CN110029000A - 一种润滑油添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种润滑油添加剂，该种添加剂通过多种性质稳定，不易氧化、不易降解的组份来降低漆膜的产生；本发明中采用少量的磷酸三甲酚酯与三硼酸钾进行复配使用，由于磷酸三甲酚酯具有很强的稳定性，不仅与三硼酸钾协同增强其耐磨性，而且也提高了润滑油油品的热稳定性，有效降低了氧化和降解，同时，由于磷酸三甲酚酯具有一定的增塑性，便于后续组份研磨混合分散，特别是在研磨过程中，磷酸三甲酚酯与三硼酸钾之间的相互作用，可以保证整个复合体系达到纳米级标准，进而使三硼酸钾更均匀的存在体系中，同时具有了强大的修复作用，有效额不断修复和重建被破坏的润滑膜层。

Description

一种润滑油添加剂
技术领域
本发明涉及润滑剂技术领域，具体涉及一种润滑油添加剂。
背景技术
摩擦磨损是摩擦过程中普遍存在的现象，据统计，世界三分之一以上的一次性能源的损失来自摩擦，因此，减小摩擦与磨损造成的经济损失具有重大的意义。而润滑是降低摩擦、减小或避免磨损的有效技术。目前大多数润滑剂是以加入多种润滑添加剂来提高其性能，而传统的添加剂是通过物理吸附，以及化学反应来实现良好的摩擦学性能，不能做到材料的零磨损和对材料的损伤起到修复作用。润滑添加剂在很大程度上决定了润滑剂的使用性能，开发和研制新型的自修复润滑添加剂，以此来调合润滑油品，从而降低摩擦、减少磨损，对机械制造型是尤为重要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种润滑油添加剂，该种添加剂有效降低摩擦、减少磨损，提高了润滑油的使用寿命。
本发明提出的一种润滑油添加剂，按质量份包含以下组份：清净剂4-5份、极压剂0.5-1份、粘度指数改进剂3-5份和抗氧剂1-2份。
进一步地，所述清净剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
进一步地，所述极压剂为有机复合三硼酸钾。
进一步地，所述有机复合三硼酸钾包含以下制备步骤：
S11、将三硼酸钾溶液加入到反应釜内，加热至65-75℃后，再向反应釜内加入磷酸三甲酚酯，得到混合体系A；
S12、通过氨水将混合体系A的pH调至6.7-7.9，再将温度调至85-95℃进行反应，反应3.5-4.5h，得到混合体系B；
S13、将混合体系B 进行离心分离、清洗后得到混合物；
S14、将混合物进行75-85℃，5-8h的干燥处理，得到有机复合三硼酸钾。
S11中的三硼酸钾与磷酸三甲酚酯的质量比为8：0.2-0.5。
进一步地，所述粘度指数改进剂为150SN 或100SN中的一种。
进一步地，所述抗氧剂为二异辛基二硫代磷酸硫氧钼0.8-1.5份和对，对’-二异辛基二苯胺0.2-0.5份。抗氧剂采用两种抗氧剂进行复合添加，有机钼化合物是一类重要的过氧化物分解型抗氧剂，也能有效地降低油品的摩擦因数。如二异辛基二硫代磷酸钼是一种油溶性好，减摩抗磨效果显著的润滑油添加剂，它是调制高效内燃机磨合油的主要组分；也可应用于齿轮油、液压油、曲轴箱油和金属加工用油中，起到减少摩擦、降低磨损的作用。对’-二异辛基二苯胺为耐高温润滑油抗氧剂MC-01，其纯度高，油溶性好，特别适用于航空发动机油，且挥发性极低，在高温润滑脂中的性能超越许多其它烷基化二苯胺产品，所以将两种组份复配，即降低了成本，又获得了更全面的抗氧效果。
清净剂是烷基取代酚与甲醛和胺的缩合产物，其添加到汽油中不但能控制发动机低温部件沉积物的生成，而且可高效控制汽油机高温部件沉积物的生成。
本发明采用的清净剂为聚异丁烯丁二酰亚胺（PIBSI）属于一类油溶性表面活性剂，是由可溶于油的非极性（亲油基）和极性基（亲水基）组成的两亲结构的物质。PIBSI 中的亲油基大多是聚异丁烯，极性基是胺基，中间联接基是丁二酰。故 PIBSI 具有保洁和清洗两方面的作用。一是在发动机油路的金属表面形成一层分子保护膜，防止沉积物在金属表面聚集，起到保持清洁的作用。二是将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来，形成油溶性胶束，分散到油中，随油燃烧，达到清洗的目的。
硼酸盐是一种新型的极压添加剂，通过分散剂（如阴离子表面活性剂石油磺酸钠）将无机硼酸盐以极细的颗粒分散在矿物油中形成的油状分散体，具有良好的极压抗磨性和热稳定性，不含硫磷氯等活泼元素。分散体系中硼酸盐是以非结晶小球的形式存在。
硼酸盐抗磨极压效果好，特别是在低粘度油中具有良好的抗磨极压效果，满足了抗磨极压性的要求。硼酸盐极压剂使用寿命长，其作用机理是由渗硼形成的FexBy形式的极压膜，这一层表面膜有较高硬度，良好的抗磨性，较好的抗氧化性、耐腐蚀性。而含硫磷氯活泼元素的极压性，作用机理主要是活泼元素同金属起化学反应生成一层膜，这层膜的抗剪切强度比基础金属低，因此在使用过程中，这层膜很容易被磨掉，这样添加剂消耗的比硼酸盐要快。
硼酸盐添加剂的抗磨性，对金属材料的选择性不敏感，对各种金属材料都比较适应，而含磷硫氯添加剂，抗磨性好坏跟金属机体有关系。如对18Gr2Ni4WA钢材质的润滑，加入硫磷添加剂的润滑油抗极压效果一般，在含氯添加剂的油中抗极压性能好。50号碳钢材质，含磷添加剂的润滑油抗压效果一般，在含氯和硫添加剂的油中抗极压性能好。45#钢材质，含磷硫添加剂的润滑油抗压效果一般，在含氯添加剂的油中抗极压性能好。镉镍钼合金钢材质，含磷氯添加剂的润滑油抗压效果一般，在含硫添加剂的油中抗极压性能好。而硼酸盐添加剂对上述的所有材质抗极压性能都很好。
硼酸盐添加剂一般不会造成金属的腐蚀，而含磷硫氯的极压添加剂，若配制的不好，往往造成金属的腐蚀；硼酸盐极压添加剂同其它添加剂有很好的配伍性。本发明中采用少量的磷酸三甲酚酯与三硼酸钾进行复配使用，由于磷酸三甲酚酯具有很强的稳定性，不仅与三硼酸钾协同增强其耐磨性，而且也提高了润滑油油品的热稳定性，有效降低了氧化和降解，同时，由于磷酸三甲酚酯具有一定的增塑性，便于后续组份研磨混合分散，特别是在研磨过程中，磷酸三甲酚酯与三硼酸钾之间的相互作用，可以保证整个复合体系达到纳米级标准，进而使三硼酸钾更均匀的存在体系中，同时具有了强大的修复作用，有效额不断修复和重建被破坏的膜层。
粘度指数改进剂，通常是一种油溶性高分子化合物，在室温下一般呈橡胶状或固体。为便于使用，通常用150SN 或100SN 的中性油稀释为5%-10%的浓缩物。
粘度指数改进剂作为添加剂可改善润滑油的粘温性能。
本发明选用乙丙共聚物。聚合物中乙烯、丙烯比例要适当，其比例直接影响产品性能。若乙烯含量过高，粘度指数较高，聚合物结晶增加，产品油溶性变差，低温易形成凝胶；若丙烯含量过高，使增粘能力降低，氧化稳定性变坏。一般乙烯含量在40-50%的乙丙共聚物。
一种润滑油添加剂的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、分别将清净剂、极压剂和抗氧剂进行研磨，研磨后进行混合，得到研磨体A；
S2、将研磨体A进行预加热，温度为55-70℃；
S3、将经过预加热的研磨体A与粘度指数改进剂进行混合，搅拌时间为2.5-3d，冷却至室温后，得到一种润滑油添加剂。
进一步地，S1中的研磨粒径范围为5-30nm。
进一步地，S3中的混合温度为65-75℃。
本发明的一种润滑油添加剂，该种添加剂通过多种性质稳定，不易氧化、不易降解的组份来降低漆膜的产生；本发明中采用少量的磷酸三甲酚酯与三硼酸钾进行复配使用，由于磷酸三甲酚酯具有很强的稳定性，不仅与三硼酸钾协同增强其耐磨性，而且也提高了润滑油油品的热稳定性，有效降低了氧化和降解，同时，由于磷酸三甲酚酯具有一定的增塑性，便于后续组份研磨混合分散，特别是在研磨过程中，磷酸三甲酚酯与三硼酸钾之间的相互作用，可以保证整个复合体系达到纳米级标准，进而使三硼酸钾更均匀的存在体系中，同时具有了强大的修复作用，有效额不断修复和重建被破坏的润滑膜层。
具体实施方式
为下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，本领域技术人员对本发明所做的各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围内。本发明实施例中的配比均为以重量计。
实施例1
复合三硼酸钾的制备
S11、将三硼酸钾溶液加入到反应釜内，加热至65-75℃后，再向反应釜内加入磷酸三甲酚酯，得到混合体系A，三硼酸钾与磷酸三甲酚酯的质量比为8：0.2；
S12、通过氨水将混合体系A的pH调至6.7-7.9，再将温度调至85℃进行反应，反应3.5-4.5h，得到混合体系B；
S13、将混合体系B 进行离心分离、清洗后得到混合物；
S14、将混合物进行75℃，5h的干燥处理，得到有机复合三硼酸钾。
添加剂的制备
S1、分别将聚异丁烯丁二酰亚胺4份、有机复合三硼酸钾0.5份、二异辛基二硫代磷酸硫氧钼0.8份和对’-二异辛基二苯胺0.2份进行研磨，研磨后进行混合，得到研磨体A；
S2、将研磨体A进行预加热，温度为55-70℃；
S3、将经过预加热的研磨体A与150SN 3份进行混合，搅拌时间为2.5-3h，冷却至室温后，得到一种润滑油添加剂。
实施例2
复合三硼酸钾的制备
S11、将三硼酸钾溶液加入到反应釜内，加热至65-75℃后，再向反应釜内加入磷酸三甲酚酯，得到混合体系A，三硼酸钾与磷酸三甲酚酯的质量比为8：0.4；
S12、通过氨水将混合体系A的pH调至6.7-7.9，再将温度调至90℃进行反应，反应3.5-4.5h，得到混合体系B；
S13、将混合体系B 进行离心分离、清洗后得到混合物；
S14、将混合物进行80℃，6h的干燥处理，得到有机复合三硼酸钾。
添加剂的制备
S1、分别将聚异丁烯丁二酰亚胺4.5份、有机复合三硼酸钾0.7份、二异辛基二硫代磷酸硫氧钼1.2份和对’-二异辛基二苯胺0.3份研磨，研磨后进行混合，得到研磨体A；
S2、将研磨体A进行预加热，温度为55-70℃；
S3、将经过预加热的研磨体A与150SN 4份进行混合，搅拌时间为2.5-3h，冷却至室温后，得到一种润滑油添加剂。
对比例3
复合三硼酸钾的制备
S11、将三硼酸钾溶液加入到反应釜内，加热至65-75℃后，再向反应釜内加入磷酸三甲酚酯，得到混合体系A，三硼酸钾与磷酸三甲酚酯的质量比为8： 0.5；
S12、通过氨水将混合体系A的pH调至6.7-7.9，再将温度调至95℃进行反应，反应3.5-4.5h，得到混合体系B；
S13、将混合体系B 进行离心分离、清洗后得到混合物；
S14、将混合物进行85℃， 8h的干燥处理，得到有机复合三硼酸钾。
添加剂的制备
S1、分别将聚异丁烯丁二酰亚胺5份、有机复合三硼酸钾1份和、二异辛基二硫代磷酸硫氧钼1.5份和对’-二异辛基二苯胺0.5份进行研磨，研磨后进行混合，得到研磨体A；
S2、将研磨体A进行预加热，温度为70℃；
S3、将经过预加热的研磨体A与150SN 5份进行混合，搅拌时间为2.5-3h，冷却至室温后，得到一种润滑油添加剂。
评价：
分别将实施例1、实施例2、实施例3得到的添加剂制成润滑油，其中基础油规格一致，并预加相同分散剂。制备方法为：将基础油、本发明的添加剂、分散剂加入溶解釜中，加热至原料完全溶解，继续搅拌，并同时进行管道剪切器剪切3-4h。
再将由本发明实施例1、实施例2和实施例3分别得到的润滑油与大众化市售高级润滑油进行性能检测对比，测试内容为运动粘度（100℃和40℃）、粘度指数和四球测试，检测结果见表1。
注：粘度根据国家标准GB/T265-88采用专用毛细管粘度计测定；粘度指数则根据测得的粘度按国家标准GB/T1995-1998查表根据公式VI=[(L-U)/(L-H)] ×100计算得到，式中：L—与试样100℃运动粘度相同，粘度指数为0的油品在40℃时的运动粘度，mm2/s； H-与试样100℃时的运动粘度相同，粘度指数为100的油品在40℃时的运动粘度，mm2/s； U-试样40℃时的运动粘度，mm2/s；
根据GB/T3142-1982的标准采用四球式摩擦磨损试验机测定的卡咬负荷(PB)和磨斑直径（WSD），磨斑直径的测试条件为：室温条件下，长磨时间40min，所用钢球为直径为12.7mm的GCr15标准轴承钢球，硬度为 60-63HRC。
通过表1中的数据可知，本发明具体实施例得到的添加剂制成的润滑油在运功粘度和粘度指数上均优于市售高级别润滑油产品，具有更好的润滑性能，充分说明了本发明具有较为明显的、显著的创造性。
以上对本发明的实施例进行了示例性说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依据本发明申请范围的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种润滑油添加剂，其特征在于：按质量份包含以下组份：清净剂4-5份、极压剂0.5-1份、粘度指数改进剂3-5份和抗氧剂1-2份。
2.如权利要求1所述的一种润滑油添加剂，其特征在于：所述清净剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
3.如权利要求1所述的一种润滑油添加剂，其特征在于：所述极压剂为有机复合三硼酸钾。
4.如权利要求3所述的一种润滑油添加剂，其特征在于：所述有机复合三硼酸钾包含以下制备步骤：
S11、将三硼酸钾溶液加入到反应釜内，加热至65-75℃后，再向反应釜内加入磷酸三甲酚酯，得到混合体系A；
S12、通过氨水将混合体系A的pH调至6.7-7.9，再将温度调至85-95℃进行反应，反应3.5-4.5h，得到混合体系B；
S13、将混合体系B 进行离心分离、清洗后得到混合物；
S14、将混合物进行75-85℃，5-8h的干燥处理，得到有机复合三硼酸钾。
5.如权利要求4所述的一种润滑油添加剂，其特征在于：S11中的三硼酸钾与磷酸三甲酚酯的质量比为8：0.2-0.5。
6.如权利要求1所述的一种润滑油添加剂，其特征在于：所述粘度指数改进剂为150SN或100SN中的一种。
7.如权利要求1所述的一种润滑油添加剂，其特征在于：所述抗氧剂为二异辛基二硫代磷酸硫氧钼0.8-1.5份和对，对’-二异辛基二苯胺0.2-0.5份。
8.如权利要求1-7任意一项所述的一种润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
S1、分别将清净剂、极压剂和抗氧剂进行研磨，研磨后进行混合，得到研磨体A；
S2、将研磨体A进行预加热，温度为55-70℃；
S3、将经过预加热的研磨体A与粘度指数改进剂进行混合，搅拌时间为2.5-3h，冷却至室温后，得到一种润滑油添加剂。
9.如权利要求8所述的一种润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：S1中的研磨粒径范围为5-30nm。
10.如权利要求8所述的一种润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：S3中的混合温度为65-75℃。
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