CN104927980B - 防锈油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防锈油组合物及提高防锈油减振降噪性能的方法、提高防锈油防锈性能的方法。本发明所述的防锈油组合物包括异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油，其中所述异氰酸酯分散剂是聚异丁烯丁二酰亚胺与异氰酸酯的反应产物。本发明的防锈油组合物具有优异的减振降噪性能和防锈性能，能够充分满足低噪音轴承的使用要求。

Description

防锈油组合物

技术领域

本发明涉及一种防锈油组合物，尤其涉及一种具有减振降噪性能的低噪音防锈油组合物。

背景技术

近几年来，我国汽车轴承、精密机床轴承、铁路轴承、家电用轴承等轴承行业发展快速。轴承广泛应用于各类机械的标准件中，一般由套圈（内圈、外圈）滚动体（如钢球）和保持架组成。除一些特殊用途的轴承是由非金属材料滚动体和保持架组成外，绝大多数轴承都是由金属材料制成的。金属材料在大气环境中产生锈蚀是普遍存在的问题。轴承生锈则会影响其精度等级,降低其使用寿命，甚至报废，或在使用过程中引发事故。

随着家用电器的发展和普及，家电主机生产厂家对轴承振动和噪声指标提出了越来越严格的要求。家电行业普遍使用的微型精密轴承不仅要求振动值低，无异常声音，而且要求轴承具有一定的振动寿命和噪声寿命。因此,要求轴承防锈油具有良好的减振降噪性能。

国内外关于防锈油组合物有众多的报道和专利文献。专利CN1136075A报道了一种高清净减振防锈油。该防锈油是一种轴承用的高清净度减振防锈油，专利确定了油品的合理配方，并对有关组分进行了精制、过滤等工艺处理，使油品的清净度大为提高。专利CN102344848A报道了一种轴承防锈油组合物，包含磺酸盐和咪唑啉丁二酸盐，该组合物油溶稳定性好，长时间放置不结皮、不产生沉淀。

专利US3215707、专利CN1186078A公开了一种用聚烯烃取代的丁二酸和多羟基醇反应制备酯型无灰分散剂的方法，其合成工艺以碱性金属盐为催化剂；专利CN1258728A公开了一种含硼后交联丁二酰亚胺无灰分散剂的制备方法，即通过将后交联的丁二酰亚胺分散剂和粒径小于150微米的硼化剂在沸点高于100℃的脂肪醇促进剂的存在下，在低于促进剂沸点的温度下反应得到。专利CN101173201A公开了一种硼磷化无灰分散剂的制备方法，即将无灰分散剂、含磷添加剂、硼酸、乙氧基化脂肪胺、水以及脂肪醇混合，在70～100℃下进行反应，分离收集产品。专利CN1245211A公开了抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂及其制备，该方法通过将含有屏蔽酚的低碳酸酯与聚异丁烯丁二酰亚胺在酸或碱催化剂的存在下，于80～200℃下反应制得，该分散剂具有较好的抗氧性能和清净分散性能。

防锈油的作用越来越趋向多元化。轴承防锈油除具有良好的防锈作用外，还应具有一定的减振、降噪作用，以使产品满足处于多种环境条件下的金属轴承的防护和轴承使用的特殊要求。

发明内容

本发明提供了一种防锈油组合物及提高防锈油减振降噪性能的方法、提高防锈油防锈性能的方法。

本发明所述的防锈油组合物包括异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油，其中所述异氰酸酯分散剂是聚异丁烯丁二酰亚胺与异氰酸酯的反应产物。

所述聚异丁烯丁二酰亚胺选自单聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺和多聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或多种，其中聚异丁烯部分的数均分子量为500～10000，优选800～6000，最优选1000～3500，聚异丁烯丁二酰亚胺的多烯多胺基选自二乙烯三胺基、三乙烯四胺基、四乙烯五胺基和五乙烯六胺基中的一种或多种。聚异丁烯丁二酰亚胺可以选用无锡南方添加剂厂生产的T151、T152、T154，锦州石化分公司添加剂厂生产的T161，路博润兰炼添加剂有限公司生产的LZL l57，Lubrizol Corporation生产的LZ6418、LZ6420，Afton Corporation生产的Hitec646等。

所述异氰酸酯选自脂肪族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、卤代异氰酸酯、硫代异氰酸酯和含磷异氰酸酯中的一种或多种，其结构为：

其中R₁为烷基、芳基、芳香族磺酰基、卤代烷基、氯磺酰基、亚磺酰基、磺酰基和烷氧基磷酰基中的一种或多种，x为1-3之间的整数。

所述异氰酸酯可以选用二异氰酸己二酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、三甲基1,6-亚己基二异氰酸酯（TMHDI）、反式环己烷二异氰酸酯（CHDI）、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚合异氰酸酯（PMDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、对亚苯基二异氰酸酯（PPDI）、萘基二异氰酸酯（NDI）、四甲基亚二甲苯二异氰酸酯（TMXDI）、1,2-三氯乙基异氰酸酯、1,2-二氯乙烯基异氰酸酯、1,1-二氯代烷基异氰酸酯、氯磺酰基异氰酸酯、芳香族磺酰基二异氰酸酯、芳香族亚磺酰基异氰酸酯、二烷氧基磷酰基异氰酸酯和甲基二异氰酸酯基膦中的一种或多种。

所述异氰酸酯优选脂肪族单异氰酸酯、脂肪族双异氰酸酯、芳香族单异氰酸酯和芳香族双异氰酸酯中的一种或多种，最优选脂肪族双异氰酸酯和/或芳香族双异氰酸酯。

所述脂肪族双异氰酸酯和/或芳香族双异氰酸酯的结构为：

O=C=N－R₂－N=C=O

其中R₂为C1～C20的亚烷基、芳基亚烷基、亚芳基和烷基亚芳基中的一种或多种，如亚丙基、亚丁基，亚戊基、亚己基、亚癸基、亚环己基、亚苯基、亚甲苯基、二苯基亚甲基、和亚萘基中的一种或多种，优选C1～C10的亚烷基、亚芳基、C1～C6烷基亚芳基，最优选C3～C8的亚烷基、亚苯基、C1～C3烷基亚苯基。

本发明所述异氰酸酯分散剂由所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯反应得到。

所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯之间的摩尔比在1：10～50：1之间，优选在1：5～30：1之间，最优选在1：2～10：1之间。

所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯反应的温度在50℃～200℃之间，优选在80℃～150℃之间，最优选在100℃～130℃之间。

所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯反应的时间在1h～10h之间，优选在2h～8h之间，最优选在3h～6h之间。

所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯反应时可以通入惰性气体，优选通入氮气。

所述异氰酸酯分散剂占本发明组合物总质量的0.1％～15％，优选1％～10％，最优选2％～5％。

本发明组合物中所使用的防锈剂选自山梨醇脂肪酸酯、氧化石油脂皂、磺酸盐、烯基丁二酸和烯基丁二酸盐中的一种或多种。

所述山梨醇脂肪酸酯可以选用的商品牌号包括Span20、Span40、Span60、Span80，优选Span80。

所述氧化石油脂皂可以选用氧化石油脂钡皂，氧化石油脂镁皂和氧化石油脂钙皂中的一种或多种，优选氧化石油脂钡皂，商品牌号为T743。

所述磺酸盐可以选用石油磺酸盐、烷基萘磺酸盐和烷基苯磺酸盐中的一种或多种。所述石油磺酸盐可以选用石油磺酸钠、石油磺酸镁、石油磺酸钙和石油磺酸钡中的一种或多种，优选石油磺酸钡。所述烷基萘磺酸盐可以选用C6-C12烷基萘磺酸盐，例如可以选用碱性二壬基萘磺酸钡、中性二壬基萘磺酸钡、二壬基萘磺酸钙。所述烷基苯磺酸盐可以选用C6-C12烷基苯磺酸盐，例如可以选用十二烷基苯磺酸钠。

所述烯基丁二酸或其盐可以选用十二烯基丁二酸、十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐（T703）、烷基丁二酸十七烯基咪唑啉盐（HY-10002）、胺乙基十七烯基咪唑啉十二烯基丁二酸盐和2-胺乙基烯基咪唑啉烯基丁二酸中的一种或多种。

所述防锈剂优选失水山梨醇脂肪酸酯和氧化石油脂皂的混合物，二者之间的质量比为1:0.05～1，优选1:0.1～0.5。

所述防锈剂占本发明组合物总质量的1%～30%，优选3％～25％，更优选5％～20％。

所述润滑油基础油构成本发明组合物的主要组分，所述润滑油基础油选自API I、II、III、IV、V类润滑油基础油中的一种或多种，优选API I、II、III类润滑油基础油中的一种或多种。

在本发明的防锈油组合物中还可以加入润滑剂、油性剂、抗氧剂、粘度指数改进剂，而且其用量从本领域的常规用量。

本发明还提供了一种提高防锈油减振降噪性能的方法，该方法是将上述的异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油混合。

本发明还提供了一种提高防锈油防锈性能的方法，该方法是将上述的异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油混合。

本发明的防锈油组合物具有优异的减振降噪性能和防锈性能，能够充分满足低噪音轴承的使用要求。

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。

除非特别说明，本说明书内所提到的所有百分数、份数、比率等都是以质量为基准，除非以重量为基准时不符合本领域技术人员的常规认识。

所选用原料如下：

本发明所选用的聚异丁烯丁二酰亚胺按照专利CN1126752A（丁二酰亚胺无灰分散剂及其制备方法）方法制备得到，分别为PIBSA-1、PIBSA-2。

单聚异丁烯丁二酰亚胺PIBSA-1，聚异丁烯数均分子量为1300，多烯多胺基为四乙烯五胺，稀释油含量为62%。

双聚异丁烯丁二酰亚胺PIBSA-2，聚异丁烯数均分子量为1000，多烯多胺基为三乙烯四胺，稀释油含量为58%。

二异氰酸己二酯（HDI），东京化成工业株式会社生产，化学纯

甲苯二异氰酸酯（TDI），东京化成工业株式会社生产，化学纯

甲苯异氰酸酯，Sigma-Aldrich，化学纯

对比无灰分散剂，无锡南方石油添加剂厂，T151、T152

防锈剂，司本80，锦州新兴石油添加剂有限责任公司；

防锈剂，氧化石油脂钡皂，成都市新都石油添加剂厂，T743；

润滑油基础油，100SN，（40℃粘度为22.29mm²/s），大连石化；

润滑油基础油，150SN，（40℃粘度为29.40mm²/s），大连石化。

实施例1

将80g无灰分散剂PIBSA-1加入到带搅拌的250ml反应釜中，按PIBSA-1中有效组分聚异丁烯丁二酰亚胺与二异氰酸己二酯（HDI）摩尔比为4:1加入二异氰酸己二酯（HDI）0.96g，搅拌，在氮气氛围下，加热升温至90℃，在此温度下反应3.5h，停止加热，继续通氮气至反应物冷却至室温，得到透明的聚异丁烯丁二酰亚胺脲衍生物TN-1，其数均分子量为6500，测氮含量为2.2%。

实施例2

将80g无灰分散剂PIBSA-1加入到带搅拌的250ml反应釜中，按PIBSA-1中有效组分聚异丁烯丁二酰亚胺与甲苯二异氰酸酯（TDI）摩尔比为2:1加入TDI1.92g，搅拌，在氮气氛围下，加热升温至105℃，在此温度下反应4.5h，停止加热，继续通氮气至反应物冷却至室温，得到透明的聚异丁烯丁二酰亚胺脲衍生物TN-2，其数均分子量为11500，氮含量为2.4%。

实施例3

将80g无灰分散剂PIBSA-2加入到带搅拌的250ml反应釜中，按PIBSA-2中有效组分聚异丁烯丁二酰亚胺与甲苯二异氰酸酯（TDI）摩尔比为1:2加入TDI7.68g，搅拌，在氮气氛围下，加热升温至70℃，在此温度下反应2.5h，停止加热，继续通氮气至反应物冷却至室温，得到透明的聚异丁烯丁二酰亚胺脲衍生物TN-3，其数均分子量为35000，氮含量为3.6%。

实施例4

将80g无灰分散剂PIBSA-1加入到带搅拌的250ml反应釜中，按PIBSA-1中有效组分聚异丁烯丁二酰亚胺与甲苯异氰酸酯摩尔比为1:1加入甲苯异氰酸酯0.27g，搅拌，在氮气氛围下，加热升温至85℃，在此温度下反应3.5h，停止加热，继续通氮气至反应物冷却至室温，得到透明的聚异丁烯丁二酰亚胺脲衍生物TN-4，其数均分子量为2700，测氮含量为2.3%。

低噪音防锈油的实施例5～8和对比例1～4

低噪音防锈油的实施例5～8和对比例1～4的配方组成见表1。将表中各组分加入到调和容器中，在40℃～70℃加热，混合时间一般为1h～2h，分别配制得到防锈油组合物的实施例与对比例。

分别将这些低噪音防锈油组合物作为试验样品进行防锈油的铜片腐蚀试验（GB/T5096）、湿热试验（GB/T2361）、盐雾试验（SH/T0081）、叠片实验（SH/T0692附录A）和振动试验（SO910轴承振动测试仪），其测试结果见表1。

表1

Claims (8)

1.一种防锈油组合物，包括异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油，其中所述异氰酸酯分散剂是聚异丁烯丁二酰亚胺与异氰酸酯的反应产物；所述聚异丁烯丁二酰亚胺选自单聚异丁烯丁二酰亚胺和/或双聚异丁烯丁二酰亚胺；所述异氰酸酯选自二异氰酸己二酯、甲苯二异氰酸酯、甲苯异氰酸酯；所述异氰酸酯分散剂占所述防锈油组合物总质量的0.1％～15％；所述防锈剂为失水山梨醇脂肪酸酯和氧化石油脂皂的混合物，二者之间的质量比为1:0.05～1；所述防锈剂占所述防锈油组合物总质量的1％～30％。

2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚异丁烯丁二酰亚胺中聚异丁烯部分的数均分子量为500～10000，聚异丁烯丁二酰亚胺的多烯多胺基选自二乙烯三胺基、三乙烯四胺基、四乙烯五胺基和五乙烯六胺基中的一种或多种。

3.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯之间的摩尔比在1：10～50：1之间，反应的温度在50℃～200℃之间。

4.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚异丁烯丁二酰亚胺与所述异氰酸酯反应时通入惰性气体。

5.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述失水山梨醇脂肪酸酯选自Span 20、Span 40、Span 60和Span 80中的一种或多种。

6.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述氧化石油脂皂选自氧化石油脂钡皂，氧化石油脂镁皂和氧化石油脂钙皂中的一种或多种。

7.一种提高防锈油减振降噪性能的方法，该方法是将权利要求1-6之一中所述的异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油混合。

8.一种提高防锈油防锈性能的方法，该方法是将权利要求1-6之一中所述的异氰酸酯分散剂、防锈剂和主要量的润滑油基础油混合。