專利名稱：固體潤滑劑分散液的制作方法
技術領域：
本發明涉及少量固體潤滑劑(如石墨和二硫化鉬等)、增粘/分散劑和復合分散劑穩定地分散于大量潤滑基礎油(如礦油和合成潤滑油)中作潤滑劑用的固體潤滑劑分散液。
用作潤滑劑的固體潤滑劑分散液具有較全面的優點，即兼有固體潤滑劑的優良的極壓潤滑性，液體潤滑劑的良好的流動性、散熱性和滲透性，在邊界潤滑條件下，能有效地降低摩擦面的摩擦和磨損。因此，固體潤滑劑分散液，在汽車、船舶、印染及其它工業機械行業被廣泛地用作潤滑油和減摩添加劑。
然而，固體潤滑劑分散液的一個技術關鍵還在于能否長期地穩定分散。因為若貯存和使用過程中固體顆粒凝聚和沉淀的話，那么在潤滑中就會發生故障。為使分散液長期穩定，可以把固體顆粒破碎成盡可能小的尺寸和/或尋找優良的分散劑。
較早使用的分散劑有脂肪酸皂，聚丁二烯。1967年5月9日申請的美國專利3，384，580提出以乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯-二烯三元共聚物作分散劑。1978年4月3日申請的美國專利4，134，844提到以烯基丁二酰亞胺，聚甲基丙烯酸酯，氧化乙烯-丙烯共聚物及其與脂肪胺(或多胺)的反應產品作分散劑。
已知的各種分散劑確能在固體顆粒的破碎過程中幫助固體微粒分散，并有助于分散液穩定。但要進一步提高固體潤滑劑顆粒的破碎分散效果和分散液的長期穩定性，還必須尋找更佳的分散劑及與之相適應的分散方法。
本發明的目的是提供一種新的穩定的固體潤滑劑分散液。該分散液中含有復合分散劑。
本發明的固體潤滑劑分散液包括少量固體潤滑劑、常規的增粘/分散劑和復合分散劑及大量潤滑基礎油。
固體潤滑劑，通常是從石墨、二硫化鉬和二硫化鎢等中選擇的。最好從石墨和二硫化鉬中選擇固體潤滑劑。
常規的增粘/分散劑，在分散液中主要起增粘作用，眾所周知還起分散作用。此外，提高分散液的粘度，實際上也有利于固體潤滑劑的穩定分散。
常規的增粘/分散劑，是從聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯和乙-丙共聚物等中選擇的。通常，聚異丁烯的分子量為3，000～100，000;聚甲基丙烯酸酯的分子量為10，000～1，500，000;乙-丙共聚物的分子量為10，000～100，000。
復合分散劑，由(1)和(2)兩種成分組成。(1)是極性較強的3～12C多元醇的5～24C飽和及不飽和羧酸部分酯(酯分子中至少含有一個羥基)中選擇的至少一種。3～12C多元醇，可以從甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、雙季戊四醇和雙三羥甲基丙烷中選擇，最好從甘油、三羥甲基丙烷和季戊四醇中選擇。5～24C飽和及不飽和羧酸，可以從戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、二十酸、二十二酸和二十四酸中選擇，最好從油酸和硬脂酸中選擇。
(2)是通式如下所示的聚脲中選擇的至少一種，R1NH(C(O)NHR4NHC(O)NHR5NH)nC(O)NHR2NHC(O)NHR3這里，n＝0或1;R1，R3＝2～24C一價烴基，如象乙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、月桂基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基和二十四烷基這樣的烷烴基，苯基、甲苯基、萘基這樣的芳烴基，環己基、乙基環己基、三甲基環己基這樣的環烷烴基，R1和R3可以相同或不相同;當n＝0時，(2)是雙脲，R2＝6～18C二價烴基，如象亞己基、三甲基亞己基、亞癸基、亞十八烷基這樣的二價烷烴基，甲基亞苯基、亞甲基二苯基(-C6H4CH2C6H4-)這樣的二價芳烴基;當n＝1時，R2，R4＝6～18C二價烴基，具體例子同上述的R2，R2和R4可以相同或不相同，R5＝2～18C二價烴基，如象亞乙基、亞丙基、亞己基、三甲基亞己基、亞癸基和亞十八烷基這樣的二價烷烴基，甲基亞苯基、亞甲基二苯基這樣的二價芳烴基。
潤滑基礎油，通常是從已知的礦油和合成油中選擇的，最好是合成油。常用的合成油有阻化多元醇酯(如三羥甲基丙烷酯、季戊四醇酯和雙季戊四醇酯)、雙酯(如異壬基十二烷二酸酯)、復酯、聚二醇醚、聚硅氧烷和合成烴等。最好選擇阻化多元醇酯。基礎油的100℃運動粘度(V100)通常為3～24mm2/S，最好為4～8mm2/S。
本發明所用的固體潤滑劑(如石墨和二硫化鉬等)的平均粒子直徑和用量，雖然都沒有嚴格的限定，但通常其平均粒子直徑在15μm以下，其質量是分散液總質量的0.1～20m%，最好是2～15m%。固體潤滑劑的用量低于0.1m%時，分散液的極壓潤滑性變差;高于20m%時，分散液的流動性變差。
本發明所用的復合分散劑中，(1)和(2)的用量均按固體潤滑劑的用量來確定，雖然都沒有嚴格的限定，但(1)是甘油單油酸酯、甘油單硬脂酸酯或三羥甲基丙烷單油酸酯時，通常(1)的質量是固體潤滑劑的質量的5～50m%，最好是10～50m%，低于5m%時，分散作用差，高于50m%時，無必要;通常(2)的質量是固體潤滑劑的質量的5～50m%，最好是10～35m%，低于5m%時，分散作用差，高于50m%時，影響分散液的牛頓性能。
本發明的固體潤滑劑分散液與各種常用的添加劑有很好的相容性。必要時，還可以把其它各種常用的添加劑，如抗氧劑和抗腐蝕劑等加入本發明的分散液中。
本發明的固體潤滑劑分散液按下述步驟制備第一，把適當量的石墨和/或二硫化鉬等固體潤滑劑和適當量的3～12C多元醇的5～24C飽和及不飽和羧酸部分酯以及部分潤滑基礎油于80℃下攪拌混合，再于常溫下用三輥磨研磨，補加余量的潤滑基礎油后，用均化器進行均化;第二，再加入制備聚脲所需的原料(二異氰酸酯和胺;二異氰酸酯、二胺和胺)，于80～150℃下充分反應，加入增粘/分散劑，必要時，還加入其它添加劑，最后于常溫下用均化器進行第二步破碎分散。
雖然上述兩步破碎分散制備本發明的固體潤滑劑分散液的方法是最理想的，但也可以采用其它的制備方法。例如，采用預制聚脲粉和一步破碎分散的方法。
本發明的固體潤滑劑分散液，因為含有復合分散劑，所以具有優良的分散穩定性和長期貯存穩定性。此外，本發明的固體潤滑劑分散液還具有優良的耐高溫性、抗磨和極壓性。因此，本發明的固體潤滑劑分散液廣泛用作各種機械的極壓潤滑油，特別適于用作高溫拉鏈油、齒輪油及其它節能潤滑劑。
下述實施例更清楚地說明本發明，但并不意味著對本發明作任何特殊的限定。本發明的范圍記載于權利要求中。
實施例1把10gMoS2(0號)、5g甘油單油酸酯和10g雙季戊四醇酯(V100＝7.5mm2/S)加入500ml容器中，加熱至80℃，攪拌15min，冷到常溫，用三輥磨研磨三遍，然后補加152g雙季戊四醇酯，用均化器均化30min。在混合液中加入2.26g十八胺和0.74g甲苯基二異氰酸酯，于80～150℃下攪拌反應30min，加入20g聚異丁烯(分子量約3，000～4，000)，冷到常溫，最后用均化器均化15min，得到均勻穩定的固體潤滑劑分散液。
實施例2～8和比較例1～4按照實施例1相類似的方法制備了其它本發明的固體潤滑劑分散液。實施例2、4、6和8的分散液含有n＝1的四脲;實施例1、3、5和7的分散液含有n＝0的雙脲。
為了比較，制備了比較例1～4的分散液。在比較例中，除了刪去本發明用的復合分散劑(1)和/或(2)成分以外，制備時采用的研磨和均化步驟與實施例1中采用的步驟基本相同。
本發明的實施例和參照的比較例的組成及分散穩定性試驗結果分別列入表1和表2中。表中各成分的代號的含意-GMOE甘油單油酸酯GMSE甘油單硬脂酸酯TMOE三羥甲基丙烷單油酸酯TDI甲苯基二異氰酸酯MDI二苯基甲烷二異氰酸酯PIB聚異丁烯(分子量3，000～4，000)PMA聚甲基丙烯酸酯(分子量10，000～12，000)OCP乙-丙共聚物(國產T-604)BPE雙季戊四醇酯(V100＝7.5mm2/S)PE季戊四醇酯(V100＝4.9mm2/S)TMPE三羥甲基丙烷酯(V100＝4.0mm2/S)分散穩定性試驗-試驗條件和方法使用CL型試管離心機(國營北京儀器廠生產)，把5ml分散液樣品裝于離心試管中，于常溫、轉速3，000r/min下離心15min，觀察并記錄上層清液層/下層沉淀層的ml數。
評價清液層和沉淀層的體積越小越好。試驗表明，當固體潤滑劑用量為2～15m%時，只要上層無明顯的清液層，下層沉淀層的體積小于0.25ml，那么該分散液就有優良的長期貯存穩定性。
表1
＊上層清液層的體積＊＊下層沉淀層的體積表2
＊上層清液層的體積＊＊下層沉淀層的體積
權利要求
1.一種由少量固體潤滑劑、增粘/分散劑和復合分散劑及大量潤滑基礎油組成的固體潤滑劑分散液，其特征在于該復合分散劑由(1)和(2)兩種成分組成，(1)是3～12C多元醇的5～24C飽和及不飽和羧酸部分酯(酯分子中至少含有一個羥基)中選擇的至少一種，(2)是通式如下所示的聚脲中選擇的至少一種，R1NH(C(O)NHR4NHC(O)NHR5NH)nC(O)NHR2NHC(O)NHR3這里，n=0或1；R1，R3=2～24C一價烴基，R1和R3可以相同或不相同；R2，R4=6～18C二價烴基，R2和R4可以相同或不相同；R5=2～18C二價烴基。
2.如權利要求1所述的固體潤滑劑分散液，其特征在于(1)是固體潤滑劑用量的5～50m%的甘油單油酸酯。
3.如權利要求1所述的固體潤滑劑分散液，其特征在于(1)是固體潤滑劑用量的5～50m%的甘油單硬脂酸酯。
4.如權利要求1所述的固體潤滑劑分散液，其特征在于(1)是固體潤滑劑用量的5～50m%的三羥甲基丙烷單油酸酯。
5.如權利要求1所述的固體潤滑劑分散液，其特征在于(2)是固體潤滑劑用量的5～50m%的n＝0的雙脲。
6.如權利要求1所述的固體潤滑劑分散液，其特征在于(2)是固體潤滑劑用量的5～50m%的n＝1的四脲。
7.如權利要求1所述的固體潤滑劑分散液，其特征在于(1)是固體潤滑劑用量的10～50m%的甘油單油酸酯，(2)是固體潤滑劑用量的10～35m%的n＝0的雙脲。
全文摘要
本發明涉及少量固體潤滑劑(如石墨和二硫化鉬 等)、增粘/分散劑和復合分散劑穩定地分散于大量 潤滑基礎油中的固體潤滑劑分散液。該復合分散劑 包括(1)3～12C多元醇的5～24C飽和及不飽和羧 酸部分酯中選擇的至少一種，(2)通式如下所示的聚 脲中選擇的至少一種，R
文檔編號C10M149/20GK1050738SQ8910753
公開日1991年4月17日 申請日期1989年10月5日 優先權日1989年10月5日
發明者宗明, 張秉智 申請人:中國石油化工總公司一坪化工廠