[发明专利]一种锆基润滑脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑剂，确切地说是润滑脂。

背景技术

锆作为一种过渡金属元素属于IVB族，位于第5周期。含锆化合物具有优良的润滑作用，常被用作润滑添加剂，如CN101113382和JP1973038444将锆的氧化物作为润滑剂添加剂改善了磨损性；WO2007143414和US20060063682介绍了四氟化锆可作为减磨添加剂成为润滑剂的组分之一；US20060254823发现含有2-乙基己酸锆盐的润滑剂表现出很好的耐重负荷和抗磨性能；US20050043189发现氟锆酸盐如氟锆酸铝可作为氧化抑制剂用在润滑剂中；DE102004021812发现将碳酸锆、磺酸锆或磷酸锆等无机盐加入到润滑脂里面可以提高抗磨损性。

以锆盐作为稠化剂制备锆基润滑脂的专利有US4189387，稠化剂是由有机次磷酸或一元羧酸与氢氧化锆反应制得，所制得的脂具有较好的极压性，实施例中用到了C₁₀F₂₁COOH一元酸。

发明内容

本发明旨在提供一种锆基润滑脂，该润滑脂具有良好的胶体安定性，而且还具有优良的极压抗磨性等特点。

本发明还提供上述锆基润滑脂的制备方法。

本发明提供的润滑脂，以润滑脂重量为基准，包含：基础油50～95％，优选65～92％，更优选75～90％，锆基稠化剂5～50％，优选8～35％，更优选10～25％，添加剂余量。

所述的基础油100℃粘度为2～150mm²/s，优选5～100mm²/s，最好为8～50mm²/s，可以为矿物油、酯类油、合成烃(如聚α-烯烃合成油等)或植物油等。

所述锆基稠化剂是由一元羧酸和二元羧酸的混合物与新制的湿氢氧化锆反应而成的锆皂。

所述新制的湿氢氧化锆通常表示为ZrO(OH)₂·xH₂O，其中x表示结晶水的数目，其可以通过ZrOX₂·gH₂O(X为F、Cl、Br或I)或ZrO(NO₃)₂·2H₂O等与碱反应获得，其中的碱可以是NaOH、KOH、浓氨水等，优选ZrOCl₂·8H₂O与NaOH反应。

所述一元羧酸结构式为R₁-(CHOH)-R₂-COOH或R₃-COOH，其中R₁和R₃可为H、烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基，R₂可为烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基。一元羧酸的分子量为170～1050，优选220～330，可以选自月桂酸、油酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸等中的一种或几种，优选12-羟基硬脂酸。

所述二元羧酸结构式为(HOOC)-R₄-(COOH)，其中R₄可为烷基、烯基、炔基、芳基、氟代或全氟代的烷基或芳基。二元羧酸的分子量为90～600，优选170～220，可以选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、月桂二酸等中的一种或几种，优选己二酸、壬二酸、癸二酸中的一种或几种。

二元羧酸与一元羧酸的摩尔比为0.2～1.2∶1，优选0.5～1∶1。

理论上二元羧酸和一元羧酸所含H⁺的摩尔数之和等于新制的湿氢氧化锆ZrO(OH)₂·xH₂O所含OH^-的摩尔数，但湿氢氧化锆ZrO(OH)₂·xH₂O的摩尔数可以过量1～5％。

本发明润滑脂中可以含或不含添加剂。所述添加剂可以是抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、极压剂等中的一种或几种，还可以是其它添加剂。

本发明润滑脂的制备方法包括：首先将部分基础油(约占全部基础油重量的30～60％)与一元羧酸和二元羧酸在常温下混合，升温至60～90℃，加入新制的氢氧化锆沉淀ZrO(OH)₂·xH₂O，排水皂化，升温到160～210℃，加入余量基础油，降温，必要时加入添加剂，并于80～120℃2研磨均化，得到锆基润滑脂。