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高温润滑脂的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-29 10:36:28

发明领域本发明涉及一种高温润滑脂,其包含选定的无氟材料。本发明还涉及一种制造该高温润滑脂的方法,以及该高温润滑脂用于润滑摩擦系统的用途,特别是需要在较高的最高使用温度下应用的摩擦系统的用途。

背景技术:

1、当润滑最高使用温度较高的摩擦系统,例如工作温度高于160℃且无法持续再润滑的摩擦系统时,通常使用耐热性较高的全氟或多氟产品,例如将多氟聚醚或(氟化)硅油用作基础油,将聚四氟乙烯(ptfe)微粉用作稠化剂(verdickungsmittel)。

2、在实践中,由于ptfe微粉的化学惰性所导致的较低毒性,因此在与食品和/或饮用水接触的应用中通常也会使用ptfe微粉。原则上,食品级润滑油受法律规定的约束,例如经过nsf/h1或nsf/h2认证。“incidental food contact(偶然接触食品)”,也就是技术上无法避免地可能会与食物接触的润滑剂可以达到分级“h1”。但使用“h1”润滑剂时需要将预期或长久接触的情况排除在外。无毒且不致癌的润滑油可以达到“h2”类。但使用“h2”润滑剂时需要将任何与食品接触的情况排除在外。

3、已知ptfe因摩擦系数极低且恒定,即使在高负荷下也具有出色的润滑效果,可以有效防止粘滑(stick slip),并且即使在较高的剪应力下使用时也显示出良好的稳定性。此外,对氧有良好的化学惰性。这样就能通过稠化剂与空气氧的反应防止润滑脂中经常出现的因氧化导致的沉积,并且实现均匀且持久的润滑效果。ptfe良好的化学和热稳定性所导致的极为有利的毒理特性同样为润滑剂工作提供高度的安全性,甚至可以用于不可避免地与食品接触的应用中。

4、使用全氟或多氟产品的缺点在于,其在环境保护方面存在问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高温润滑脂,该高温润滑脂可以不使用ptfe,但即使在高负荷下也显示出较低且恒定的摩擦系数,可以有效防止粘滑(stick slip),并且即使在较高的剪应力下使用时同样具有良好的稳定性。

2、此外,所述润滑脂应能够以符合ns/h1的标准制成。

3、本发明用以达成上述目的的解决方案为一种高温润滑脂,其包含

4、(a)以所述高温润滑脂的总重量计,20重量%至88重量%、优选30重量%至88重量%、更优选50重量%至88重量%、特别是60重量%至88重量%的基础油,

5、(b)以所述高温润滑脂的总重量计,1重量%至55重量%的无氟材料,其中所述无氟材料具有小于80μm的根据2020-01版iso 13320-1测得的平均粒度(d50),例如1μm至80μm,更优选1μm至50μm、更优选1μm至20μm,特别是1μm至15μm,且选自由以下组成的组

6、(b1)无氟聚合物,其具有芳族、杂芳族和/或杂环基团以及200℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;无氟酞菁;以及其混合物;

7、(b2)三聚氰胺衍生物,特别是氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮;

8、(b3)含有选项b1中的无氟聚合物和/或无氟酞菁以及选项b2中的三聚氰胺衍生物和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮的混合物;

9、其中所述高温润滑脂不含聚四氟乙烯,以及/或者含有以所述润滑脂的总重量计,比例小于6重量%、更优选小于4重量%、更优选小于2重量%、更优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%、特别是小于0.1重量%的聚四氟乙烯。

10、本发明的术语“无氟材料”应理解为常规意义上的无氟材料。因此,无氟材料是指化学成分中不含氟原子的材料。

11、本发明的术语“无氟聚合物”同样指常规意义上的无氟聚合物。因此,无氟聚合物是指由化学成分中不含氟原子的单体构成的聚合物。

12、本发明的术语“润滑脂”同样指常规意义上的润滑脂。因此,润滑脂是指固体至半液态的物质,其可以通过将稠化剂分散至液态润滑剂中来制成。除稠化剂之外,润滑剂还可以含有使润滑剂具有特殊性能的其他添加剂。2021.07版标准astm d217-21中阐述过润滑脂。本发明的术语“高温脂”同样指常规意义上的高温润滑脂。高温脂特别是指根据2011年7月版din 58397-1,在至少160℃的试验温度下存放超过168h后的蒸发损失为最大10重量%的脂。

13、出人意料地发现,利用本发明的高温润滑脂可以不使用ptfe,但即使在高负荷下也能实现较低且恒定的摩擦系数,从而有效防止粘滑(stick slip),并且即使在较高的剪应力下使用时也能保持良好的稳定性。

14、特别是发现利用本发明的高温润滑脂中所用的无氟材料可以实现与ptfe相当甚至部分更加优越的性能。因此,在实际实验中,可以实现与ptfe相当的增稠效果和甚至远低于ptfe的摩擦系数,从而实现更高的能效。

15、此外还发现,即使在160℃的温度下,仍可以实现与ptfe相当甚至远低于ptfe的分油量。均一润滑剂的这些重要特性参数显示出,与ptfe相比,利用本发明所用的特殊无氟材料即使在高温下也能实现甚至有所延长的润滑效果。

16、此外,有利地,本发明的高温润滑脂可以以符合nsf/h1的标准制成,且所述高温润滑脂可以用于润滑需要在较高的最高使用温度下应用的摩擦系统。

17、在一种优选实施方式中,所述无氟材料为无氟聚合物,其具有芳族、杂芳族和/或杂环基团以及200℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点(选项b1)。如通常理解的,所述无氟聚合物可以作为一种物质或不同物质的混合物存在。

18、特别优选地,以无氟聚合物中碳原子的总数计,所述无氟聚合物包含的芳族碳原子和/或杂芳族结构中含有的碳原子的数量比例为至少20%,例如20%至100%,更优选至少50%,例如50%至100%,特别是至少70%,例如70%至100%。高比例的芳族碳原子和/或杂芳族结构中含有的碳原子有利于润滑脂的高温稳定性。

19、在本发明的一种优选实施方式中,所述无氟聚合物包含的芳族碳原子和/或杂芳族结构中含有的碳原子与脂肪族碳原子的数量比为至少1:5,更优选至少1:1,特别是至少5:1。

20、优选的杂芳族基团和/或杂环基团各自独立地含有氮、氧和/或硫。

21、芳族、杂芳族和/或杂环基团也可以用杂原子,特别是用硫和/或磷改性。其中,杂原子可以嵌入杂芳族和/或杂环基团的杂芳族和/或杂环结构。但杂原子也可以桥接杂芳族和/或杂环基团,以及/或者作为取代基存在。杂原子还可以桥接芳香基团,以及/或者作为取代基存在。

22、根据本发明,所述无氟聚合物特别优选地选自由以下组成的组:聚芳醚酮(paek)、优选聚醚醚酮(peek)、更优选交联paek、特别是交联peek、聚苯硫醚(pps)、聚醚砜(pes)、聚(酰胺)酰亚胺(pai)、苝酰亚胺、聚碳酸酯(pc)、聚喹啉、聚喹喔啉、吗啉、酞菁、三聚氰胺树脂以及其混合物。同样可以采用前述组的共聚物。

23、根据本发明,所述无氟聚合物同样特别优选地选自由以下组成的组:聚芳醚酮(paek)、优选聚醚醚酮(peek)、更优选交联paek、特别是交联peek、聚苯硫醚(pps)、聚醚砜(pes)、聚(酰胺)酰亚胺(pai)、苝酰亚胺(其中苝酰亚胺是指聚合苝酰亚胺)、聚碳酸酯(pc)、聚喹啉、聚喹喔啉、聚吗啉、三聚氰胺树脂以及其混合物。同样可以采用前述组的共聚物。

24、特别优选地,所述无氟聚合物选自由以下组成的组:聚芳醚酮(paek)、优选聚醚醚酮(peek)、更优选交联paek、特别是交联peek、聚苯硫醚(pps)、三聚氰胺树脂,聚醚砜(pes)、苝酰亚胺以及其混合物。同样可以采用前述组的共聚物。

25、paek例如可以是聚醚醚酮(peek)、聚醚酮(pek)、聚(醚酮酮)(pekk)、聚(醚醚醚酮)(peeek)、聚(醚酮醚酮酮)(pekekk)或聚(醚醚酮酮)(peekk)。其中,本发明优选采用peek。

26、甚至更优选地,所述无氟聚合物选自由以下组成的组:聚芳醚酮(paek)、优选聚醚醚酮(peek)、更优选交联paek、特别是交联peek、聚苯硫醚(pps)、三聚氰胺树脂以及其混合物。同样可以采用前述组的共聚物。

27、甚至更优选地,所述无氟聚合物选自由以下组成的组:聚芳醚酮(paek)、优选聚醚醚酮(peek)、更优选交联paek、特别是交联peek、聚苯硫醚(pps)以及其混合物。同样可以采用前述组的共聚物。

28、在一种特别优选实施方式中,所述无氟聚合物为交联paek,特别是交联peek。本发明发现,交联paek,特别是交联peek,因其玻璃化转变范围增大而在柔韧性和温度稳定性方面具有特别有利的特性。

29、交联paek,优选交联peek,优选通过paek、优选peek与至少一种交联剂的交联来获得,该交联剂能够以每个交联剂分子形成至少两个亚胺基的方式与paek和/或peek的酮基热交联。所述交联剂优选选自

30、a)低聚物/聚合物,其具有至少两个酰胺基或者至少一个酰胺基和至少一个伯胺基或者至少两个酰亚胺基或者至少一个酰亚胺基和至少一个伯胺基,

31、b)不同于a)的具有至少两个伯胺基的饱和脂环化合物,

32、以及其混合物。

33、优选采用a)中的交联剂。

34、所述交联剂更优选地选自聚酰胺、聚酰亚胺、胺化二聚脂肪酸、以聚合的方式含有胺化二聚脂肪酸的低聚物/聚合物,以及其混合物。

35、所述交联剂更优选地为具有至少两个酰胺基的低聚物/聚合物,其中所述低聚物/聚合物含有聚合形式的单体,所述单体选自未取代或取代的芳族二羧酸、未取代或取代的芳族二羧酸的衍生物,以及脂肪族或脂环族二胺。

36、所述芳族二羧酸优选选自未取代或取代的邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二羧酸、萘二羧酸或二苯基二羧酸以及前述芳族二羧酸的衍生物和混合物。

37、所述脂肪族或脂环族二胺优选选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、已二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、2-甲基-1、8-辛二胺、癸二胺,十一烷二胺,十二烷二胺、2-甲基戊二胺、2,2,4-三甲基己二胺、2,4,4-三甲基己二胺、5-甲基壬二胺、2,4-二甲基辛二胺、5-甲基壬二胺、双(4-氨基环己基)-甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)-丙烷、1,3-双(氨基甲基)-环己烷和1,4-双氨基甲基环己烷、5-氨基-2,2,4-三甲基-1-环戊烷甲胺、5-氨基-1,3,3-三甲基环己烷甲胺(异佛尔酮二胺)、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、[3-(氨基甲基)-2-双环[2.2.1]庚基]-甲胺、胺化二聚脂肪酸以及其混合物。

38、所述聚酰胺特别是选自pa 4.t、pa 5.t、pa 6.t、pa 9.t、pa 8.t、pa 10.t、pa12.t、pa 6.i、pa 8.i、pa 9.i、pa 10.i、pa 12.i、pa 6.t/6、pa 6.t/10、pa 6.t/12、pa6.t/6.i、pa 6.t/8.t、pa 6.t/9.t、pa 6.t/10t、pa 6.t/12.t、pa 12.t/6.t、pa 6.t/6.i/6、pa 6.t/6.i/12、pa 6.t/6.1/6.10、pa 6.t/6.i/6.12、pa 6.t/6.6、pa 6.t/6.10、pa6.t/6.12、pa 10.t/6、pa 10.t/11、pa 10.t/12、pa 8.t/6.t、pa 8.t/66、pa 8.t/8.i、pa8.t/8.6、pa8.t/6.i、pa10.t/6.t、pa 10.t/6.6、pa 10.t/10.i、pa 10t/10.i/6.t、pa10.t/6.i、pa 4.t/4.i/46、pa 4.t/4.i/6.6、pa 5.t/5.i、pa5.t/5.i/5.6、pa5.t/5.i/6.6、pa 6.t/6.i/6.6、pa mxda.6、pa 6.t/ipda.t、pa 6.t/macm.t、pa t/pacm.t、pa 6.t/mxda.t、pa 6.t/6.i/8.t/8.i、pa 6.t/6.1/10.t/10.1、pa 6.t/6.i/ipda.t/ipda.i、pa6.t/6.i/mxda.t/mxda.i、pa 6.t/6.i/macm.t/macm.i、pa 6.t/6.i/pacm.t/pacm.i、pa6.t/10.t/ipda.t、pa6.t/12.t/ipda.t、pa6.t/10.t/pacm.t、pa 6.t/12.t/pacm.t、pa10.t/ipda.t、pa 12.t/ipda.t、pa4.6、pa6.6、pa6.12、pa6.10以及其共聚物和混合物。

39、所述交联剂更优选地为具有至少两个伯胺基的饱和脂环化合物,其选自胺化二聚脂肪酸、以聚合的方式含有胺化二聚脂肪酸的低聚物/聚合物,以及其混合物,特别是以下化合物

40、

41、或者以聚合的方式含有所述化合物的低聚物/聚合物。

42、可以根据期望的交联度调节交联剂的量。优选地,以交联剂和paek的总重量计,所述交联剂的比例为0.5重量%至20重量%,优选1重量%至10重量%,特别是4重量%至10重量%。本发明发现,具有这种交联比例的产品的稳定性特别有利。特别地在这个范围内调节交联剂量可以实现极佳的柔韧性和温度稳定性。

43、在另一优选实施方式中,所述交联剂为二(氨基苯基)化合物,其中两个氨基苯基环通过一个具有碳环残基的脂肪族基团相连。甚至更优选地,所述交联剂为下式的化合物

44、

45、根据本发明,所述无氟聚合物具有200℃以上、例如200℃至400℃、更优选220℃至400℃、特别是240℃至400℃的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点。

46、在另一优选实施方式中,所述无氟材料为酞菁(选项b1)。其中,如通常理解的,所述酞菁可以作为一种物质或不同物质的混合物存在。

47、在另一优选实施方式中,所述无氟材料为三聚氰胺衍生物,优选氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺,特别是单磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮(选项b2)。其中,特别优选地为磷酸三聚氰胺,特别是单磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮。如通常理解的,所述三聚氰胺衍生物和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮可以作为一种物质或不同物质的混合物存在。含有这种无氟材料的润滑脂具有极有利的摩擦系数水平,且至少部分地(特别是磷酸三聚氰胺)具有比ptfe更好的磨损防护性能。特别是与ptfe相比,在润滑剂中使用磷酸三聚氰胺导致剪切粘度减小,从而导致能效提高。

48、在另一优选实施方式中,所述无氟材料为混合物,所述混合物含有:无氟聚合物,其具有芳族、杂芳族和/或杂环基团以及200℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;和/或无氟酞菁(选项b1);三聚氰胺衍生物,特别是氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮(选项b3)。

49、根据本发明,所述无氟材料具有小于80μm的根据2020-01版iso 13320-1测得的平均粒度d50,例如1μm至80μm,更优选1μm至50μm、更优选1μm至20μm,特别是1μm至15μm。优选地,在4bar的试验压力下测量干燥的样品。适合的测量仪例如为malvern公司的mastersizer 3000。

50、使用平均粒度小于80μm的无氟材料的优点在于,材料可以极好且均匀地分布在高温润滑脂中,因为该高温润滑脂由于由此增大的比表面积(bet表面积)而具有更好的增稠效果,且能够特别好地到达摩擦部位。

51、根据本发明,所述高温润滑脂不含聚四氟乙烯,以及/或者含有以所述高温润滑脂的总重量计,比例小于6重量%、更优选小于4重量%、更优选小于2重量%、更优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%、特别是小于0.1重量%的聚四氟乙烯。这对环境保护有利。

52、此外,在一种优选实施方式中,所述高温润滑脂不含全氟或多氟产品,以及/或者以所述高温润滑脂的总重量计,仅含有比例小于6重量%、更优选小于4重量%、更优选小于2重量%、更优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%,特别是小于0.1重量%的全氟或多氟产品。

53、所述高温润滑脂中聚四氟乙烯的含量优选根据2008.04版din en iso 11357-1标准以ptfe的熔化焓进行测定。所述测量优选以如下方式实施:通过以适合的溶剂进行萃取来将包含可溶的添加剂成分在内的高温润滑脂的油相与不可溶的固体成分(如增稠剂(verdicker)、不可溶添加剂和/或固体润滑剂)分离,因为这样能提高测量精度。聚四氟乙烯为不可溶成分的部分。视具体应用的基础油,80/110号特种汽油、乙醇和/或甲基全氟丁基醚特别适合用作溶剂。80/110号特种汽油特别适用于基础油含有矿物油、pao、烷基芳烃、苯醚、酯、硅油和不含环氧乙烷或环氧乙烷含量较低的聚乙二醇以及其混合物的润滑脂。乙醇特别适用于含有由环氧乙烷含量较高的聚乙二醇形成的基础油的润滑脂。甲基全氟丁基醚特别适用于含有全氟聚醚作为基础油的润滑脂。含有两种无法混合的油的润滑脂优选经过两次萃取。这种脂通常被称为混合脂。这种混合脂例如可以含有全氟聚醚,且优选含有酯。因此,优选用80/110号特种汽油以及甲基全氟丁基醚来萃取这种混合脂,以将两种油与溶解在其中的添加剂分离。从得到的残留物中去除溶剂残留物。由此得到的干残留物与高温润滑脂的用量相关。得到以重量%为单位的残留物比例。从干残留物中称出20mg并放入容量为25μl的铝制dsc坩锅,并且在10k/min的升温速率下加热至600℃。对300℃与450℃间的吸热信号进行积分,峰面积(样品焓)与残留物中ptfe的量成正比。为进行校准,以类似的方式测量纯ptfe微粉(根据astm d4894,粒度d50=5μm,根据astm d1238,在372℃/2.16kg/2.095mm时的熔体流动指数=0.5g/10min)(参照物焓)。根据以下等式得出高温润滑脂中的ptfe含量:

54、(样品焓)/(参照物焓)*以重量%为单位的残留物比例=以重量%为单位的ptfe含量

55、在本发明的一种优选实施方式中,所述无氟材料、特别是所述无氟聚合物和/或所述高温润滑脂符合nsf/h1的标准。因此,优选地选择允许用作与食品接触的润滑剂的无氟材料,特别是无氟聚合物。特别优选地,所选高温润滑脂的所有原料均符合nsf-h1的标准。这使得本发明的高温润滑脂能够用于技术上无法避免地有机会与食品接触的用途。

56、根据本发明,以所述高温润滑脂的总重量计,所述无氟材料的比例为1重量%至55重量%。在一种优选实施方式中,所述无氟材料用作增稠剂。其中,所述无氟材料还可以用作降低摩擦系数的添加剂。在这个实施方式中,以所述高温润滑脂的总重量计,无氟材料的比例为优选10至55重量%,更优选20至50重量%,特别是25至50重量%。

57、因此,本发明的主题为一种高温润滑脂,其包含

58、(a)以所述高温润滑脂的总重量计,20重量%至88重量%、优选30重量%至88重量%、更优选50重量%至88重量%、特别是60重量%至88重量%的基础油,

59、(b)以所述高温润滑脂的总重量计,10重量%至55重量%、更优选20重量%至50重量%、特别是25重量%至50重量%的无氟材料,其中所述无氟材料具有小于80μm的根据2020-01版iso 13320-1测得的平均粒度(d50),例如1μm至80μm,更优选1μm至50μm、更优选1μm至20μm,特别是1μm至15μm,且选自由以下组成的组

60、(b1)无氟聚合物,其具有芳族、杂芳族和/或杂环基团以及200℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;无氟酞菁;以及其混合物;

61、(b2)三聚氰胺衍生物,特别是氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮;

62、(b3)含有选项b1中的无氟聚合物和/或无氟酞菁以及选项b2中的三聚氰胺衍生物和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮的混合物;

63、其中所述高温润滑脂不含聚四氟乙烯,以及/或者含有以所述润滑脂的总重量计,比例小于6重量%、更优选小于4重量%、更优选小于2重量%、更优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%、特别是小于0.1重量%的聚四氟乙烯。

64、其中,前述高温润滑脂的优选实施方式经必要修改可包括在本发明范围内所描述的优选实施方式中。

65、在一种优选实施方式中,具有无氟材料作为增稠剂的高温润滑脂具有另外的增稠剂,所述增稠剂不同于本发明所用的无氟材料。优选地,所述另外的增稠剂可单独或组合地选自由以下组成的组:金属皂,优选元素周期表的第一和第二主族元素的一价金属皂、元素周期表的第一、第二主族元素的复合金属皂,特别是锂皂、复合锂皂、复合铝皂、复合钠皂、复合钙皂、氮化硼、无定形二氧化硅,优选气相二氧化硅、硅酸盐,优选膨润土、滑石、云母、烷基和/或芳基(低聚)脲、蜡,特别是聚乙烯(pe)蜡、聚丙烯(pp)蜡、聚酰胺(pa)蜡,其中所述蜡具有100℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;炭黑、石墨、金属磺酸盐增稠剂,特别是磺酸钙增稠剂,金属硫族化物,特别是二硫化钼、二硫化钨,金属硒化物、金属磷酸盐,特别是焦磷酸锌、磷酸钙、磷酸氢锆。

66、在一种优选实施方式中,所述另外的增稠剂为(低聚)脲,特别是烷基和/或芳基(低聚)脲。其中,所述(低聚)脲可单独或组合地为二异氰酸酯,优选2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸二苯酯、4,4’-二异氰酸基-3-3’-二甲基联苯、4,4’-二异氰酸基-3,3’-二甲基苯基甲烷,与通式r’2-n-r的胺或通式r’2-n-r-nr’2的二胺,或者与胺和二胺的混合物的反应产物,其中r为具有2至22个碳原子的芳基残基、烷基残基或亚烷基残基,r’相同或不同地为氢、烷基残基、亚烷基残基或芳基残基。

67、在另一优选实施方式中,所述另外的增稠剂为磺酸钙增稠剂。磺酸钙增稠剂含有形式为方解石结晶碳酸钙和酸的钙盐,所述酸特别是芳族磺酸,甚至更优选为烷基苯磺酸、羧酸,特别是硬脂酸、12-羟基硬脂酸、乙酸、硼酸以及其混合物。

68、在另一优选实施方式中,所述另外的增稠剂为金属皂,特别是锂皂和/或复合锂皂。锂皂是指单官能羧酸的锂盐。特别优选采用具有8至22个碳原子、更优选14至20个碳原子的单官能羧酸的锂盐。特别优选的锂皂是硬脂酸、羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸、单羟基苯甲酸,特别是水杨酸的锂盐,和/或前述酸的混合物的锂盐。

69、复合锂皂是指单官能羧酸的锂盐与二羧酸和/或三羧酸的锂盐的混合物。优选地,复合锂皂具有包含8至22个碳原子、更优选14至20个碳原子的单官能羧酸的锂盐。特别优选地,复合锂皂具有硬脂酸、羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸、单羟基苯甲酸,特别是水杨酸的锂盐,和/或前述酸的混合物的锂盐。同样特别优选地,复合锂皂具有包含2至20个碳原子、更优选8至12个碳原子的二羧酸的锂盐。甚至更优选地,复合锂皂具有壬二酸、癸二酸、十二烷二酸的锂盐,和/或前述酸的混合物的锂盐。此外,复合锂皂还可以具有其他组分,例如短链羧酸(如乙酸和乳酸)和/或含磷的酸和/或硼酸的锂盐。

70、在另一优选实施方式中,所述另外的增稠剂为前述其他增稠剂中的两种或两种以上的组合。

71、如果使用所述另外的增稠剂,则以所述润滑脂的总重量计,所述另外的增稠剂的比例优选为3重量%至30重量%,更优选3重量%至20重量%,特别是3重量%至10重量%。

72、在另一优选实施方式中,所述无氟材料用作降低摩擦系数的添加剂。其中,所述材料视具体存在的量还可以用作增稠剂。在这个实施方式中,以所述高温润滑脂的总重量计,无氟材料的比例为优选1重量%至10重量%,更优选5重量%至7重量%,特别是1重量%至5重量%。

73、在无氟材料用作降低摩擦系数的添加剂的实施方式中,所述高温润滑脂优选具有不同于本发明所用的无氟材料的稠化剂。优选地,所述稠化剂可单独或组合选自由以下组成的组:

74、金属皂,优选元素周期表的第一和第二主族元素的一价金属皂、元素周期表的第一、第二主族元素的复合金属皂,特别是锂皂、复合锂皂、复合铝皂、复合钠皂、复合钙皂、氮化硼、无定形二氧化硅,优选气相二氧化硅、硅酸盐,优选膨润土、滑石、云母、烷基和/或芳基(低聚)脲、蜡,特别是聚乙烯(pe)蜡、聚丙烯(pp)蜡、聚酰胺(pa)蜡,其中所述蜡具有100℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;炭黑、石墨、金属磺酸盐增稠剂,特别是磺酸钙增稠剂,金属硫族化物,特别是二硫化钼、二硫化钨,金属硒化物、金属磷酸盐,特别是焦磷酸锌、磷酸钙、磷酸氢锆。

75、其中,所述(低聚)脲为单独或组合的二异氰酸酯,优选2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸二苯酯、4,4’-二异氰酸基-3-3’-二甲基联苯、4,4’-二异氰酸基-3,3’-二甲基苯基甲烷,与通式r’2-n-r的胺或通式r’2-n-r-nr’2的二胺,或者与胺和二胺的混合物的反应产物,其中r为具有2至22个碳原子的芳基残基、烷基残基或亚烷基残基,r’相同或不同地为氢、烷基残基、亚烷基残基或芳基残基。

76、在另一优选实施方式中,所述稠化剂为磺酸钙增稠剂。磺酸钙增稠剂含有形式为方解石结晶碳酸钙和酸的钙盐,所述酸特别是芳族磺酸,甚至更优选为烷基苯磺酸、羧酸,特别是硬脂酸、12-羟基硬脂酸、乙酸、硼酸以及其混合物。

77、在另一优选实施方式中,所述稠化剂为金属皂,特别是锂皂和/或复合锂皂。锂皂是指单官能羧酸的锂盐。特别优选采用具有8至22个碳原子、更优选14至20个碳原子的单官能羧酸的锂盐。特别优选的锂皂是硬脂酸、羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸、单羟基苯甲酸,特别是水杨酸的锂盐,和/或前述酸的混合物的锂盐。

78、复合锂皂是指单官能羧酸的锂盐与二羧酸和/或三羧酸的锂盐的混合物。优选地,复合锂皂具有包含8至22个碳原子、更优选14至20个碳原子的单官能羧酸的锂盐。特别优选地,复合锂皂具有硬脂酸、羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸、单羟基苯甲酸,特别是水杨酸的锂盐,和/或前述酸的混合物的锂盐。同样特别优选地,复合锂皂具有包含2至20个碳原子、更优选8至12个碳原子的二羧酸的锂盐。甚至更优选地,复合锂皂具有壬二酸、癸二酸、十二烷二酸的锂盐,和/或前述酸的混合物的锂盐。此外,复合锂皂还可以具有其他组分,例如短链羧酸(如乙酸和乳酸)和/或含磷的酸和/或硼酸的锂盐。

79、在另一优选实施方式中,所述稠化剂为前述其他稠化剂中的两种或两种以上的组合。

80、所述稠化剂优选为金属皂。优选的金属皂为上文针对所述另外的增稠剂所描述的金属皂。

81、其中,以所述润滑脂的总重量计,所述稠化剂的比例优选为3重量%至40重量%,更优选6重量%至30重量%,特别是8重量%至25重量%。

82、因此,本发明的一个主题为一种高温润滑脂,其包含

83、(a)以所述高温润滑脂的总重量计,20重量%至88重量%、优选30重量%至88重量%、更优选50重量%至88重量%、特别是60重量%至88重量%的基础油,

84、(b)以所述高温润滑脂的总重量计,1重量%至10重量%、更优选5重量%至7重量%、特别是1重量%至5重量%的无氟材料,其中所述无氟材料具有小于80μm的根据2020-01版iso 13320-1测得的平均粒度(d50),例如1μm至80μm,更优选1μm至50μm、更优选1μm至20μm,特别是1μm至15μm,且选自由以下组成的组

85、(b1)无氟聚合物,其具有芳族、杂芳族和/或杂环基团以及200℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;无氟酞菁;以及其混合物;

86、(b2)三聚氰胺衍生物,特别是氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮;

87、(b3)含有选项b1中的无氟聚合物和/或无氟酞菁以及选项b2中的三聚氰胺衍生物和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮的混合物;

88、(c)以所述润滑脂的总重量计,3重量%至40重量、更优选6重量%至30重量%且特别是8重量%至25重量%的稠化剂,所述稠化剂不同于所述无氟材料,

89、其中所述高温润滑脂不含聚四氟乙烯,以及/或者含有以所述润滑脂的总重量计,比例小于6重量%、更优选小于4重量%、更优选小于2重量%、更优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%、特别是小于0.1重量%的聚四氟乙烯。

90、其中,前述高温润滑脂的优选实施方式经必要修改可包括在本发明范围内所描述的实施方式中。

91、本发明发现,使用与ptfe中的常规用量相当的优选量的无氟材料可以得到特别持久的润滑剂。

92、根据本发明,所述高温润滑脂具有以所述高温润滑脂的总重量计,20重量%至88重量%、优选30重量%至88重量%、更优选50重量%至88重量%、特别是60重量%至88重量%的基础油。

93、优选地,所述基础油可单独或组合地选自由以下组成的组:酯,优选二季戊四醇酯、偏苯三酸酯、半偏三酸酯、均苯四酸酯、交内酯、季戊四醇酯、二聚酸酯、三聚酸酯、三羟甲基丙烷酯(tmp酯);醚,优选聚苯醚、二芳基醚、三芳基醚、聚乙二醇、直链或支链全氟聚醚油(pfpe油);合成烃,优选烷基萘、聚α烯烃(pao)、茂金属聚α烯烃(mpao);未经处理和经化学改性的植物油;iii类油;天然气合成(gtl)油;二甲基硅油;芳基硅油,优选烷基芳基硅油,特别是甲基/芳基硅油和完全芳基硅油。

94、更优选地,所述基础油可单独或组合地选自由以下组成的组:二季戊四醇酯、偏苯三酸酯、半偏三酸酯、均苯四酸酯、交内酯、季戊四醇酯、二聚酸酯、三聚酸酯、三羟甲基丙烷酯(tmp酯);聚苯醚、二芳基醚、三芳基醚、聚乙二醇、直链或支链全氟聚醚油(pfpe油);烷基萘、茂金属聚α烯烃(mpao);未经处理和经化学改性的植物油;iii类油;天然气合成(gtl)油;二甲基硅油;芳基硅油,优选烷基芳基硅油,特别是甲基/芳基硅油和完全芳基硅油。

95、在本发明的一种优选实施方式中,所述基础油可单独或组合地选自由以下组成的组:酯,优选二季戊四醇酯、偏苯三酸酯、半偏三酸酯、均苯四酸酯、交内酯、季戊四醇酯、二聚酸酯、三聚酸酯;醚,优选聚苯醚、二芳基醚、三芳基醚、直链或支链全氟聚醚油(pfpe油);合成烃,优选烷基萘、聚α烯烃(pao)、茂金属聚α烯烃(mpao);iii类油;芳基硅油,优选烷基芳基硅油,特别是甲基/芳基硅油和完全芳基硅油。

96、在本发明的另一优选实施方式中,所述基础油可单独或组合地选自由以下组成的组:二季戊四醇酯、偏苯三酸酯、半偏三酸酯、均苯四酸酯、交内酯、季戊四醇酯、二聚酸酯、三聚酸酯;聚苯醚、二芳基醚、三芳基醚;合成烃,优选烷基萘、聚α烯烃(pao)、茂金属聚α烯烃(mpao);芳基硅油,优选烷基芳基硅油,特别是甲基/芳基硅油和完全芳基硅油。

97、更优选地,所述基础油选自由以下组成的组:直链或支链全氟聚醚油(pfpe油)、优选支链全氟聚醚油(pfpe油)、聚α烯烃(pao)以及其混合物。

98、在另一优选实施方式中,所述基础油具有在40℃下为30mm2/sec至2000mm2/sec、更优选在40℃下为50mm2/sec至1200mm2/sec、特别是在40℃下为50mm2/sec至400mm2/sec的根据2014年9月版astm-d-7042测得的运动粘度。

99、在本发明的一种同样优选的实施方式中,所述基础油可单独或组合地选自由以下组成的组:根据2014年9月版astm-d-7042测得的40℃下运动粘度为50mm2/sec至1200mm2/sec的酯,优选二季戊四醇酯、偏苯三酸酯、半偏三酸酯、均苯四酸酯、交内酯、季戊四醇酯、二聚酸酯、三聚酸酯;根据2014年9月版astm-d-7042测得的40℃下运动粘度为30mm2/sec至1200mm2/sec的醚,优选聚苯醚、二芳基醚、三芳基醚、直链或支链全氟聚醚油(pfpe油);根据2014年9月版astm-d-7042测得的40℃下运动粘度为30mm2/sec至20000mm2/sec的合成烃,优选烷基萘、聚α烯烃(pao)、茂金属聚α烯烃(mpao);根据2014年9月版astm-d-7042测得的40℃下运动粘度为30mm2/sec至1200mm2/sec和/或根据2008.09版din 53019测得的25℃下运动粘度为30至2000000mm2/sec的iii类油、芳基硅油,优选烷基芳基硅油,特别是甲基/芳基硅油和完全芳基硅油。

100、在本发明的一种优选实施方式中,所述高温润滑脂具有抗磨损、抗氧化、抗腐蚀的添加剂,用于减小摩擦的添加剂,用于改善高压性能、倾点和/或粘度的添加剂。

101、如果使用所述添加剂,则以所述高温润滑脂的总重量计,优选存在比例为1重量%至10重量%、更优选1重量%至8重量、特别是1重量%至5重量%的添加剂。

102、特别是将可单独或组合地选自由以下组成的组的抗氧化剂用作抗氧化剂:芳族胺类抗氧化剂(如烷基化苯基-α-萘胺、二烷基二苯胺)、位阻酚(如丁基羟基甲苯(bht))。

103、所述抗磨剂优选可单独或组合地选自由以下组成的组:胺中和磷酸盐、烷基化和非烷基化三芳基磷酸盐、烷基化和非烷基化三芳基硫代磷酸盐、二烷基二硫代磷酸锌、钼或钨、氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸盐、二硫代氨基甲酸锌、钼或钨、二巯基-噻二唑。

104、所述抗腐蚀剂优选可单独或组合地选自由以下组成的组:基于磺酸钙,优选碱值(tbn)为100至500mg koh/g的“高碱值”磺酸钙、胺中和磷酸盐、烷基萘磺酸钙、恶唑啉衍生物、咪唑衍生物、琥珀酸半酯、n-烷基苯并三唑、苯并三唑的添加剂。

105、优选的高压添加剂可单独或组合地选自由以下组成的组:硫代磷酸盐、硫化化合物(优选硫化脂肪酸酯)、烷基多硫化物。

106、用于改善高压性能、倾点和/或粘度的添加剂可单独或组合地选自由以下组成的组:直链或支链的烷基化、丙烯酸酯化和脂肪族聚合物、共聚物。

107、在一种优选实施方式中,所述高温润滑脂具有200 1/10mm至400 1/10mm、优选2201/10mm至340 1/10mm、更优选250至340 1/10mm、特别是265 1/10mm至295 1/10mm的根据12/2016版din-iso 2137测得的工作锥入度。

108、优选地,所述润滑脂为粘稠润滑脂。在另一优选实施方式中,所述高温润滑脂为根据1981.12版din 51818的nlgi 1至3级、优选2级的润滑脂。

109、本发明还涉及一种制造高温润滑脂的方法,所述方法包括混合以下组分:

110、(a)以所述润滑脂的总重量计,20重量%至88重量%、优选30重量%至88重量%、更优选50重量%至88重量%特别是60重量%至88重量%的基础油,

111、(b)以所述高温润滑脂的总重量计,1重量%至55重量%的无氟材料,其中所述无氟材料具有小于80μm的根据2020-01版iso 13320-1测得的平均粒度(d50),例如1μm至80μm,更优选1μm至50μm、更优选1μm至20μm,特别是1μm至15μm,且选自由以下组成的组:

112、(b1)无氟聚合物,其具有芳族、杂芳族和/或杂环基团以及200℃以上的根据2008.04版din en iso 11357-1测得的熔点或分解点;无氟酞菁;以及其混合物;

113、(b2)三聚氰胺衍生物,特别是氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮;

114、(b3)含有选项b1中的无氟聚合物和/或无氟酞菁以及选项b2中的三聚氰胺衍生物和/或1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三硫酮的混合物;

115、其中所述高温润滑脂不含聚四氟乙烯,以及/或者含有以所述润滑脂的总重量计,比例小于6重量%、更优选小于4重量%、更优选小于2重量%、更优选小于1重量%、更优选小于0.5重量%、特别是小于0.1重量%的聚四氟乙烯。

116、其中,前述方法的优选实施方式经必要的修改可包括在本发明范围内针对本发明高温脂所描述的实施方式中。

117、本发明还涉及本发明的高温润滑脂用于润滑摩擦系统,特别是需要优选160℃以上、更优选180℃以上、特别是200℃以上的较高的最高使用温度的应用中的摩擦系统。

118、在本发明的一种优选实施方式中,本发明的高温润滑脂用于润滑滑动轴承,特别是链条、滚动轴承,以及/或者用于驱动化学工业中至少间歇地在160℃以上、更优选180℃以上、特别是200℃以上的温度下工作的生产设备。

119、在本发明的一种特别优选实施方式中,本发明的高温润滑脂被设计为用于滚动轴承的高温脂。其中,用于滚动轴承的高温脂是指根据din 51825:2004-06,在3000rpm、1500n的负载下和安装位置b处,在至少160℃,例如160℃至240℃和/或160℃至200℃度时达到其最高使用温度的脂。如果在试验温度下,轴承组的至少50%(至少5个试验轴承)达到至少100h的运行时间,则达到最高使用温度。

120、本发明的一种优选实施包括本发明的高温润滑脂用于如下的用途:用于润滑滑动轴承,特别是气阀、执行器、直线导引装置、进气歧管中的调节和控制阀、耦合器、螺钉、螺栓、配件、用于食品工业、特别是面包机和华夫饼机中的链条;用于滚动轴承,特别是用于木材压制设备或瓦楞纸设备的滚动轴承,以及/或者用于驱动化学工业中的生产系统。其中,滑动轴承、滚动轴承和/或化学工业中的生产系统优选至少间歇地在160℃以上、更优选180℃以上、特别是200℃以上的温度下工作。

121、本发明的用途的优选实施方式包括针对本发明的高温润滑脂所描述的实施方式。

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