二胺混合加热至80～100℃，使胺液均匀溶解无颗粒感；再将上述两种油液在90～110℃温度下混合反应；

(2)将混合物升温至140～160℃；

(3)向混合物中加入25％基础油进行降温，使混合物降温至120～140℃；

(4)将混合物继续升温至200～220℃；混合物降温时加入添加剂，研磨成脂。

所述的四脲润滑脂的制备方法，步骤(1)中混合反应温度为95～105℃，混合反应时间为30～40分钟。步骤(2)中混合物升温至145～155℃，并恒温20～30分钟。步骤(3)中混合物降温至125～135℃，并恒温20～30分钟。步骤(4)中混合物升温至205～215℃，并恒温10～20分钟，混合物降温至50～60℃时加入各种添加剂，降温至室温时研磨成脂。

本发明提供的四脲润滑脂，综合性能优异。相比于二脲润滑脂具有更好的高温性、抗水淋性与滚筒安定性；相比于市售的四脲润滑脂，高温性更为突出，高温硬化明显缓解，完全满足冶金、矿山、纺织、食品、印染及造纸等行业中苛刻部位的润滑需求。

具体实施方式

实施例1：

四脲稠化剂7％(由TDI、十二胺、环己胺、1,2-环己二胺反应制备)；基础油93％(由70％矿物油与23％PAO合成油混合后使用)；添加剂1％(由防锈剂组成)。

(1)将35％基础油343g与TDI 32g混合加热至60℃，使物料充分溶解，同时将十二胺29g、环己胺3g、1,2-环己二胺10g及40％基础油392g混合加热至80℃，使胺液均匀溶解无颗粒感，再将上述两种油液在90℃混合反应30分钟；

(2)将混合物升温至140℃并恒温20分钟；

(3)向混合物内加入25％基础油245g进行降温，使混合物降温至120℃并恒温20分钟；

(4)将所有物料升温到200℃并恒温10分钟。混合物降温至50℃时加入1％防锈剂10g，降温至室温时研磨成脂。性能见表1。

实施例2：

四脲稠化剂15％(由1,6-己二异氰酸酯、MDI、十四胺、苯胺、1,3-环戊二胺反应制备)；基础油85％(由70％矿物油与15％酯类合成油混合后使用)；添加剂2％(由1％极压剂与1％抗磨剂组成)。

(1)将35％基础油350g与1,6-己二异氰酸酯32g、MDI 48g混合加热至80℃，使物料充分溶解，同时将十四胺73g、苯胺4g、1,3-环戊二胺19g及40％基础油400g混合加热至100℃，使胺液均匀溶解无颗粒感，再将上述两种油液在110℃混合反应40分钟；

(2)将混合物升温至160℃并恒温30分钟；

(3)向混合物内加入25％基础油250g进行降温，使混合物降温至140℃并恒温30分钟；

(4)将所有物料升温到220℃并恒温20分钟。混合物降温至60℃时加入1％极压剂12g与1％抗磨剂12g，降温至室温时研磨成脂。性能见表1。

实施例3：

四脲稠化剂10％(由MDI、十八胺、十六胺、4,4’-二环己基甲烷二胺反应制备)；基础油90％(由60％矿物油与30％植物油混合后使用)；添加剂1％(由抗氧剂组成)。

(1)将35％基础油315g与MDI 40g混合加热至70℃，使物料充分溶解，同时将十八胺34g、十六胺8g、4,4’-二环己基甲烷二胺17g及40％基础油360g混合加热至90℃，使胺液均匀溶解无颗粒感，再将上述两种油液在100℃混合反应35分钟；

(2)将混合物升温至150℃并恒温25分钟；

(3)向混合物内加入25％基础油225g进行降温，使混合物降温至130℃并恒温25分钟；

(4)将所有物料升温到210℃并恒温15分钟。混合物降温至55℃时加入1％抗氧剂10g，降温至室温时研磨成脂。性能见表1。

实施例4：

四脲稠化剂9％(由1,4-环己烷二异氰酸酯、对甲苯胺、1,2-环己二胺反应制备)；基础油91％(由80％矿物油与11％烷基萘合成油混合后使用)；添加剂1％(由抗磨剂组成)。

(1)将35％基础油350g与1,4-环己烷二异氰酸酯50g混合加热至65℃，使物料充分溶解，同时将对甲苯胺32g、1,2-环己二胺17g及40％基础油400g混合加热至85℃，使胺液均匀溶解无颗粒感，再将上述两种油液在95℃混合反应33分钟；

(2)将混合物升温至145℃并恒温28分钟；

(3)向混合物内加入25％基础油250g进行降温，使混合物降温至125℃并恒温23分钟；

(4)将所有物料升温到205℃并恒温13分钟。混合物降温至53℃时加入1％抗磨剂11g，降温至室温时研磨成脂。性能见表1。

实施例5：

四脲稠化剂12％(由二环己基甲烷二异氰酸酯、十八胺、4,4’-二环己基甲烷二胺、1,2-环己二胺反应制备)；基础油88％(由40％PAO合成油、30％酯类合成油、10％烷基萘合成油、8％植物油混合后使用)；添加剂4％(由1％抗氧剂、1％极压剂、1％抗磨剂、1％防锈剂组成)。

(1)将35％基础油371g与二环己基甲烷二异氰酸酯62g混合加热至75℃，使物料充分溶解，同时将十八胺64g、4,4’-二环己基甲烷二胺12g、1,2-环己二胺7g及40％基础油424g混合加热至95℃，使胺液均匀溶解无颗粒感，再将上述两种油液在105℃混合反应38分钟；

(2)将混合物升温至155℃并恒温22分钟；

(3)向混合物内加入25％基础油265g进行降温，使混合物降温至135℃并恒温27分钟；

(4)将所有物料升温到215℃并恒温17分钟，混合物降温至55℃时加入1％抗氧剂12g、1％极压剂12g、1％抗磨剂12g及1％防锈剂12g，降温至室温时研磨成脂。性能见表1。

对比例1：

市售的四脲润滑脂。

对比例2：

市售的二脲润滑脂。

表1产品性能对比

从表1看出，对比实施例1至实施例5，全部为新型四脲润滑脂，综合性能优异。对比实施例3与对比例2，相比二脲润滑脂，四脲润滑脂具有更好的高温性、抗水淋性与滚筒安定性。对比实施例3与对比例1，相比市售的四脲润滑脂，新型四脲润滑脂的高温性更为优异，高温硬化明显缓解。

本发明提供的四脲润滑脂的综合性能优异，相比市售的二脲和四脲润滑脂，高温性更为突出，完全满足冶金、矿山、纺织、食品、印染及造纸等行业中苛刻部位的润滑需求。

Claims

1.一种四脲润滑脂，包含四脲稠化剂和基础油；其组份和质量份数如下：四脲稠化剂：7～15％；基础油：85～93％；所述的四脲稠化剂是单胺、二胺与二异氰酸酯的反应产物，其中单胺：二胺：二异氰酸酯的摩尔比为2:1:2，结构通式为：

2.如权利要求1所述的四脲润滑脂，其特征是四脲润滑脂外加各种添加剂。

3.如权利要求1所述的四脲润滑脂，其特征是所述的单胺是指脂肪胺、脂环胺、芳香胺中的至少一种，结构通式为R₁-NH₂；其中脂肪胺是指R₁为碳数C₁₂～C₁₈正构烷基单胺、脂环胺是指R₁为环己基或环戊基单胺、芳香胺是指R₁为苯基或取代苯基单胺。

4.如权利要求1所述的四脲润滑脂，其特征是单胺是指十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、环戊胺、环己胺、苯胺、对甲苯胺中的至少一种；优选的单胺是指十八胺。

5.按照权利要求1所述的四脲稠化剂，其特征是所述的二胺是指脂环二胺，结构通式为H₂N-R₃-NH₂；脂环二胺是指R₃为单个或两个的环戊基或环己基的二胺。

6.按照权利要求5所述的四脲稠化剂，其特征是二胺是指1,3-环戊二胺、1,2-环己二胺、4,4’-二环己基甲烷二胺中的至少一种；优选的二胺是指4,4’-二环己基甲烷二胺。

7.如权利要求1所述的四脲稠化剂，其特征是二异氰酸酯是指脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯及芳香族二异氰酸酯，结构通式为：ONC-R₂-CNO；优选的二异氰酸酯是指4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的至少一种。

8.如权利要求1所述的四脲润滑脂，其特征是基础油是指矿物油、合成油、植物油或者几种的混合物；优选的基础油是指矿物油。

9.如权利要求1或2的四脲润滑脂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

(1)将35％基础油与二异氰酸酯混合加热至60～80℃，使物料充分溶解；再将40％基础油、单胺、二胺混合加热至80～100℃，使胺液均匀溶解无颗粒感；再将上述两种油液在90～110℃温度下混合反应；

(2)将混合物缓慢升温至140～160℃；

10.如权利要求9所述的方法，其特征是步骤(1)中混合反应温度为95～105℃，混合反应时间为30～40分钟；步骤(2)中混合物升温至145～155℃并恒温20～30分钟；步骤(3)中混合物降温至125～135℃并恒温20～30分钟；步骤(4)中混合物升温至205～215℃并恒温10～20分钟；混合物降温至50～60℃时加入各种添加剂，降温至室温时研磨成脂。