CN103642558A

CN103642558A - 润滑油抗磨添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103642558A
Application number: CN201310725509.8A
Authority: CN
Inventors: 张成如
Original assignee: Jinan Development Zone Xinghuo Technology Research Institute
Current assignee: Jinan Development Zone Xinghuo Technology Research Institute
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明属于润滑油领域，具体涉及一种包括抗磨剂、清净分散剂和抗氧防腐剂的润滑油抗磨添加剂及其制备方法。润滑油抗磨添加剂的制备方法，包括下述的步骤：常温常压下预先将油酸二乙醇酰胺硼酸酯、亚磷酸二正丁酯和环己氧基硼酸铜混合均匀，制得抗磨剂备用；将聚丁烯胺、聚异丁烯氨基甲酸酯和二氨基吡啶混合均匀，制得清净分散剂备用；在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入防腐剂硼化丁二酰亚胺，快速搅拌制得本发明所述的润滑油抗磨添加剂。本发明的制备方法简便易于操作，添加剂抗磨效果好，使用寿命长，在润滑油中添加剂量小，经济节约。

Description

润滑油抗磨添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑油领域，具体涉及一种润滑油抗磨添加剂的制备方法。

背景技术

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。主要用于减少运动部件表面间的摩擦，同时对机器设备具有冷却、密封、防腐、防锈、绝缘、功率传送、清洗杂质等作用。主要以来自原油蒸馏装置的润滑油馏分和渣油馏分为原料。润滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和润滑性，它们与润滑油馏分的组成密切相关。

抗磨剂是重要的润滑油添加剂。随着我国汽车工业和机械工业发展，抗磨剂展现出良好的应用前景。抗磨剂主要有含硫抗磨剂、含磷抗磨剂、含氯抗磨剂、金属抗磨剂。抗磨剂主要是含硫、磷、氯的有机极性化合物，这类化合物在高的压力不能在金属表面形成比较牢固的化合物膜，它比金属的熔点低，当金属因为摩擦结点受压而温度升高时，这层化合膜就熔化，生成光滑的表面，减少金属表面的摩擦和磨损。抗磨剂的类型有:有机氯化物、有机硫化物、有机磷化物、有机金属盐等。

含硫抗磨剂品种较多，主要包括硫化异丁烯、硫化油脂及硫酯、黄原酸酯、硫代碳酸盐、二硫代氨基甲酸盐和多硫化合物等。其中，硫化异丁烯是含硫抗磨剂最好的品种。我国含磷抗磨剂已有T304（P）、T305（S／P／N）、T306（P）、T307（S／P／N）、T308（P／N）和T309（P）等品种，近年来又发展了硼化硫代磷酸铵盐（T301）。T301是S／P／N／B剂，是配制通用齿轮油复合剂的组分之一。

我国目前含氯极压抗磨剂主要品种有多种牌号的氯化石蜡和氯化脂肪酸类。氯化石蜡活性强，抗磨性好，特别适用于难加工的金属，如不锈钢合金钢用的切削油。但氯化石蜡在热和水解条件下，易放出氯原子，进而放出氯化氢，引发铁腐蚀。近年来氯化石蜡已有代用品，但代用品价格高，极压活性不太高，对难加工的金属还离不开氯化石蜡。我国生产的氯化石蜡与国外同类产品相比热稳定性、水解稳定性和腐蚀抑制性较差。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种润滑油抗磨添加剂及其制备方法。

本发明所述的润滑油抗磨添加剂由下述组分构成，所述份数均为重量份：

抗磨剂 15~50份；

清净分散剂 10~35份；

抗氧防腐剂 6~15份。

上述的抗磨剂由油酸二乙醇酰胺硼酸酯、亚磷酸二正丁酯和环己氧基硼酸铜组成。

上述的清净分散剂由聚丁烯胺、聚异丁烯氨基甲酸酯和二氨基吡啶组成。

上述的抗氧防腐剂为硼化丁二酰亚胺。

其中优选的润滑油抗磨添加剂由下述组分构成，所述份数均为重量份：

油酸二乙醇酰胺硼酸酯 5~20份；

亚磷酸二正丁酯 5~15份；

环己氧基硼酸铜 5~15份；

聚丁烯胺 2~10份；

聚异丁烯氨基甲酸酯 5~15份；

二氨基吡啶 3~10份；

硼化丁二酰亚胺 6~15份。

本发明润滑油抗磨添加剂的制备方法是通过下述的技术方案来实现的：

1、常温常压下预先将油酸二乙醇酰胺硼酸酯、亚磷酸二正丁酯和环己氧基硼酸铜混合均匀，制得抗磨剂备用；将聚丁烯胺、聚异丁烯氨基甲酸酯和二氨基吡啶混合均匀，制得清净分散剂备用。

2、在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入防腐剂硼化丁二酰亚胺，快速搅拌(1500～2000r/min) 10～30min。整个制备过程在恒温在60～90℃的状态下完成，保证各组分分混合均匀，制得本发明所述的润滑油抗磨添加剂。

所述的抗磨剂组分油酸二乙醇酰胺硼酸酯的制备方法，包括下述的步骤：

在装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml 四颈烧瓶中加入0.2mol油酸，在氮气的保护下，将油酸加热至90-100℃，加入二乙醇胺0．2 mol，继续升温至140~160℃，保持此温度，反应4小时；

用氢氧化钠标准溶液检测游离酸含量，当游离酸含量低于15％时，降温至70~8 0℃，投入剩余的二乙醇胺0.2 mol和反应物料总量 0.005 mol的氢氧化钾，保温反应 4~6小时；

测定反应物胺值为16.32且不再改变时为反应终点；

将上述反应物升温至100℃，在搅拌条件下加入与油酸相同摩尔系数的硼酸和甲苯，继续升温至120℃~130℃，反应至无水蒸出时为终点，降温至95-100℃，得到高粘度琥珀色反应物油酸二乙醇酰胺硼酸酯。

本发明所用油酸二乙醇酰胺硼酸酯、亚磷酸二正丁酯、和环己氧基硼酸铜不仅具有极好的极压抗磨减摩性，而且具有良好的热氧化安定性，高温下对铜无腐蚀性，对钢铁具有良好的防锈性能，同时还具有很好的密封适应性，有利于改善操作环境；本发明所用的清净分散剂用于增溶、分散润滑油使用过程中产生的胶质、油泥、积炭和磨粒，防止在润滑油中结胶影响设备正常运转，采用胺类聚丁烯胺、氨酯型聚异丁烯氨基甲酸酯和杂环化合物二氨基吡啶协同作用的方式，具有更好的清净分散功能。

本发明的润滑油抗磨添加剂的制备采用常规混合方法即在常温常压下，将各组分加入调和罐，搅拌均匀后即得。本发明的添加剂在使用时按照0.1~1.5wt%的比例加入到润滑油中，混合均匀即可。

本发明的润滑油抗磨添加剂适用于调制各种流体润滑油或提高一般润滑油的等级，如汽车机油、柴油机油、液压油、船用机油、风动工具油以及全耗损系统油，本发明的添加剂抗磨效果好，使用寿命长，在润滑油中添加剂量小，制作工艺简便。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

取以下重量份数的原料：

油酸二乙醇酰胺硼酸酯 5份；

亚磷酸二正丁酯 5份；

环己氧基硼酸铜 5份；

聚丁烯胺 2份；

聚异丁烯氨基甲酸酯 5份；

二氨基吡啶 3份；

硼化丁二酰亚胺 6份。

其制备工艺如下：

（1）、常温常压下预先将5份油酸二乙醇酰胺硼酸酯、5份亚磷酸二正丁酯和5份环己氧基硼酸铜混合均匀，制得抗磨剂备用；将2份聚丁烯胺、5份聚异丁烯氨基甲酸酯和3份二氨基吡啶混合均匀，制得清净分散剂备用。

（2）、在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入6份硼化丁二酰亚胺，快速搅拌(1500r/min) 10min。整个制备过程在恒温在60℃的状态下完成，保证各组分分混合均匀，制得本发明所述的润滑油抗磨添加剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml 四颈烧瓶中加入0.2mol油酸，在氮气的保护下，将油酸加热至95℃，加入二乙醇胺0．2 mol，继续升温至140~160℃，保持此温度，反应4小时；

用氢氧化钠标准溶液检测游离酸含量，当游离酸含量低于15％时，降温至75℃，投入剩余的二乙醇胺0.2 mol和0.005 mol的氢氧化钾，保温反应 5小时；

测定反应物胺值为16.32且不再改变时为反应终点；

将上述反应物升温至100℃，在搅拌条件下加入与油酸相同摩尔系数的硼酸和甲苯，继续升温至120℃，反应至无水蒸出时为终点，降温至95℃，得到高粘度琥珀色反应物油酸二乙醇酰胺硼酸酯。

反应方程式如下：CH₃(CH₂)₇ CH= CH(CH₂)₇CON(CH₂ CH₂OH)₂。

实施例2

取以下重量份数的原料：

酸二乙醇酰胺硼酸酯 15份；

亚磷酸二正丁酯 10份；

环己氧基硼酸铜 10份；

聚丁烯胺 6份；

聚异丁烯氨基甲酸酯 7份；

二氨基吡啶 5份；

硼化丁二酰亚胺 10份。

其制备工艺如下：

（1）、常温常压下预先将15份油酸二乙醇酰胺硼酸酯、10份亚磷酸二正丁酯和10份环己氧基硼酸铜混合均匀，制得抗磨剂备用；将6份聚丁烯胺、7份聚异丁烯氨基甲酸酯和5份二氨基吡啶混合均匀，制得清净分散剂备用。

（2）、在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入10份硼化丁二酰亚胺，快速搅拌(1800r/min) 20min。整个制备过程在恒温在75℃的状态下完成，保证各组分分混合均匀，制得本发明所述的润滑油抗磨添加剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml 四颈烧瓶中加入0.2mol油酸，在氮气的保护下，将油酸加热至100℃，加入二乙醇胺0．2 mol，继续升温至160℃，保持此温度，反应4小时；

用氢氧化钠标准溶液检测游离酸含量，当游离酸含量低于15％时，降温至80℃，投入剩余的二乙醇胺0.2 mol和反0.005 mol的氢氧化钾，保温反应 6小时；

测定反应物胺值为16.32且不再改变时为反应终点；

将上述反应物升温至100℃，在搅拌条件下加入与油酸相同摩尔系数的硼酸和甲苯，继续升温至130℃，反应至无水蒸出时为终点，降温至100℃，得到高粘度琥珀色反应物油酸二乙醇酰胺硼酸酯。

实施例3

取以下重量份数的原料：

酸二乙醇酰胺硼酸酯 20份；

亚磷酸二正丁酯 15份；

环己氧基硼酸铜 15份；

聚丁烯胺 10份；

聚异丁烯氨基甲酸酯 15份；

二氨基吡啶 10份；

硼化丁二酰亚胺 15份。

其制备工艺如下：

（1）、常温常压下预先将20份油酸二乙醇酰胺硼酸酯、15份亚磷酸二正丁酯和15份环己氧基硼酸铜混合均匀，制得抗磨剂备用；将10份聚丁烯胺、15份聚异丁烯氨基甲酸酯和10份二氨基吡啶混合均匀，制得清净分散剂备用。

（2）、在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入15份硼化丁二酰亚胺，快速搅拌(2000r/min) 30min。整个制备过程在恒温在90℃的状态下完成，保证各组分分混合均匀，制得本发明所述的润滑油抗磨添加剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml 四颈烧瓶中加入0.2mol油酸，在氮气的保护下，将油酸加热至90℃，加入二乙醇胺0．2 mol，继续升温至140℃，保持此温度，反应4小时；

用氢氧化钠标准溶液检测游离酸含量，当游离酸含量低于15％时，降温至70℃，投入剩余的二乙醇胺0.2 mol和0.005 mol的氢氧化钾，保温反应 4小时；

测定反应物胺值为16.32且不再改变时为反应终点；

采用四球摩擦磨损试验机评价含不同质量分数添加剂的抗磨性能，所用钢球材质为GCrl5，直径为12.0 mm，转速为1550 r/min，时间为60 min，室温。测量试球的磨斑直径(WSD)。参照国标GB/T 12583-1998测定最大无卡咬负荷PB值来评价其极压性能。

抗磨试验结果如表1：

表1

Figure 2013107255098100002DEST_PATH_IMAGE001

Claims

1.一种润滑油抗磨添加剂,其特征是由下述重量份数的原料构成：

油酸二乙醇酰胺硼酸酯 5~20份；

亚磷酸二正丁酯 5~15份；

环己氧基硼酸铜 5~15份；

聚丁烯胺 2~10份；

聚异丁烯氨基甲酸酯 5~15份；

二氨基吡啶 3~10份；

硼化丁二酰亚胺 6~15份。

2.如权利要求1所述的润滑油抗磨添加剂，其特征是由下述重量份数的原料构成：

酸二乙醇酰胺硼酸酯 15份；

亚磷酸二正丁酯 10份；

环己氧基硼酸铜 10份；

聚丁烯胺 6份；

聚异丁烯氨基甲酸酯 7份；

二氨基吡啶 5份；

硼化丁二酰亚胺 10份。

3.如权利要求1所述的润滑油抗磨添加剂的制备方法，包括下述的步骤：

（1）．常温常压下预先将油酸二乙醇酰胺硼酸酯、亚磷酸二正丁酯和环己氧基硼酸铜混合均匀，制得抗磨剂备用；将聚丁烯胺、聚异丁烯氨基甲酸酯和二氨基吡啶混合均匀，制得清净分散剂备用；

（2）．在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入防腐剂硼化丁二酰亚胺，快速搅拌各组分分混合均匀，制得本发明所述的润滑油抗磨添加剂。

4.如权利要求3所述的润滑油抗磨添加剂的制备方法，其特征在于，在抗磨剂中添加清净分散剂，然后加入防腐剂硼化丁二酰亚胺，1500～2000r/min下快速搅拌10～30min，整个制备过程在恒温在60～90℃的状态下完成。

5.如权利要求1所述的润滑油抗磨添加剂组分油酸二乙醇酰胺硼酸酯的制备方法，其特征在于，包括下述的步骤：

（1）在氮气保护条件下，将油酸加热至90-100℃，加入总量50 %的二乙醇胺继续升温至140~160℃，保持此温度，反应4小时；

（2）用氢氧化钠标准溶液检测游离酸含量，当游离酸含量低于15％时，降温至70~80℃，投入剩余的二乙醇胺和氢氧化钾，保温反应 4~6小时；

（3）测定反应物胺值为16.32且不再改变时为反应终点；将上述反应物升温至100℃，在搅拌条件下加入硼酸和甲苯，继续升温至120℃~130℃，反应至无水蒸出时为终点，降温至95-100℃，得到权利要求1所述的润滑油抗磨添加剂组分油酸二乙醇酰胺硼酸酯。

6.如权利要求5所述的润滑油抗磨添加剂组分油酸二乙醇酰胺硼酸酯的制备方法，其特征在于，油酸、二乙醇胺、硼酸、甲苯和氢氧化钾的摩尔比为1:2:1:1:0.05。