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CN109679740B - 一种润滑脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种润滑脂及其制备方法。本发明的润滑脂包括以下组分：梯度共聚物、稠化剂、抗氧剂、防锈剂和润滑基础油。本发明的润滑脂具有优异的低温润滑性能、胶体安定性、抗水淋性，能够用于各种机械设备的润滑，特别适用于低温条件下机械设备的润滑。

Description

一种润滑脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种润滑脂，尤其涉及一种低温润滑脂。
背景技术
润滑脂的应用领域非常广泛，可用于润滑转动、润滑的机械摩擦部位，还兼有防护和密封的作用，几乎涵盖了工业领域、农业领域、交通运输行业、航空航天业、电子信息业和国防装备。在石油产品中，虽然润滑脂的产量所占的比重不大，但品种繁多，是国民经济各部门不可缺少的重要材料。
随着近代工业的快速发展，对润滑材料提出了越来越高的要求，我国北方大部分地区冬季气候寒冷，且许多机械采取集中润滑系统进行润滑，集中润滑管线长达几十米，多暴露于室外，这对润滑脂的低温性能提出了更苛刻的要求。
CN 103525510A公开了使用12-羟基硬脂酸锂、硬脂酸锂为稠化剂，稠化Ⅲ类基础油与酯类油和/或PAO油混合成的半合成油，制备了一种低温润滑脂。CN 104371796公开了使用锂皂和膨润土为稠化剂，稠化 PAO、环烷基油、酯类油中的一种或多种制备了一种低温润滑脂。CN 101649243A提供了一种高低温润滑脂及其制备方法，制备的聚脲润滑脂是一种宽温润滑脂。CN 105087108A公开了使用PAO、甘油脂、合成磺酸盐等添加剂制备的一种耐高低温的润滑脂。
发明内容
本发明提出了一种润滑脂及其制备方法。
具体而言，本发明至少涉及以下几个方面的内容：
1.一种润滑脂，包括以下组分：梯度共聚物、稠化剂、抗氧剂、防锈剂和润滑基础油；所述梯度共聚物的制造方法包括：向聚合反应体系中添加至少两种单体，使所述至少两种单体发生加成共聚反应(特别是自由基加成共聚反应)的步骤，其中所述至少两种单体各自独立地代表式(I) 所示的化合物和/或其混合物，
Figure BDA0001437485530000021
在式(I)中，
基团R1代表H或者
Figure BDA0001437485530000022
优选代表H，
基团R2代表H或者C1-4直链或支链烷基，优选代表H或者甲基，
符号a代表0或者1，优选代表1，
基团R'代表H或者基团R3，优选代表基团R3，
基团R3代表C1-C30直链或支链烷基，优选代表C6-C24直链或支链烷基，更优选代表C6-C20直链烷基，
设所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻为t0，终止时刻为tm，则所述至少两种单体的单体添加时间为t(t＝tm-t0)，在将所述单体添加时间划分为m个等份时，符号m代表闭区间[5，∞]内的一个整数，优选代表闭区间[8，∞]内的一个整数，优选所述符号m所代表的整数的上限是20000、10000、5000、1000、500、200、100或者50，在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的相对比例使得由所述至少两种单体按照所述相对比例构成的混合物的核磁共振法侧链平均碳原子数Xx满足以下关系式，符号x代表从0至m的任意整数，
X0<X1<…<Xm-1<Xm (V)
优选从X0至Xm逐渐增大，更优选从X0至Xm线性增大。
2.前面任一方面所述的制造方法，其中设在所述单体添加的终止时刻tm，所述至少两种单体在所述单体添加时间内向所述聚合反应体系中的累计添加量之和为G，并且设在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系中的添加量之和为Gx，符号x代表从0至m的任意整数，以下关系式成立，
G0/G<G1/G<…<Gj/G>…>Gm-1/G>Gm/G (VI)
在式(VI)中，符号j代表闭区间[m/4，3m/4]内的一个整数，优选代表闭区间[m/3，2m/3]内的一个整数，更优选代表闭区间[2m/5，3m/5]内的一个整数，且G0+G1+…+Gj+…+Gm-1+Gm＝G，
优选从G0/G至Gj/G逐渐增大，更优选从G0/G至Gj/G线性增大，或者从Gj/G至Gm/G逐渐降低，更优选从Gj/G至Gm/G线性降低，
更优选Gx/G与Xx满足以下关系式，
Figure BDA0001437485530000031
在式(VII)中，符号μ代表开区间(12.5，14.2)内的任意一个数值，优选代表开区间(12.6，13.8)内的任意一个数值，符号σ代表开区间(0.5， 2)内的任意一个数值。
3.前面任一方面所述的制造方法，其中基团R3代表C10-C18直链或支链烷基的所述式(I)所示的化合物占全部单体用量的比例(以摩尔为计) 为从40％至95％，优选从55％至95％。
4.前面任一方面所述的制造方法，其中所述X0代表闭区间[6.5，12.5] 内的任意一个数值，优选代表闭区间[7.8，12.0]内的任意一个数值，或者所述Xm代表闭区间[13.8，19.5]内的任意一个数值，优选代表闭区间 [14.5，18.2]内的任意一个数值。
5.前面任一方面所述的制造方法，其中比值Gj/G为从20％至75％，优选从25％至65％，或者比值G0/G或比值Gm/G为从0.01％至20％，优选从0.1％至10％。
6.前面任一方面所述的制造方法，其中所述共聚反应的反应温度为从50℃至180℃，优选从55℃至165℃，更优选从60℃至150℃，所述共聚反应的反应时间为从1小时至24小时，优选从1.5小时至20小时，所述单体添加时间t为从0.5小时至12小时，优选从1小时至10小时。
7.前面任一方面所述的润滑脂，以润滑脂总重量为基准，其中所述梯度共聚物占润滑脂总重量的0.01％～10％(优选0.5％～2％)；所述稠化剂占润滑脂总重量的1％～30％(优选5％～25％)；所述抗氧剂占润滑脂总质量的0.1％～10％(优选0.5％-2％)；所述防锈剂占润滑脂总质量的0.1％～10％(优选0.5％-2％)；所述润滑基础油构成润滑脂的主要成分。
8.前面任一方面所述的润滑脂，所述稠化剂选自锂基稠化剂、钙基稠化剂、无水钙基稠化剂、钠基稠化剂和钡基稠化剂中的一种或多种；所述抗氧剂为酚型抗氧剂；所述防锈剂为酯类防锈剂、有机胺类防锈剂、含硫杂环或含氮杂环类防锈剂中的一种或多种；所述润滑基础油选自APIⅠ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类基础油中的一种或多种。
所述抗氧剂为酚型抗氧剂，可以是2,6-二叔丁基对甲苯酚、2-萘酚、2,6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚、4,4-亚甲基双(2,6-二叔丁基酚)和2,6-二叔丁基-4- 烷氧基酚中的一种或多种。所述防锈剂为酯类防锈剂、有机胺类防锈剂、含硫杂环或含氮杂环类防锈剂中的一种或多种，可以是羊毛脂钙、羊毛脂镁、氧化石油酯钡皂、司苯-80、N-油酰基肌氨酸十八胺盐、2-氨基乙基十七烯基咪唑啉、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑中的一种或多种。所述润滑基础油优选100℃运动黏度为2-60mm2/s的基础油，更优选100℃运动黏度为3-30mm2/s的润滑基础油。
9.前述任一方面所述润滑脂的制备方法，包括：将稠化剂和润滑基础油混合均匀，在100-200℃恒温炼制，冷却，加入所述梯度共聚物、抗氧剂和防锈剂，研磨成脂。
本发明的润滑脂具有优异的低温润滑性能、胶体安定性、抗水淋性，能够用于各种机械设备的润滑，特别适用于低温条件下机械设备的润滑。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由附录的权利要求书来确定。
在本发明的上下文中，术语“(甲基)丙烯酸”指的是丙烯酸或者甲基丙烯酸。
在没有明确指明的情况下，本说明书内所提到的所有百分数、份数、比例等都是以重量为基准的，除非以重量为基准时不符合本领域技术人员的常规认识。
根据本发明的一个方面，所述梯度共聚物的侧链平均碳数X一般为从5至20，优选从11.5至17，优选从11.5至16.2，更优选从12.2至15.7，更优选从12.2至15.5。
根据本发明的一个方面，所述n种聚合物组分的侧链平均碳数X一般为从5至20，优选从11.5至17，优选从11.5至16.2，更优选从12.2 至15.7，更优选从12.2至15.5。
根据本发明的一个方面，所述符号n代表闭区间[5，∞]内的一个整数，优选代表闭区间[8，∞]内的一个整数。在此，所述符号n代表一个整数，其下限可以是5或者8，或者也可以是10或者20。作为所述符号n 所代表的整数的上限，可以是∞，或者也可以是20000、10000、5000、1000、500、200、100或者50。
根据本发明的一个方面，所述梯度共聚物可以通过如下的一种或多种制造方法进行制造。在本说明书的下文中，为了简化篇幅起见，任何针对所述制造方法未详细或具体描述的内容，比如反应器类型、各种添加剂的使用方式、进料的预处理、反应产物的分离等内容，可以直接参照本领域已知的相应内容。
根据本发明的一个方面，所述制造方法包括向聚合反应体系中添加至少两种单体，使所述至少两种单体发生加成共聚反应的步骤。
根据本发明的一个方面，为了方便所述加成共聚反应的实施，所述至少两种单体有时以进料混合物的形式添加至所述聚合反应体系中。在此，作为所述进料混合物，除了包含所述至少两种单体之外，一般还可以根据需要进一步包含溶剂、稀释剂、引发剂、分子量调节剂、聚合催化剂等对于加成共聚反应而言常规使用的一种或多种添加剂。而且，这些添加剂的种类和用量可以参照现有技术的相关要求，本发明对此并没有特别的限定。
根据本发明的一个方面，在所述聚合反应体系中，所述至少两种单体发生碳碳双键的加成共聚反应，特别是自由基加成共聚反应，即可获得一种梯度共聚物。所述梯度共聚物包括本发明在本说明书的各个方面所述的梯度共聚物。
根据本发明的一个方面，所述加成共聚反应的反应温度一般为从 50℃至180℃，优选从55℃至165℃，更优选从60℃至150℃。
根据本发明的一个方面，所述加成共聚反应的反应时间一般为从1小时至24小时，优选从1.5小时至20小时。
根据本发明的一个方面，所述加成共聚反应可以按照本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等任一方式进行，优选溶液聚合。
根据本发明的一个方面，为了有利于单体转化率的提高，在单体添加结束之后，有时还可以使所述加成共聚反应继续进行0.5-2小时，或者根据需要在进一步补加了引发剂、聚合催化剂或者稀释剂等之后，将所述聚合反应体系的温度升至100-150℃，再继续反应0.5-5小时。这些反应方式是本领域技术人员已知的。
根据本发明的一个方面，作为所述引发剂，可以使用本领域常规使用的那些，特别是自由基聚合引发剂，并没有特别的限定。作为所述引发剂，具体比如可以举出偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂。这些引发剂可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。另外，本发明对所述引发剂的用量没有特别的限定，可以适用本领域常规已知的那些，比如作为所述引发剂在整个所述加成共聚反应中的总体用量，一般为0.01-2.5重量份，优选0.05-2重量份，更优选0.1-1.5 重量份，相对于100重量份单体总用量。
根据本发明的一个方面，作为所述稀释剂，可以使用本领域常规使用的那些，特别是稀释油，并没有特别的限定。
根据本发明的一个方面，作为所述分子量调节剂，可以使用本领域常规使用的那些，并没有特别的限定。作为所述分子量调节剂，具体比如可以举出十二烷基硫醇或者2-巯基乙醇。这些分子量调节剂可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。另外，本发明对所述分子量调节剂的用量没有特别的限定，可以适用本领域常规已知的那些。
根据本发明的一个方面，作为所述聚合催化剂，可以使用本领域常规使用的那些，并没有特别的限定。作为所述聚合催化剂，具体比如可以举出自由基聚合催化剂，特别是齐格勒-纳塔催化剂。这些聚合催化剂可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。另外，本发明对所述聚合催化剂的用量没有特别的限定，可以适用本领域常规已知的那些。
根据本发明的一个方面，所述加成共聚反应通常在惰性气氛中进行。在此，所谓惰性气氛，指的是不与反应物和产物发生化学反应的非活性气体氛围。作为所述非活性气体，比如可以举出氮气和惰性气体等。作为保持所述惰性气氛的方法，比如可以举出向所述聚合反应体系中持续通入所述惰性气体的方法。
根据本发明的一个方面，所述至少两种单体各自独立地代表式(I)所示的化合物。所述至少两种单体中的一种或多种有时也可以呈现为单体混合物。在这种情况下，根据本发明的该方面，所述单体混合物所包含的两种或多种单体化合物各自独立地代表式(I)所示的化合物。
Figure BDA0001437485530000071
根据本发明的一个方面，在式(I)中，基团R1代表H或者
Figure BDA0001437485530000072
优选代表H。在此，基团R'代表H或者基团R3，优选代表基团R3。
根据本发明的一个方面，在式(I)中，基团R2代表H或者C1-4直链或支链烷基，优选代表H或者甲基。
根据本发明的一个方面，在式(I)中，符号a代表0或者1，优选代表1。
根据本发明的一个方面，在式(I)中，基团R3代表C1-C30直链或支链烷基，优选代表C6-C24直链或支链烷基，更优选代表C6-C20直链烷基或者C8-C24直链烷基。
根据本发明的一个方面，优选的是，基团R3代表C10-C18直链或支链烷基的所述式(I)所示的化合物占全部单体用量(所述至少两种单体的总体用量)的比例(以摩尔为计)一般为从40％至95％，优选从55％至95％。
根据本发明的一个方面，作为所述式(I)所示的化合物，具体比如可以举出富马酸单C1-C30直链或支链烷基酯、富马酸二C1-C30直链或支链烷基酯、C3-C30直链或支链α-烯烃和(甲基)丙烯酸C1-C30直链或支链烷基酯，更具体比如可以举出富马酸单C8-C24直链或支链烷基酯、富马酸二 C8-C24直链或支链烷基酯、C6-C20直链或支链α-烯烃和(甲基)丙烯酸 C6-C20直链或支链烷基酯，更具体比如可以举出富马酸单C8-C24直链烷基酯、富马酸二C8-C24直链烷基酯、C6-C20直链α-烯烃和(甲基)丙烯酸 C6-C20直链烷基酯。这些单体可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。
根据本发明的一个方面，作为所述富马酸二C8-C24直链或支链烷基酯，具体比如可以举出富马酸二C8直链烷基酯、富马酸二C10直链烷基酯、富马酸二C12直链烷基酯、富马酸二C14直链烷基酯、富马酸二C16直链烷基酯、富马酸二C18直链烷基酯、富马酸二C20直链烷基酯、富马酸二C22直链烷基酯和富马酸二C24直链烷基酯。这些富马酸二C8-C24直链或支链烷基酯可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。
根据本发明的一个方面，作为所述C6-C20直链或支链α-烯烃，具体比如可以举出1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯。这些C6-C20直链或支链α-烯烃可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。
根据本发明的一个方面，作为所述(甲基)丙烯酸C6-C20直链或支链烷基酯，具体比如可以举出(甲基)丙烯酸C6直链烷基酯、(甲基)丙烯酸C8直链烷基酯、(甲基)丙烯酸C10直链烷基酯、(甲基)丙烯酸 C12直链烷基酯、(甲基)丙烯酸C14直链烷基酯、(甲基)丙烯酸C16直链烷基酯、(甲基)丙烯酸C18直链烷基酯和(甲基)丙烯酸C20直链烷基酯。这些(甲基)丙烯酸C6-C20直链或支链烷基酯可以单独使用一种，或者以任意的比例组合使用多种。
根据本发明的一个方面，所述式(I)所示的化合物可以通过商购得到，也可以采用现有已知的各种方法进行制造。具体举例而言，所述(甲基)丙烯酸C6-C20直链或支链烷基酯可以通过(甲基)丙烯酸与C6-C20直链或支链烷醇的酯化反应而得到，也可以通过(甲基)丙烯酸甲酯与 C6-C20直链或支链烷醇的酯交换反应而得到，并没有特别的限定。
根据本发明的一个方面，设所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻为t0，终止时刻为tm，则所述至少两种单体的单体添加时间为t(t＝tm-t0)。为了尽可能提高单体转化率，或者取决于所述至少两种单体的单体添加方式，所述单体添加时间通常要比所述共聚反应的反应时间短。举例而言，所述单体添加时间一般为从0.5小时至12小时，优选从1小时至10小时。
根据本发明的一个方面，在将所述单体添加时间t划分为m个等份时，在任一单体添加时刻tx，设所述至少两种单体的侧链平均碳数为 Xx，以下关系式成立。换句话说，在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的相对比例使得由所述至少两种单体按照所述相对比例构成的(假想)混合物的核磁共振法侧链平均碳原子数 Xx满足以下关系式。在此，符号x代表从0至m的任意整数。
X0<X1<…<Xm-1<Xm (V)
根据本发明的一个方面，所谓至少两种单体的侧链平均碳数Xx，如本说明书前文所述，指的是由所述至少两种单体按照预定比例构成的(假想)混合物的侧链平均碳数，其中所述预定比例指的是在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的相对比例。
根据本发明的一个方面，对所述至少两种单体在所述单体添加时刻 tx向所述聚合反应体系中添加的相对比例没有特别的限定，所述相对比例可以是任意数值，只要其能够使得所述假想混合物的侧链平均碳数Xx满足所述式(V)的规定即可。简单举例而言，假设所述至少两种单体代表两种单体，即单体A和单体B，其中所述单体A的侧链平均碳数大于所述单体B的侧链平均碳数。为了满足所述式(V)的规定，从所述两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻t0至终止时刻tm，可以维持所述单体B的添加量不变，而逐渐增加所述单体A的添加量，或者维持所述单体A的添加量不变，而逐渐减少所述单体B的添加量，或者同时改变二者，只要使得所述单体B的添加量与所述单体A的添加量相比相对减少即可。
根据本发明的一个方面，可以采用手动调控或程序自动调控单体A 和单体B的添加量，从而实现单体A和单体B的添加量比例持续变化，且总添加量不断改变。简单举例而言：在聚合反应的初始时刻t0至终止时刻tm，维持所述单体B的添加量不变，通过设定m个控制点，以间断的方式手动不断调控单体A的添加速率，使得间断性实现所述单体B的添加量与所述单体A的添加量相比相对减少。也可以通过设定控制程序，该程序为业内人员容易开发掌握，通过此控制程序，连续实现调控单体A 的添加速率，从而满足式(V)的规定。
根据本发明的一个方面，所述符号m代表闭区间[5，∞]内的一个整数，优选代表闭区间[8，∞]内的一个整数。在此，所述符号m代表一个整数，其下限可以是5或者8，或者也可以是10或者20。作为所述符号m 所代表的整数的上限，可以是∞，或者也可以是20000、10000、5000、 1000、500、200、100或者50。
根据本发明的一个方面，所述符号m所代表的整数的值越大，表明相邻两个单体添加时刻的变化越连续，同时也意味着相邻两个单体添加时刻的侧链平均碳数的变化越连续。当所述符号m所代表的整数的值足够大，比如其上限值达到∞时，当然这并不意味着该上限值在数值上实际达到了∞，而是意味着随着所述单体添加时刻的连续变化，所述侧链平均碳数也已经达到了连续或无级平滑变化的程度。举例而言，在m＝∞时，所述侧链平均碳数的数值从X0至Xm，不再呈现为有穷递增数列变化，而是呈现为连续递增变化，特别是无级差或平滑递增变化。
根据本发明的一个方面，如所述式(V)所示，所述侧链平均碳数X 的数值从X0至Xm呈现为递增变化，比如逐渐递增变化或者线性递增变化。本发明对所述递增变化中任意相邻两个X之间的递增幅度(也称为步长)没有特别的限定，只要是本领域技术人员认为已经达到了有效递增的程度即可。而且，所述递增变化可以是等步长递增变化，也可以是不等步长递增变化，并没有特别的限定。作为所述步长，一般比如可以是从 0.01至4.00范围内的任一数值，或者是从0.05至1.5范围内的任一数值，但本发明并不限于此。
根据本发明的一个方面，作为所述X0，它代表了所述至少两种单体在所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻t0的侧链平均碳数，也代表了整个所述递增变化的起点和最小值，比如可以是从6.5至 12.5范围内的任一数值，或者是从7.8至12.0范围内的任一数值，但本发明并不限于此。另外，作为所述Xm，它代表了所述至少两种单体在所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的终止时刻tm的侧链平均碳数，也代表了整个所述递增变化的终点和最大值，比如可以是从13.8至 19.5范围内的任一数值，或者是从14.5至18.2范围内的任一数值，但本发明并不限于此。
根据本发明的一个方面，设在所述单体添加的终止时刻tm，所述至少两种单体在所述单体添加时间t内向所述聚合反应体系中的累计添加量之和为G，并且设在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系的添加量之和为Gx，符号x代表从0至m的任意整数，以下关系式成立。以下有时将比值Gx/G简称为添加量比。
G0/G<G1/G<…<Gj/G>…>Gm-1/G>Gm/G (VI)
根据本发明的一个方面，在所述式(VI)中，符号j代表闭区间[m/4， 3m/4]内的一个整数，优选代表闭区间[m/3，2m/3]内的一个整数，更优选代表闭区间[2m/5，3m/5]内的一个整数，且 G0+G1+…+Gj+…+Gm-1+Gm＝G。
根据本发明的一个方面，在任一单体添加时刻tx，向所述聚合反应体系中添加所述至少两种单体，用q种单体表示。在此，符号q代表所述制造方法所涉及的单体种类数目，比如可以是从2至100的任意整数或者从 2至20的任意整数，特别是从2至5的任意整数。在此，设每一种单体在所述单体添加时刻tx向所述聚合反应体系中的单独添加量(绝对值)为gs，符号s代表从1至q的任意整数，则这些单独添加量的总和即等于所述Gx，而这些单独添加量之间的比例即为所述至少两种单体在所述单体添加时刻tx向所述聚合反应体系中添加的相对比例。如本说明书前文所述，在任一单体添加时刻tx，要求所述相对比例使得所述假想混合物的侧链平均碳数Xx满足所述式(V)的规定。这是针对所述至少两种单体的这些单独添加量的相对值而提出的要求。根据本发明的该方面，对于所述至少两种单体的这些单独添加量各自的绝对值没有特别的限定，只要其总和达到所述Gx，并进一步使得所述Gx或者所述Gx/G满足所述式(VI) 的规定即可。简单举例而言，假设所述至少两种单体代表两种单体，即单体A和单体B，其中所述单体A的侧链平均碳数大于所述单体B的侧链平均碳数。为了使所述两种单体的所述单独添加量同时满足所述式(V) 的规定和所述式(VI)的规定，从所述两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻t0至单体添加时刻tj，维持所述单体B的添加量不变，而逐渐增加所述单体A的添加量，然后从所述单体添加时刻tj至所述单体添加的终止时刻tm，逐渐减少所述单体B的添加量，而维持所述单体A 的添加量不变。
根据本发明的一个方面，如所述式(VI)所示，所述添加量比的数值从G0/G至Gj/G呈现为递增变化，比如逐渐递增变化或者线性递增变化。本发明对所述递增变化中任意相邻两个数值之间的递增幅度(也称为步长)没有特别的限定，只要是本领域技术人员认为已经达到了有效递增的程度即可。而且，所述递增变化可以是等步长递增变化，也可以是不等步长递增变化，并没有特别的限定。作为所述步长，一般比如可以是从 0.05％至20％范围内的任一数值，或者是从0.1％至5％范围内的任一数值，但本发明并不限于此。
根据本发明的一个方面，作为所述添加量比G0/G，它代表了在所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻t0，所述至少两种单体的(瞬时)总体添加量相对于所述至少两种单体在整个所述单体添加时间t内的总体添加量G的比值，也代表了整个所述递增变化的起点和最小值，比如可以是从0.01％至20％范围内的任一数值，或者是从0.1％至10％范围内的任一数值，但本发明并不限于此。另外，作为所述添加量比 Gj/G，它代表了在所述单体添加时刻tj，所述至少两种单体的(瞬时)总体添加量相对于所述总体添加量G的比值，也代表了整个所述递增变化的终点和最大值，比如可以是从20％至75％范围内的任一数值，或者是从 25％至65％范围内的任一数值，但本发明并不限于此。
根据本发明的一个方面，如所述式(VI)所示，所述添加量比的数值从Gj/G至Gm/G呈现为递减变化，比如逐渐递减变化或者线性递减变化。本发明对所述递减变化中任意相邻两个数值之间的递减幅度(也称为步长)没有特别的限定，只要是本领域技术人员认为已经达到了有效递减的程度即可。而且，所述递减变化可以是等步长递减变化，也可以是不等步长递减变化，并没有特别的限定。作为所述步长，一般比如可以是从 0.05％至20％范围内的任一数值，或者是从0.1％至5％范围内的任一数值，但本发明并不限于此。
根据本发明的一个方面，作为所述添加量比Gj/G，它代表了在所述单体添加时刻tj，所述至少两种单体的(瞬时)总体添加量相对于所述总体添加量G的比值，也代表了整个所述递减变化的起点和最大值，比如可以是从20％至75％范围内的任一数值，或者是从25％至65％范围内的任一数值，但本发明并不限于此。另外，作为所述添加量比Gm/G，它代表了在所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的终止时刻tm，所述至少两种单体的(瞬时)总体添加量相对于所述总体添加量G的比值，也代表了整个所述递减变化的终点和最小值，比如可以是从0.01％至20％范围内的任一数值，或者是从0.1％至10％范围内的任一数值，但本发明并不限于此。
根据本发明的一个方面，所述添加量比Gm/G与所述添加量比G0/G可以相同，也可以不同，并没有特别的限定。
根据本发明的一个方面，如所述式(VI)所示，所述添加量比的数值从G0/G至Gm/G表现出两边低中间高的分布状态，非常类似于高斯分布。因此，根据本发明的一个实施方式，在理想的状态下，在以所述添加量比的数值作为纵坐标，以侧链平均碳数X的数值作为横坐标，并且从所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻t0变化至所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的终止时刻tm时，二者的关系符合或者基本上符合高斯分布，比如如式(VII)所示。在此，所谓“基本上符合”，指的是二者的关系与所述式(VII)所示的高斯分布稍有偏离，但该偏离在本领域技术人员可接受的幅度之内。
Figure BDA0001437485530000131
根据本发明的一个方面，在所述式(VII)中，符号x代表从0至m 的任意整数，符号μ代表开区间(12.5，14.2)内的任意一个数值，优选代表开区间(12.6，13.8)内的任意一个数值，符号σ代表开区间(0.5，2)内的任意一个数值。π是圆周率，一般可以取3.141592654或3.14，e是自然常数，一般可以取2.718281828或2.72。
实施例
以下采用实施例进一步详细地说明本发明，但并不限于这些实施例。
在以下的实施例和对比例中，共聚物和稀释油各自的含量以及共聚物中各单体的含量按照投料量计算得到。
在本发明的上下文中，包括在以下的实施例和对比例中，各测量方法和计算方法按照如下进行。
1.凝胶渗透色谱(GPC)拆分法
操作仪器：美国Waters公司生产的1515型凝胶渗透色谱仪。检测器为Waters 2414示差折光检测器。配置标准品所用的溶剂为由Acros公司生产的色谱纯四氢呋喃。色谱柱由Waters公司提供，为3支不同孔径硅胶柱串联，具体规格如下：
(1)Waters
Figure BDA0001437485530000132
HR 0.5THF，相对分子量测量范围1-1000 (7.8×300mm)，
(2)Waters
Figure BDA0001437485530000133
HR 1THF，相对分子量测量范围100-5000 (7.8×300mm)，
(3)Waters
Figure BDA0001437485530000134
HR 3THF，相对分子量测量范围5000-600,000 (7.8×300mm)。
操作条件：流动相为四氢呋喃，流动相流速为1.0mL/min，柱温为 35℃，检测器温度为35℃，进样量为200μL。
拆分步骤：将0.02至0.2g样品溶于10mL四氢呋喃中，摇匀，获得均匀溶液。然后将所述溶液在所述操作仪器上在所述操作条件下进行 GPC分析。从凝胶色谱谱图上出现色谱峰开始直至该色谱峰结束为止，采用容量瓶，以该色谱峰的累积出峰时间为基础，等分为n段来分别收集检测器流出口的流出液。将所述n段流出液分别标记为L1、L2、…、Ln。重复上述操作10次，合并每次收集的各段流出液。然后，通过80℃蒸馏分别从各段流出液中脱除四氢呋喃，得到n段拆分组分，分别称重。测量每段拆分组分的数均分子量Mn和分子量分布Mw/Mn，并计算每段拆分组分占全部n段拆分组分总重量的重量百分比，即组分占比Y。
2.核磁共振解析法
操作仪器：美国Varian公司生产的INOVA 500MHz核磁共振波谱仪 (1H-NMR)，固体双共振探头(5mm)。
操作条件：操作温度为室温，扫描次数nt＝1000，化学位移定标δ四甲基硅烷＝0，去偶方式dm＝nny(反门控去偶)，重水锁场。
解析步骤：对样品进行1H-NMR表征，通过解析相应获得的核磁谱图，计算所述样品的侧链平均碳数X。
以下分别以甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、富马酸酯聚合物和α-烯烃聚合物为例，具体说明所述核磁谱图的解析过程以及所述侧链平均碳数X的计算方法，但本发明并不限于此，其它聚合物也可以参照该内容进行类似解析和计算。
仅作为例子，所述甲基丙烯酸酯聚合物或者所述丙烯酸酯聚合物一般包含如下所示的结构单元。
Figure BDA0001437485530000141
根据1H-NMR谱图的明显差异性，针对甲基丙烯酸酯聚合物，可将其结构单元中的氢原子大致分为如结构式所示的HA、HB、HC、HD四个区域，这些区域存在式(1)所示的关系。由于HC所处化学位移被HB所覆盖，且HD处较难积分，可将HB、HC和HD合并计算。因此，可将公式(1) 变换为公式(2)，并进一步推导为公式(3)。
Figure BDA0001437485530000151
Figure BDA0001437485530000152
Figure BDA0001437485530000153
在这些公式中，X代表甲基丙烯酸酯聚合物的侧链平均碳数。
与甲基丙烯酸酯聚合物的解析类似，可将其结构单元中的氢原子大致分为如结构式所示的HA、HB、HD三个区域，同样可以计算出丙烯酸酯聚合物的侧链平均碳数X，如公式(4)所示。
Figure BDA0001437485530000154
仅作为例子，所述富马酸酯聚合物一般包含如下所示的结构单元。
Figure BDA0001437485530000155
与甲基丙烯酸酯聚合物的解析类似，同样可以计算出富马酸酯聚合物的侧链平均碳数X，如公式(5)所示。
Figure BDA0001437485530000156
仅作为例子，所述α-烯烃聚合物一般包含如下所示的结构单元。
Figure BDA0001437485530000161
与甲基丙烯酸酯聚合物的解析类似，同样可以计算出α-烯烃聚合物的侧链平均碳数X，如公式(6)所示。
Figure BDA0001437485530000162
具体举例而言，如果某一甲基丙烯酸酯聚合物具有所示的核磁谱图及 积分数据，则由公式(3)计算可知，所述甲基丙烯酸酯聚合物的侧链平 均碳数X＝14.86。
在以下的实施例和对比例中，润滑油基础油A至F的性质如表A所示。
表A
基础油编号 A B C
级别 API-Ⅱ6 API-Ⅲ6 150SN
100℃粘度 5.67 5.54 5.46
/(粘m度m2指s-数1) 112 121 90
倾点/℃ -18 -15 -15
实施例A
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油(购自双龙公司，牌号为100N，下同)，加热至83-91℃，将270kg第一单体(甲基丙烯酸癸酯/甲基丙烯酸十二烷基酯/甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯的混合物，其中C10＝61％，C12＝20％， C14＝12％，C16＝5％，C18＝2％，X＝11.1)、1.35kg过氧化苯甲酰和1.08kg十二烷基硫醇的混合物A滴加至反应釜中，同时将150kg第二单体(甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯/甲基丙烯酸二十烷基酯的混合物，其中C14＝27重量％，C16＝42％，C18＝24％，C20＝7重量％，X＝16.0)、0.75kg过氧化苯甲酰和0.6kg十二烷基硫醇的混合物B滴加至反应釜中。在滴加的初始时刻，混合物A的滴加量(kg/小时)与混合物B的滴加量(kg/小时)之比A/B为4:1，二者之和为20kg/ 小时，然后A/B逐渐减少，二者之和逐渐增加，直至滴加3小时的时刻， A/B达到5:3，二者之和达到80kg/小时。然后，A/B逐渐减少，二者之和逐渐减少，直至滴加6小时的时刻，A/B达到1:2，二者之和达到15kg/ 小时，滴加结束。然后，反应釜在95℃下继续保持1小时，然后加入0.3kg 过氧化苯甲酰和113kg稀释油，升温至103℃下保持2小时后结束聚合反应，得到梯度共聚物J1。在此，所述聚合反应的单体转化率为99.1％，梯度共聚物J1的数均分子量Mn为47120，侧链平均碳数X为12.5。以梯度共聚物J1作为样品，经过GPC拆分，得到5段拆分组分。对所述5段拆分组分分别进行测量，结果见表1。
表1
项目 1 2 3 4 5
组分占比Y/％ 7.1 16.7 50 16.7 9.5
侧链平均碳数X 12.21 12.42 12.80 13.71 14.13
数均分子量Mn 21542 35411 48214 54525 65214
实施例B
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油(购自双龙公司，牌号为100N，下同)，加热至83-91℃，将50kg第一单体(甲基丙烯酸己酯/甲基丙烯酸辛酯/甲基丙烯酸癸酯的混合物，其中C6＝71％， C8＝21％，C10＝8％，X＝6.6)、0.32kg过氧化苯甲酰和0.21kg十二烷基硫醇的混合物A滴加至反应釜中，同时将370kg第二单体(甲基丙烯酸十二烷基酯/甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯的混合物，其中 C12＝55重量％，C14＝17重量％，C16＝28重量％，X＝13.3)、1.8kg过氧化苯甲酰和1.5kg十二烷基硫醇的混合物B滴加至反应釜中。在滴加的初始时刻，混合物A的滴加量(kg/小时)与混合物B的滴加量(kg/小时)之比 A/B为7:1，二者之和为12kg/小时，然后A/B逐渐减少，二者之和逐渐增加，直至滴加3小时的时刻，A/B达到1:10，二者之和达到150kg/小时。然后，A/B逐渐减少，二者之和逐渐减少，直至滴加6小时的时刻，A/B 达到1:20，二者之和达到20kg/小时，滴加结束。然后，反应釜在95℃下继续保持1小时，然后加入0.3kg过氧化苯甲酰和113kg稀释油，升温至103℃下保持2小时后结束聚合反应，得到梯度共聚物J2。在此，所述聚合反应的单体转化率为98.3％，梯度共聚物J2的数均分子量Mn为45975，侧链平均碳数X为12.0。以梯度共聚物J2作为样品，经过GPC拆分，得到8段拆分组分。对所述8段拆分组分分别进行测量，结果见表2。
表2
项目 1 2 3 4 5 6 7 8
组分占比Y/％ 4.2 5.9 8.5 9.6 43.1 14.4 8.4 6.0
侧链平均碳数X 7.30 9.84 11.17 11.82 12.44 12.65 12.70 12.89
数均分子量Mn 19542 25057 31124 38512 44215 47045 50215 59021
对比例A
按照实施例A的方法制备梯度共聚物，不同的是，将第一单体和第二单体混合均匀之后再以恒定速率滴加至反应体系中，具体地：
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油，加热至83-91℃，将270kg第一单体(甲基丙烯酸癸酯/甲基丙烯酸十二烷基酯 /甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯的混合物，其中C10＝61％，C12＝20％，C14＝12％，C16＝5％，C18＝2％，X＝11.1)、 150kg第二单体(甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯/甲基丙烯酸二十烷基酯的混合物，其中C14＝27重量％， C16＝42％，C18＝24％，C20＝7重量％，X＝16.0)、2.1kg过氧化苯甲酰和1.68kg 十二烷基硫醇的混合物以70kg/小时的恒定速率滴加至反应釜中，滴加时间为6小时，滴加结束时，反应釜在95℃下继续保持1小时，然后加入 0.3kg过氧化苯甲酰和113kg稀释油，升温至103℃下保持2小时后结束反应，得到共聚物DJ1。在此，所述聚合反应的单体转化率为99.3％，共聚物DJ1的数均分子量Mn为41768，侧链平均碳数X为12.5。以共聚物 DJ1作为样品，经过GPC拆分，得到5段拆分组分。对所述5段拆分组分分别进行测量，结果见表3。
表3
项目 1 2 3 4 5
组分占比Y/％ 13.2 17.5 30.0 21.1 18.2
侧链平均碳数X 12.41 12.54 12.54 12.47 12.40
数均分子量Mn 32154 39024 45145 52153 59213
实施例C
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油(购自双龙公司，牌号为100N，下同)，加热至83-91℃，将150kg第一单体(甲基丙烯酸癸酯/甲基丙烯酸十二烷基酯的混合物，其中C10＝50％，C12＝50％， X＝10.9)、0.75kg过氧化苯甲酰和0.7kg十二烷基硫醇的混合物A滴加至反应釜中，前4小时，第一单体混合物的进料速度保持在10kg/小时匀速滴加，同时将100kg第二单体(甲基丙烯酸十二烷基酯/甲基丙烯酸十四烷基酯的混合物，其中C12＝70重量％，C14＝30％，X＝12.5)、0.6kg过氧化苯甲酰和0.55kg十二烷基硫醇的混合物B滴加至反应釜中。在滴加的初始时刻，混合物A的滴加量(kg/小时)与混合物B的滴加量(kg/小时) 之比A/B为2:1，二者之和为15kg/小时，然后B逐渐增加，二者之和逐渐增加，直至滴加4小时的时刻，A/B达到1:3，二者之和达到80kg/小时，此时第二单体进料结束，此刻，将170kg的第三单体(甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯混合物的混合物，其中C14＝64重量％，C16＝25％，C18＝11％，X＝14.8)、0.8kg过氧化苯甲酰和0.7kg十二烷基硫醇的混合物C滴加至反应釜中，此时，混合物A的滴加量(kg/小时)与混合物C的滴加量(kg/小时)之比A/C为1:2，二者之和为100kg/小时，然后A逐渐减少，二者之和逐渐减少，直至继续滴加5小时的时刻，A/C达到1:3，二者之和达到10kg/小时，滴加结束。然后，反应釜在95℃下继续保持1小时，然后加入0.5kg过氧化苯甲酰和 113kg稀释油，升温至103℃下保持2小时后结束聚合反应，得到梯度共聚物J3。在此，所述聚合反应的单体转化率为99.6％，梯度共聚物J3的数均分子量Mn为52120，侧链平均碳数X为11.8。以梯度共聚物J3作为样品，经过GPC拆分，得到5段拆分组分。对所述5段拆分组分分别进行测量，结果见表4。
表4
项目 1 2 3 4 5
组分占比Y/％ 8.2 24.5 38.8 22.4 6.1
侧链平均碳数X 11.70 11.91 12.36 13.68 13.90
数均分子量Mn 20023 35289 50317 62527 74924
实施例D
准备5种不同的甲基丙烯酸直链烷基酯单体混合物A至E，各混合物的组成如表5所示。
表5
Figure BDA0001437485530000201
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油(购自双龙公司，牌号为100N，下同)，加热至92-100℃在滴加的初始时刻，混合物A以10kg/小时的速度恒定滴加近入反应釜中，同时，混合物B以 5kg/小时的速度滴加，混合物B的进料速度逐渐增加，当达到2h时，混合物A和混合物B进料结束，接着混合物C和混合物D滴加入反应釜，混合物C的滴加量(kg/小时)与混合物D的滴加量(kg/小时)之比C/D 为3:1，二者之和为60kg/小时，然后C逐渐减少，混合物D逐渐增加，二者之和逐渐增加，直至滴加5小时的时刻，C/D达到1:1，二者之和达到130kg/小时，此时，混合物C滴加结束，接着将混合物E滴加入反应釜，此时混合物D的滴加量(kg/小时)与混合物E的滴加量(kg/小时) 之比D/E为10:1，二者之和为130kg/小时，然后D逐渐减少，二者之和逐渐减少，直至滴加7小时的时刻，D/E达到1:1，二者之和达到13kg/ 小时，滴加结束。然后，反应釜在100℃下继续保持1小时，然后加入0.3kg过氧化苯甲酰和113kg稀释油，升温至103℃保持2小时后结束聚合反应，得到梯度共聚物J4。在此，所述聚合反应的单体转化率为99.2％，梯度共聚物J4的数均分子量Mn为39120，侧链平均碳数X为12.14。以梯度共聚物J4作为样品，经过GPC拆分，得到8段拆分组分。对所述8段拆分组分分别进行测量，结果见表6。
表6
项目 1 2 3 4 5 6 7 8
组分占比Y/％ 3.2 6.3 11.9 15.1 26.2 23.8 11.1 2.4
侧链平均碳数X 8.00 9.64 12.05 12.00 12.23 13.16 13.50 14.13
数均分子量Mn 18154 25124 30147 34987 37651 40154 49872 58326
按照表7规定的加入量，分别将梯度共聚物J1至J4及共聚物DJ1加入基础油中。各共聚物的用量、基础油的种类及所得降凝测试结果见表7。
表7
Figure BDA0001437485530000211
通过对比实施例和对比例所得结果可知，本发明获得的梯度共聚物对多种润滑油基础油均表现出优异的降凝效果。而且，即使添加量极少，润滑油基础油的倾点仍明显下降，表明本发明获得的梯度共聚物也具有显著的降凝效果。
实施例E
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油(购自双龙公司，牌号为100N，下同)，加热至83-91℃，以50kg/小时的稳定速度将270kg第一单体[甲基丙烯酸癸酯/甲基丙烯酸十二烷基酯/甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯 (C10＝28％，C12＝32％，C14＝28％，C16＝8％，C18＝4％)，X＝12.3]、1.35kg过氧化苯甲酰和1.08kg十二烷基硫醇的混合物A滴加至反应釜中，稳定进料3小时，随后滴加速率线性减小，使得当总进料时间至6小时时，流量降低至30kg/小时。同时以10kg/小时的初始速度滴加150kg第二单体[甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯/甲基丙烯酸二十烷基酯(C14＝38％，C16＝20％，C18＝25％，C20＝17％，X＝16.2]、 0.75kg过氧化苯甲酰和0.6kg十二烷基硫醇的混合物B滴加至反应釜中，混合物B处的添加量为线性增加，使得当总进料时间至3小时时，流量增加至30kg/小时，然后保持该流量进料3小时。A、B混合物均滴加结束时，反应釜在95℃下继续保持1小时，然后加入0.3kg过氧化苯甲酰和 113kg稀释油，升温至103℃下保持2小时后结束反应，得到润滑油降凝剂J5，其中，润滑油降凝剂J5中单体转化率为99.1％，梯度共聚物J5的数均分子量为40120，侧链平均碳数X为13.5。以梯度共聚物J5作为样品，经过GPC拆分，得到5段拆分组分。对所述5段拆分组分分别进行测量，结果见表8。
表8
项目 1 2 3 4 5
组分占比Y/％ 17.0 19.5 28.4 18.2 16.8
侧链平均碳数X 12.90 13.21 13.54 13.83 14.01
数均分子量Mn 25987 34561 41250 48647 57854
实施例F
在氮气保护下，向装有机械搅拌的反应釜中加入113kg稀释油，加热至83-91℃，以40kg/小时的初始速度将171kg第一单体[甲基丙烯酸辛基酯/甲基丙烯酸癸烷基酯/甲基丙烯酸十二烷基酯/甲基丙烯酸十四烷基酯 (C8＝12％，C10＝15％，C12＝48％，C14＝25％)，X＝11.5]、0.9kg过氧化苯甲酰和0.7kg十二烷基硫醇的混合物A添加至反应釜中，随后线性缓慢减小，使得当总进料时间至3小时时，流量降低至32kg/小时，随后线性快速减少，使得当总进料时间至6小时时，流量降低至10kg/小时。同时在以20kg/ 小时的初始速度滴加255kg第二单体[甲基丙烯酸十四烷基酯/甲基丙烯酸十六烷基酯/甲基丙烯酸十八烷基酯/甲基丙烯酸二十烷基酯(C14＝38％， C16＝20％，C18＝25％，C20＝17％，X＝16.2]、0.9kg过氧化苯甲酰和0.7kg十二烷基硫醇的混合物B添加至反应釜中，设定进料口B处泵的流量为线性增加，使得当总进料时间至3小时时，流量增加至50kg/小时，然后保持该流量进料3小时。A、B混合物添加结束时，反应釜在95℃下继续保持1小时，然后加入0.3kg过氧化苯甲酰和113kg稀释油，升温至103℃下保持2小时后结束反应，得到润滑油降凝剂J6，其中，润滑油降凝剂 J6中单体转化率为99.4％，数均分子量为41702，侧链平均碳数X为14.0。以梯度共聚物J6作为样品，经过GPC拆分，得到5段拆分组分。对所述 5段拆分组分分别进行测量，结果见表9。
表9
项目 1 2 3 4 5
组分占比Y/％ 18.8 16.5 25.3 20.3 19.2
侧链平均碳数X 12.81 13.30 14.00 14.86 15.10
数均分子量Mn 23781 34217 41702 51514 59248
本发明中所用原料的来源见表10。
表10
Figure BDA0001437485530000231
Figure BDA0001437485530000241
润滑脂的制备
实施例1
原料组份：燕山石化500SN基础油900kg(100℃粘度为10.2mm2/s)；氢氧化锂9.88kg；12-羟基硬脂酸68.63kg；苯并三氮唑20kg；2,6-二叔丁基对甲苯酚5kg；J1梯度共聚物5kg。
锂基润滑脂的制备：
先将650kg基础油、68.63kg的12-羟基硬脂酸加入制脂釜中，加热搅拌。温度升至95℃时加入氢氧化锂水溶液29.88kg(其中含氢氧化锂 9.88kg、水20kg)皂化反应60min，继续升温至220℃进行高温炼制20min；加入250kg基础油降温到100℃后，加入2,6-二叔丁基对甲苯酚5kg、20kg 苯并三氮唑、5kg的J1梯度共聚物，搅拌均匀；通过三辊机研磨3次成脂。
本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：12-羟基硬脂酸锂7重量％；润滑基础油90重量％；J1梯度共聚物0.5重量％；2,6- 二叔丁基对甲苯酚0.5重量％，苯并三氮唑重量2％。
实施例2
原料组份：双龙150N基础油700kg(100℃粘度为5.5mm2/s)；氢氧化钠3.36kg；硬脂酸23.20kg；2-萘酚20kg；N-油酰基肌氨酸十八胺盐10kg；J2梯度共聚物10kg。
钠基润滑脂的制备：
先将500kg润滑基础油、23.20kg的硬脂酸加入制脂釜中，加热搅拌。温度升至85℃时加入氢氧化钠水溶液13.36kg(其中含氢氧化钠3.36kg、水10kg)皂化反应40min，继续升温至190℃进行高温炼制5min；加入 200kg润滑基础油降温到120℃后，加入10kg的N-油酰基肌氨酸十八胺盐、2-萘酚20kg、10kg的J2梯度共聚物，搅拌均匀；通过三辊机研磨3 次成脂。
本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：硬脂酸钠25重量％；润滑基础油70重量％；梯度共聚物1重量％，2-萘酚2重量％，N-油酰基肌氨酸十八胺盐1重量％。
实施例3
原料组份：美孚500N基础油1392kg(100℃粘度为10.5mm2/s)；氢氧化钙20kg；硬脂酸150kg；2-萘胺8kg；羊毛脂钙32kg；J3梯度共聚物8kg。
无水钙基润滑脂的制备：
将1100kg基础油与硬脂酸150kg加入到制脂釜中，加热搅拌，当温度升至95℃时，加入20kg氢氧化钙和50kg水，进行皂化0.6h；反应完后升温至145℃后保持15min；加入292kg基础油，冷却至110℃时加入 32kg羊毛脂钙，2-萘胺8kg，8kg的J3梯度共聚物，搅拌均匀；通过三辊机研磨3次成脂。
本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：硬脂酸钙10重量％；润滑基础油87重量％；J3梯度共聚物0.5重量％，2-萘胺 0.5重量％，羊毛脂钙2重量％。
实施例4
原料组份：壳牌250N基础油1320kg(100℃粘度为7.5mm2/s)；氢氧化钙28.62kg；12-羟基硬脂酸225.72kg；2,6-二叔丁基对甲苯酚16kg；2-氨基乙基十七烯基咪唑啉8kg；J4梯度共聚物16kg。
无水钙基润滑脂的制备：
将1000kg基础油与12-羟基硬脂酸225.72kg加入到制脂釜中，加热搅拌，当温度升至95℃时，加入28.62kg氢氧化钙和50kg水，进行皂化 1h；反应完后升温至145℃后保持10min；加入320kg基础油冷却至110℃时加入2,6-二叔丁基对甲苯酚16kg，2-氨基乙基十七烯基咪唑啉8kg，16kg 的J4梯度共聚物，搅拌均匀；通过三辊机碾磨3次成脂。
本实施例得到的润滑脂中，以润滑脂重量为基准，组成为：12-羟基硬脂酸钙15重量％；润滑基础油82.5重量％；J4梯度共聚物1重量％， 2,6-二叔丁基对甲苯酚1重量％，2-氨基乙基十七烯基咪唑啉0.5重量％。
对比例1
原料组份：除不含梯度共聚物外，其余同实施例1。同实施例1方法制备得到对比例1的润滑脂。
对比例2
原料组份：除梯度共聚物为DJ1外，其余同实施例2。同实施例2 方法制备得到对比例2的润滑脂。
对比例3
原料组份：除不含梯度共聚物外，其余同实施例3。同实施例3方法制备得到对比例3的润滑脂。
对比例4
原料组份：除梯度共聚物为DJ1外，其余同实施例4。同实施例4 方法制备得到对比例4的润滑脂。
分别对上述制得的实施例和对比例的润滑脂进行了滴点、锥入度、钢网分油、低温转矩、相似黏度、水淋流失量的评定试验。测试方法为：滴点采用GB/T 3498方法，锥入度采用GB/T 269方法，钢网分油采用SH/T 0324方法，低温转矩采用SH/T 0338方法，相似黏度采用SH/T 0048方法，水淋流失量采用SH/T 0109方法。性能评定结果见表11。
表11润滑脂的性能评定
Figure BDA0001437485530000271

Claims (17)

1.一种润滑脂，包括以下组分：梯度共聚物、稠化剂、抗氧剂、防锈剂和润滑基础油；所述梯度共聚物的制造方法包括：向聚合反应体系中添加至少两种单体，使所述至少两种单体发生加成共聚反应的步骤，其中所述至少两种单体各自独立地代表式（I）所示的化合物和/或其混合物，
Figure 543447DEST_PATH_IMAGE001
（I）
在式（I）中，
基团R1代表H或者
Figure 938656DEST_PATH_IMAGE002
，
基团R2代表H或者C1-4直链或支链烷基，
符号a代表0或者1，
基团R'代表H或者基团R3，
基团R3代表C1-C30直链或支链烷基，
设所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的起始时刻为t0，终止时刻为tm，则所述至少两种单体的单体添加时间为t，t=tm-t0，在将所述单体添加时间划分为m个等份时，符号m代表闭区间[8，∞]内的一个整数，在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系中添加的相对比例使得由所述至少两种单体按照所述相对比例构成的混合物的核磁共振法侧链平均碳原子数Xx满足以下关系式，符号x代表从0至m的任意整数，
X0<X1<…<Xm-1<Xm（V）
其中设在所述单体添加的终止时刻tm，所述至少两种单体在所述单体添加时间内向所述聚合反应体系中的累计添加量之和为G，并且设在任一单体添加时刻tx，所述至少两种单体向所述聚合反应体系中的添加量之和为Gx，符号x代表从0至m的任意整数，以下关系式成立，
G0/G <G1/G <…<Gj/G >…>Gm-1/G >Gm/G（VI）
在式（VI）中，符号j代表闭区间[m/4，3m/4]内的一个整数，且G0+G1+…+Gj+…+Gm-1+Gm=G。
2.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，基团R1代表H，基团R2代表H或者甲基，符号a代表1，基团R'代表基团R3，基团R3代表C6-C24直链或支链烷基；从X0至Xm逐渐增大；符号j代表闭区间[m/3，2m/3]内的一个整数；从G0/G至Gj/G逐渐增大，从Gj/G至Gm/G逐渐降低。
3.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，基团R3代表C6-C20直链烷基，所述符号m所代表的整数的上限是20000、10000、5000、1000、500、200、100或者50；符号j代表闭区间[2m/5，3m/5]内的一个整数；从G0/G至Gj/G线性增大，从Gj/G至Gm/G线性降低。
4.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，
Gx/G与Xx满足以下关系式，
Figure 690711DEST_PATH_IMAGE003
（VII）
在式（VII）中，符号μ代表开区间(12.5，14.2)内的任意一个数值，符号σ代表开区间(0.5，2)内的任意一个数值。
5.按照权利要求4所述的润滑脂，其特征在于，符号μ代表开区间(12.6，13.8)内的任意一个数值。
6.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中基团R3代表C10-C18直链或支链烷基的所述式（I）所示的化合物占全部单体用量的比例以摩尔计为从40%至95%。
7.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中基团R3代表C10-C18直链或支链烷基的所述式（I）所示的化合物占全部单体用量的比例以摩尔计为从55%至95%。
8.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中所述X0代表闭区间[6.5，12.5]内的任意一个数值，或者所述Xm代表闭区间[13.8，19.5]内的任意一个数值。
9.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中所述X0代表闭区间[7.8，12.0]内的任意一个数值，或者所述Xm代表闭区间[14.5，18.2]内的任意一个数值。
10.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中比值Gj/G为从20%至75%，或者比值G0/G或比值Gm/G为从0.01%至20%。
11.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中比值Gj/G为从25%至65%，或者比值G0/G或比值Gm/G为0.1%至10%。
12.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中所述共聚反应的反应温度为从50℃至180℃，所述共聚反应的反应时间为从1小时至24小时，所述单体添加时间t为从0.5小时至12小时。
13.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，其中所述共聚反应的反应温度为从55℃至165℃，所述共聚反应的反应时间为从1.5小时至20小时，所述单体添加时间t为从1小时至10小时。
14.按照权利要求1-13之一中所述的润滑脂，其特征在于，以润滑脂总重量为基准，其中所述梯度共聚物占润滑脂总重量的0.01%~10%；所述稠化剂占润滑脂总重量的1%~30%；所述抗氧剂占润滑脂总质量的0.1％~10％；所述防锈剂占润滑脂总质量的0.1％~10％；所述润滑基础油构成润滑脂的主要成分。
15.按照权利要求1-13之一中所述的润滑脂，其特征在于，以润滑脂总重量为基准，其中所述梯度共聚物占润滑脂总重量的0.5%~2%；所述稠化剂占润滑脂总重量的5%~25%；所述抗氧剂占润滑脂总质量的0.5％-2％；所述防锈剂占润滑脂总质量的0.5％-2％；所述润滑基础油构成润滑脂的主要成分。
16.按照权利要求1-13之一中所述的润滑脂，其特征在于，所述稠化剂选自锂基稠化剂、钙基稠化剂、无水钙基稠化剂、钠基稠化剂和钡基稠化剂中的一种或多种；所述抗氧剂为酚类抗氧剂；所述防锈剂为酯类防锈剂、有机胺类防锈剂、含硫杂环或含氮杂环类防锈剂中的一种或多种；所述润滑基础油选自API Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类基础油中的一种或多种。
17.一种润滑脂的制备方法，包括：将权利要求1-16之一中所述的稠化剂和润滑基础油混合均匀，在100-200℃恒温炼制，冷却，加入权利要求1-8之一中所述的梯度共聚物、抗氧剂和防锈剂，研磨成脂。
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