CN102634401A - 有机钼复合抗磨剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机钼复合抗磨剂。它由下列质量百分比的组分制成：0.5-10％非活性有机钼；0.5-10％二烷基二硫代磷酸锌；1-5％抗氧剂；5-20％粘度指数改进剂；1-10％分散剂；余量为基础油。本发明还提供了上述有机钼复合抗磨剂的制备方法。本发明制备的有机钼复合抗磨剂具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性、抗磨性且具有高的热稳定性，能够满足机械设备和环境方面特殊要求；其硫、磷含量低，满足当前环保的要求；该有机钼复合抗磨剂的制备方法简单、易于操作、工业生产投资少并且成本低。
Description
技术领域
本发明属于润滑材料领域，具体涉及一种抗磨剂，尤其是涉及一种有机钼复合抗磨剂。
背景技术
摩擦过程，其实质就是能量的消耗过程。据估计由于摩擦而损失了世界一次性能源的50％～70％，如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源(薛群基，刘维民，摩擦化学的主要研究领域及其发展趋势，化学进展，1997，9，311-318)。另外，摩擦导致的磨损是材料报废的主要形式之一。机械设备最常见的失效大都是磨损和润滑不良引起的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备的维修费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。因此，减少摩擦、降低磨损是减少国民经济损失的重点之一。
润滑剂在机械中主要起降低摩擦和减缓磨损的作用，以保证机械有效和长期的工作。使用润滑剂可以大幅度节约能源和节省材料，在人类社会经济的发展中起到重要作用。润滑剂在社会各个部门如汽车、机械加工、冶金、煤炭、交通运输、建筑等行业都有着广泛的应用。众所周知，添加剂是润滑剂必不可少的组分，它是现代润滑剂的精髓，对减摩抗磨、抗氧防腐、提高机械性能发挥着越来越重要的作用。在摩擦过程中，添加剂分子在金属摩擦副表面通过物理、化学吸附或摩擦化学反应形成润滑膜，有效地防止金属之间的直接接触，从而起到减摩抗磨的作用。二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为抗磨、抗氧、抗腐等多功能添加剂已经使用了几十年。随着现代工业技术的快速发展，机械设备对润滑剂的要求愈来愈高，单独使用像ZDDP这样的传统润滑油添加剂已不能满足机械在高速度、高负荷、高低温等苛刻条件下的运转要求，这就促使人们去寻找新的高性能润滑油添加剂；随着人类环境保护意识的增强，现代润滑技术也从以往只关注使用效能走向同时关注使用与生态双重效能的润滑新理念，发展高性能环境友好润滑剂已成为全球性的共识。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于润滑油脂添加剂具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性、抗磨减摩性且具有高的热稳定性的有机钼复合抗磨剂，此外本发明还提供了制备上述有机钼复合抗磨剂的方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供了一种有机钼复合抗磨剂，由下列质量百分比的组分制成：
上述各组分的质量百分比优选为：
所述非活性有机钼优选为烷基水杨酸钼，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
所述二烷基二硫代磷酸锌优选具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
所述抗氧剂优选为对位二烷基取代的二苯胺类，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
所述粘度指数改进剂优选型号为T614的乙丙共聚物。
所述分散剂优选型号为T154的聚异丁烯双丁二酰亚胺。
所述基础油优选为150SN石蜡基础油。
本发明还提供了上述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括如下：将有机钼复合抗磨剂的各组分按照上述质量百分比称取后放入反应釜内，在55-60℃温度下，均匀搅拌2-3小时即可制得有机钼复合抗磨剂。
本发明有机钼复合抗磨剂的配方配伍科学，设计合理。利用非活性有机钼化合物与二烷基二硫代磷酸锌及芳胺类抗氧剂之间的抗磨协同效应，将它们联合使用，再在基础油中配以合适的粘度指数改进剂和分散剂，所形成的复合抗磨剂具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性、抗磨性，并且具有高的热稳定性，能够满足机械设备和环境方面特殊要求；其硫、磷含量低，满足当前环保的要求；该有机钼复合抗磨剂的制备方法简单、易于操作、工业生产投资少并且成本低。
具体实施方式
本发明提供了一种有机钼复合抗磨剂，其组分包括非活性有机钼、二烷基二硫代磷酸锌、抗氧剂、粘度指数改进剂、分散剂以及基础油。
所述非活性有机钼可以为不含S、P元素的烷基水杨酸钼，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。在润滑部件在正常运行下，非活性有机钼可在摩擦表面形成一种具有减摩、抗磨作用的物理、化学吸附膜；在高速、高温、高压等苛刻的工况下，非活性有机钼能在摩擦副表面分解成为纳米级的二硫化钼化学反应膜，以层状微晶结构叠置于金属表面。这种纳米级的二硫化钼保护膜，将金属摩擦表面的运动方式由滑动摩擦转变为滚动摩擦，极大地降低摩擦系数，成倍提高极压性能，明显的抑制机油温度升高，且具有长期持续的效果和突出的高温抗氧化功能。
所述二烷基二硫代磷酸锌(简称ZDDP)，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。ZDDP是润滑油添加剂中的抗氧抗腐剂，即多功能剂，其加入油品中可控制油品的氧化，具有抗氧化、抗磨和抗腐蚀作用。
所述抗氧剂可以为对位二烷基取代的二苯胺类抗氧剂，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
本发明中非活性有机钼不含S、P元素，具有优异的减摩抗磨性能，它与ZDDP的联合使用还具有非常好的抗磨协同效应。二者联合使用一方面能有效降低润滑剂的含S、P量，符合环保要求；另一方面还弥补了因非活性有机钼添加剂因不含S、P等活性元素，而使其极压性不够，高负荷条件下的抗磨性能较差的缺点；此外，非活性有机钼与二苯胺类抗氧剂联合使用也具有良好的抗氧协同作同，可以有效地提高油品的氧化诱导时间、控制油品的粘度增长并降低氧化沉积物的生成量；因此本发明将非活性有机钼、ZDDP和二苯胺类抗氧剂三者联合使用，集优点于一身，起到以上三者单独或两两结合使用所不能达到的功效。
所述粘度指数改进剂可以为T614型号的乙丙共聚物，所述乙丙共聚物具有优良的剪切稳定性，同时具有良好的增稠能力、热稳定性以及显著改善油品粘温性能的作用，是一种比较理想的粘度指数改进剂。
所述分散剂可以为T154型号的聚异丁烯双丁二酰亚胺。本产品具有优良低温分散性和高温稳定性能，对高温烟灰有良好的增溶作用，并具有一定的碱贮备性能。
所述基础油可采用150SN石蜡基础油。
为了更好地理解本发明，通过以下实施例作进一步说明：
实施例1
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，称取各组分如下：
上述各组分重量百分比依次为：1％，1％，1％，10％，1％，86％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C8的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C8的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C8的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了所述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将上述质量百分比的各组分样品放入反应釜内，在60℃温度下，均匀搅拌3个小时，得到所需抗磨剂。
检测：将该抗磨剂以5％的重量比加入到市售成品油壳牌10W-40中，均匀搅拌之后采用德国optimol油脂公司生产的SRV-IV微振动摩擦磨损试验机测试了它的平均摩擦系数和极压载荷，所述SRV-IV微振动摩擦磨损试验机的条件为：在频率25Hz，振幅1mm，接触负荷200N，实验时间0.5h，且分别在温度25℃、100℃的条件下检测平均摩擦系数；在频率50Hz，振幅2mm，温度120℃，载荷增加速率100N/2min，直至发生卡咬的条件下检测极压载荷；实验上试球为AISI 52100钢球(直径10mm)，下试样为AISI 52100钢块(Φ24mm×7.9mm)。检测结果见表1实施例1。
实施例2
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，其组分及其质量百分比为：
上述各组分重量百分比依次为：2％，2％，2％，10％，1％，83％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C8的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C12的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C8的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了所述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将上述质量百分比的各组分样品放入反应釜内，在60℃温度下，均匀搅拌3个小时，得到所需抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例2。
实施例3
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，其组分及其质量百分比为：
上述各组分重量百分比依次为：5％，5％，3％，15％，2％，70％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C8的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C12的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C8的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了上述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将上述质量百分比的各组分样品放入反应釜内，在60℃温度下，均匀搅拌3个小时，得到所需抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例3。
实施例4：
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，其组分及其质量百分比为：
上述各组分重量百分比依次为：5％，5％，3％，15％，2％，70％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C12的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C12的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C12的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了上述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将上述质量百分比的各组分样品放入反应釜内，在60℃温度下，均匀搅拌2.5个小时，得到所需抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例4。
实施例5
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，称取各组分如下：
上述各组分重量百分比依次为：1％，1％，1％，10％，5％，82％。所述非活性有机钼是在所述通式下R为C8的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C14的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C20的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了所述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将称取的上述各组分样品混合放入反应釜内，在55℃下，均匀搅拌2个小时，得到所需有机钼复合抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例5。
实施例6
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，称取各组分如下：
上述各组分重量百分比依次为：5％，5％，3％，15％，2％，70％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C20的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌是在所述通式下R为C8的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C14的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了所述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将称取的上述各组分样品混合放入反应釜内，在60℃下，均匀搅拌3个小时，得到所需有机钼复合抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例6。
实施例7
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，称取各组分如下：
上述各组分重量百分比依次为：10％，10％，5％，5％，1％，69％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C14的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C20的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C8的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了上述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将称取的上述各组分样品混合放入反应釜内，在56℃下，均匀搅拌2.5个小时，得到所需有机钼复合抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例7。
实施例8
本实施例提供了一种有机钼复合抗磨剂，称取各组分如下：
上述各组分重量百分比依次为：0.5％，0.5％，1％，20％，10％，68％。其中所述非活性有机钼是在所述通式下R为C12的烷基，所述二烷基二硫代磷酸锌为是在所述通式下R为C16的烷基，所述抗氧剂是在所述通式下R为C18的烷基，所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物，型号为T614，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，型号为T514，所述基础油为石蜡基础油，型号为150SN。
本实施例还提供了上述有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括：
将称取的上述各组分样品混合放入反应釜内，在58℃下，均匀搅拌2.8个小时，得到所需有机钼复合抗磨剂。
检测：检测方法同实施例1，检测结果见表1实施例8。
购买市售成品油壳牌10W-40，采用与实施例1-4同样的检测方法评价了它的平均摩擦系数和极压载荷，检测结果见表1对比例。
表1
从表1可以看出，添加了本发明的有机钼复合抗磨剂的成品油壳牌10W-40在25℃下的平均摩擦系数为0.120-0.128，其在100℃下的平均摩擦系数为0.112-0.145，极压载荷在1200N以上。由此可见，与纯壳牌10W-40相比，本发明有机钼复合抗磨剂作为添加剂具有较低的平均摩擦系数和较高的极压载荷。
Claims (9)
1.一种有机钼复合抗磨剂，由下列质量百分比的组分制成：
2.根据权利要求1所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述各组分的质量百分比为：
3.根据权利要求1或2所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述非活性有机钼为烷基水杨酸钼，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
4.根据权利要求3所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述二烷基二硫代磷酸锌具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
5.根据权利要求4所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述抗氧剂为对位二烷基取代的二苯胺类，具有以下通式：
其中R表示C8-C20烷基。
6.根据权利要求5所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述粘度指数改进剂是型号为T614的乙丙共聚物。
7.根据权利要求6所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述分散剂是型号为T154的聚异丁烯双丁二酰亚胺。
8.根据权利要求7所述的有机钼复合抗磨剂，其特征在于所述基础油为150SN石蜡基础油。
9.根据权利要求1所述的有机钼复合抗磨剂的制备方法，包括如下：将权利要求1所述的有机钼复合抗磨剂的各组分按照质量百分比称取后放入反应釜内，在55-60℃温度下，均匀搅拌2-3小时即可制得有机钼复合抗磨剂。
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