脲基潤滑脂研制及性能分析
脲基潤滑脂是由含脲基的有機化合物稠化礦物油或合成油制備的。在脲基潤滑脂的生產(chǎn)過程中，因原材料的種類繁多，使得脲基潤滑脂的生產(chǎn)技術(shù)呈現(xiàn)多樣化的形式，使用不同的原料和工藝生產(chǎn)的脲基潤滑脂的性能也不盡相同。從基礎(chǔ)油、稠化劑、添加劑和制備工藝方面對聚尿脂性能的影響進行了概括。
1基礎(chǔ)油的影響
生產(chǎn)脲基潤滑脂的目的是制備應(yīng)用于較高溫度環(huán)境下的高溫潤滑脂，要求脲基潤滑脂具有較好的熱穩(wěn)定性和抗氧化安定性，因此選擇合適的基礎(chǔ)油是制備脲基潤滑脂的重要條件。
通常選用高溫性能較好的硅油、酯類油、聚醚、合成烴、精制礦物油等作為生產(chǎn)脲基潤滑脂的基礎(chǔ)油。由于硅油和酯類油的凝點低，選用硅油和酯類油可以制備高低溫性能優(yōu)良的脲基潤滑脂。
2稠化劑的影響
脲基化合物是異氰酸酯和有機胺的加成反應(yīng)產(chǎn)物，選擇不同的有機胺和異氰酸酯反應(yīng)可以制得性能不同的脲基潤滑脂。
2.1異氰酸酯的影響
根據(jù)異氰酸酯中含-NOC-基團的數(shù)目，可以分為單異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯和多異氰酸酯。不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的異氰酸酯是影響脲基潤滑脂性能的重要因素，異氰酸酯對潤滑脂的滴點、錐入度和機械安定性的影響較大，但對鋼網(wǎng)分油、水淋流失量和腐蝕性影響較小。
在胺相同的情況下，MDI(4，4'-亞甲基二苯二異氰酸酯)脲基潤滑脂的性能好于TDI(甲苯二異氰酸酯)。在MDI分子中，2個NCO位于MDI分子的兩端，這樣的結(jié)構(gòu)與有機胺反應(yīng)易于形成線性分子結(jié)構(gòu)，而線性分子結(jié)構(gòu)中的分子間作用力較強，有利于潤滑脂滴點等性能的提高;但是在TDI分子中，1個苯環(huán)上同時有3個取代基，形成空間位阻，不利于TDI與有機胺的反應(yīng)，而且影響反應(yīng)生成的脲分子間的作用力，不利于分子的疊加，因此對制備的脲基潤滑脂性能會產(chǎn)生不利影響。
2.2有機胺的影響
各種伯胺、仲胺和二胺都可以用于制備脲基稠化劑，有機胺的類型對潤滑脂的性能影響較大。在制備脲基潤滑脂時，采用單一脂肪胺制備的脲基潤滑脂滴點不穩(wěn)定，而采用單一芳香胺制備的潤滑脂外觀比較粗糙，稠化劑用量也較高。因此常采用脂肪胺和芳香胺混合，制備的潤滑脂性能穩(wěn)定而且稠化能力強，滴點高，稠度大和抗氧化性能好。
一般規(guī)律是芳香胺/MDI制備的脲基潤滑脂滴點較高，但是外觀粗糙;脂肪胺/MDI制備的脲基潤滑脂滴點較低。造成這種差異的原因在于脲基稠化劑的纖維結(jié)構(gòu)上的差異。芳香胺/MDI制備的稠化劑呈短纖維結(jié)構(gòu)，其稠化能力弱，制備的潤滑脂稠度小，但滴點較高;脂肪胺/MDI制備的稠化劑呈條狀或棒狀結(jié)構(gòu)，其稠化能力較強，滴點較低。
長鏈脂肪胺制備的脲基潤滑脂滴點低于短鏈脂肪胺制備的脲基潤滑脂，不同比例的混合胺對制備的潤滑脂的性能也有一定影響。在制備脲基潤滑脂時，應(yīng)注意選擇脂肪胺和芳香胺的合適比例。脲基潤滑脂的氧化安定性好壞與脲基稠化劑中芳環(huán)碳數(shù)的相對含量有關(guān)，芳環(huán)碳數(shù)相對含量越大，制備的脲基潤滑脂的氧化安定性越好。一般來說，芳香胺或環(huán)烷胺制備的潤滑脂的抗氧化能力優(yōu)于脂肪胺制備的潤滑脂;對于脂肪胺制備的脲基潤滑脂來說，胺的碳鏈越長，制備的脲基潤滑脂的氧化安定性越差。
3添加劑的影響
一般來說，適用于皂基潤滑脂的添加劑，都可以用于脲基潤滑脂。常用的防銹劑如T406、石油磺酸鈣、二壬基萘硫酸鋇對脲基潤滑脂氧化安定性的影響不大;磷酸胺類、噻二唑多硫化合物、T301等極壓劑會使脲基潤滑脂的氧化安定性變壞。而多數(shù)常用極壓抗磨劑有利于改善潤滑脂的氧化安定性，尤其是二正丁基硫代氨基甲酸鹽，由于本身兼有抗氧功能，加入后會使脲基潤滑脂氧化性明顯提高。在該系列添加劑中，其抗氧化功能以鉬鹽最強，銅鹽最弱。
為改善脲基潤滑脂的剪切安定性，人們開發(fā)了用于改善脲基潤滑脂剪切安定性的添加劑，如聚酯、聚酰胺、酰化烯基多胺和多羥基化合物，這些化合物與脲分子之間形成氫鍵，改變了凝膠粒子的結(jié)構(gòu)強度，提高了剪切安定性。
苯酚(或烷基酚)、甲醛和有機胺按不同比例發(fā)生反應(yīng)，可以得到Marrich堿，在脲基潤滑脂中添加0.1%~10%的Marrich堿，可使防銹性能達到0級(ASTMD1743)。
4制備工藝的影響
脲基潤滑脂的制備工藝按照生產(chǎn)特點可分為預(yù)制法、溶劑法和直接法3種。
預(yù)制法制備的脲基潤滑脂稠化能力較低，同時生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜;溶劑法制備的脲基稠化劑稠化能力強，但為了得到良好儲存安定性和使用性能的脲基潤滑脂，必須控制條件和選擇適當(dāng)溶劑。目前國外脲基潤滑脂多采用直接法制備，但是熔點較高的有機胺(如連苯胺)即使在140C下反應(yīng)仍難成脂，反應(yīng)溫度過高，將導(dǎo)致異氰酸酯大量揮發(fā)，對反應(yīng)不利。
脲基潤滑脂的制備溫度是影響脲基潤滑脂結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的重要因素，其纖維結(jié)構(gòu)隨著制備溫度的升高，從開始生成到長大、鉸鏈直至完全形成實心棒狀結(jié)構(gòu)。在高溫下脲基稠化劑分子形成氫鍵的能力明顯增強，隨著煉制溫度的升高，脲分子間的氫鍵數(shù)目隨之增加，脲分子從雜亂無序的結(jié)構(gòu)排列向有序結(jié)構(gòu)排列轉(zhuǎn)變，并通過氫鍵形成穩(wěn)定的空間骨架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時基礎(chǔ)油在高溫下被活化，并被充分地吸入空間螺旋管內(nèi)，最終形成結(jié)合緊密、熱穩(wěn)定性好的脲基潤滑脂。另外，脲基潤滑脂的結(jié)構(gòu)是影響滴點的根本原因。經(jīng)過高溫制備與膨化，潤滑脂形成穩(wěn)定的纖維晶體結(jié)構(gòu)，改善了潤滑脂的理化指標(biāo)，從而提高了脲基潤滑脂的滴點。
后處理工藝對脲基潤滑脂的外觀、稠度、分油、滴點等理化性能有明顯影響，要制備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能良好的脲基潤滑脂，必須針對配方體系選擇適宜的后處理工藝摘自中國潤滑油信息網(wǎng)
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