CN109370708A - 一种润滑油抗磨剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于润滑油的添加剂，具体涉及一种润滑油抗磨剂及其制备方法。该润滑油抗磨剂由抗磨剂主剂、抗磨剂助剂和溶剂组成；其中，所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钠、纳米硼酸钾和纳米硼酸镁中的一种，所述的溶剂为大豆油或花生油。该润滑油抗磨剂的制备方法如下：将10‑20wt％抗磨剂主剂、20‑30wt％抗磨剂助剂及其余为溶剂混合；将上述各组分在50‑70℃，常压下搅拌40‑50min，搅拌速率200～500rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂。该润滑油抗磨剂具有抗磨能力强，抗氧化效果好的优点，在添加量为1％时，可耐250～270℃温度50‑75min。

Description

一种润滑油抗磨剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于润滑油的添加剂，具体涉及一种润滑油抗磨剂及其制备方法。
背景技术
抗磨剂作为现代润滑油的5大添加剂之一，在润滑油添加剂中占有举足轻重的地位。但随着现代工业的快速发展及人类对自生环境和健康意识的不断提高，传统润滑油抗磨剂已经越来越难满足苛刻工况及时代发展对它们的要求：如氯类抗磨剂对人类环境和健康的毒性已被某些国家(如美国和西欧国家)禁用；环烷酸铅也因生态和毒性的问题逐渐被淘汰；硫类、磷类抗磨剂及ZnDDP中的P和S能使尾气转化器中的三效催化剂中毒、影响氧气传感器测量准确性及对生态环境的毒性，已被国际规定限量使用；还有硼类抗磨剂一直“悬而未决”的分散稳定性和水敏感性问题等等。尤其是如今日益强调的环境友好，健康绿色主题，更是对现代润滑油抗磨剂提出了巨大挑战。尽管传统抗磨剂也正不断改进，但对新兴抗磨剂的研究与开发却一直是业界关注的热点。
众所周知，二烷基二硫代磷酸锌有良好的抗氧、抗腐和抗磨等多种效能，长期以来在内燃机油、齿轮油和液压油等润滑油中得到了广泛的应用。但近年来，在某些应用场合中，对兼有抗氧、抗腐及更好减摩、抗磨性能的新型无灰添加剂的需要不断扩大。一些硫代磷酸衍生物，如硫代磷酸酯及胺盐是这类添加剂的典型代表。我国已工业化生产的T305是以硫代磷酸、甲醛和十八胺为原料，通过曼尼基反应得到的硫磷酸含氮衍生物；而T307是以硫代磷酸和环氧丙烷酯化后再与五氧化二磷复酯化，最后和伯胺中和得到硫代磷酸胺盐，它们都具有优异的极压抗磨性，广泛地应用于齿轮油和液压油中。
戴康博士论文《新型含磷共聚单体的合成及其阻燃不饱和树脂燃烧性能与机理的研究》(2013年)文章中，制备了一种含硫磷化合物(用于制备不饱和树脂的共聚单体)，这种硫磷化合物含有多个苯环基团和对称结构。通过对结构的分析，我们认为上述硫磷化合物可以用作润滑油抗磨剂，为此，研究人员通过大量实验研究，并取得了满意的效果，但上述硫磷化合物应用于润滑油抗磨剂并未见任何文献或专利报道。
发明内容
本发明针对目前现有技术的不足而提供一种润滑油抗磨剂及其制备方法，该润滑油抗磨剂具有抗磨能力强，抗氧化效果好的优点，在添加量为1％时，可耐250～270℃温度50-75min，因此，可广泛地应用润滑油的添加剂技术领域。
本发明的目的之一公开了一种润滑油抗磨剂，该抗磨剂由下列组分按重量比配制而成，10-20％的抗磨剂主剂，优选17％；20-30％的抗磨剂助剂，优选25％；其余为溶剂。
所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钠、纳米硼酸钾和纳米硼酸镁中的一种，优选纳米硼酸钠。
所述的溶剂为大豆油或花生油，优选大豆油。
本发明的另一个目的公开了一种润滑油抗磨剂的制备方法，制备方法具体如下：
按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂混合，其中抗磨剂主剂10-20％，抗磨剂助剂20-30％，其余为溶剂；将上述各组分在50-70℃，常压下搅拌40-50min，搅拌速率200～500rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂。
优选地，按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂混合，其中抗磨剂主剂17％，抗磨剂助剂25％，其余为溶剂；将上述各组分在65℃，常压下搅拌45min，搅拌速率350rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂。
本发明提供的润滑油抗磨剂，由抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂组成，其中抗磨剂主剂具有多个硫和氧原子，由于硫原子较活泼，在与金属接触后会发生化学反应，使硫氧双键打开，与金属结合，最终在金属表面形成一层油膜，这层膜的抗剪切强度大，此外，由于单体具有双键，在挤压过程中，双键打开后会相互连接形成聚合物，也起到抗磨作用，同时苯环的加入增强了分子的刚性，使其耐温性能明显提高；而抗磨剂助剂主要利用其纳米特性，纳米粒子可在金属表面形成一层具有特殊强度，硬度较低的弹性膜，避免金属的擦伤；溶剂提高了油脂的吸附性能以及成膜效率，减少磨损。因此本发明的润滑油抗磨剂可实现耐高温极压抗磨性能。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的润滑油抗磨剂的原料来源广泛，价格低廉；合成工艺简单，适应性强；
(2)本发明的润滑油抗磨剂具有适用范围广，对于不同地区的润滑油基础油均具有较强的抗磨性能；
(3)本发明的润滑油抗磨剂具有使用浓度低、抗磨能力强和抗氧化效果好的优点，在添加量为1％时，可耐250～270℃温度50-75min。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂按比例混合，其中抗磨剂主剂10％，抗磨剂助剂20％，其余为溶剂；将上述各组分在50℃，常压下搅拌40min，搅拌速率200rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂A1。
所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钠，所述的溶剂为大豆油。
将本发明的润滑油抗磨剂A1添加至润滑油中，添加量为润滑油质量的1％，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为50min。
实验结果表明：润滑油抗磨剂A1具有有效增强润滑油抗磨减摩性能，涂层磨损寿命提高了5倍，润滑油承载能力提高了87.2％，可耐260℃温度65min，腐蚀度为13.9g/m2。
实施例2：
按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂按比例混合，其中抗磨剂主剂12％，抗磨剂助剂23％，其余为溶剂；将上述各组分在55℃，常压下搅拌42min，搅拌速率300rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂A2。
所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钾，所述的溶剂为花生油。
将本发明的润滑油抗磨剂A2添加至润滑油中，添加量为润滑油质量的1％，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为50min。
实验结果表明：润滑油抗磨剂A2具有有效增强润滑油抗磨减摩性能，涂层磨损寿命提高了5.2倍，润滑油承载能力提高了88.0％，可耐270℃温度67min，腐蚀度为13.2g/m2。
实施例3：
按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂按比例混合，其中抗磨剂主剂15％，抗磨剂助剂28％，其余为溶剂；将上述各组分在60℃，常压下搅拌47min，搅拌速率400rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂A3。
所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸镁，所述的溶剂为大豆油。
将本发明的润滑油抗磨剂A3添加至润滑油中，添加量为润滑油质量的1％，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为50min。
实验结果表明：润滑油抗磨剂A3具有有效增强润滑油抗磨减摩性能，涂层磨损寿命提高了6.0倍，润滑油承载能力提高了87.5％，可耐265℃温度70min，腐蚀度为11.2g/m2。
实施例4：
按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂按比例混合，其中抗磨剂主剂17％，抗磨剂助剂25％，其余为溶剂；将上述各组分在65℃，常压下搅拌45min，搅拌速率350rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂A4。
所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钠，所述的溶剂为大豆油。
将本发明的润滑油抗磨剂A4添加至润滑油中，添加量为润滑油质量的1％，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为50min。
实验结果表明：润滑油抗磨剂A4具有有效增强润滑油抗磨减摩性能，涂层磨损寿命提高了7.5倍，润滑油承载能力提高了95.2％，可耐270℃温度75min，腐蚀度为9.8g/m2。
实施例5：
按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂按比例混合，其中抗磨剂主剂20％，抗磨剂助剂30％，其余为溶剂；将上述各组分在70℃，常压下搅拌50min，搅拌速率500rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂A5。
所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸镁，所述的溶剂为花生油。
将本发明的润滑油抗磨剂A5添加至润滑油中，添加量为润滑油质量的1％，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为50min。
实验结果表明：润滑油抗磨剂A5具有有效增强润滑油抗磨减摩性能，涂层磨损寿命提高了6.5倍，润滑油承载能力提高了91.2％，可耐263℃温度72min，腐蚀度为10.5g/m2。

Claims (5)

1.一种润滑油抗磨剂，其特征在于，所述的润滑油抗磨剂由抗磨剂主剂、抗磨剂助剂和溶剂组成；其中，所述的抗磨剂主剂，其结构式如下：
所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钠、纳米硼酸钾和纳米硼酸镁中的一种；
所述的溶剂为大豆油或花生油。
2.根据权利要求1所述的润滑油抗磨剂，其特征在于所述的抗磨剂助剂为纳米硼酸钠。
3.根据权利要求1所述的润滑油抗磨剂，其特征在于所述的溶剂为大豆油。
4.根据权利求1-3任一项权利要求所述的润滑油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体如下：按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂混合，其中抗磨剂主剂10-20％，抗磨剂助剂20-30％，其余为溶剂；将上述各组分在50-70℃，常压下搅拌40-50min，搅拌速率200～500rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂。
5.根据权利求4所述的润滑油抗磨剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体如下：按下列质量百分比将抗磨剂主剂、抗磨剂助剂及溶剂混合，其中抗磨剂主剂17％，抗磨剂助剂25％，其余为溶剂；将上述各组分在65℃，常压下搅拌45min，搅拌速率350rpm，之后冷却至室温，过滤脱除杂质，得到润滑油抗磨剂。
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