一种芳胺聚脲轮毂轴承润滑脂及其制备方法与流程

本发明属于聚脲基润滑脂，具体地，涉及一种芳胺聚脲轮毂轴承润滑脂及其制备方法。

背景技术：

1、汽车轮毂轴承转速较高，是连接轮胎、制动盘与转向节的零件，承受车重带来的径向载荷和转向时轮胎侧向力或侧向冲击力带来的轴向载荷，但是其密封结构一般，沙尘、水及外界杂质会有污染产生，另外，在摩擦润滑部位受热及空气的影响，基础油和稠化剂被氧化，导致润滑脂的皂结构被破坏，使用中出现软化流失，因而车用轮毂轴承润滑脂一般要求具有良好的抗氧性、耐温性、润滑性、抗水性、耐磨性、防锈性及黏附性，同时使用温度范围较宽。

2、目前市场上用于汽车轮毂轴承的润滑脂产品多为复合锂型润滑脂，其具有较高基础油粘度，非常适合汽车轮毂轴承的润滑，目前初装和主机市场基本都是复合锂类型的产品，应用效果良好。但是近年来氢氧化锂价格暴涨，使得汽车轮毂轴承用脂成本增加。cn115772435a公开了一种复合钙型汽车轮毂轴承润滑脂组合物及其制备方法，通过对原材料种类选择及配方设计，制得了制备成本较低的复合钙型汽车轮毂轴承润滑脂组合物，用以解决现有技术中适用于汽车轮毂轴承用的润滑脂存在的成本高、制备方法复杂等缺陷，但其生工艺过程易涨釜较难控制，且仍然存在存储硬化问题。cn111073746a公开了一种聚脲基轮毂轴承润滑脂组合物的制备方法，其具备良好的高温性能、极压抗磨性、抗水防锈性能、剪切安定性，但其添加剂种类复杂、成本较高且漏失量较大，使用损耗较大。聚脲型润滑脂是一种由分子中含有脲基的有机化合物稠化基础油所制备的润滑脂，具有优异的黏附性、耐高温、长寿命等优点，目前广泛应用于汽车、冶金等对润滑脂要求十分苛刻的机械设备上，但传统配方及生产工艺制备的聚脲润滑脂抗剪切性能较差，滴点相对较低，抗氧化效果差，容易漏失，限制了其在轮毂轴承上面的使用，若能解决上述问题，聚脲基润滑脂成本优势显著，在轮毂轴承润滑脂方面将具有很大的推广前景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种芳胺聚脲轮毂轴承润滑脂及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种芳胺聚脲轮毂轴承润滑脂，包括如下重量份原料：基础油80-90份，稠化剂10-20份，极压抗磨剂1-5份，防锈剂0.1-0.5份，抗氧剂0.1-0.4份，催化剂0.001-0.002份；

4、进一步地，所述稠化剂为聚脲稠化剂，由二异氰酸酯与胺类化合物经化学反应制得。

5、进一步地，所述胺类化合物选自苯胺、环己胺、十八胺中的一种或两种。

6、进一步地，所述基础油为矿物油，其40℃粘度为200～220mm2/s。

7、进一步地，所述极压抗磨剂为纳米碳酸钙。

8、进一步地，所述防锈剂为磺酸盐或苯骈三氮唑中的一种或两种。

9、进一步地，所述抗氧剂通过如下步骤制备：

10、s1、室温、氮气保护下向三口烧瓶内加入4-溴苯基苯胺、3-氨基-1-丙醇、n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺混合搅拌均匀，随后缓慢加入质量分数为10％的naoh溶液，控制反应温度为85℃，反应3h后，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用苯和乙酸乙酯的混合溶剂，体积比为1：1)、减压蒸馏除去洗脱液，得到中间体1；4-溴苯基苯胺、3-氨基-1-丙醇、n,n-二甲基甲酰胺、三乙胺、naoh溶液的用量比为14.9g：5ml：90ml：8ml：3ml；

11、在碱性环境下，4-溴苯基苯胺的-br会优先和3-氨基-1-丙醇的-nh2发生亲核取代反应，得到中间体1，反应过程如下所示：

12、

13、s2、室温下将3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸、中间体1、二甲基亚砜加入到三口烧瓶中，充分搅拌均匀后缓慢加入浓硫酸，升温至100℃反应4h后，反应结束后冷却至室温，随后加入碳酸钠溶液中和，最后减压蒸馏，得到中间体2；3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸、中间体1、二甲基亚砜和浓硫酸的用量比为13g：0.05mol：60ml：0.5ml；

14、酸性条件下，3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸的羧基与中间体1的羟基发生脱水缩合反应，得到含酯基的中间体2，反应过程如下所示：

15、

16、s3、室温、氮气保护下向三口烧瓶内加入中间体2、溴代十八烷、三乙胺和n,n-二甲基甲酰胺，混合搅拌均匀，随后缓慢加入质量分数为10％的naoh溶液，控制反应温度为90℃，反应4h后，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用氯仿和甲醇的混合溶剂，体积比为9：1)、减压蒸馏除去洗脱液，得到抗氧剂；中间体2、溴代十八烷、三乙胺、n,n-二甲基甲酰胺和naoh溶液的用量比为12.5g：8.4g：4ml：100ml：2ml；

17、在碱性条件下，中间体2的-nh-和溴代十八烷的-br发生亲核取代反应，反应过程如下所示：

18、

19、润滑脂漏失除了受工况负荷的影响，还与外部环境因素以及高温氧化有关，一方面金属粉等杂质加速润滑脂的氧化、生成有机酸造成润滑脂失效，另一方面，受高温及空气的影响，基础油和稠化剂被氧化，导致润滑脂的皂结构被破坏，使用中出现软化漏失，润滑脂丧失润滑功能，轮毂轴承损坏，本发明的抗氧剂结构中既有芳胺类结构也有受阻酚类结构，含芳胺类结构的抗氧剂是一种链终止剂，优点在于可使用的温度较高，因此本发明抗氧剂使用温度升高，润滑脂则难以被氧化、难以漏失；受阻酚类结构上的-oh受到空间阻碍，氢原子容易从分子中剥离出，跟过氧化自由基、烷氧自由基、羟自由基等组合，进而破坏自由基自氧化链反应，防止润滑脂的热氧化；两种抗氧结构协同作用，既提高了抗氧剂的可使用温度，又共同提高了抗氧剂的抗氧化效果；另外，在抗氧剂结构中的长碳链和苯环，一方面可以提高抗氧剂的分子量，进而提高其高热稳定性，另一方面可以提高抗氧剂与稠化剂和基础油的相容性，进而使得抗氧剂与稠化剂和基础油结合地更加牢固，充分稳定地发挥抗氧化效果；抗氧剂中的双键则可以在催化剂的作用下与稠化剂中未反应的异氰酸酯产生化学作用，进而牢固结合在润滑脂中，发挥抗氧化作用；此外，在抗氧剂中引入酯基链，一方面可以增强油溶性，另一方面可以进一步提高抗氧剂的高热稳定性，让抗氧剂能够在恶劣的工况下长时间稳定地发挥抗氧化效果，确保润滑脂发挥润滑作用。

20、一种芳胺聚脲轮毂轴承润滑脂的制备方法，包括以下步骤：

21、向洗净的反应釜内加入一定比例的基础油，然后加入计量的十八胺，升温至60-80℃，使其完全溶解，再加入计量的苯胺，得到胺类混合液，备用；在另一个容器内加入一定比例的基础油，然后加入计量的二异氰酸酯，升温至50-60℃，使其完全溶解，得到二异氰酸酯混合液，将二异氰酸酯混合液缓慢加入胺类混合液中，升温至80-100℃反应1-2h，反应结束后，加入一定量水除去多余的二异氰酸酯；升温至120-130℃脱水0.5-1h；升温至190-210℃高温炼制后，加入一定比例基础油急冷降温；待温度降至80-100℃时，加入极压抗磨剂，防锈剂，抗氧剂，催化剂并调整锥入度至合适的范围，研磨2-3遍。

22、本发明的有益效果：成本低，能耗及生产工序简单、可控；通过在原有工艺上引入芳胺而制备的润滑脂稠化剂结构更稳定，油皂结合更好，滴点更高，使用温度更高，进而使得润滑脂具有优异的高温性能、极压抗磨性、抗水防锈性能和剪切安定性；抗氧剂的芳胺结构和受阻酚结构协同作用，提高其抗氧化性的同时还提高了其可使用温度；长碳链、苯环和酯基链既增加了抗氧剂与基础油和稠化剂的相容性又提高了抗氧化剂的高热稳定性，让抗氧剂能够在恶劣的工况下发挥长期、稳定的抗氧化效果，从而确保润滑脂优异的抗氧化性和防漏失性能，减少换脂周期。