專利名稱：制備脲潤滑脂的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備脲潤滑脂的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：
由于潤滑脂可以便利地應(yīng)用于典型的潤滑脂潤滑用途中，包括多種車用恒速接頭的軸承、球形接頭、輪軸軸承、交流發(fā)電機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)、滾珠絲杠、機(jī)床的直線導(dǎo)軌、多種施工設(shè)備的滑動(dòng)區(qū)和鋼鐵設(shè)備中的承承和齒輪以及多種其它工業(yè)機(jī)械設(shè)施，脲潤滑脂已獲得迅速增長。
在特定用途中，例如其中響應(yīng)目前小型化、減重和不利使用環(huán)境的趨勢而強(qiáng)烈需要滑動(dòng)區(qū)的耐用性和降低摩擦及摩損的包括恒速接頭(CVJ)的多種車用部件，和在需要高耐熱性、抗磨性潤滑脂的鋼鐵設(shè)備中，脲潤滑脂的應(yīng)用已經(jīng)穩(wěn)定增長。
除了組成脲潤滑脂的各組分外，對(duì)脲潤滑脂的最終性質(zhì)和特性有貢獻(xiàn)的另一個(gè)因素是制備脲潤滑脂的特定方法和條件。工藝條件例如各組分的分散和混合以及溫度變化可能是影響脲潤滑脂結(jié)構(gòu)例如所形成纖維的屬性的重要因素。
Christian Rasp等人的美國專利US 5,314,982公開了制備聚脲潤滑脂的三部分方法，其也可以在大的工業(yè)規(guī)模中應(yīng)用，其特征在于(a)通過二異氰酸酯與胺的反應(yīng)而制備帶有親油性基團(tuán)的聚脲，所述反應(yīng)在不含溶劑的條件下在80-120℃、優(yōu)選為85-95℃的反應(yīng)螺桿上進(jìn)行(變體A)、或者在甲苯介質(zhì)中在20-80℃、優(yōu)選為30-60℃下進(jìn)行(變體B)，(b)完全反應(yīng)后，將按(a)制備的聚脲以固體、干態(tài)形式磨碎，得到粉末(至少70wt％的粉末的粒度為約100-400μ)，和(c)將磨碎的粗產(chǎn)品在所應(yīng)用的基油中在高溫下制成“糊劑”(增濕)(140-180℃下10-30分鐘)和再次冷卻至室溫，之后在400-1500bar的壓力下(自動(dòng)加熱至100℃)在高壓均化器中通過完全均質(zhì)化(如果合適，在多次通過中)處理成潤滑脂，所生產(chǎn)的潤滑脂容易重現(xiàn)的和與之前慣用的原位制備的情況基本相同的性質(zhì)。
A.Gordon Alexander的美國專利US 4,392,967公開了應(yīng)用螺桿處理裝置連續(xù)制備潤滑脂的方法，所述方法包括(a)向螺桿處理裝置的選定位置加入原材料和潤滑油，所述螺桿處理裝置含有用來進(jìn)行不同的操作步驟的一組相鄰的、縱向相連的桶區(qū)和容納橫穿桶區(qū)內(nèi)部并具有沿其長度的單獨(dú)元件以進(jìn)行所需操作的旋轉(zhuǎn)螺桿設(shè)備；(b)通過連續(xù)操作所述旋轉(zhuǎn)螺桿，沿所述處理裝置混合和輸送所述原材料通過相鄰的桶區(qū)；(c)在輸送所述材料通過所述處理裝置的同時(shí)，通過應(yīng)用位于各桶中或者與之相鄰的多個(gè)換熱設(shè)施控制所述材料的溫度，以輔助進(jìn)行分散、反應(yīng)、脫水和/或均質(zhì)化操作步驟；(d)在所述處理裝置中選定的桶排放點(diǎn)處排出源自原料混合物脫水的水；(e)在脫水步驟后，在下游桶位置處加入另外的潤滑油和/或添加劑；(f)通過連續(xù)旋轉(zhuǎn)所述螺桿設(shè)備均質(zhì)化所述完成了的潤滑脂制劑；和(g)從所述螺桿處理裝置的末端桶區(qū)脫除成品潤滑脂。
不管脲潤滑脂和制備脲潤滑脂的方法的歷史，仍然存在對(duì)制備脲潤滑脂的連續(xù)方法的需求，所述方法將提供有關(guān)過程、過程穩(wěn)定性、質(zhì)量控制和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。也仍然存在提供制備脲潤滑脂的方法的需求，所述方法將在不明顯改變所使用設(shè)備的條件下，提供可應(yīng)用于多種類型脲潤滑脂的靈活性。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供制備脲潤滑脂的方法，包括(a)向第一進(jìn)料區(qū)加入第一進(jìn)料組分；(b)向第二進(jìn)料區(qū)加入第二進(jìn)料組分；(c)在第一反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第一次反應(yīng)-混合；和(d)在冷卻-混合區(qū)內(nèi)進(jìn)行冷卻-混合。
本發(fā)明還提供制備脲潤滑脂的方法，包括(a)向第一進(jìn)料區(qū)中加入第一進(jìn)料組分；(b)向第二進(jìn)料區(qū)加入第二進(jìn)料組分；(c)在第一反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第一次反應(yīng)-混合；(d)向第三進(jìn)料區(qū)加入第三進(jìn)料組分；(e)在第二反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第二次反應(yīng)-混合；和(f)在冷卻-混合區(qū)中進(jìn)行冷卻-混合。
本發(fā)明還提供制備脲潤滑脂的設(shè)備，包括(a)第一進(jìn)料區(qū)；(b)第二進(jìn)料區(qū)；(c)第一反應(yīng)-混合區(qū)；和(d)冷卻-混合區(qū)。
本發(fā)明還提供制備脲潤滑脂的設(shè)備，包括(a)第一進(jìn)料區(qū)；(b)第二進(jìn)料區(qū)；(c)第一反應(yīng)-混合區(qū)；(d)第三進(jìn)料區(qū)；(e)第二反應(yīng)-混合區(qū)；和(f)冷卻-混合區(qū)。



參考附圖，詳細(xì)和僅以示例的方式描述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案。
圖1示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明方法用于制備脲潤滑脂如四脲潤滑脂的過程。
圖2示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明方法用于制備脲潤滑脂如二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的過程。
圖3示意性圖示了本發(fā)明用于制備四脲潤滑脂的設(shè)備。
圖4示意性圖示了本發(fā)明用于制備二脲潤滑脂的設(shè)備。
具體進(jìn)行方式 本發(fā)明提供制備脲潤滑脂包括例如脲基礎(chǔ)潤滑脂、脲成品潤滑脂或它們的組合的方法。本發(fā)明優(yōu)選提供連續(xù)制備脲潤滑脂包括例如脲基礎(chǔ)潤滑脂、脲成品潤滑脂或它們的組合的方法。如本文所用，術(shù)語“連續(xù)的”和“連續(xù)地”指相比于常規(guī)技術(shù)如間歇處理，本發(fā)明的方法通常隨時(shí)間和順序不間斷地進(jìn)行。
本發(fā)明提供一個(gè)或多個(gè)如下的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以應(yīng)用本發(fā)明的方法連續(xù)地制備脲潤滑脂，如二脲潤滑脂、或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、或四脲潤滑脂、或它們的組合。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供的靈活性使本發(fā)明的方法適合于提供各種類型的脲潤滑脂，例如二脲潤滑脂、或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、或四脲潤滑脂、或它們的組合，而不需要顯著變化設(shè)備或流路。
脲潤滑脂通常包含脲潤滑脂增稠劑和基油。按照本發(fā)明方法制備或生產(chǎn)的脲潤滑脂包含的脲潤滑脂增稠劑的重量百分?jǐn)?shù)通常為脲潤滑脂總重量的2-25wt％，優(yōu)選為3-20wt％，和更優(yōu)選為5-20wt％。
脲潤滑脂增稠劑的例子包括二脲潤滑脂增稠劑、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂增稠劑、四脲潤滑脂增稠劑、和它們的組合。當(dāng)制備脲潤滑脂增稠劑時(shí)，另外例如，可能發(fā)生交聯(lián)。
適合于在本發(fā)明方法中應(yīng)用的基油(在本領(lǐng)域中也稱為潤滑油)通常可以與經(jīng)常選用于油潤滑或例如用于從間歇處理制備潤滑脂的基油相同。基油，本文也通常稱為油，可以為礦物源、合成源、或它們的組合。礦物源的基油可以為礦物油，例如由溶劑精制或加氫處理所產(chǎn)生的那些。合成源的基油可以通常包括C10-C50烴聚合物的混合物，例如α-烯烴的聚合物、酯類合成油、醚類合成油、以及它們的組合。基油也可以包括費(fèi)-托衍生的高鏈烷烴產(chǎn)物。
合成油的合適例子包括聚烯烴如α-烯烴低聚物和聚丁烯、聚亞烷基二醇如聚乙二醇和聚丙二醇、二酯如二-2-乙基己基癸二酸酯和二-2-乙基己基己二酸酯、多元醇酯如三羥甲基丙烷酯和季戊四醇酯、全氟烷基醚、硅油、聚苯醚，或者單獨(dú)使用或者作為混合油使用。
基油的合適例子包括中等粘度的礦物油、高粘度的礦物油以其它們的組合。中等粘度礦物油的粘度通常為在100℃下5-15mm2/s厘斯(cSt)，優(yōu)選為在100℃下6-12mm2/s(cSt)，且更優(yōu)選為在100℃下7-12mm2/s(cSt)。高粘度礦物油的粘度通常為在100℃下15-40mm2/s(cSt)，和優(yōu)選為在100℃下15-30mm2/s(cSt)。
可以方便應(yīng)用的礦物油的合適例子包括由Shell Group的會(huì)員公司以名稱“HVI”、“MVIN”、或“HMVIP”銷售的那些。也可以應(yīng)用由蠟的加氫異構(gòu)化制備的那類聚α-烯烴和基油，例如Shell Group的會(huì)員公司以名稱“XHVI(商標(biāo)名)”銷售的那些。
可以應(yīng)用本發(fā)明方法制備的合適的脲潤滑脂的例子包括二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂、和它們的組合。
實(shí)例四脲潤滑脂可以使用本發(fā)明方法如下進(jìn)行制備在基油存在下，使具有通式OCN-R1-NCO的第一進(jìn)料組分(A)、包含具有通式NH2R2的單胺的第二進(jìn)料組分(B)和包含具有通式NH2R3NH2的二胺的另一第二進(jìn)料組分(C)接觸，其中R1包括含有2-30個(gè)碳原子的亞烴基，R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基，和R3包括含有2-12個(gè)碳原子的亞烴基或包含2-12個(gè)碳原子的聚氧亞烴基。包括(A)、(B)和(C)的進(jìn)料組分的重量比由四脲潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，使得進(jìn)料組分完全反應(yīng)以提供四脲潤滑脂增稠劑。
實(shí)例二脲潤滑脂可以使用本發(fā)明方法如下進(jìn)行制備在基油存在下，使具有通式OCN-R1-NCO的第一進(jìn)料組分(A)與包含具有通式NH2R2的單胺的一種或多種進(jìn)料組分如進(jìn)料組分(D)和進(jìn)料組分(E)接觸，其中R1包括含有2-30個(gè)碳原子的亞烴基、R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基。包括(A)和單胺的進(jìn)料組分如進(jìn)料組分(A)、(D)和(E)的重量比由二脲潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，使得進(jìn)料組分完全反應(yīng)以提供二脲潤滑脂增稠劑。
三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂可以以類似于制備二脲潤滑脂的方式來制備。三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂通常包含三脲-單氨基甲酸酯分子，和也可以包含二脲分子、單脲-單氨基甲酸酯分子、二氨基甲酸酯分子、或它們的組合。實(shí)例三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂可以使用本發(fā)明方法如下進(jìn)行制備在基油存在下，使具有通式OCN-R1-NCO的第一進(jìn)料組分(A)、包含醇的進(jìn)料組分(F)、和包含具有通式NH2R2的單胺的進(jìn)料組分以及包含具有通式NH2R3NH2的二胺的進(jìn)料組分接觸，其中R1包括含有2-30個(gè)碳原子的亞烴基，R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基，和R 3包括含有2-12個(gè)碳原子的亞烴基或含有2-12個(gè)碳原子的聚氧亞烴基。通常，在與胺接觸前，醇與第一進(jìn)料組分(A)反應(yīng)。包含單胺的進(jìn)料組分和包含二胺的進(jìn)料組分可以包含一種進(jìn)料組分，如進(jìn)料組分(G)。包括(A)、醇、單胺和二胺的進(jìn)料組分如進(jìn)料組分(A)、(F)和(G)的重量比由三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，使得進(jìn)料組分完全反應(yīng)以提供三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂增稠劑。
如本文R1所涉及的，亞烴基包括可以為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族、或它們的組合的二價(jià)烴基團(tuán)，例如但不限于在不同碳原子上包含兩個(gè)自由價(jià)的亞烷基芳基、亞芳烷基、亞烷基環(huán)烷基、亞環(huán)烷基芳基、或它們的組合。如本文R2所涉及的，烴基包括包含氫和碳且可以為脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、或它們的組合的單價(jià)有機(jī)自由基，例如但不限于芳烷基、烷基、芳基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、或它們的組合，和可以為飽和的或烯屬不飽和的(一個(gè)或多個(gè)雙鍵碳，共軛或者非共軛的)。
如本文R3所涉及的，亞烴基包括包含氫和碳且可以為脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、或它們的組合的二價(jià)有機(jī)自由基，例如但不限于芳烷基、烷基、芳基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、或它們的組合，和可以為飽和的或烯屬不飽和的(一個(gè)或多個(gè)雙鍵碳，共軛或者非共軛的)。如本文R3所涉及的，聚氧亞烴基包括可以為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族、或它們的組合的二價(jià)烴自由基，例如但不限于在不同的碳原子上包含兩個(gè)自由價(jià)的、具有2-5個(gè)重復(fù)單元的亞烷基芳基、亞芳烷基、亞烷基環(huán)烷基、亞環(huán)烷基芳基、或它們的組合。
應(yīng)用本發(fā)明方法可以用于制備脲潤滑脂的合適二異氰酸酯的例子包括二苯基甲烷二異氰酸酯、亞苯基二異氰酸酯、二苯基二異氰酸酯、苯基二異氰酸酯、甲代亞苯基二異氰酸酯(TDI)、亞萘基二異氰酸酯、甲代亞苯基鄰-二異氰酸酯(TODI)和它們的組合。應(yīng)用本發(fā)明方法可以用于制備脲潤滑脂的合適單胺的例子包括辛基胺、十二烷基胺(月桂胺)、十四烷基胺(肉豆蔻基胺)、十六烷基胺、十八烷基胺(牛油胺，也稱為硬脂胺)、油基胺、苯胺、芐胺、對(duì)-甲苯胺、對(duì)-氯-苯胺、間-二甲代苯胺、和它們的組合。應(yīng)用本發(fā)明方法可以用于制備脲潤滑脂的合適二胺的例子包括乙二胺(EDA)、丙二胺、丁二胺、戊二胺、六亞甲基二胺(HMDA)、聚氧亞甲基二胺、聚氧亞乙基二胺、聚氧亞丙基二胺、聚氧異亞丙基二胺、聚醚胺、三乙二醇二胺、和它們的組合。應(yīng)用本發(fā)明方法可以用于制備脲潤滑脂(例如三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂)的合適醇的例子包括1-十二烷醇(月桂醇)、1-十四烷醇(肉豆蔻醇)、1-十六烷醇(鯨蠟(或棕櫚)醇)、1-十八烷醇(硬脂醇)、順-9-十八烯-1-醇(油醇)、9-十八碳二烯-1-醇(不飽和的棕櫚油醇)、12-十八碳二烯-1-醇(亞油醇)、和它們的組合。
例如，四脲潤滑脂可以應(yīng)用如下的本發(fā)明方法制備在基油存在下，使包含例如甲代亞苯基二異氰酸酯(TDI)的第一進(jìn)料組分(A)(例如20wt％甲代亞苯基2，6-二異氰酸酯和80wt％甲代亞苯基2，4-二異氰酸酯的共混物)、包含例如1-十八烷基胺(也稱為牛油胺)的第二進(jìn)料組分(B)和包含例如六亞甲基二胺(HMDA)的另一第二進(jìn)料組分(C)接觸。
第二進(jìn)料組分(B)與另一第二進(jìn)料組分(C)的重量比可以為提供四脲潤滑脂的任意重量比。例如，1-十八烷基胺與六亞甲基二胺(HMDA)的重量比可以從4.2∶1至上限，所述上限由提供四脲潤滑脂所需的六亞甲基二胺(HMDA)最小量所限定。所述上限的一個(gè)例子可以為100∶1，從而提供4.2∶1至100∶1的實(shí)例重量比。例如，100wt％的1-十八烷基胺和0wt％的六亞甲基二胺(HMDA)提供不含四脲潤滑脂的二脲潤滑脂。除了進(jìn)料組分(B)與(C)的重量比，包括(A)、(B)和(C)的進(jìn)料組分的剩余比例由四脲潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，從而使進(jìn)料組分完全反應(yīng)，以提供四脲潤滑脂增稠劑。
另外例如，四脲潤滑脂可以應(yīng)用如下的本發(fā)明方法制備在基油存在下，使包含例如甲代亞苯基二異氰酸酯(TDI)的第一進(jìn)料組分(A)(例如20wt％的甲代亞苯基2，6-二異氰酸酯和80wt％的甲代亞苯基2，4-二異氰酸酯的共混物)、包含例如1-十八烷基胺(也稱為牛油胺)的第二進(jìn)料組分(B)和包含例如乙二胺(EDA)的另一第二進(jìn)料組分(C)接觸。
第二進(jìn)料組分(B)與另一第二進(jìn)料組分(C)的重量比可以為提供四脲潤滑脂的任意重量比。例如，1-十八烷基胺與乙二胺(EDA)的重量比可以從8.1∶1至上限，所述上限由提供四脲潤滑脂所需的乙二胺(EDA)最小量所限定。所述上限的一個(gè)例子可以為100∶1，從而提供8.1∶1至100∶1的實(shí)例重量比。例如，100wt％的1-十八烷基胺和0wt％的乙二胺(EDA)提供不含四脲潤滑脂的二脲潤滑脂。除了進(jìn)料組分(B)與(C)的重量比，包括(A)、(B)和(C)的進(jìn)料組分的剩余比例由四脲潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，從而使進(jìn)料組分完全反應(yīng)，以提供四脲潤滑脂增稠劑。
另外例如，四脲潤滑脂可以應(yīng)用如下的本發(fā)明方法制備在基油存在下，使包含例如4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(也稱為亞甲基二異氰酸酯或MDI)的第一進(jìn)料組分(A)、包含例如1-十八烷基胺(也稱為牛油胺)的第二進(jìn)料組分(B)和包含例如聚氧亞丙基二胺(POD)的另一第二進(jìn)料組分(C)接觸。
第二進(jìn)料組分(B)與另一第二進(jìn)料組分(C)的重量比可以為提供四脲潤滑脂的任意重量比。例如，1-十八烷基胺與聚氧亞丙基二胺(POD)的重量比可以從2.3∶1至上限，所述上限由提供四脲潤滑脂所需的聚氧亞丙基二胺(POD)最小量所限定。所述上限的一個(gè)例子可以為100∶1，從而提供2.3∶1至100∶1的實(shí)例重量比。例如，100wt％的1-十八烷基胺和0wt％的聚氧亞丙基二胺(POD)提供不含四脲潤滑脂的二脲潤滑脂。除了進(jìn)料組分(B)與(C)的重量比，包括(A)、(B)和(C)的進(jìn)料組分的剩余比例由四脲潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，從而使進(jìn)料組分完全反應(yīng)，以提供四脲潤滑脂增稠劑。
另外例如，二脲潤滑脂可以應(yīng)用如下的本發(fā)明方法制備在基油存在下，使包含例如4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(也稱為亞甲基二異氰酸酯或MDI)的第一進(jìn)料組分(A)、包含例如辛基胺的第二進(jìn)料組分(D)、和包含例如十二烷基胺的第三進(jìn)料組分(E)接觸。
第二進(jìn)料組分(D)與第三進(jìn)料組分(E)的重量比可以為提供二脲潤滑脂的任意重量比。例如，辛基胺與十二烷基胺的量可以是100wt％的辛基胺和0wt％的十二烷基胺至0wt％的辛基胺和100wt％的十二烷基胺。除了組分(D)與(E)的量，包括(A)、(D)和(E)的進(jìn)料組分的剩余比例由二脲潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，從而使進(jìn)料組分完全反應(yīng)，以提供二脲潤滑脂增稠劑。
另外例如，三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂可以應(yīng)用如下的本發(fā)明方法制備在基油存在下，使包含例如甲代亞苯基二異氰酸酯(也稱為TDI)的第一進(jìn)料組分(A)(例如20wt％的甲代亞苯基2，6-二異氰酸酯和80wt％的甲代亞苯基2，4-二異氰酸酯的共混物)、包含例如1-十八烷醇(硬脂醇)的第二進(jìn)料組分(F)、和包含例如1-十八烷基胺(也稱為牛油胺)和乙二胺(EDA)的第三進(jìn)料組分(G)接觸。
另外例如，第三進(jìn)料組分(G)可以被分離為兩個(gè)進(jìn)料組分，其中一個(gè)進(jìn)料組分包含1-十八烷基胺，和另一個(gè)進(jìn)料組分包含乙二胺。通常，可以以任意順序添加胺。例如，為了使三脲-單氨基甲酸酯或四脲分子的比例最大化，通?？梢栽趩伟分凹尤攵?。另外例如，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，通常可以在基油存在下作為第三進(jìn)料組分加入所有的乙二胺(EDA)和部分的單胺，和可以在基油存在下作為第四進(jìn)料組分加入余量單胺。另外例如，第三進(jìn)料組分然后第四進(jìn)料組分的順序可以反過來，從而提供對(duì)于脲潤滑脂滾動(dòng)軸承應(yīng)用、齒輪應(yīng)用和它們的組合可能是有利的不同增稠劑纖維結(jié)構(gòu)。
進(jìn)料組分(G)的重量比可以為提供三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的任意重量比。例如，1-十八烷基胺與乙二胺(EDA)的重量比可以為從4.0∶1至7.0∶1，同時(shí)保持化學(xué)計(jì)量。進(jìn)料組分(F)與進(jìn)料組分(G)的重量比可以為提供三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的任意重量比。例如，1-十八烷醇(硬脂醇)與乙二胺(EDA)的重量比可以為4.5∶1至6.0∶1，同時(shí)保持化學(xué)計(jì)量。另外例如，當(dāng)存在比化學(xué)計(jì)量所需少的乙二胺(EDA)時(shí)，可以用獨(dú)立于三脲-單氨基甲酸酯分子的單個(gè)二異氰酸酯分子制備雙-組分。例如，如果兩個(gè)單胺分子與二異氰酸酯分子反應(yīng)，則提供二脲分子。另外例如，如果單胺分子和醇分子與二異氰酸酯分子反應(yīng)，則提供單脲-單氨基甲酸酯分子。另外例如，如果兩個(gè)醇分子與二異氰酸酯分子反應(yīng)，則提供二氨基甲酸酯分子。因此，可以提供包含三脲-單氨基甲酸酯分子和二脲分子、單脲-單氨基甲酸酯分子、二氨基甲酸酯分子、或它們的組合的脲潤滑脂。除了單胺與二胺的重量比以及醇與二胺的重量比，進(jìn)料組分的剩余比例由三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量確定，從而使進(jìn)料組分完全反應(yīng)，以提供三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂增稠劑。
按本發(fā)明方法制備的脲潤滑脂可以包含一種或多種添加劑，其量為本應(yīng)用領(lǐng)域通常使用的量，以向脲潤滑脂提供某些理想的特性，包括例如氧化穩(wěn)定性、膠粘性、極壓性質(zhì)、緩蝕性、降低摩擦和磨損、和它們的組合。
合適添加劑的例子包括抗氧化劑、防銹添加劑、抗磨劑、極壓添加劑、傾點(diǎn)下降劑、金屬鈍化劑、膠粘劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、和它們的組合。
合適添加劑的例子包括極壓/抗磨劑，例如鋅鹽，如二烷基或二芳基二硫代磷酸鋅、硼酸鹽、二硫代磷酸鉬、取代的噻二唑、通過例如二烷氧基胺與取代的有機(jī)磷酸鹽反應(yīng)制備的聚合氮/磷化合物、胺磷酸鹽、硫化的天然或合成源鯨油、硫化的豬油、硫化的酯、硫化的脂肪酸酯、硫化的材料、有機(jī)磷酸鹽(例如根據(jù)通式(OR)3P＝O，其中R為烷基、芳基或芳烷基)，和三苯基硫代磷酸鹽；一種或多種高堿性含金屬清凈劑，例如鈣或鎂的烷基水楊酸鹽、烷基芳基磺酸鹽或烷基磺酸鹽；無灰分散添加劑，如聚異丁烯丁二酸酐和胺或酯的反應(yīng)產(chǎn)物；抗氧化劑，如受阻酚或胺，例如苯基α-萘胺；防銹添加劑，如環(huán)烷酸鋅；摩擦改進(jìn)添加劑；粘度指數(shù)改進(jìn)劑；傾點(diǎn)下降添加劑；膠粘劑，和它們的組合。也可以加入固體材料如石墨、細(xì)分的二硫化鉬、滑石、金屬粉末，和各種聚合物如聚乙烯蠟，以賦予特殊的性質(zhì)。芳基的例子為苯基。芳烷基的例子為苯甲基。
按本發(fā)明方法制備的脲潤滑脂可以包含單一的二硫代磷酸鋅，也可以包含兩種或更多種二硫代磷酸鋅的組合。合適的二硫代磷酸鋅的例子包括二烷基二硫代磷酸鋅、二芳基二硫代磷酸鋅、烷基芳基二硫代磷酸鋅、和它們的組合。優(yōu)選的二硫代磷酸鋅為二烷基二硫代磷酸鋅。二烷基二硫代磷酸鋅的烷基部分可以為直鏈或支鏈，和通常包含1-20個(gè)碳原子，優(yōu)選為8-20個(gè)碳原子，和更優(yōu)選為8-12個(gè)碳原子。
按照本發(fā)明方法制備的脲潤滑脂可以包含含有單一無灰二硫代氨基甲酸鹽或兩種或更多種無灰二硫代氨基甲酸鹽的組合的添加劑。合適的無灰二硫代氨基甲酸鹽包括無灰的二烷基二硫代氨基甲酸鹽、二芳基二硫代氨基甲酸鹽、烷基芳基二硫代氨基甲酸鹽、和它們的組合。優(yōu)選的無灰二硫代氨基甲酸鹽為無灰二烷基二硫代氨基甲酸鹽，更優(yōu)選為亞甲基-雙-二烷基二硫代氨基甲酸鹽。無灰二烷基二硫代氨基甲酸鹽的烷基部分可以為直鏈或支鏈，和優(yōu)選含有1-12個(gè)碳原子，更優(yōu)選為2-6個(gè)碳原子。優(yōu)選的無灰二硫代氨基甲酸鹽的例子為亞甲基-雙-二丁基-二硫代氨基甲酸鹽。
以脲潤滑脂的總重量計(jì)，按照本發(fā)明方法制備的脲潤滑脂可以包含0.1-15wt％、優(yōu)選0.1-5wt％、更優(yōu)選0.1-2wt％和甚至更優(yōu)選0.2-1wt％的一種或多種添加劑。例如，可能需要添加劑的組合來達(dá)到添加劑的更高wt％，例如15wt％。
本發(fā)明的實(shí)施方案通常包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)。提供所述區(qū)用來將進(jìn)料組分、脲潤滑脂、或它們的組合從一個(gè)區(qū)向下游輸送至另一個(gè)區(qū)?？梢詰?yīng)用合適于提供本發(fā)明方法的任何設(shè)施以提供輸送。用于輸送的合適設(shè)施的例子包括螺桿元件和螺桿元件的組合。
通常，在制備四脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)包括第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)、第一反應(yīng)-混合區(qū)和冷卻-混合區(qū)。當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)可以另外包括一個(gè)放空區(qū)。當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)可以另外包括油-進(jìn)料區(qū)。當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)可以另外包括混合區(qū)。
通常，當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)按本文所公開的順序，和可以包括本文所述區(qū)的組合。四脲潤滑脂區(qū)可以包括附加的區(qū)，例如附加的進(jìn)料區(qū)、反應(yīng)-混合區(qū)、放空區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、混合區(qū)、冷卻-混合區(qū)、和它們的組合。
用于制備四脲潤滑脂的區(qū)的實(shí)例分布可以包括第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)、第一反應(yīng)-混合區(qū)、放空區(qū)、第一混合區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、第二混合區(qū)、第二油-進(jìn)料區(qū)、第三混合區(qū)、第三油-進(jìn)料區(qū)、第四混合區(qū)、和冷卻-混合區(qū)。
通常，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)包括第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)、第一反應(yīng)-混合區(qū)、第三進(jìn)料區(qū)、第二反應(yīng)-混合區(qū)、和冷卻-混合區(qū)。
通常，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，所述區(qū)按本文所公開的順序，和可以包括本文所述區(qū)的組合。二脲潤滑脂區(qū)可以包括附加的區(qū)，例如附加的進(jìn)料區(qū)、反應(yīng)-混合區(qū)、放空區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、混合區(qū)、冷卻-混合區(qū)、和它們的組合。
用于制備二脲潤滑脂的區(qū)的實(shí)例分布可以包括第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)、第一反應(yīng)-混合區(qū)、第三進(jìn)料區(qū)、第二反應(yīng)-混合區(qū)、放空區(qū)、第一混合區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、第二混合區(qū)、第二油-進(jìn)料區(qū)、第三混合區(qū)、和冷卻-混合區(qū)。
通常，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，所述區(qū)包括第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)、第一反應(yīng)-混合區(qū)、第三進(jìn)料區(qū)、第二反應(yīng)-混合區(qū)、和冷卻-混合區(qū)。
通常，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，所述區(qū)按本文所公開的順序，和可以包括本文所述區(qū)的組合。三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的區(qū)可以包括附加的區(qū)，例如附加的進(jìn)料區(qū)、反應(yīng)-混合區(qū)、放空區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、混合區(qū)、冷卻-混合區(qū)、和它們的組合。例如，如果包含單胺和二胺的第三進(jìn)料組分(G)被分為兩個(gè)進(jìn)料組分，則附加的區(qū)可以包括第四進(jìn)料區(qū)。另外例如，如果包含單胺和二胺的第三進(jìn)料組分(G)被分為兩個(gè)進(jìn)料組分，則反應(yīng)-混合區(qū)可以位于第三進(jìn)料區(qū)和第四進(jìn)料區(qū)之間。
用于制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的區(qū)的實(shí)例分布可以包括第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)、第一反應(yīng)-混合區(qū)、第三進(jìn)料區(qū)、第二反應(yīng)-混合區(qū)、放空區(qū)、第一混合區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、第二混合區(qū)、第二油-進(jìn)料區(qū)、第三混合區(qū)、和冷卻-混合區(qū)。
例如，可能存在油-進(jìn)料區(qū)和之后的混合區(qū)的數(shù)個(gè)重復(fù)。取決于潤滑酯的稠度和所需要的冷卻，可能存在油-進(jìn)料區(qū)中加入油和之后在混合區(qū)中混合的數(shù)個(gè)重復(fù)。例如，當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，可能存在數(shù)個(gè)重復(fù)或數(shù)組(例如3個(gè)重復(fù)或3組)在油-進(jìn)料區(qū)中加入油和之后在混合區(qū)中混合。另外例如，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，可能存在數(shù)個(gè)重復(fù)或數(shù)組(例如2個(gè)重復(fù)或2組)在油-進(jìn)料區(qū)中加入油和之后在混合區(qū)中混合。另外例如，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，可能存在數(shù)個(gè)重復(fù)或數(shù)組(例如2個(gè)重復(fù)或2組)在油-進(jìn)料區(qū)中加入油和之后在混合區(qū)中混合。
另外例如，除了基油外或者替代基油，可以應(yīng)用一種或多種添加劑來提供脲成品潤滑脂。例如，脲基礎(chǔ)潤滑脂可以經(jīng)受在油-進(jìn)料區(qū)中加入油和之后在混合區(qū)中混合的重復(fù)，其中，除了基油外或者替代基油，可以應(yīng)用一種或多種添加劑以提供在油-進(jìn)料區(qū)(可以稱為添加劑-進(jìn)料區(qū))中加入添加劑和之后在混合區(qū)(可以稱為添加劑-混合區(qū))中混合的重復(fù)，從而提供脲成品潤滑脂。另外例如，油-進(jìn)料區(qū)(添加劑-進(jìn)料區(qū))和混合區(qū)(添加劑-混合區(qū))可以組合為一個(gè)區(qū)，用來加入油、加入添加劑或它們的組合、以及混合。
制備脲潤滑脂的設(shè)備可以另外包括脲潤滑脂處理設(shè)備，包括靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組、或它們的組合。
例如，所述區(qū)可以提供脲基礎(chǔ)潤滑脂。然后可以將脲基礎(chǔ)潤滑脂提供給包括靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組、或它們的組合的脲潤滑脂處理設(shè)備，以提供脲成品潤滑脂。當(dāng)所述區(qū)包括螺桿元件如擠出機(jī)時(shí)，應(yīng)用附加的脲潤滑脂處理設(shè)備可以提供使用比當(dāng)利用擠出機(jī)提供脲成品潤滑脂時(shí)更短的擠出機(jī)的能力。與在沒有附加的脲潤滑脂處理設(shè)備的條件下使用更長的擠出機(jī)以提供脲成品潤滑脂相比，使用之后是附加的脲潤滑脂處理設(shè)備的短的擠出機(jī)提供脲成品潤滑脂可能更經(jīng)濟(jì)。
利用附加的脲潤滑脂處理設(shè)備的脲潤滑脂例如脲基礎(chǔ)潤滑脂的附加處理可以包括使用脲潤滑脂例如脲成品潤滑脂的制備中利用的任意的靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組、或它們的組合。網(wǎng)組可以用于均質(zhì)化、過濾、或它們的組合。實(shí)例網(wǎng)組可能應(yīng)用包含不同篩目尺寸的單個(gè)篩網(wǎng)或多個(gè)篩網(wǎng)。通過驅(qū)使如擠壓脲潤滑脂通過網(wǎng)組，可以實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化。
例如，替代應(yīng)用脲潤滑脂處理設(shè)備，可以向冷卻-混合區(qū)加入一種或多種添加劑來提供脲成品潤滑脂。另外例如，可以在冷卻-混合區(qū)后、也就是說在冷卻-混合區(qū)外，應(yīng)用例如脲潤滑脂處理設(shè)備加入一種或多種添加劑，以提供脲成品潤滑脂。另外例如，可以應(yīng)用向冷卻-混合區(qū)加入一種或多種添加劑和應(yīng)用脲潤滑脂處理設(shè)備的組合。
另外例如，代替應(yīng)用脲潤滑脂處理設(shè)備，可以應(yīng)用包括添加劑-進(jìn)料區(qū)、之后是添加劑-混合區(qū)、之后是第二冷卻-混合區(qū)的附加的區(qū)。
例如，可以應(yīng)用本發(fā)明的方法提供脲潤滑脂?？梢詫㈦鍧櫥米鞅景l(fā)明進(jìn)料區(qū)中的進(jìn)料組分，從而提供包括兩種或更多種脲潤滑脂的脲潤滑脂。另外例如，，在本發(fā)明的油-進(jìn)料區(qū)中，除了基油外或者替代基油，可以應(yīng)用脲潤滑脂來提供包括兩種或更多種脲潤滑脂的脲潤滑脂。另外例如，在本發(fā)明的添加劑-進(jìn)料區(qū)中，除了添加劑外或者替代添加劑，可以應(yīng)用脲潤滑脂來提供包括兩種或更多種脲潤滑脂的脲潤滑脂。
例如，在制備脲潤滑脂如二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂或它們的組合的本發(fā)明方法中，可以加入二脲潤滑脂來提供包含所述二脲潤滑脂的脲潤滑脂以及二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂或它們的組合。另外例如，在制備脲潤滑脂如二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂或它們的組合的本發(fā)明方法中，可以加入三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂來提供包含所述三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的脲潤滑脂以及二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂或它們的組合。另外例如，，在制備脲潤滑脂如二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂或它們的組合的本發(fā)明方法中，可以加入四脲潤滑脂來提供包含所述四脲潤滑脂的脲潤滑脂以及二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂或它們的組合。另外例如，可以向本發(fā)明方法中加入的脲潤滑脂如二脲潤滑脂、或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、或四脲潤滑脂、或它們的組合可以由本發(fā)明方法、由另一來源例如由間歇處理、或它們的組合來提供。
從多個(gè)例子可以看出，在不明顯改變方法和設(shè)備的條件下，可以應(yīng)用本發(fā)明方法提供多種脲潤滑脂。另外例如，通過應(yīng)用本發(fā)明方法的不同區(qū)，有可能單獨(dú)、或同時(shí)、或組合提供脲潤滑脂，如二脲潤滑脂、三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂、四脲潤滑脂、或它們的組合。例如，通過調(diào)節(jié)本發(fā)明方法的多個(gè)特征，可以制備具有涉及例如機(jī)械穩(wěn)定性、高溫性質(zhì)、潤滑性、和它們的組合所需質(zhì)量的脲潤滑脂。
進(jìn)料區(qū)如第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第三進(jìn)料區(qū)，合適地提供用于加入組分。有可能不需存在或應(yīng)用第三進(jìn)料區(qū)。例如，當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，可以將第二進(jìn)料組分(B)和(C)提供至第二進(jìn)料區(qū)，和第三進(jìn)料區(qū)可能不存在、或者可能存在但不應(yīng)用、或者可能存在但用作混合區(qū)。
另外例如，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，可以將第二進(jìn)料組分(D)提供至第二進(jìn)料區(qū)，和可以將第三進(jìn)料組分(E)提供至第三進(jìn)料區(qū)。
另外例如，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，可以將第二進(jìn)料組分(F)提供至第二進(jìn)料區(qū)，和可以將第三進(jìn)料組分(G)提供至第三進(jìn)料區(qū)。
待向第一進(jìn)料區(qū)加入的第一進(jìn)料組分的例子包括本文所描述的具有通式OCN-R1-NCO的進(jìn)料組分(A)，其中R1包括含有2-30個(gè)碳原子的亞烴基，例如4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(也稱為亞甲基二異氰酸酯或MDI)或甲代亞苯基二異氰酸酯(TDI)(例如20wt％甲代亞苯基2，6-二異氰酸酯和80wt％甲代亞苯基2，4-二異氰酸酯的共混物)。進(jìn)料組分(A)可以是提供用于本發(fā)明的方法的任何合適的形狀和形式。進(jìn)料組分(A)的合適狀態(tài)的例子包括薄片、粉末和液體。由于健康、安全、環(huán)境或它們的組合的原因，薄片可能是進(jìn)料組分(A)的優(yōu)選形式。
優(yōu)選地，在基油存在下向第一進(jìn)料區(qū)提供第一進(jìn)料組分(A)。例如，可以包含基油作為第一進(jìn)料組分。
在組分(A)例如熔融組分(A)與其它組分例如當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)本文所描述的第二進(jìn)料組分(B)和(C)、或當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)本文所描述的第二進(jìn)料組分(D)和第三進(jìn)料組分(E)、或當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)本文所描述的第二進(jìn)料組分(F)和第三進(jìn)料組分(G)接觸之前，向第一進(jìn)料區(qū)加入組分(A)可能提供組分(A)的熔化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)所應(yīng)用的組分處于熔融相、液相、或它們的組合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明反應(yīng)的更好控制。
例如，當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，提供至第二進(jìn)料區(qū)的組分可以包括本文所描述的包含具有通式NH2R2的單胺的第二進(jìn)料組分(B)和本文所描述的包含具有通式NH2R3NH2的二胺的另一第二進(jìn)料組分(C)，其中R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基，R3包括含有2-12個(gè)碳原子的亞烴基或含有2-12個(gè)碳原子的聚氧亞烴基。優(yōu)選地，第二進(jìn)料組分(B)和第二進(jìn)料組分(C)作為共混物加入或注入第二進(jìn)料區(qū)。優(yōu)選地，在基油存在下向第二進(jìn)料區(qū)提供第二進(jìn)料組分(B)和(C)。例如，可以包含基油作為第二進(jìn)料組分。
例如，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，提供至第二進(jìn)料區(qū)的組分可以包括本文所描述的包含具有通式NH2R2的單胺的第二進(jìn)料組分(D)，其中R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基，和提供至第三進(jìn)料區(qū)的組分可以包括本文所描述的包含具有通式NH2R2的單胺的第三進(jìn)料組分(E)，其中R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基。例如，在基油存在下向第二進(jìn)料區(qū)提供第二進(jìn)料組分(D)和在基油存在下向第三進(jìn)料區(qū)提供第三進(jìn)料組分(E)。例如，可以包含基油作為第二進(jìn)料組分和作為第三進(jìn)料組分。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明方法制備二脲潤滑脂時(shí)，與在相同的進(jìn)料點(diǎn)加入第二進(jìn)料組分(D)和第三進(jìn)料組分(E)相比，分開或分離第二進(jìn)料組分(D)和第三進(jìn)料組分(E)的進(jìn)料點(diǎn)可以提供反應(yīng)選擇性的改進(jìn)。
例如，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，在基油存在下，提供至第二進(jìn)料區(qū)的組分可以包括本文所描述的包含醇如1-十八烷醇(硬脂醇)的第二進(jìn)料組分(F)，和提供至第三進(jìn)料區(qū)的組分可以包括本文所描述的包含具有通式NH2R2的單胺(如1-十八烷基胺(也稱為牛油胺))和具有通式NH2R3NH2的二胺(如乙二胺(EDA))的第三進(jìn)料組分(G)，其中R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基，R3包括含有2-12個(gè)碳原子的亞烴基、或含有2-12個(gè)碳原子的聚氧亞烴基。另外例如，可以將第三進(jìn)料組分(G)分離成本文所描述的第三進(jìn)料組分和第四進(jìn)料組分。
另外例如，可以在基油存在下向第二進(jìn)料區(qū)提供第二進(jìn)料組分(F)和可以在基油存在下向第三進(jìn)料區(qū)提供第三進(jìn)料組分(G)。例如，可以包含基油作為第二進(jìn)料組分和作為第三進(jìn)料組分。
向進(jìn)料區(qū)加入組分可以通過適合于提供本發(fā)明方法的任何設(shè)施提供。向進(jìn)料區(qū)加入組分的合適設(shè)施的例子包括泵(例如當(dāng)應(yīng)用液體進(jìn)料組分時(shí))、重力送料器、容量送料器、和它們的組合。適合的商業(yè)泵的例子包括瑞士蘇黎世的Maag Pump Systems Textron A.G.的Cipex齒輪泵。適合的商業(yè)重力送料器的例子包括美國新澤西的Pitman的K-Tron International，Inc.的K-Tron重力送料器，和德國杜伊斯堡的Brabender Technologie KG的Brabender重力送料器。當(dāng)應(yīng)用固體進(jìn)料組分時(shí)，可以將固體進(jìn)料組分加入進(jìn)料斗，所述進(jìn)料斗可以配備有進(jìn)料螺旋。
多個(gè)區(qū)中的壓力可以為提供用于本發(fā)明方法的任何合適壓力。多個(gè)區(qū)中的壓力通?？赡苁翘幚砹俊⒙輻U元件、或它們的組合的結(jié)果。
第一進(jìn)料區(qū)的溫度可以為提供用于加入第一進(jìn)料組分的任何合適溫度。第一進(jìn)料區(qū)的溫度通常為40-100℃，優(yōu)選為50-90℃，和更優(yōu)選為60-80℃。
當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，第二進(jìn)料區(qū)的溫度可以為提供用于加入第二進(jìn)料組分的任何合適溫度。當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，第二進(jìn)料區(qū)的溫度通常為50-110℃，優(yōu)選為60-100℃，和更優(yōu)選為70-90℃。
當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，第二進(jìn)料區(qū)的溫度可以為提供用于加入第二進(jìn)料組分的任何合適溫度。當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，第二進(jìn)料區(qū)的溫度通常為50-110℃，優(yōu)選為60-100℃，和更優(yōu)選為70-90℃。
當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，第三進(jìn)料區(qū)的溫度可以為提供用于加入第三進(jìn)料組分的任何合適溫度。當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，第三進(jìn)料區(qū)的溫度通常為120-180℃，優(yōu)選為130-170℃，和更優(yōu)選為140-160℃。
當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第二進(jìn)料區(qū)的溫度可以為提供用于加入第二進(jìn)料組分的任何合適溫度。當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第二進(jìn)料區(qū)的溫度通常為20-110℃，優(yōu)選為60-100℃，和更優(yōu)選為70-90℃。
當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第三進(jìn)料區(qū)的溫度可以為提供用于加入第三進(jìn)料組分的任何合適溫度。當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第三進(jìn)料區(qū)的溫度通常為50-130℃，優(yōu)選為60-100℃，和更優(yōu)選為65-80℃。
進(jìn)料區(qū)提供用于加入組分。進(jìn)料區(qū)，例如第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第三進(jìn)料區(qū)，可以包括例如螺桿元件或螺桿元件的組合。第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第三進(jìn)料區(qū)中的螺桿元件區(qū)可以包括例如小齒距輸送元件、大齒距輸送元件、和它們的組合。第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第三進(jìn)料區(qū)中的輸送元件可能取決于多種因素，包括例如設(shè)備尺寸、螺桿元件的直徑、和它們的組合。第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第三進(jìn)料區(qū)中的元件的例子包括28/14、28/28、42/21、42/42、25/25、40/40、40/60、60/30和60/60。元件的第一個(gè)數(shù)值表示齒距和元件的第二個(gè)數(shù)值表示長度。例如，輸送元件28/14表示元件具有28毫米(mm)的齒距和14mm的長度。
第一反應(yīng)-混合區(qū)合適地提供組分的第一次反應(yīng)-混合。第一反應(yīng)-混合區(qū)中的反應(yīng)-混合(本文稱為第一次反應(yīng)-混合)提供進(jìn)料組分的反應(yīng)和混合。例如，當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，第一反應(yīng)-混合區(qū)中的第一次反應(yīng)-混合提供第一進(jìn)料組分(A)、第二進(jìn)料組分(B)和第二進(jìn)料組分(C)的反應(yīng)和混合。另外例如，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，第一反應(yīng)-混合區(qū)中的第一次反應(yīng)-混合提供第一進(jìn)料組分(A)和第二進(jìn)料組分(D)的反應(yīng)和混合。另外例如，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第一反應(yīng)-混合區(qū)中的第一次反應(yīng)-混合提供第一進(jìn)料組分(A)和第二進(jìn)料組分(F)的反應(yīng)和混合。第一反應(yīng)-混合區(qū)中的反應(yīng)和混合可以同時(shí)發(fā)生、單獨(dú)發(fā)生、或者它們的組合。例如，可能存在進(jìn)料組分的同時(shí)反應(yīng)和混合。另外例如，可能存在進(jìn)料組分的反應(yīng)，之后是由進(jìn)料組分的反應(yīng)提供的所得組合物的混合。第一反應(yīng)-混合區(qū)中的第一次反應(yīng)-混合可以提供所得組合物的剪切。
可以應(yīng)用適合于提供用于本發(fā)明方法的任何設(shè)施提供第一反應(yīng)-混合區(qū)中的第一次反應(yīng)-混合。用于第一反應(yīng)-混合區(qū)中的第一次反應(yīng)-混合的合適設(shè)施的例子包括螺桿元件和螺桿元件的組合。
第一反應(yīng)-混合區(qū)的溫度可以為提供用于組分的反應(yīng)-混合的任意合適溫度。第一反應(yīng)-混合區(qū)的溫度通常為50-200℃，優(yōu)選為70-190℃，和更優(yōu)選為80-180℃。
當(dāng)?shù)诙磻?yīng)-混合區(qū)存在時(shí)，例如當(dāng)制備二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第二反應(yīng)-混合區(qū)合適地提供組分的反應(yīng)-混合。第二反應(yīng)-混合區(qū)中的反應(yīng)-混合(本文稱為第二次反應(yīng)-混合)提供進(jìn)料組分的反應(yīng)和混合。例如，當(dāng)制備二脲潤滑脂時(shí)，第二反應(yīng)-混合區(qū)中的第二次反應(yīng)-混合可以提供第一進(jìn)料組分(A)、第二進(jìn)料組分(D)、和第三進(jìn)料組分(E)的反應(yīng)和混合。例如，當(dāng)制備三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，第二反應(yīng)-混合區(qū)中的第二次反應(yīng)-混合可以提供第一進(jìn)料組分(A)、第二進(jìn)料組分(F)、和第三進(jìn)料組分(G)的反應(yīng)和混合。第二反應(yīng)-混合區(qū)中的第二次反應(yīng)-混合可以提供所得組合物的剪切。第二反應(yīng)-混合區(qū)中的反應(yīng)和混合可以同時(shí)發(fā)生、單獨(dú)發(fā)生、或者它們的組合。例如，可能存在組分的同時(shí)反應(yīng)和混合。另外例如，可能存在組分的反應(yīng)，之后是由組分的反應(yīng)提供的所得組合物的混合。第二反應(yīng)-混合區(qū)中的第二次反應(yīng)-混合可以提供所得組合物的剪切。
另外例如，在制備二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)應(yīng)用的第三進(jìn)料區(qū)和第二反應(yīng)-混合區(qū)可能在制備四脲潤滑脂時(shí)不存在、或者可以存在但不應(yīng)用、或者在制備四脲潤滑脂時(shí)可以存在但用作一個(gè)或多個(gè)混合區(qū)。
可以應(yīng)用適合于提供用于本發(fā)明方法的任何設(shè)施提供第二反應(yīng)-混合區(qū)中的第二次反應(yīng)-混合。用于第二反應(yīng)-混合區(qū)中的第二次反應(yīng)-混合的合適設(shè)備的例子包括螺桿元件和螺桿元件的組合。
第二反應(yīng)-混合區(qū)的溫度可以是提供用于組分的第二次反應(yīng)-混合的任何合適溫度。第二反應(yīng)-混合區(qū)的溫度通常為110-200℃，優(yōu)選為150-200℃，和更優(yōu)選為170-190℃。
第一反應(yīng)-混合區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第二反應(yīng)-混合區(qū)中的螺桿元件區(qū)中可以包括例如小齒距輸送元件、大齒距輸送元件、正向捏和元件、反向捏和元件、混合元件、底切輸送元件、隔板、和它們的組合。第一反應(yīng)-混合區(qū)和第二反應(yīng)-混合區(qū)中的元件、隔板和它們的組合可能取決于包括例如設(shè)備尺寸、螺桿元件的直徑、和它們的組合的因素。第一反應(yīng)-混合區(qū)和第二反應(yīng)-混合區(qū)中的輸送元件的例子包括28/14、28/28、42/21、42/42、25/25、40/40、40/60、60/30和60/60。第一反應(yīng)-混合區(qū)和第二反應(yīng)-混合區(qū)中的捏和元件的例子包括KB45/5/14、KB 45/5/14 Li、KB 45/5/20、KB 45/5/28、KB 45/5/20 Li和KB 45/5/40。第一反應(yīng)-混合區(qū)和第二反應(yīng)-混合區(qū)中混合元件的例子包括ZME 6.5/13、TME/60和SME 42/42。第一反應(yīng)-混合區(qū)和第二反應(yīng)-混合區(qū)中底切輸送元件的例子包括42/21SK和42/42SK。當(dāng)元件用三個(gè)數(shù)值描述時(shí)，第一個(gè)數(shù)值表示交錯(cuò)角(度)、第二個(gè)數(shù)值表示盤數(shù)，和第三個(gè)數(shù)值表示長度。KB表示捏和塊、ZME表示齒形混合元件、TME表示渦輪混合元件、和SME表示螺桿混合元件。當(dāng)應(yīng)用底切輸送元件時(shí)，可以應(yīng)用過渡元件如42/21SKN，以將底切元件的根部平滑地過渡到標(biāo)準(zhǔn)自潔型元件的形狀。
本發(fā)明方法的冷卻-混合區(qū)，如冷卻-混合區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)，可以提供組合物的冷卻，優(yōu)選提供組合物的冷卻和混合。冷卻-混合區(qū)中的冷卻-混合(本文也稱為第一次冷卻-混合)可以提供冷卻后的組合物，和可以進(jìn)一步將冷卻后的組合物輸送至其中可以獲得組合物例如脲基礎(chǔ)潤滑脂的工藝位置。當(dāng)存在時(shí)，第二冷卻-混合區(qū)中的冷卻-混合(本文也稱為第二次冷卻-混合)可以提供冷卻后的組合物，和可以進(jìn)一步將冷卻后的組合物輸送至其中可以獲得組合物例如脲成品潤滑脂的工藝位置。可以向冷卻-混合區(qū)提供一種或多種添加劑，或在冷卻-混合區(qū)后、也就是說在冷卻-混合區(qū)外應(yīng)用例如脲潤滑脂處理設(shè)備提供一種或多種添加劑，以提供脲成品潤滑脂。另外例如，可以應(yīng)用添加劑-進(jìn)料區(qū)(例如通過應(yīng)用油-進(jìn)料區(qū)以添加一種或多種添加劑)、之后是添加劑-混合區(qū)(例如通過應(yīng)用混合區(qū))、之后是第二冷卻-混合區(qū)替代脲潤滑脂處理設(shè)備，以提供脲成品潤滑脂。
當(dāng)冷卻-混合區(qū)中的冷卻-混合和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)的第二次冷卻-混合還提供輸送時(shí)，可以應(yīng)用適合于提供用于本發(fā)明方法的任何設(shè)施提供輸送。用于冷卻-混合區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)中輸送的合適設(shè)施的例子包括螺桿元件和螺桿元件的組合。第一冷卻-混合區(qū)中的冷卻-混合和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)中的第二次冷卻-混合可以提供所得組合物的剪切。第一冷卻-混合區(qū)中的冷卻和混合可以同時(shí)發(fā)生、單獨(dú)發(fā)生、或者它們的組合。當(dāng)存在時(shí)，第二冷卻-混合區(qū)中的冷卻和混合可以同時(shí)發(fā)生、單獨(dú)發(fā)生、或者它們的組合。
冷卻-混合區(qū)的溫度可以為提供用于冷卻-混合的任何合適溫度。冷卻-混合區(qū)的溫度通常為30-120℃，優(yōu)選為40-110℃，和更優(yōu)選為50-100℃。
當(dāng)存在時(shí)，第二冷卻-混合區(qū)的溫度可以為提供用于第二次冷卻-混合的任何合適溫度。第二冷卻-混合區(qū)的溫度通常為30-110℃，優(yōu)選為40-100℃，和更優(yōu)選為50-90℃。
冷卻-混合區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)中的螺桿元件區(qū)中可以包括例如小齒距輸送元件、大齒距輸送元件、正向捏和元件、反向捏和元件、混合元件、底切輸送元件、隔板、和它們的組合。冷卻-混合區(qū)和第二冷卻-混合區(qū)中的元件、隔板和它們的組合可能取決于包括例如設(shè)備尺寸、螺桿元件的直徑、和它們的組合的因素。冷卻-混合區(qū)和第二冷卻-混合區(qū)中的輸送元件的例子包括28/14、28/28、42/21、42/42、25/25、40/40、40/60、60/30和60/60。冷卻-混合區(qū)和第二冷卻-混合區(qū)中的捏和元件的例子包括KB 45/5/14、KB 45/5/14 Li、KB 45/5/20、KB 45/5/28、KB 45/5/20 Li和KB 45/5/40。冷卻-混合區(qū)和第二冷卻-混合區(qū)中混合元件的例子包括ZME 6.5/13、TME/60和SME 42/42。冷卻-混合區(qū)和第二冷卻-混合區(qū)中底切輸送元件的例子包括42/21SK和42/42SK。當(dāng)應(yīng)用底切輸送元件時(shí)，可以應(yīng)用過渡元件如42/21SKN，以將底切元件的根部平滑地過渡到標(biāo)準(zhǔn)自潔型元件的形狀。
另外例如，本發(fā)明的方法可以另外包括使脲潤滑脂脫氣。例如，冷卻-混合區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)、或它們的組合可以包括脫氣設(shè)備，從而提供脫氣后的脲基礎(chǔ)潤滑脂、脫氣后的脲成品潤滑脂、或它們的組合。可以應(yīng)用任何可以提供用于從脲潤滑脂中脫除空氣、氣體或它們組合的脫氣設(shè)備。
另外例如，如果所得的脲潤滑脂所處的溫度和組成不需要另外的冷卻、混合或它們的組合，則可以應(yīng)用冷卻-混合區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第二冷卻-混合區(qū)以將脲潤滑脂傳輸或輸送至其中可以得到脲潤滑脂的位置。
放空區(qū)是本發(fā)明方法的選項(xiàng)。例如，當(dāng)制備四脲潤滑脂時(shí)，放空區(qū)可以存在于第一反應(yīng)-混合區(qū)之后。另外例如，當(dāng)制備二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂時(shí)，放空區(qū)可以存在于第二反應(yīng)-混合區(qū)之后。當(dāng)應(yīng)用放空區(qū)時(shí)，放空區(qū)中的放空可以提供組分如二氧化碳的放空，從而提供放空的組合物。可能由進(jìn)料組分中可能存在的水形成二氧化碳?？梢詰?yīng)用適合提供用于本發(fā)明方法的任何設(shè)施來提供放空區(qū)中的放空。用于放空區(qū)中放空的合適設(shè)施的例子包括常壓放空口、低真空放空口、和它們的組合。用于放空區(qū)中放空的優(yōu)選設(shè)施可以包括應(yīng)用低真空放空口。
當(dāng)存在放空區(qū)時(shí)，放空區(qū)的溫度可以為提供用于放空的任何合適溫度。放空區(qū)的溫度通常為130-190℃，優(yōu)選為140-190℃，和更優(yōu)選為150-185℃ 放空區(qū)可以包括例如螺桿元件或螺桿元件的組合。放空區(qū)中的螺桿元件區(qū)中可以包括例如小齒距輸送元件或大齒距輸送元件。放空區(qū)中的元件可能取決于包括例如設(shè)備尺寸、螺桿元件的直徑、和它們的組合的因素。放空區(qū)中輸送元件的例子包括28/14、28/28、42/21、42/42、25/25、40/40、40/60、60/30和60/60。
混合區(qū)是本發(fā)明方法的選項(xiàng)。例如，當(dāng)制備脲潤滑脂時(shí)，混合區(qū)可以存在于放空區(qū)、油-進(jìn)料區(qū)、添加劑-進(jìn)料區(qū)或它們的組合之后也就是下游。如果在制備四脲潤滑脂中應(yīng)用了放空區(qū)，例如當(dāng)在第一反應(yīng)-混合區(qū)下游應(yīng)用放空區(qū)時(shí)，則可以在放空區(qū)下游應(yīng)用混合區(qū)。如果在制備二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂中應(yīng)用了放空區(qū)，例如當(dāng)在第二反應(yīng)-混合區(qū)下游應(yīng)用放空區(qū)時(shí)，則可以在放空區(qū)下游應(yīng)用混合區(qū)。
用于混合區(qū)中混合的合適設(shè)施的例子螺桿元件和螺桿元件的組合?；旌蠀^(qū)中的混合還可以提供用于組合物的冷卻?；旌蠀^(qū)中的混合也可以提供用于組合物的輸送、組合物的冷卻、或它們的組合?；旌蠀^(qū)中的混合可以提供用于組合物的剪切，其可提供用于纖維形成。
混合區(qū)中的螺桿元件區(qū)可以包括例如小齒距輸送元件、大齒距輸送元件、正向捏和元件、反向捏和元件、混合元件、底切輸送元件、隔板、和它們的組合。混合區(qū)中的元件、隔板和它們的組合可能取決于包括例如設(shè)備尺寸、螺桿元件的直徑、和它們的組合的因素?；旌蠀^(qū)中的輸送元件的例子包括28/14、28/28、42/21、42/42、25/25、40/40、40/60、60/30和60/60?；旌蠀^(qū)中的捏和元件的例子包括KB45/5/14、KB 45/5/14 Li、KB 45/5/20、KB 45/5/28、KB 45/5/20 Li和KB 45/5/40?；旌蠀^(qū)中混合元件的例子包括ZME 6.5/13、TME/60和SME 42/42?；旌蠀^(qū)中底切輸送元件的例子包括42/21SK和42/42SK。當(dāng)應(yīng)用底切輸送元件時(shí)，可以應(yīng)用過渡元件如42/21SKN，以將底切元件的根部平滑地過渡到標(biāo)準(zhǔn)自潔型元件的形狀。
混合區(qū)的溫度可以為提供用于混合的任何合適的溫度?；旌蠀^(qū)的溫度通常為80-200℃，優(yōu)選為90-190℃，更優(yōu)選為100-180℃。
油-進(jìn)料區(qū)是本發(fā)明方法的選項(xiàng)。例如，如果向進(jìn)料區(qū)例如第一進(jìn)料區(qū)、第二進(jìn)料區(qū)和當(dāng)存在時(shí)的第三進(jìn)料區(qū)提供了足量的基油，則可能不需要油-進(jìn)料區(qū)。
另外例如，如果應(yīng)用附加的脲潤滑脂處理設(shè)備如均化器、靜態(tài)混合器、網(wǎng)組和它們的組合來提供脲成品潤滑脂，則可能不需要油-進(jìn)料區(qū)(用作添加劑-進(jìn)料區(qū))、之后是混合區(qū)、之后是第二冷卻-混合區(qū)。
加入基油可以通過適合于提供用于本發(fā)明方法的任何設(shè)施來提供。向油-進(jìn)料區(qū)中加入基油的合適設(shè)施的例子包括泵。用于油-進(jìn)料的合適商業(yè)泵的例子包括瑞士蘇黎世的Maag Pump Systems TextronA.G.的Cipex齒輪泵。
當(dāng)存在油-進(jìn)料區(qū)時(shí)，油-進(jìn)料區(qū)中的油進(jìn)料還可以提供將組合物輸送至位于油-進(jìn)料區(qū)之后也就是下游的區(qū)。當(dāng)油-進(jìn)料區(qū)中油進(jìn)料還提供輸送時(shí)，可以應(yīng)用適合于提供用于本發(fā)明方法的任何設(shè)施提供輸送。用于油-進(jìn)料區(qū)中輸送的合適設(shè)施的例子包括螺桿元件和螺桿元件的組合。油-進(jìn)料區(qū)中的油進(jìn)料還可以提供組合物的冷卻。油-進(jìn)料區(qū)中的油進(jìn)料可以同時(shí)提供組合物的輸送和冷卻。
油-進(jìn)料區(qū)中的螺桿元件區(qū)可以包括例如小齒距輸送元件、大齒距輸送元件、正向捏和元件、反向捏和元件、混合元件、底切輸送元件、隔板、和它們的組合。油-進(jìn)料區(qū)中的輸送元件、隔板和它們的組合可能取決于包括例如設(shè)備尺寸、螺桿元件的直徑、和它們的組合的因素。油-進(jìn)料區(qū)中的元件的例子包括28/14、28/28、42/21、42/42、25/25、40/40、40/60、60/30和60/60。油-進(jìn)料區(qū)中捏和元件的例子包括KB45/5/14、KB 45/5/14 Li、KB 45/5/20、KB 45/5/28、KB 45/5/20 Li和KB 45/5/40。油-進(jìn)料區(qū)中混合元件的例子包括ZME 6.5/13、TME/60和SME 42/42。油-進(jìn)料區(qū)中底切輸送元件的例子包括42/21SK和42/42SK。當(dāng)應(yīng)用底切輸送元件時(shí)，可以應(yīng)用過渡元件如42/21SKN，以將底切元件的根部平滑地過渡到標(biāo)準(zhǔn)自潔型元件的形狀。
油-進(jìn)料區(qū)中的溫度可以為提供用于加入油的任何合適溫度。油-進(jìn)料區(qū)中的溫度通常為50-150℃，優(yōu)選為60-140℃，和更優(yōu)選為70-130℃。油-進(jìn)料區(qū)的溫度可能與油-進(jìn)料區(qū)的位置有關(guān)。例如，位于第一反應(yīng)-混合區(qū)或當(dāng)存在時(shí)的第二反應(yīng)-混合區(qū)附近的油-進(jìn)料區(qū)，可包括比位于冷卻-混合區(qū)附近的油-進(jìn)料區(qū)更高的溫度。
當(dāng)應(yīng)用油-進(jìn)料區(qū)時(shí)，油-進(jìn)料區(qū)之后可以是混合區(qū)。換句話說，混合區(qū)可以位于油-進(jìn)料區(qū)的下游。油-進(jìn)料區(qū)下游的混合區(qū)可以提供油-進(jìn)料區(qū)中存在的油和組分或組合物的混合。根據(jù)可以加入的油量，可以存在油-進(jìn)料區(qū)之后是混合區(qū)的一個(gè)或多個(gè)重復(fù)。另外例如，油-進(jìn)料區(qū)和混合區(qū)可以組合為一個(gè)區(qū)，用于加入油和混合。
本文所描述的多個(gè)區(qū)的溫度可以通過本領(lǐng)域中已知用于換熱的任何換熱設(shè)施維持。用于換熱的合適設(shè)施的例子包括電加熱器、燃料加熱器、陶瓷加熱器、電熱棒加熱器、線圈類加熱器、和它們的組合。用于換熱的優(yōu)選設(shè)施為電加熱器。
例如，當(dāng)多個(gè)區(qū)包括桶時(shí)，用于換熱的設(shè)施可能通常包括在桶中的通道，例如槽、室、鉆孔、和它們的組合，用來承載所選的換熱介質(zhì)。用于換熱的設(shè)施可以為電加熱器，例如加熱棒或線圈類加熱器。用于換熱的設(shè)施通常沿圓周位于圍繞容納螺桿元件的鉆孔或中心開孔的各桶內(nèi)或附近。這些用于換熱的設(shè)施，雖然優(yōu)選靠近中心開孔，然而可以以盤管狀形式如絕緣電加熱器放置于圍繞各桶的外部。用于換熱的設(shè)施也可以位于螺桿元件的軸內(nèi)或沿螺桿元件的軸布置。優(yōu)選類型的用于換熱的設(shè)施是承載換熱介質(zhì)的通道。可以將任何流體用作換熱介質(zhì)，例如水、石油、和它們的組合，和換熱介質(zhì)的選擇將取決于所需的特定溫度和本發(fā)明的方法中處理的難易程度。用于換熱的設(shè)施可以提供加熱、冷卻、或它們的組合。
本文所描述的區(qū)可以包括提供用于本發(fā)明方法的任何適合結(jié)構(gòu)。合適結(jié)構(gòu)的例子包括反應(yīng)器容器、一系列單個(gè)的桶、和它們的組合。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)包括一系列單個(gè)的桶。更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)包括互相接近且縱向相連的一系列單個(gè)的桶，從而允許順序進(jìn)行不同的操作步驟。通常，一系列的單個(gè)桶容納延伸通過系列單個(gè)桶的整個(gè)長度的螺桿元件或螺桿元件的組合。
合適的螺桿元件的例子包括單-螺桿元件、反向旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的雙-螺桿元件、和同向旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的雙-螺桿元件。螺桿元件優(yōu)選包括同向旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的雙-螺桿元件?？梢詰?yīng)用可以提供用于本發(fā)明方法的任何商業(yè)雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)。也可以應(yīng)用可以提供用于本發(fā)明方法的任何商業(yè)雙-轉(zhuǎn)子連續(xù)混合器。
本發(fā)明方法的實(shí)施方案可以包括應(yīng)用擠出機(jī)。本發(fā)明設(shè)備的實(shí)施方案可以包括擠出機(jī)。
用于按照本發(fā)明方法制備脲潤滑脂的合適的商業(yè)雙-螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)的例子包括來自Coperion Werner and Pfleiderer，Stuttgart，Germany的型號(hào)為ZSK40MC的40-mm雙-螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)、來自Coperion Werner and Pfleiderer，Stuttgart，Germany的型號(hào)為ZSK34MV的34-mm的Mega Volume雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)、來自Coperion Werner and Pfleiderer，Stuttgart，Germany的型號(hào)為ZSK62的62-mm的雙螺旋同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)、和來自CoperionWerner and Pfleiderer，Stuttgart，Germany的型號(hào)為ZSK125的125-mm的雙螺旋同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)。
合適的商業(yè)連續(xù)混合器的例子包括來自Farell Corporation，Ansonia，Connecticut，USA的FCM和來自Japan Steel Works，Hiroshima，Japan的CMP和CIM系列。
本發(fā)明實(shí)施方案的螺桿元件可以包括具有本文所描述的不同尺寸、形狀、角度和構(gòu)造的多個(gè)段，其可以有助于提供在多個(gè)區(qū)中進(jìn)行多個(gè)過程。通過選擇螺桿元件的多個(gè)尺寸、形狀、角度和構(gòu)造，包括多個(gè)段的螺桿元件可以提供沿螺桿元件的長度進(jìn)行所述區(qū)的多個(gè)過程。
當(dāng)應(yīng)用螺桿元件時(shí)，本發(fā)明的設(shè)備還包括用于驅(qū)動(dòng)螺桿元件的設(shè)施。用于驅(qū)動(dòng)螺桿元件的設(shè)施可以為提供用于本發(fā)明方法的任何合適設(shè)施。用于驅(qū)動(dòng)螺桿元件的合適設(shè)施的例子包括電動(dòng)馬達(dá)和燃料馬達(dá)。用于驅(qū)動(dòng)螺桿元件的優(yōu)選設(shè)施為電動(dòng)馬達(dá)。
當(dāng)本發(fā)明的設(shè)備包括螺桿元件時(shí)，螺桿速度可以為適合于提供用于本發(fā)明方法以提供脲潤滑脂的任何速度。螺桿速度通常為50轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)-1200rpm，優(yōu)選為250-700rpm，和更優(yōu)選為300-600rpm。
通過本發(fā)明設(shè)備的組分的總通過速率通常取決于包括例如要產(chǎn)生的脲潤滑脂的量、設(shè)備的尺寸、螺桿元件直徑、和它們的組合的因素。例如，小型商業(yè)雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)可以提供組分的低通過速率，而大型商業(yè)雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)可以提供組分的更高通過速率。
當(dāng)本發(fā)明的設(shè)備包括相互靠近且縱向相連的系列單個(gè)桶從而允許順序進(jìn)行不同的操作步驟和容納延伸通過系列單個(gè)桶的整個(gè)長度的螺桿元件時(shí)，桶的數(shù)量可以為適合于提供用于本發(fā)明方法的任何數(shù)量。桶的尺寸和數(shù)量通常取決于包括例如要制備的組合物的量、生產(chǎn)組合物的速率、螺桿元件的尺寸、要進(jìn)行的工藝步驟的數(shù)量、和它們的組合的因素。
當(dāng)按照本發(fā)明的方法制備脲潤滑脂時(shí)，使用的桶的數(shù)量通常為5-25桶，優(yōu)選為7-20桶，和更優(yōu)選為10-18桶。在制備脲基礎(chǔ)潤滑脂中應(yīng)用的本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)備包括15個(gè)桶。在制備脲成品潤滑脂中應(yīng)用的本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)備包括18個(gè)桶。用于制備脲成品潤滑脂的設(shè)備可以包括添加劑-進(jìn)料區(qū)(例如用于在除了油外或替代油而加入一種或多種添加劑的油-進(jìn)料區(qū))、之后是混合區(qū)、之后是第二冷卻-混合區(qū)。
貯存和運(yùn)輸按照本發(fā)明方法制備的脲潤滑脂可以應(yīng)用在貯存和運(yùn)輸脲潤滑脂的領(lǐng)域中使用的任何溫度和技術(shù)來進(jìn)行。貯存和運(yùn)輸?shù)睦影☉?yīng)用罐、提桶、手提袋、和它們的組合，通常具有耐堿襯墊?？梢酝ㄟ^在惰性氣氛如氮?dú)饣驓鍤庀沦A存增加貯存壽命。
圖1到圖4公開了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案。為了清楚，已經(jīng)一般性省略了在制備脲潤滑脂中使用的典型組件，如管、閥、計(jì)量設(shè)施、泵、控制器、和它們的組合。雖然圖1至圖4可能使用一條組合的流路公開了物流，但也可以應(yīng)用分開的單獨(dú)流路。
參考圖1，公開了用于制備脲潤滑脂例如四脲潤滑脂的一系列區(qū)10。虛線表示可以存在并被應(yīng)用、可以存在而不被應(yīng)用、或者可以不存在的任選區(qū)和流路。通過12將第一進(jìn)料組分加入第一進(jìn)料區(qū)36。第一進(jìn)料組分通過14從第一進(jìn)料區(qū)36流入第二進(jìn)料區(qū)38，在其中加入第二進(jìn)料組分。使來自第二進(jìn)料區(qū)38的所得組合物通過16流入第一反應(yīng)-混合區(qū)40，以提供第一次反應(yīng)后的組合物。來自第一反應(yīng)-混合區(qū)40的第一次反應(yīng)后的組合物通過58流入冷卻-混合區(qū)50，以提供冷卻后的組合物。然后通過60得到冷卻后的組合物。任選地，第一次反應(yīng)后的組合物可以通過18從第一反應(yīng)-混合區(qū)40流入放空區(qū)42，以提供放空的組合物。放空的組合物可以通過62從放空區(qū)42流入冷卻-混合區(qū)50。然后可以通過60得到冷卻后的組合物。另外任選地，第一次反應(yīng)后的組合物可以通過64從第一反應(yīng)混合區(qū)40流入第一混合區(qū)44。來自第一混合區(qū)44的所得組合物可以通過66流入冷卻-混合區(qū)50。然后可以通過60得到冷卻后的組合物。另外任選地，第一次反應(yīng)后的組合物可以通過68從第一反應(yīng)混合區(qū)40流入油-進(jìn)料區(qū)46。來自油-進(jìn)料區(qū)46的所得組合物可以通過24流入第二混合區(qū)48。來自第二混合區(qū)48的所得組合物可以通過26流入冷卻-混合區(qū)50。然后可以通過60得到冷卻后的組合物。另外任選地，第一次反應(yīng)后的組合物可以通過18從第一反應(yīng)-混合區(qū)40流入放空區(qū)42，以提供放空的組合物。放空的組合物可以通過70從放空區(qū)42流入油-進(jìn)料區(qū)46。來自油-進(jìn)料區(qū)46的所得組合物可以通過24流入第二混合區(qū)48。來自第二混合區(qū)48的所得組合物可以通過26流入冷卻-混合區(qū)50。然后可以通過60得到冷卻后的組合物。另外任選地，第一次反應(yīng)后的組合物可以通過18從第一反應(yīng)-混合區(qū)40流入放空區(qū)42，以提供放空的組合物。放空的組合物可以通過20從放空區(qū)42流入第一混合區(qū)44。來自第一混合區(qū)44的所得組合物可以通過22流入油-進(jìn)料區(qū)46。來自油-進(jìn)料區(qū)46的所得組合物可以通過24流入第二混合區(qū)48。來自第二混合區(qū)48的所得組合物可以通過26流入冷卻-混合區(qū)50。然后可以通過60得到冷卻后的組合物。另外例如，油-進(jìn)料區(qū)46和第二混合區(qū)48可以組合為一個(gè)區(qū)，在其中可以發(fā)生加入油和混合。
另外任選地，作為通過60從冷卻-混合區(qū)50得到冷卻的組合物的替代或補(bǔ)充，冷卻的組合物可以通過28從冷卻-混合區(qū)50流入第二油-進(jìn)料區(qū)52。當(dāng)加入一種或多種添加劑以例如提供脲成品潤滑脂時(shí)，第二油-進(jìn)料區(qū)52可以被稱為添加劑-進(jìn)料區(qū)52。來自第二油-進(jìn)料區(qū)52的所得組合物可以通過30流入第三混合區(qū)54(當(dāng)添加一種或多種添加劑時(shí)也可以被稱作添加劑-混合區(qū)54)。來自第三混合區(qū)54的所得組合物可以通過32流入第二冷卻-混合區(qū)56，以提供第二次冷卻的組合物。然后可以通過34得到第二次冷卻的組合物。另外例如，第二油-進(jìn)料區(qū)52和第三混合區(qū)54可以組合為一個(gè)區(qū)，在其中可以發(fā)生加入油、加入添加劑、或它們的組合、和混合。
參考圖2，公開了用于制備脲潤滑脂例如二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂的一系列區(qū)110。虛線表示可以存在并被應(yīng)用、可以存在而不被應(yīng)用、或者可以不存在的任選區(qū)和流路。第一進(jìn)料組分通過112加入到第一進(jìn)料區(qū)140。第一進(jìn)料組分通過114從第一進(jìn)料區(qū)140流入第二進(jìn)料區(qū)142，在其中加入第二進(jìn)料組分。來自第二進(jìn)料區(qū)142的所得組合物通過116流入第一反應(yīng)-混合區(qū)144，以提供第一次反應(yīng)后的組合物。來自第一反應(yīng)-混合區(qū)144的第一次反應(yīng)后的組合物通過118流入第三進(jìn)料區(qū)146，在其中加入第三進(jìn)料組分。來自第三進(jìn)料區(qū)146的所得組合物通過120流入第二反應(yīng)-混合區(qū)148，以提供第二次反應(yīng)后的組合物。第二次反應(yīng)后的組合物通過166流入冷卻-混合區(qū)158，以提供冷卻的組合物。然后通過168得到冷卻的組合物。
任選地，第三進(jìn)料區(qū)146可以被分離為通常包括第三進(jìn)料區(qū)和第四進(jìn)料區(qū)的兩個(gè)進(jìn)料區(qū)(未示出)。例如，當(dāng)在第三進(jìn)料區(qū)146中加入兩種進(jìn)料組分時(shí)，第三進(jìn)料區(qū)146可以被分離為兩個(gè)進(jìn)料區(qū)，其中在第三進(jìn)料區(qū)中加入一種進(jìn)料組分而在第四進(jìn)料區(qū)中加入另一種進(jìn)料組分。另外任選地，當(dāng)?shù)谌M(jìn)料區(qū)146被分為兩個(gè)進(jìn)料區(qū)時(shí)，在兩個(gè)進(jìn)料區(qū)之間可以存在反應(yīng)-混合區(qū)(未示出)。
任選地，第二次反應(yīng)后的組合物可以通過122從第二反應(yīng)-混合區(qū)148流入放空區(qū)150，以提供放空的組合物。放空的組合物可以通過170從放空區(qū)150流入冷卻-混合區(qū)158。然后可以通過168得到冷卻的組合物。另外任選地，第二次反應(yīng)后的組合物可以通過172從第二反應(yīng)-混合區(qū)148流入第一混合區(qū)152。來自第一混合區(qū)152的所得組合物可以通過174流入冷卻-混合區(qū)158。然后可以通過168得到冷卻的組合物。另外任選地，第二次反應(yīng)后的組合物可以通過176從第二反應(yīng)-混合區(qū)148流入油-進(jìn)料區(qū)154。來自油-進(jìn)料區(qū)154的所得組合物可以通過128流入第二混合區(qū)156。來自第二混合區(qū)156的所得組合物可以通過130流入冷卻-混合區(qū)158。然后可以通過168得到冷卻的組合物。另外任選地，第二次反應(yīng)后的組合物可以通過122從第二反應(yīng)-混合區(qū)148流入放空區(qū)150，以提供放空的組合物。放空的組合物可以通過178從放空區(qū)150流入油-進(jìn)料區(qū)154。來自油-進(jìn)料區(qū)154的所得組合物可以通過128流入第二混合區(qū)156。來自第二混合區(qū)156的所得組合物可以通過130流入冷卻-混合區(qū)158。然后可以通過168得到冷卻的組合物。另外任選地，第二次反應(yīng)后的組合物可以通過122從第二反應(yīng)-混合區(qū)148流入放空區(qū)150，以提供放空的組合物。放空的組合物可以通過124從放空區(qū)150流入第一混合區(qū)152。來自第一混合區(qū)152的所得組合物可以通過126流入油-進(jìn)料區(qū)154。來自油-進(jìn)料區(qū)154的所得組合物可以通過128流入第二混合區(qū)156。來自第二混合區(qū)156的所得組合物可以通過130流入冷卻-混合區(qū)158。然后可以通過168得到冷卻的組合物。另外例如，油-進(jìn)料區(qū)154和第二混合區(qū)156可以組合為一個(gè)區(qū)，在其中可以發(fā)生加入油和混合。
另外任選地，作為通過168從冷卻-混合區(qū)158得到冷卻的組合物的替代或補(bǔ)充，冷卻的組合物可以通過132從冷卻-混合區(qū)158流入第二油-進(jìn)料區(qū)160。當(dāng)加入一種或多種添加劑例如以提供脲成品潤滑脂時(shí)，第二油-進(jìn)料區(qū)160可以被稱為添加劑-進(jìn)料區(qū)160。來自第二油-進(jìn)料區(qū)160的所得組合物可以通過134流入第三混合區(qū)162(當(dāng)添加一種或多種添加劑時(shí)也可以被稱作添加劑-混合區(qū)162)。來自第三混合區(qū)162的所得組合物可以通過136流入第二冷卻-混合區(qū)164，以提供第二次冷卻的組合物。然后可以通過138得到第二次冷卻的組合物。另外例如，第二油-進(jìn)料區(qū)160和第三混合區(qū)162可以組合為一個(gè)區(qū)，在其中可以發(fā)生加入油、加入添加劑或它們的組合、以及混合。
參考圖3，公開了用于提供脲潤滑脂如四脲潤滑脂的、與本文實(shí)施例中所涉及的設(shè)備類似的、包括螺桿元件如雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)的設(shè)備200的示意圖。設(shè)備200包括相互靠近且縱向相連的十八個(gè)(18)單個(gè)桶(201-218)的系列，從而允許順序進(jìn)行不同的操作步驟，和在同向旋轉(zhuǎn)構(gòu)造中容納例如延伸通過單個(gè)桶的系列的整個(gè)長度的雙-螺桿元件。桶201-218系列包括幾個(gè)區(qū)。桶201包括第一進(jìn)料區(qū)。桶202包括第二進(jìn)料區(qū)。桶203-206包括第一反應(yīng)-混合區(qū)。桶207-208包括任選的放空區(qū)。桶209包括油-進(jìn)料區(qū)。桶210-211包括第一混合區(qū)。桶212包括第二油-進(jìn)料區(qū)。桶213-214包括第二混合區(qū)。桶215包括第三油-進(jìn)料區(qū)。桶216包括第三混合區(qū)。桶217-218可以包括冷卻-混合區(qū)。例如，如果在桶217處所得脲潤滑脂是在不需要另外冷卻、混合、或它們的組合的溫度和組成下，則冷卻-混合區(qū)如桶217-218可以用于將脲潤滑脂傳輸或輸送至其中可以獲得脲潤滑脂的位置，而不是被用作冷卻-混合區(qū)。
在用于提供四脲潤滑脂的本發(fā)明實(shí)例方法中，向桶201中加入包含第一進(jìn)料器220中的基油和第二進(jìn)料器222中的具有通式OCN-R1-NCO的組分(例如亞甲基二異氰酸酯(4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯)(也稱為MDI))的第一進(jìn)料組分(A)，其中R1包括含有2-30個(gè)碳原子的亞烴基。任選地，MDI可以作為薄片加入。另外任選地，MDI可以與基油組合，例如用基油稀釋MDI，和作為液體加入。另外任選地，第一進(jìn)料器220和第二進(jìn)料器222可以組合為一個(gè)進(jìn)料器，和基油與MD I可以作為共混物加入桶201。另外例如，作為使用多個(gè)基油進(jìn)料器的替代，可以使用一個(gè)基油進(jìn)料器通過應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)泵、管、閥、和它們的組合，而將基油提供至一個(gè)或多個(gè)位置。
向桶202中加入第三進(jìn)料器224中的基油和第四進(jìn)料器226中的一種或多種組分，例如包含具有通式NH2R2的單胺的第二進(jìn)料組分(B)如1-十八烷基胺和包含具有通式NH2R3NH2的二胺的另一第二進(jìn)料組分(C)如聚氧亞丙基二胺(POD)，其中R2包括含有2-30個(gè)碳原子的烴基，其中R 3包括含有2-12個(gè)碳原子的亞烴基或含有2-12個(gè)碳原子的聚氧亞烴基，優(yōu)選地，組分(B)和組分(C)構(gòu)成共混物。任選地，第三進(jìn)料器224和第四進(jìn)料器226可以組合為一個(gè)進(jìn)料器，且基油和組分(B)及組分(C)可以作為共混物加入桶202。
當(dāng)過程通過桶繼續(xù)時(shí)，通常在桶203-206中發(fā)生第一次反應(yīng)-混合。在桶207-208中應(yīng)用放空口228可以進(jìn)行所得組合物的放空。向桶209加入第五進(jìn)料器230中的基油。在桶210-211中發(fā)生混合和取決于基油和桶的溫度的通常的冷卻。向桶212加入第六進(jìn)料器232中的基油。在桶213-214中發(fā)生混合和取決于基油和桶的溫度的通常的冷卻。向桶215加入第七進(jìn)料器234中的基油、一種或多種添加劑、或它們的組合。在桶216中發(fā)生混合和取決于基油溫度的通常的冷卻。然后使所得的組合物流入桶217-218，以提供冷卻的組合物。如果在桶217處的所得脲潤滑脂在不需要另外冷卻、混合、或它們的組合的溫度和組成下，則桶217-218可以用于將脲潤滑脂傳輸或輸送至其中可以得到脲潤滑脂的位置?？梢詮耐?18得到脲潤滑脂如四脲潤滑脂，和可以將其排放至例如貯存容器。
任選地，所得的組合物可以從桶218流入包括加入油、加入添加劑、或它們組合的附加重復(fù)的桶(未示出)，之后是混合、之后是第二次冷卻-混合。另外任選地，所得的組合物可以從桶218流入脲潤滑脂處理設(shè)備(未示出)，例如靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組、或它們的組合。
參考圖4，公開了用于提供脲潤滑脂如二脲潤滑脂的、與本文實(shí)施例中所涉及的設(shè)備類似的、包括螺桿元件如雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)的設(shè)備300的示意圖。所述設(shè)備300包括相互靠近且縱向相連的的十八個(gè)(18)單個(gè)桶(301-318)的系列，從而允許順序進(jìn)行不同的操作步驟，和在同向旋轉(zhuǎn)構(gòu)造中容納例如延伸通過單個(gè)桶的系列的整個(gè)長度的雙-螺桿元件。桶301-303可以是靜止和未被應(yīng)用的(例如當(dāng)應(yīng)用包括18個(gè)桶的擠出機(jī)的15個(gè)桶時(shí))、或者可能不存在(例如當(dāng)應(yīng)用包含15個(gè)桶的擠出機(jī)時(shí)，其中桶304-318將分別為桶301-315)。桶304-318包括幾個(gè)區(qū)。桶304包括第一進(jìn)料區(qū)。桶305包括第二進(jìn)料區(qū)。桶306-307包括第一反應(yīng)-混合區(qū)。桶308包括第三進(jìn)料區(qū)。桶309包括第二反應(yīng)-混合區(qū)。桶310包括任選的放空區(qū)。桶311包括第一混合區(qū)。桶312包括油-進(jìn)料區(qū)。桶313-314包括第二混合區(qū)。桶315包括第二油-進(jìn)料區(qū)。桶316-317包括第三混合區(qū)。桶318包括冷卻-混合區(qū)。例如，如果在桶317處所得脲潤滑脂是在不需要另外冷卻、混合、或它們的組合的溫度和組成下，則冷卻-混合區(qū)如桶318可以用于將脲潤滑脂傳輸或輸送至其中可以獲得脲潤滑脂的位置，而不是被用作冷卻-混合區(qū)。
在用于提供二脲潤滑脂的本發(fā)明實(shí)例方法中，向桶304中加入包含第一進(jìn)料器320中的基油和第二進(jìn)料器322中的具有通式OCN-R1-NCO的組分如亞甲基二異氰酸酯(4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯)(也稱為MDI)的第一進(jìn)料組分(A)，其中R1包括具有2-30個(gè)碳原子的亞烴基。任選地，MDI可以作為薄片加入。另外任選地，MDI可以與基油組合，例如用基油稀釋MDI，和作為液體加入。另外任選地，第一進(jìn)料器320和第二進(jìn)料器322可以組合為一個(gè)進(jìn)料器，和基油與MDI可以作為共混物加入桶304。另外例如，作為使用多個(gè)基油進(jìn)料器的替代，可以使用一個(gè)基油進(jìn)料器通過應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)泵、管、閥、和它們的組合，而將基油提供至一個(gè)或多個(gè)位置。
向桶305中加入第三進(jìn)料器324中的包含具有通式NH2R2的單胺例如辛基胺的第二進(jìn)料組分(D)，其中R2包括具有2-30個(gè)碳原子的烴基。當(dāng)過程通過桶繼續(xù)時(shí)，通常在桶306-307中發(fā)生第一次反應(yīng)-混合。向桶308加入第四進(jìn)料器326中的包含具有通式NH2R2的單胺例如十二烷基胺的第三進(jìn)料組分(E)，其中R2包括具有2-30個(gè)碳原子的烴基。
隨著過程通過桶繼續(xù)，通常在桶309中發(fā)生第二次反應(yīng)-混合。所得組合物的放空可以在桶310中用放空口328進(jìn)行。在桶311中進(jìn)行混合。
向桶312加入第五進(jìn)料器330中的基油。在桶313-314中發(fā)生混合和取決于基油和桶的溫度的通常的冷卻。向桶315加入第六進(jìn)料器332中的基油。在桶316-317中發(fā)生混合和取決于基油和桶的溫度的通常的冷卻。然后使所得組合物流向桶318，以提供冷卻的組合物。如果在桶317處所得脲潤滑脂在不需要另外冷卻、混合、或它們的組合的溫度和組成下，則桶318可以用于將脲潤滑脂傳輸或輸送至其中可以得到脲潤滑脂的位置?？梢詮耐?18得到脲潤滑脂如二脲潤滑脂，和可以將其排放至例如貯存容器。
任選地，所得組合物可以從桶318流入包括加入油、加入添加劑、或它們組合的附加重復(fù)的桶(未示出)，之后是混合、之后是第二次冷卻-混合。另外任選地，所得的組合物可以從桶318流入脲潤滑脂處理設(shè)備(未示出)，例如靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組、或它們的組合。
實(shí)施例 應(yīng)用來自Coperion Werner and Pfleiderer，Stuttgart，Germany的型號(hào)為ZSK34MV的34-mm雙-螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)來進(jìn)行本發(fā)明方法的實(shí)施例，以制備四脲潤滑脂和二脲潤滑脂。表1公開了所制備的四脲潤滑脂和二脲潤滑脂的配方。HVI 160B和HVI 650指可由ShellGroup的會(huì)員公司商購獲得的基油。
表1脲潤滑脂 在表2中公開了擠出機(jī)的特征。
表2 將反應(yīng)組分在基油中稀釋，并作為液體應(yīng)用齒輪泵(來自MaagPump Systems Textron A.G.，Zurich，Switzerland的Cipex)注入擠出機(jī)中。表3中公開了不同組分的稀釋率。由于應(yīng)用了熔融組分(MDI，在室溫下為固體胺)，和為了避免堵塞進(jìn)料系統(tǒng)，管線和容器是絕熱的。在泵送可能已經(jīng)于降低的溫度下固化的組分之前，首先將熱油注入管線中。補(bǔ)充的油進(jìn)料也被注入，和當(dāng)油在化學(xué)反應(yīng)之前與組分一起注入時(shí)在本文中被稱為“反應(yīng)油”，而當(dāng)在化學(xué)反應(yīng)之后被注入以提供例如潤滑脂的冷卻和稀釋(例如在桶9、12、15、或它們的組合中)時(shí)在本文中被稱為“稀釋油”。
表3組分的稀釋率 用于啟動(dòng)測試運(yùn)行的程序 -用預(yù)熱的(80℃)的沖洗油(預(yù)熱油)加熱用于熔融組分(MDI，室溫下為固體胺)的管線 -啟動(dòng)反應(yīng)油 -停止預(yù)熱油并啟動(dòng)加入胺 -停止預(yù)熱油且啟動(dòng)加入MDI -啟動(dòng)稀釋油 用于停止測試運(yùn)行的程序 -停止加入MDI，用熱油沖洗管線 -停止加入胺，用熱油沖洗管線 -保持沖洗油10分鐘 為了檢查是否實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)，按與ASTM D2076類似的方式通過滴定測量總胺值。將樣品溶解于石油溶劑油中，和在溴甲酚綠指示劑存在下用0.1N鹽酸醇液滴定。通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測定過量的MDI。通過檢查在約2250cm-1下的紅外異氰酸酯峰測定未反應(yīng)的二異氰酸酯。
四脲潤滑脂 表4中公開了用于制備四脲潤滑脂的組分制備。在HVI 160B基油中稀釋組分。HVI 160B基油作為反應(yīng)油和稀釋油注入。
表4 容器為絕熱罐，各自配備有電加熱器和包括位于軸上不同高度的兩個(gè)螺旋漿的攪拌系統(tǒng)。
用于四脲潤滑脂的擠出機(jī)布置包括 -第1號(hào)桶加入稀釋的MDI和基油(輸送元件) -第2號(hào)桶加入稀釋的胺(輸送元件) -第3-6號(hào)桶反應(yīng)/混合/運(yùn)輸 -第7和8號(hào)桶任選的放空區(qū)(桶可以是敞開的) -第9號(hào)桶任選加入/注入稀釋油 -第10和11號(hào)桶混合/冷卻/運(yùn)輸 -第12號(hào)桶任選加入/注入稀釋油 -桶13和14號(hào)桶混合/冷卻/運(yùn)輸 -第15號(hào)桶任選加入/注入稀釋油、一種或多種添加劑、或它們組合 -第16號(hào)桶混合 -第17-18號(hào)桶運(yùn)輸/排出 表5中公開了用于制備四脲潤滑脂的螺桿構(gòu)造(螺桿構(gòu)造1)。
表5螺桿構(gòu)造1 (四脲潤滑脂) 續(xù)表5螺桿構(gòu)造1 (四脲潤滑脂) 續(xù)表5螺桿構(gòu)造1 (四脲潤滑脂) 表6中公開的溫度分布是由螺桿構(gòu)造1得到的，并且用于制備四脲潤滑脂的整個(gè)測試運(yùn)行過程中。
表6 在30千克/小時(shí)(kg/hr)至43kg/hr的不同處理量和在320轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)至600rpm的不同螺桿速度下得到四脲基礎(chǔ)潤滑脂(表7中公開了所述信息)。得到四脲基礎(chǔ)潤滑脂的基本性質(zhì)并公開于表8中。
表7
表8四脲基礎(chǔ)潤滑脂的性質(zhì) 用添加劑包處理來自第1號(hào)測試運(yùn)行的四脲基礎(chǔ)潤滑脂(第1號(hào)潤滑脂樣品)以提供四脲成品潤滑脂。取出100克四脲基礎(chǔ)潤滑脂(第1號(hào)潤滑脂樣品)并加熱至85℃，和應(yīng)用試驗(yàn)室混合器將固體添加劑分散入四脲基礎(chǔ)潤滑脂中。然后應(yīng)用三-輥碾磨機(jī)研磨四脲潤滑脂三次，直到固體分散。將研磨后的樣品與剩余的潤滑脂(1448克)和固體與液體添加劑放置于Hobart混合器中。在85℃下混合潤滑脂樣品45分鐘。然后在低壓下應(yīng)用APV Gaulin研磨機(jī)研磨潤滑脂樣品，以提供四脲成品潤滑脂(第2號(hào)潤滑脂樣品)。
獲得四脲成品潤滑脂的基本性質(zhì)并公開于表9中。
表9 二脲潤滑脂 表10中公開了用于制備二脲潤滑脂的組分制備。在HVI 160B基油中稀釋組分。HVI 650基油作為反應(yīng)油和稀釋油注入。
表10 容器為絕熱罐，各自配備有電加熱器和包括位于軸的不同高度的兩個(gè)螺旋漿的攪拌系統(tǒng)。
二脲潤滑脂的試驗(yàn)在ZSK 34MV擠出機(jī)上應(yīng)用18個(gè)桶中的15個(gè)進(jìn)行。在擠出機(jī)的開端部分、緊靠第一進(jìn)料區(qū)之前存在三個(gè)靜止的桶，并且其僅包括輸送元件。
為了生產(chǎn)二脲潤滑脂，兩種胺的進(jìn)料/注入點(diǎn)相互之間保持分開。發(fā)現(xiàn)ZSK 34MV擠出機(jī)中兩個(gè)進(jìn)料/注入點(diǎn)間的距離例如336mm，應(yīng)足夠獲得具有本文所公開特性的脲潤滑脂。
用于二脲基礎(chǔ)潤滑脂的擠出機(jī)布置包括 -第1-3號(hào)桶靜止的桶(僅有輸送元件) -第4號(hào)桶加入稀釋的MDI和反應(yīng)油(輸送元件) -第5號(hào)桶注入第一稀釋的胺(輸送元件) -第6和7號(hào)桶反應(yīng)/混合/運(yùn)輸 -第8號(hào)桶注入第二稀釋的胺 -第9號(hào)桶反應(yīng)/混合/運(yùn)輸 -第10號(hào)桶任選的放空區(qū)(桶可以是敞開的) -第11號(hào)桶混合 -第12號(hào)桶任選加入/注入稀釋油 -第13和14號(hào)桶混合/冷卻/運(yùn)輸 -第15號(hào)桶注入稀釋油、一種或多種添加劑、或它們組合 -第16號(hào)桶混合 -第17-18號(hào)桶運(yùn)輸/排出 表11中公開了用于制備二脲潤滑脂的螺桿構(gòu)造(螺桿構(gòu)造2)。
表11螺桿構(gòu)造2 (二脲潤滑脂) 續(xù)表11螺桿構(gòu)造2 (二脲潤滑脂) 續(xù)表11螺桿構(gòu)造2 (二脲潤滑脂) 表12中公開的溫度分布是由螺桿構(gòu)造2得到的，并且用于制備二脲潤滑脂的整個(gè)測試運(yùn)行過程中。
表12 在45kg/hr至60kg/hr的不同處理量和在300rpm至600rpm的不同螺桿速度下得到二脲基礎(chǔ)潤滑脂(表13中公開了所述信息)。得到二脲基礎(chǔ)潤滑脂的基本性質(zhì)，并公開于表13中。
表13二脲基礎(chǔ)潤滑脂的性質(zhì) *非常小的峰 用添加劑包處理來自第9號(hào)測試運(yùn)行和第12號(hào)測試運(yùn)行的二脲基礎(chǔ)潤滑脂。取出100克二脲基礎(chǔ)潤滑脂并加熱至120℃，和應(yīng)用試驗(yàn)室混合器將固體添加劑分散入二脲基礎(chǔ)潤滑脂中并隨后加入潤滑脂主體(2800克)中。然后應(yīng)用三-輥碾磨機(jī)研磨二脲潤滑脂一次。
得到了應(yīng)用來自第9號(hào)測試運(yùn)行的二脲基礎(chǔ)潤滑脂的二脲成品潤滑脂(第3號(hào)潤滑脂樣品)和應(yīng)用來自第12號(hào)測試運(yùn)行的二脲基礎(chǔ)潤滑脂的二脲成品潤滑脂(第4號(hào)潤滑脂樣品)的基本特性，并公開于表14中。
表14二脲成品潤滑脂的性質(zhì)

權(quán)利要求
1.一種制備脲潤滑脂的方法，所述方法包括(a)向第一進(jìn)料區(qū)加入第一進(jìn)料組分；(b)向第二進(jìn)料區(qū)加入第二進(jìn)料組分；(c)在第一反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第一次反應(yīng)-混合；和(d)在冷卻-混合區(qū)內(nèi)進(jìn)行冷卻-混合。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括在油-進(jìn)料區(qū)中加入油。
3.權(quán)利要求1的方法，還包括在混合區(qū)中混合。
4.權(quán)利要求1的方法，還包括使脲潤滑脂經(jīng)受選自如下的脲潤滑脂處理靜態(tài)混合、均質(zhì)化、篩分和它們的組合。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法包括應(yīng)用擠出機(jī)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法包括應(yīng)用雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述脲潤滑脂包括四脲潤滑脂。
8.一種制備脲潤滑脂的方法，所述方法包括(a)向第一進(jìn)料區(qū)中加入第一進(jìn)料組分；(b)向第二進(jìn)料區(qū)加入第二進(jìn)料組分；(c)在第一反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第一次反應(yīng)-混合；(d)向第三進(jìn)料區(qū)加入第三進(jìn)料組分；(e)在第二反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第二次反應(yīng)-混合；和(f)在冷卻-混合區(qū)中進(jìn)行冷卻-混合。
9.權(quán)利要求8的方法，還包括在油-進(jìn)料區(qū)中加入油。
10.權(quán)利要求8的方法，還包括在混合區(qū)中混合。
11.權(quán)利要求8的方法，還包括使脲潤滑脂經(jīng)受選自如下的脲潤滑脂處理靜態(tài)混合、均質(zhì)化、篩分和它們的組合。
12.權(quán)利要求8的方法，其中所述方法包括應(yīng)用擠出機(jī)。
13.權(quán)利要求8的方法，其中所述方法包括應(yīng)用雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)。
14.權(quán)利要求8的方法，其中所述脲潤滑脂包括二脲潤滑脂或三脲-聚氨基甲酸酯潤滑脂。
15.一種制備脲潤滑脂的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)第一進(jìn)料區(qū)；(b)第二進(jìn)料區(qū)；(c)第一反應(yīng)-混合區(qū)；和(d)冷卻-混合區(qū)。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備，還包括油-進(jìn)料區(qū)。
17.權(quán)利要求15的設(shè)備，還包括混合區(qū)。
18.權(quán)利要求15的設(shè)備，還包括選自如下的脲潤滑脂處理設(shè)備靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組和它們的組合。
19.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括擠出機(jī)。
20.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)。
21.一種制備脲潤滑脂的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)第一進(jìn)料區(qū)；(b)第二進(jìn)料區(qū)；(c)第一反應(yīng)-混合區(qū)；(d)第三進(jìn)料區(qū)；(e)第二反應(yīng)-混合區(qū)；和(f)冷卻-混合區(qū)。
22.權(quán)利要求21的設(shè)備，還包括油-進(jìn)料區(qū)。
23.權(quán)利要求21的設(shè)備，還包括混合區(qū)。
24.權(quán)利要求21的設(shè)備，還包括選自如下的脲潤滑脂處理設(shè)備靜態(tài)混合器、均化器、網(wǎng)組和它們的組合。
25.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括擠出機(jī)。
26.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供制備脲潤滑脂的方法，包括(a)向第一進(jìn)料區(qū)內(nèi)加入第一進(jìn)料組分；(b)向第二進(jìn)料區(qū)加入第二進(jìn)料組分；(c)在第一反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第一次反應(yīng)-混合；和(d)在冷卻-混合區(qū)中進(jìn)行冷卻-混合。本發(fā)明還提供制備脲潤滑脂的方法，包括(a)向第一進(jìn)料區(qū)加入第一進(jìn)料組分；(b)向第二進(jìn)料區(qū)加入第二進(jìn)料組分；(c)在第一反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第一次反應(yīng)-混合；(d)向第三進(jìn)料區(qū)加入第三進(jìn)料組分；(e)在第二反應(yīng)-混合區(qū)中進(jìn)行第二次反應(yīng)-混合；和(f)在冷卻-混合區(qū)中進(jìn)行冷卻-混合。本發(fā)明還提供制備脲潤滑脂的設(shè)備，包括(a)第一進(jìn)料區(qū)；(b)第二進(jìn)料區(qū)；(c)第一反應(yīng)-混合區(qū)；和(d)冷卻-混合區(qū)。本發(fā)明還提供制備脲潤滑脂的設(shè)備，包括(a)第一進(jìn)料區(qū)；(b)第二進(jìn)料區(qū)；(c)第一反應(yīng)-混合區(qū)；(d)第三進(jìn)料區(qū)；(e)第二反應(yīng)-混合區(qū)；和(f)冷卻-混合區(qū)。
文檔編號(hào)C10M115/08GK101578357SQ200780049362
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者J-I·P·A·布羅索, D·E·科德, J·達(dá)博, R·D·哈里斯, A·黃, K·R·考?？? C·馬亞爾, H·B·梅德, R·G·梅農(nóng), J-P·圣 申請(qǐng)人:國際殼牌研究有限公司