本發(fā)明涉及一種潤滑脂，特別涉及一種具有優(yōu)良抗氧、極壓抗磨、防銹和耐腐蝕性能的鋰基潤滑脂。

背景技術(shù)：

1、潤滑脂是機械設(shè)備正常運轉(zhuǎn)及材料制造加工過程中必要的工作介質(zhì)，隨著工業(yè)的高速發(fā)展，潤滑脂的需求量也越來越大。鋰基潤滑脂是當前全世界產(chǎn)量最大、應(yīng)用領(lǐng)域最廣、最受各國潤滑脂行業(yè)重視的產(chǎn)品，在當前工業(yè)潤滑中占有舉足輕重的地位。

2、近年來，隨著工業(yè)技術(shù)的進步，潤滑脂使用工況愈加苛刻，常常需要潤滑脂具有優(yōu)秀的抗氧性能和極壓性能，但隨著極壓添加劑的引入，常常會帶來銹蝕的問題，在實際配方研發(fā)時，常常需要兼顧產(chǎn)品的極壓性和防銹性。因此，開發(fā)同時具備優(yōu)良的抗氧性能、極壓抗磨性能和防銹耐腐蝕性能的潤滑劑產(chǎn)品是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直努力的方向。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種鋰基潤滑脂及其制備方法。

2、本發(fā)明的鋰基潤滑脂，以潤滑脂總重量為基準，包括以下組分：

3、(a)苯并三氮唑衍生物，占潤滑脂總重量的0.1％～5％；

4、(b)極壓抗磨劑，占潤滑脂總重量的0.5％～10％；

5、(c)鋰基稠化劑，占潤滑脂總重量的3％～30％；

6、(d)潤滑基礎(chǔ)油，構(gòu)成潤滑脂的主要成分；

7、其中所述苯并三氮唑衍生物的結(jié)構(gòu)如式(i)所示：

8、

9、在式(i)中，n為1～10之間的整數(shù)；r1基團選自c1-20直鏈或支鏈的亞烷基；n個重復(fù)單元中的r2基團彼此相同或不同，各自獨立地選自c1-20直鏈或支鏈的亞烷基；r3基團選自h和c1-20直鏈或支鏈烷基；n個重復(fù)單元中的a基團彼此相同或不同，各自獨立地選自式(ii)所示的基團、式(iii)所示的基團；

10、

11、式(ii)和式(iii)中的*代表與式(i)鍵合的結(jié)合端；

12、r4基團、r5基團各自獨立地選自h和c1-10直鏈或支鏈烷基。

13、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在式(i)中，n為1～5之間的整數(shù)，r1基團選自c1-10直鏈或支鏈的亞烷基，n個重復(fù)單元中的r2基團各自獨立地選自c1-10直鏈或支鏈的亞烷基，r3基團選自h和c1-10直鏈或支鏈烷基，r4基團、r5基團各自獨立地選自c1-4直鏈或支鏈烷基。

14、根據(jù)本發(fā)明，進一步優(yōu)選地，在式(i)中，n為1～3之間的整數(shù)，r1基團選自c1-8直鏈或支鏈的亞烷基，n個重復(fù)單元中的r2基團各自獨立地選自c1-8直鏈或支鏈的亞烷基，r3基團選自h和c1-8直鏈或支鏈烷基，r4基團、r5基團選自叔丁基或者r4基團選自叔丁基、r5基團選自h。

15、根據(jù)本發(fā)明，所述苯并三氮唑衍生物可以舉出的例子包括以下結(jié)構(gòu)化合物中的一種或多種：

16、

17、根據(jù)本發(fā)明，所述苯并三氮唑衍生物的制備方法包括以下步驟：

18、(1)使式(α)所示的化合物與過氧化物反應(yīng)；

19、

20、在式(α)中，n為1～10之間的整數(shù)；r1基團選自c1-20直鏈或支鏈的亞烷基；n個重復(fù)單元中的r2基團彼此相同或不同，各自獨立地選自c1-20直鏈或支鏈的亞烷基；r3基團選自h和c1-20直鏈或支鏈烷基；n個重復(fù)單元中的a”基團選自-ch＝ch-；r4基團、r5基團各自獨立地選自h和c1-10直鏈或支鏈烷基；

21、(2)使步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物進行水解反應(yīng)；

22、(3)使步驟(2)的水解反應(yīng)產(chǎn)物與式(β)所示的化合物反應(yīng)，收集產(chǎn)物；

23、

24、其中的x基團選自oh、f、cl、br、i。

25、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在式(α)中，n為1～5之間的整數(shù)，r1基團選自c1-10直鏈或支鏈的亞烷基，n個重復(fù)單元中的r2基團各自獨立地選自c1-10直鏈或支鏈的亞烷基，r3基團選自h和c1-10直鏈或支鏈烷基，r4基團、r5基團各自獨立地選自c1-4直鏈或支鏈烷基。

26、根據(jù)本發(fā)明，進一步優(yōu)選地，在式(α)中，n為1～3之間的整數(shù)，r1基團選自c1-8直鏈或支鏈的亞烷基，n個重復(fù)單元中的r2基團各自獨立地選自c1-8直鏈或支鏈的亞烷基，r3基團選自h和c1-8直鏈或支鏈烷基，r4基團、r5基團選自叔丁基或者r4基團選自叔丁基、r5基團選自h。

27、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(1)中，式(α)所示的化合物可以選自腰果酚、烷基化腰果酚，所述烷基化腰果酚可以通過腰果酚與烷基化劑反應(yīng)得到，例如可以通過腰果酚與叔丁基氯反應(yīng)得到叔丁基化腰果酚。

28、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(1)中，所述過氧化物優(yōu)選雙氧水、過氧甲酸、過氧乙酸、過氧磺酸、間氯過氧苯甲酸、叔丁基過氧化氫、過氧乙酸叔丁酯、過氧化甲基乙基酮、過氧化二苯甲酰和過氧化環(huán)己酮中的一種或多種，更優(yōu)選雙氧水、過氧甲酸、過氧乙酸和過氧磺酸中的一種或多種。

29、根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物可以使腰果酚或烷基化腰果酚與過氧化物反應(yīng)得到，也開始先使腰果酚與過氧化物反應(yīng)、再與烷基化劑反應(yīng)得到。

30、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(2)中，所述水解反應(yīng)是使步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物與水發(fā)生水解反應(yīng)，所述水的用量一般可以為步驟(1)反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量的20％～200％。

31、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(3)中，式(β)所示的化合物可以選自苯三唑-5-甲酸、苯三唑-5-甲酰氟、苯三唑-5-甲酰氯、苯三唑-5-甲酰溴和苯三唑-5-甲酰碘中的一種或多種，優(yōu)選苯三唑-5-甲酸。

32、根據(jù)本發(fā)明，式(α)所示的化合物與過氧化物、式(β)所示的化合物之間的摩爾比優(yōu)選為1：0.5～10：0.5～10，更優(yōu)選為1：1～5：1～5。

33、根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為50～100℃，更優(yōu)選為60～90℃；步驟(2)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為50～150℃，更優(yōu)選為70～100℃；步驟(3)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為50～200℃，更優(yōu)選為70～160℃。

34、根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)的反應(yīng)時間通常越長越好，一般來說，步驟(1)的反應(yīng)時間優(yōu)選為1～10h，更優(yōu)選為3～5h；步驟(2)的反應(yīng)時間優(yōu)選為0.5～10h，更優(yōu)選為1～3h；步驟(3)的反應(yīng)時間優(yōu)選為1～10h，更優(yōu)選為3～6h。

35、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(1)中可以加入催化劑，所述催化劑優(yōu)選酸性催化劑，例如可以選用濃硫酸、氯化鋅、三氯化鋁、苯磺酸和鈦酸酯中的一種或多種，所述催化劑的加入量優(yōu)選為式(α)所示化合物的0.01％～3％。在步驟(1)反應(yīng)結(jié)束之后，所述催化劑可以以堿洗和/或水洗的方法除去。

36、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(2)中可以加入催化劑，所述催化劑可以選用酸性催化劑或堿性催化劑，例如可以選用濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，優(yōu)選濃硫酸，所述催化劑的加入量優(yōu)選為步驟(1)中式(α)所示的化合物與過氧化物的質(zhì)量之和的0.5％～10％。在步驟(2)反應(yīng)結(jié)束之后，所述催化劑可以以堿洗(使用了酸性催化劑)、酸洗(使用了堿性催化劑)及水洗的方法除去。

37、根據(jù)本發(fā)明，在步驟(3)中可以加入催化劑，所述催化劑優(yōu)選酸性催化劑，例如可以選用濃硫酸、氯化鋅、三氯化鋁、苯磺酸和鈦酸酯中的一種或多種，所述催化劑的加入量優(yōu)選為式(α)所示化合物的0.5％～10％。在步驟(3)反應(yīng)結(jié)束之后，所述催化劑可以以堿洗和/或水洗的方法除去。

38、根據(jù)本發(fā)明，所述反應(yīng)步驟(1)、(2)、(3)可以在稀釋劑和/或溶劑的存在下進行，也可以不使用稀釋劑和/或溶劑。

39、根據(jù)本發(fā)明，所述稀釋劑可以選用api?i、ii、iii、iv和v類基礎(chǔ)油中的一種或多種，常見的商品或牌號包括150sn、200sn、350sn、500sn、650sn、150bs、hvi-100、hvi-150、hvi-200、hvi-350、hvi-400、hvi-500、hvi-150bs、pao4、pao6、pao8、pao10、烷基苯、烷基萘等。

40、根據(jù)本發(fā)明，所述溶劑可以選用水、c6-20芳烴(比如苯、甲苯、二甲苯和異丙苯)、c6-10烷烴(比如正己烷、環(huán)己烷和石油醚)、溶劑汽油、丙酮、二甲基甲酰胺中的一種或多種。這些溶劑可以僅使用一種，也可以兩種或多種組合使用。所述溶劑可在反應(yīng)結(jié)束后，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方式，例如在常壓或減壓條件下除去。

41、根據(jù)本發(fā)明的一個特別實施方式，所述稀釋劑和/或溶劑可以在所述反應(yīng)步驟的任何階段按照本領(lǐng)域的常規(guī)用量加入，并沒有特別的限定。

42、根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)可以在惰性氣體氣氛的保護下進行。作為所述惰性氣體，比如可以舉出氮氣和氬氣等，并沒有特別的限定。

43、根據(jù)本發(fā)明，通過前述的制備方法，作為反應(yīng)產(chǎn)物，可以制造出單一的化合物，也可以制造出由多種化合物構(gòu)成的混合物，或者由一種或多化合物與前述稀釋劑(如果使用的話)構(gòu)成的混合物。這些反應(yīng)產(chǎn)物都是本發(fā)明所預(yù)期的，其存在形式的不同并不影響本發(fā)明效果的實現(xiàn)。因此，本說明書上下文中不加區(qū)分地將這些反應(yīng)產(chǎn)物均統(tǒng)稱為苯并三氮唑衍生物。鑒于此，根據(jù)本發(fā)明，并不存在進一步純化該反應(yīng)產(chǎn)物，或者從該反應(yīng)產(chǎn)物中進一步分離出某一特定結(jié)構(gòu)的苯并三氮唑衍生物的絕對必要性。當然，該純化或分離對于本發(fā)明預(yù)期效果的進一步提升而言是優(yōu)選的，但于本發(fā)明并不必需。雖然如此，作為所述純化或分離方法，比如可以舉出通過柱層析方法或制備色譜等方法對所述反應(yīng)產(chǎn)物進行純化或分離等。

44、根據(jù)本發(fā)明，所述極壓抗磨劑為硫化烯烴、氨基硫代酯、二烷基二硫代氨基甲酸鹽、磷酸酯和亞磷酸酯中的一種或多種，例如可以選用硫化異丁烯、氨基硫代酯、二烷基二硫代氨基甲酸鋅、磷酸三甲酚酯和亞磷酸二正丁酯中的一種或多種。

45、根據(jù)本發(fā)明，所述的鋰基稠化劑是通過脂肪酸和/或羥基脂肪酸與氫氧化鋰反應(yīng)而得，其中所述氫氧化鋰的加入量可以為潤滑脂總重量的3％～10％，所述脂肪酸和/或羥基脂肪酸可以為c12～c20的脂肪酸和/或羥基脂肪酸，例如可以是月桂酸、豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和12-羥基硬脂酸中的一種或多種。所述脂肪酸和/或羥基脂肪酸與氫氧化鋰之間的摩爾比優(yōu)選為0.9～1.1。

46、根據(jù)本發(fā)明，所述潤滑基礎(chǔ)油可以為礦物油、植物油、酯類油和聚α-烯烴中的一種或多種，優(yōu)選100℃運動黏度為5～60mm2/s的潤滑基礎(chǔ)油，更優(yōu)選100℃運動黏度為10～30mm2/s的潤滑基礎(chǔ)油。

47、本發(fā)明的潤滑脂的制備方法，包括：

48、將1/3～2/3的潤滑基礎(chǔ)油、脂肪酸和/或羥基脂肪酸加入制脂釜中，攪拌均勻，升溫至60～90℃，加入氫氧化鋰的水溶液進行皂化反應(yīng)50～120min，繼續(xù)升溫至120～180℃進行脫水反應(yīng)，趕完水后繼續(xù)升溫至190～220℃進行高溫煉制5～20min；加入余下的潤滑基礎(chǔ)油，降溫到100～120℃，加入苯并三氮唑衍生物、極壓抗磨劑，攪拌均勻，研磨成脂。

49、本發(fā)明的鋰基潤滑脂具有優(yōu)良的抗氧、極壓抗磨、防銹和耐腐蝕性能。