[发明专利]一种磺酸钙基六聚脲润滑脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑剂，确切的说是一种磺酸钙基六聚脲润滑脂及其制备方法。

背景技术

磺酸钙被用作润滑油的清净剂和防锈剂已有几十年的历史，广泛用于内燃机润滑油的添加剂，其技术发展主要是使其高碱化，就是把碳酸钙用具有表面活性的烷基苯磺酸钙或烷基羧酸钙来分散到稀释油里成为一种胶体分散体系。高碱值磺酸钙根据生产方式不同可分为石油磺酸钙和合成磺酸钙。石油磺酸钙是用发烟硫酸或SO₃磺化矿物润滑油生产白油时的副产物石油磺酸，经与Ca(OH)₂反应、碳酸化等高碱化技术而得；合成磺酸钙是用发烟硫酸或SO₃磺化合成的烷基苯，生成的烷基苯磺酸经与Ca(OH)₂反应、碳酸化等高碱化技术而得。

早在20世纪50年代，Sproule等在专利US 2,535,101中以石油磺酸钙与较低分子量的乙基磺酸钙按一定比例共同作为稠化剂稠化矿物油，制得磺酸钙基润滑脂，滴点可达205℃左右，远比一般钙基润滑脂高，但稠化能力较小。六七十年代，相继有专利如US 3,242,079、US 3,376,222、US 3,816,310、US 4,261,840等报道了使牛顿体磺酸钙转变成为具有触变性能的非牛顿体的方法，并且引入了磺酸钙的高碱化技术，制成了高碱性磺酸钙基润滑脂。但这些早期的磺酸钙基润滑脂较粘稠，低温泵送性差，妨碍了其应用。八十年代中期，Muir等在专利US 4,560,489中报道了用硼酸改进的高碱性复合磺酸钙基润滑脂，其组成和性能与以前的复合磺酸钙有很大的不同，不但克服了低温泵送性差和老化硬化的缺点，而且具有优异的高低温性能、机械安定性、胶体安定性、氧化安定性、抗水性、防腐蚀性和防锈抗磨性。自投入市场以来，引起国内外润滑脂行业的广泛关注，陆续有高碱值复合磺酸钙基润滑脂的专利技术发表，如US 5,126,062、US 4,597,880、US 5,308,514、US 5,338,467等。

在国内复合磺酸钙基润滑脂的工业应用尚处于起步阶段，国内也有技术文献描述这类润滑脂的制备方法，其中CN 1152949提供了一种含有机脲化合物的高碱值复合磺酸钙基润滑脂的合成方法，所用的有机脲为二聚脲，虽然其润滑寿命等性能较现有技术有所提高，但极压抗磨性等性质和现有技术差别不大，都还有待进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种磺酸钙基六聚脲润滑脂，这种润滑脂采用了石油磺酸钙或合成磺酸钙为原料，同时含有异氰酸酯和胺反应产生的六聚脲化合物。

本发明还提供上述润滑脂的制备方法。

本发明提供的超高碱值磺酸钙基六聚脲润滑脂，以润滑脂重量为基准，包括以下组分：

1)非牛顿体磺酸钙10-70％，优选20-60％，最优选30-50％；

2)六聚脲0.5-30％，优选1-20％，最优选2-10％；

3)润滑基础油，10-80％，优选20-70％，最优选30-60％。

所述非牛顿体磺酸钙在红外谱图881-886cm^-1处出现方解石型碳酸钙的特征吸收峰，而牛顿体磺酸钙在红外谱图中862-863cm^-1处有无定型碳酸钙的特征吸收峰。非牛顿体磺酸钙是由牛顿体磺酸钙通过转化剂转化得到的，所述牛顿体磺酸钙是石油磺酸钙或合成磺酸钙，其总碱值为250-450mgKOH/g，优选300-400mgKOH/g。

所述六聚脲具有以下结构：

其中的R¹可以是烷基、环烷基或芳基，烷基或环烷基的碳数可以为8～24，优选10～18，芳基可以是苯基或取代的苯基，优选苯基或C1～C3烷基或卤素取代的苯基。

其中的R²可以是亚烷基或亚芳基，亚烷基的碳数可以为2～12，优选2～8，亚芳基可以是亚苯基或亚联苯基。

其中的R³可以是碳数为6～30，优选6～20的亚芳基、亚烷基或亚环烷基，优选甲苯基、甲基二苯基、二环己基甲基、间苯二甲基和亚己基中的至少一种。

所述润滑油基础油可以是矿物油、合成油、植物油或它们的混合物，100℃运动黏度为4-60mm²/s，优选10-30mm²/s。合成油可以是聚α烯烃油(PAO)、酯类油、烷基硅油、费托合成油等。