脲基润滑脂和稠化剂的制备方法 【技术领域】
本发明涉及脲基润滑脂制备方法。
技术背景
目前，脲基润滑脂一般是在润滑脂工厂现场制作，但是使用这一方法的润滑脂厂必须对所使用的异氰酸酯进行控制，因为，异氰酸酯在常温下具有化学活性，会发生分子之间的二聚反应，发生了二聚反应的异氰酸酯对脲基润滑脂的性能会有不良影响。为解决这一问题，US 5314982公开了在有机溶剂中制备脲基润滑脂稠化剂的方法：在有机溶剂的存在下使有机胺和异氰酸酯反应，然后除去有机溶剂，经过干燥得到脲基润滑脂的稠化剂，在需要制备脲基润滑脂的时候，可以将脲基润滑脂的稠化剂加入到基础油中，加热，就可以制成脲基润滑脂。类似这种在有机溶剂中制备脲基润滑脂稠化剂的方法在专利DD238167和JP6184577中也有详细地描述。
这些方法存在的共同问题就是有机溶剂易燃易爆，这一特性限制了该方法的推广应用。
【发明内容】
在探索制备脲基润滑脂稠化剂方法的过程中，发现有机胺与异氰酸酯的反应速度远远快于水与异氰酸酯的反应速度，因此，有机胺和异氰酸酯的成脲反应可以在水中进行，而且过量的异氰酸酯还可以与水反应，这样有助于有机胺和异氰酸酯的完全反应，降低制备脲基润滑脂过程中异氰酸酯对环境的污染。
本发明的目的就是提供一种以水为溶剂制备脲基稠化剂地方法。
本发明的另一个目的是以上述方法制备的稠化剂制备脲基润滑脂的方法。
本发明提供的脲基润滑脂稠化剂的制备方法包括：在水的存在下，在10～130℃将有机胺和异氰酸酯混合并发生反应，过滤，干燥即可。
具体地说，本发明提供的脲基稠化剂的制备方法可以按照以下方式进行：在水中加入有机胺，升温至10～130℃，优选20～100℃，最好50～80℃，再加入液化的二异氰酸酯，充分搅拌，过滤，除去水分，在30～200℃，较好40～150℃，最好50～80℃下干燥1～30hr，较好4～20hr，最好7～15hr，即得到粉状或颗粒状的脲基稠化剂。
所说有机胺是C8～C20、优选C10～C18的脂肪族有机胺。
所说二异氰酸酯是带有C7～C13取代基的二异氰酸酯。
有机胺在水中的含量为1～50％，5～30％较好，6～25％最好；
异氰酸酯最好适当过量，用量可以为化学计量的102～110％，液化温度控制在10～100℃，最好30～100℃；
干燥的方法可以选用板框过滤然后烘干或喷雾干燥等方法。
本发明提供的脲基润滑脂的制备方法包括：将稠化剂粉末和基础油混合，加热到80～250℃，恒温30～240min，降温，研磨，即制成脲基润滑脂。
具体地说，在反应器中加入稠化剂粉末和占全部基础油1/5～4/5的基础油，优选1/4～3/4，最好是1/3～2/3的基础油；在搅拌下加热，使温度达到80～250℃，优选100～220℃，最好是150～200℃，然后恒温30～240min，优选40～180min，最好是50～100min，再将剩余的基础油加入反应器中，使温度降到室温，最后经过研磨制成脲基润滑脂。
所说基础油可以是矿物油、合成烃、酯类油、聚醚油、硅油、植物油等。其中矿物油的粘度一般是100℃为6～40mm2/s，最好是8～35mm2/s的石蜡基或环烷基矿物油，以及加氢处理的矿油；合成烃油的粘度一般是40℃为4～1000mm2/s，最好是6～40mm2/s；酯类油可以是各类单酯、双酯、多元醇酯和复酯，40℃粘度为4～100mm2/s，最好是6～40mm2/s；聚醚可以是各种醚类如：二醇系列醚、烷基苯醚、聚苯醚；硅油可以是甲基硅油、乙基硅油、甲苯基硅油氨基化的硅油等。
本发明提供的方法以水为溶剂，解决了有机溶剂污染环境、使用不够安全等问题，而且反应介质易得，成本低廉，制成的脲基脂性能优良。该方法适合于大规模制备脲基润滑脂，特别适合于制备具有脂肪、脂环取代基的脲基润滑脂。
【具体实施方式】
实例1
先将500ml水加入反应器中，加入十八胺113.4g，加热到60℃，当十八胺缓慢熔化后，加入2，4-甲苯基二异氰酸酯(2，4-TDI)36.6g，充分搅拌10min，然后除去大量的水，进行干燥，温度60℃，时间120min，除去剩余的水份。取制成的干粉108g，分散到328g500SN(100℃粘度，10mm2/s)油中，搅拌加热到190℃，恒温60min，然后加入164g500SN油，持续搅拌，使反应物料冷却到室温，在三辊研磨机上研磨三次成脂。
实例2
先将500ml水加入反应器中，加入十二胺113.4g，加热到40℃，当十二胺缓慢熔化后，加入融化的4，4’-二异氰酸酯二苯基甲烷(MDI)60.4g，充分搅拌40min，然后除去大量的水，进行干燥，温度90℃，时间100min，除去剩余的水份。取制成的干粉108g，分散到328g季戊四醇双酯油(100℃粘度，6mm2/s)中，搅拌加热到190℃，恒温80min，然后加入164g季戊四醇双脂油，持续搅拌，使反应物料冷却到室温，在三辊研磨机上研磨三次成脂。
实例3
先将500ml水加入反应器中，加入十八胺64.2g、十二胺44.2g，加热到20℃，当十八胺缓慢熔化后，加入TDI 44.2g，充分搅拌50min，然后除去大量的水，进行干燥，温度50℃，时间240min，除去剩余的水份。取制成的干粉90g，分散到340g甲苯基硅油(25℃粘度，144mm2/s)中，搅拌加热到200℃，恒温60min，然后加入170g甲苯基硅油，持续搅拌，使反应物料冷却到室温，在三辊研磨机上研磨三次成脂。
实例4
先将500ml水加入反应器中，加入十八胺64.5g、对甲苯胺25.6g，加热到80℃，当十八胺和对甲苯胺缓慢熔化后，加入融化的MDI 60g，充分搅拌60min，然后除去大量的水，进行干燥，温度50℃，时间120min，除去剩余的水份。取制成的干粉90g，分散到340g聚-α-烯烃(PAO)(100℃粘度，16mm2/s)油中，搅拌加热到180℃，恒温60min，然后加入170g PAO油，持续搅拌，使反应物料冷却到室温，在三辊研磨机上研磨三次成脂。
对比例1
在反应器中加入500g石油醚(60～90℃)，然后再加入12.8g对甲苯胺和32.2g的十八胺，加热使胺溶解；在另一容器中加入400g石油醚(60～90℃)和30gMDI，加热融化MDI。在充分搅拌下，使有机胺和MDI反应，除去过多溶剂后，即制成带有溶剂的稠化剂。
将带有少量溶剂的稠化剂(其中稠化剂含量30g)加入PAO油(100℃粘度，16mm2/s)(270g)中，在充分搅拌的情况下，使温度缓慢升高，以便除去溶剂，待温度升高到100℃以上时，可以加快升温速度，使最终温度升高到150℃，降温。温度降到室温时，在三辊研磨机上研磨三次，即制成润滑脂。
对比例2
取石蜡基矿油(100℃粘度，10mm2/s)140g加入制脂釜中，加热，同时加入对甲苯胺3.9g和十八胺9.9g，等待对甲苯胺和十八胺完全融化后，加入6.3g的TDI，充分搅拌。反应完全后，将反应产物加热到180℃恒温30min。然后降温到100℃以下，用三辊磨研磨三遍后就制成了脲基润滑脂。
实施例及对比例的分析数据见表1。
表1：实施例 1 2 3 4 对比例1 对比例2有机胺 十八胺 十二胺 十八胺 十八胺 十八胺 十八胺 十二胺 对甲苯胺异氰酸酯 TDI MDI TDI MDI MDI TDI基础油 500SN 季戊四 醇双脂 甲苯基 硅油 PAO PAO 矿物油锥入度(60次)，0.1mm 319 307 320 318 300 285滴点，℃ 273 ＞250 280 ＞280 280 290
由表1中的数据可以看出，有机胺和异氰酸酯完全可以在水中发生反应，而且反应的产物经过干燥后，可以制成脲基润滑脂。利用本发明制成的脲基润滑脂均具有较高的滴点和较好的稠化能力，性能与对比例相当。