CN115786025B - 一种有机脲钙锂润滑脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机脲钙锂润滑脂及其制备方法，属于通用润滑脂技术领域技术领域；该有机脲钙锂润滑脂，包括如下组份：基础油、异氰酸酯、有机胺、脂肪酸、氢氧化钙、氢氧化锂、抗氧剂、防锈剂。该有机脲钙锂润滑脂具备耐高温、寿命长、抗水性和抗磨性强的优点，通用性更强，同时由于氢氧化锂用量低，原料成本更低；通该方法通过控制活泼有机胺加入量和反应温度，可有效避免有机脲对其它原材料的包裹，实现了同一反应釜一步投料分步反应进行生产，并且还解决了含脂肪酸钙润滑脂储存硬化问题。
Description
技术领域
本发明涉及通用润滑脂技术领域，尤其涉及一种有机脲钙锂润滑脂及其制备方法。
背景技术
在通用润滑脂中，通用锂基润滑脂是目前通用性最强，市场容量最大的一种润滑脂，具有良好的耐高温、抗剪切性能、抗水性能和较长的润滑寿命等性能特点，适用于-20℃～120℃范围内各种机械设备滚动轴承和滑动轴承及其他摩擦部位的润滑。近一年来因通用锂基润滑脂主要原材料氢氧化锂价格暴涨十倍以上，且货源十分紧张，对企业生产构成极大的挑战。
钙基润滑脂和聚脲润滑脂的生产原料不需要氢氧化锂，生产成本明显低于通用锂基润滑脂。钙基润滑脂具有优异的抗水性能和抗磨性能，但是存在不耐高温、抗剪切性能较差、润滑寿命短和储存硬化等问题。聚脲润滑脂具有优异的耐高温性能、抗剪切性能和超长的润滑寿命，但是存在抗水性和抗磨性差问题。因此，钙基润滑脂和聚脲润滑脂不能称为通用润滑脂，只能在部分工况替代通用锂基润滑脂使用。如果将钙基润滑脂、聚脲润滑脂和锂基润滑脂中的两种或三种以适当的比例混合，优势互补，可以制得一种通用润滑脂。
CN115247094A公开了一种聚脲-无水钙基润滑脂及其制备方法，分别制备出聚脲润滑脂和无水钙基润滑脂润滑脂，再将二种润滑脂混合均匀，制得的聚脲-无水钙基润滑脂性能与锂基润滑脂相当。
CN102911773A公开了一种复合钙-锂脲基润滑脂及其制备方法，通过向聚脲分子中引入羧酸钙盐制备出复合钙-锂脲基润滑脂，具有良好的粘附性、极压抗磨性和较长的高温轴承寿命。
CN112080328A公开了一种有机锂皂复合脲基润滑脂及其制备方法，通过引入N-氨乙基哌嗪和有机锂复合物，产品在保持脲基润滑脂原有的各项性能不变的基础上，提高了脂的极压抗磨性能和机械安定性能。
CN1600843A公开了一种聚脲-锂基润滑脂的制备方法，将有机胺和异氰酸酯分别熔融于基础油中，混合后进行反应，反应完后加入脂肪酸，待酸熔融后，加入氢氧化锂水溶液进行反应，反应完后升温至190-220℃，保温，冷却，均化。制备方法简化了制备工艺，并达到了与现有技术相同的效果。
以上发明，一种是先分别制备出两种润滑脂，再按照一定比例物理混合，生产操作复杂，另一种是分多步投料反应，简化生产操作，但是在升温过程中多次投料依然存在一定的复杂性，还可能新增加对投料人员的危险性。仅两种润滑脂结合，优势互补性可能不足，制备的润滑脂通用性不强。如果引入钙基润滑脂后不能解决储存硬化问题，也会限制润滑脂的通用性，不能完全替代通用锂基润滑脂。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种有机脲钙锂润滑脂及其制备方法，该有机脲钙锂润滑脂具备耐高温、寿命长、抗水性和抗磨性强的优点，通用性更强，同时由于氢氧化锂用量低，原料成本更低；通该方法通过控制活泼有机胺加入量和反应温度，可有效避免有机脲对其它原材料的包裹，实现了同一反应釜一步投料分步反应进行生产，并且还解决了含脂肪酸钙润滑脂储存硬化问题。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种有机脲钙锂润滑脂，包括以下各重量组分：70-90份基础油、0.5-5份异氰酸酯、0.5-5份有机胺、5-15份脂肪酸、0.6-1.5份氢氧化钙、0.1-1份氢氧化锂、0.1-0.5份抗氧剂、0.5-1份防锈剂。
可选地，所述基础油为矿物油、合成酯类基础油、聚α烯烃合成基础油中的至少一种；所述基础油40℃运动粘度为30～300mm2/s。
可选地，所述所述脂肪酸为十二羟基硬脂酸、硬脂酸、氢化蓖麻油、油酸中的至少一种。
可选地，所述氢氧化钙为工业级氢氧化钙或纳米氢氧化钙；所述氢氧化钙颗粒尺寸≤74μm。
可选地，所述异氰酸酯为二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯酯和/或者2，4-甲苯二异氰酸酯。
可选地，所述有机胺为环己胺、十八胺、十二胺、辛胺、对甲苯胺，苯胺中的至少一种。
可选地，所述抗氧剂为二异辛基二苯胺、N-苯基-a-萘胺、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
可选地，所述防锈剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物类、噻二唑、噻二唑衍生物类、二壬基萘磺酸钡、石油磺酸钡、氧化石蜡及羊毛脂钙皂或镁皂中的至少一种。
本发明实施例还提供了一种有机脲钙锂润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)根据权利要求1-8任一项所述有机脲钙锂润滑脂的原料重量份配比称取各原料，将三分之二的基础油和全部的异氰酸酯、有机胺、脂肪酸、氢氧化钙、氢氧化锂、水投入反应釜中，升温至60～70℃，反应0.5～1h后，升温至100-110℃，反应1～2h后，升温至135-145℃炼制膨化0.5～1.5h；
(2)加入剩余三分之一的基础油急冷转釜，在30-60℃静置24～48h，每静置8小时开启润滑脂物料上下循环0.5～1h；
(3)采用胶体磨循环剪切1～3h，加入抗氧剂、防锈剂混合均匀，脱气后包装，得到有机脲钙锂润滑脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的有机脲钙锂润滑脂通过工艺条件控制把聚脲基润滑脂、钙基润滑脂和锂基润滑脂技术进行整合，在锂基润滑脂的性能基础上，结合了聚脲润滑脂耐高温和寿命长的优点，以及钙基润滑脂抗水性和抗磨性强的优点。与通用锂基润滑脂相比，有机脲钙锂润滑脂的理化指标和综合性能均较高，通用性更强，同时由于氢氧化锂用量低，原料成本更低。
(2)由于异氰酸酯和有机胺通常反应剧烈，反应产物有机脲快速形成后如果包裹了脂肪酸、氢氧化钙和氢氧化锂原材料，会影响后续反应进行。因此本发明通过控制活泼有机胺加入量和反应温度，控制有机脲形成速度，可有效避免有机脲对其它原材料的包裹，实现了同一反应釜一步投料分步反应进行生产。
(3)由于钙基润滑脂存在储存硬化问题，小分子酸与氢氧化钙反应制备的钙基润滑脂硬化最严重，其次是长链脂肪酸钙基润滑脂也有缓慢储存硬化的问题。目前钙基润滑脂硬化机理还不是很明确，研究发现高温、二氧化碳和水是钙基润滑脂储存硬化的影响因素，可能是二氧化碳和水可以与钙基润滑脂中残留的氢氧化钙发生反应引起润滑脂硬化，也可能是二氧化碳和水可以改变脂肪酸钙形态结构，从而引起润滑脂硬化。本发明将反应炼制完的有机脲钙锂润滑脂控制温度静置24～48h，每静置8h，开启润滑脂物料上下循环0.5～1h，让润滑脂与空气中的二氧化碳和微量水接触，润滑脂在釜内可完成硬化，再用胶体磨剪切处理，得到的有机脲钙锂润滑脂在后续的储存过程中不再出现硬化问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种有机脲钙锂润滑脂，包括以下步骤：
将100kg的500SN基础油和2kg二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯酯、1.2kg环己胺、0.88kg十八胺、16kg十二羟基硬脂酸、1.95kg氢氧化钙、0.32kg氢氧化锂、2kg水投入反应釜中；升温至65℃让反应1h；继续升温至110℃反应1h；最后升温至140℃炼制膨化1h；加入50kg的基础油急冷转釜，在50℃静置24h，每静置8小时开启润滑脂物料上下循环0.5h；采用胶体磨循环剪切3h，加入0.5kg二异辛基二苯胺、1.2kg二壬基萘磺酸钡混合均匀，脱气后制得有机脲钙锂润滑脂。
实施例2
本发明实施例提供一种有机脲钙锂润滑脂，包括以下步骤：
将100kg的PAO10基础油和2.2kg二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯酯、1.32kg环己胺、0.97kg十八胺、17.6kg十二羟基硬脂酸、2.15kg氢氧化钙、0.36kg氢氧化锂、2kg水投入反应釜中；升温至70℃让反应1h；继续升温至100-110℃反应1h；最后升温至145℃炼制膨化1h；加入50kg的基础油急冷转釜，在60℃静置48h，每静置8小时开启润滑脂物料上下循环0.5h；采用胶体磨循环剪切2h，加入0.52kg二异辛基二苯胺、1.22kg二壬基萘磺酸钡混合均匀，脱气后制得有机脲钙锂润滑脂。
实施例3
本发明实施例提供一种有机脲钙锂润滑脂，包括以下步骤：
将100kg的500SN基础油和2.42kg二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯酯、1.45kg环己胺、1.06kg十八胺、14.4kg十二羟基硬脂酸、1.76kg氢氧化钙、0.3kg氢氧化锂、2kg水投入反应釜中；升温至60℃让反应1h；继续升温至100℃反应1h；最后升温至135℃炼制膨化1h；加入50kg的基础油急冷转釜，在30-60℃静置24h，每静置8小时开启润滑脂物料上下循环0.5h；采用胶体磨循环剪切2.5h，加入0.5kg二异辛基二苯胺、1.2kg二壬基萘磺酸钡混合均匀，脱气后制得有机脲钙锂润滑脂。
对比例1
与实施例1相同，区别在于取消在50℃静置24h及每静置8小时开启润滑脂物料上下循环0.5h。
对比例2
分别以500SN为基础油制备出聚脲润滑脂和钙基润滑脂，再将聚脲润滑脂与钙基润滑脂按照2比8的比例物理混合，制得产品。
对比例3
市售某品牌通用锂基润滑脂。
检测例
将各实施例和对比例所制得的有机脲钙锂润滑脂进行相关性能测试，具体测试结果如下表1所示。
表1实施例和对比例所制得的有机脲钙锂润滑脂性能的测试结果
由表1可知，本发明的有机脲钙锂润滑脂具有良好的耐高温、抗剪切性能、抗水性能和较长的润滑寿命，且储存不硬化，综合性能优于对比例3的某品牌通用锂基润滑脂。
表1中0次锥入度反应润滑脂的软硬程度，数值越小，润滑脂越硬，从表中数据可以看出，实施例1、2、3制得的产品经过7天40℃储存后，0次锥入度基本无变化，润滑脂没有硬化。而对比例1、2制得的产品经过7天40℃储存后，0次锥入度明显变小，润滑脂出现硬化问题。
实施例1的产品和对比例2的产品进行数据对比，实施例1的轴承润滑寿命更长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种有机脲钙锂润滑脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将100kg的500SN基础油和2kg二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯、1.2kg环己胺、0.88kg十八胺、16kg十二羟基硬脂酸、1.95kg氢氧化钙、0.32kg氢氧化锂、2kg水投入反应釜中；升温至65℃反应1h；继续升温至110℃反应1h；最后升温至140℃炼制膨化1h；加入50kg的500SN基础油急冷转釜，在50℃静置24h，每静置8小时开启润滑脂物料上下循环0.5h；采用胶体磨循环剪切3h，加入0.5kg二异辛基二苯胺、1.2kg二壬基萘磺酸钡混合均匀，脱气后制得有机脲钙锂润滑脂。
2.如权利要求1所述的有机脲钙锂润滑脂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钙为工业级氢氧化钙或纳米氢氧化钙；所述氢氧化钙颗粒尺寸≤74μm。
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|---|
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