CN110129111A - 一种纳米硼酸镧减摩剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米硼酸镧减摩剂及其制备方法和应用，其制备方法包括：将硼砂、磷酸酯偶联剂和氯化镧进行置换反应，反应结束后依次结晶、过滤、清洗得到纳米硼酸镧；将纳米硼酸镧、重烷基苯和超分散剂进行脱水酯化反应，反应结束后自然冷却到常温。本发明还提供上述纳米硼酸镧减摩剂在制备润滑油中的应用。本发明的减摩剂通过重烷基苯和超分散剂改变材料表面的特性，具有优异的抗磨、减摩、挤压负载性能，不污染环境，不腐蚀金属。与传统的减摩剂相比，可使润滑油使用寿命更长，在苛刻的条件下能更好的保护金属表面不受磨损。

Description

一种纳米硼酸镧减摩剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种减摩剂及其制备方法，具体涉及一种纳米硼酸镧减摩剂及其制备方法和应用。
背景技术
硼酸盐添加剂具有优良的摩擦学性能，不腐蚀金属，但其缺点是油溶性差，在油中不能形成稳定的固-油分散体系，也不能有效地进入摩擦界面发挥作用。目前商品硼酸盐润滑油减摩剂主要依靠加入大量的表面活性剂来保证硼酸盐微粒均匀地悬浮在油中。硼酸镧是目前新开发的一种性能比较优良的润滑油添加剂，但现在市场上大部分的纳米硼酸镧是通过研磨粉碎法和物理方法合成的，这种纳米颗粒表面能大，极性大容易团聚并且不易分散，不能充分发挥纳米硼酸镧的特性，这也是制约着纳米硼酸镧的推广和使用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种纳米硼酸镧减摩剂及其制备方法和应用，该减摩剂可使润滑油或者被保护材料的使用寿命更长，在苛刻的条件下能更好的保护金属表面不受磨损。本发明的技术方案为：
第一个方面，本发明提供一种纳米硼酸镧减摩剂的制备方法，包括：将硼砂、磷酸酯偶联剂和氯化镧进行置换反应，反应结束后依次结晶、过滤、清洗得到纳米硼酸镧；将纳米硼酸镧、重烷基苯和超分散剂进行脱水酯化反应，反应结束后自然冷却到常温。
进一步的，所述置换反应的控制条件为：硼砂、磷酸酯偶联剂和氯化镧的质量比为：1∶(0.05～0.5)∶(0.4～0.6)，反应温度为20～40℃。
进一步地，所述磷酸酯偶联剂为烷基丙烯酸酯磷酸酯类偶联剂。
进一步地，所述结晶的溶剂为油酸和石油醚按照质量比为(1～2)∶1混合。
进一步地，所述脱水酯化反应的控制条件为：纳米硼酸镧、重烷基苯和超分散剂的质量比为1∶(2～6)∶(4～8)，反应温度为130～160℃。
进一步地，所述超分散剂包括端基聚异丁烯、端羟基聚丙烯酸酯、端羧基聚酯。
第二个方面，本发明提供一种纳米硼酸镧减摩剂，是采用上述方法制备。
第三个方面，本发明提供上述纳米硼酸镧减摩剂在制备润滑油中的应用。
第四个方面，本发明提供一种润滑油，包括上述纳米硼酸镧减摩剂。
本发明的有益效果在于：本发明的减摩剂通过重烷基苯和超分散剂改变材料表面的特性，具有优异的抗磨、减摩、挤压负载性能，不污染环境，不腐蚀金属。与传统的减摩剂相比，可使润滑油使用寿命更长，在苛刻的条件下能更好的保护金属表面不受磨损。
附图说明
图1为本发明实施例1～3制备的纳米硼酸镧减摩剂和现有的减摩剂的抗磨性能比较图片，其中1-1为500N二类基础油的磨斑对照图，1-2为98％500N+2％二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的磨斑对照图，1-3为98％500N+2％氨基甲酸钼的磨斑对照图，1-4为98％500N+2％二烷基二硫代磷酸钼(T1001B)的磨斑对照图，1-5为添加实施例1制备纳米硼酸镧减摩剂的基础油的磨斑对照图，1-6为添加实施例2制备纳米硼酸镧减摩剂的基础油的磨斑对照图，1-7为添加实施例3制备纳米硼酸镧减摩剂的基础油的磨斑对照图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的四球摩擦试验机型号为MS-10J。
在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
本实施例提供一种纳米硼酸镧减摩剂的制备方法，包括：将700g纯净水加热至30℃，加入20g硼砂完全溶解后保温搅拌20min，加入2.5g磷酸酯偶联剂和30g乙醇继续保温搅拌20min，缓慢加入质量浓度为20％的氯化镧水溶液50g，保温搅拌40min；反应结束后加入油酸和石油醚的混合溶剂60g在室温下搅拌20min，其中油酸和石油醚的质量比为1∶1；过滤出沉淀，然后用1000g清水洗涤得到纳米硼酸镧；将纳米硼酸镧、重烷基苯和端基聚异丁烯混合均匀后加热至150℃进行高压脱水，其中纳米硼酸镧、重烷基苯和端基聚异丁烯的质量比为1∶4∶5；脱水反应结束后冷却至常温得到纳米硼酸镧减摩剂。
实施例2
本实施例提供一种纳米硼酸镧减摩剂的制备方法，包括：将700g纯净水加热至30℃，加入20g硼砂完全溶解后保温搅拌20min，加入1.6g磷酸酯偶联剂和30g乙醇继续保温搅拌20min，缓慢加入质量浓度为20％的氯化镧水溶液40g，保温搅拌40min；反应结束后加入油酸和石油醚的混合溶剂60g在室温下搅拌20min，其中油酸和石油醚的质量比为1∶1；过滤出沉淀，然后用1000g清水洗涤得到纳米硼酸镧；将纳米硼酸镧、重烷基苯和端羟基聚丙烯酸酯混合均匀后加热至150℃进行高压脱水，其中纳米硼酸镧、重烷基苯和端羟基聚丙烯酸酯的质量比为1∶5∶5；脱水反应结束后冷却至常温得到纳米硼酸镧减摩剂。
实施例3
本实施例提供一种纳米硼酸镧减摩剂的制备方法，包括：将700g纯净水加热至30℃，加入20g硼砂完全溶解后保温搅拌20min，加入2g磷酸酯偶联剂和30g乙醇继续保温搅拌20min，缓慢加入质量浓度为20％的氯化镧水溶液60g，保温搅拌40min；反应结束后加入油酸和石油醚的混合溶剂60g在室温下搅拌20min，其中油酸和石油醚的质量比为1∶1；过滤出沉淀，然后用1000g清水洗涤得到纳米硼酸镧；将纳米硼酸镧、重烷基苯和端羧基聚酯混合均匀后加热至150℃进行高压脱水，其中纳米硼酸镧、重烷基苯和端羧基聚酯的质量比为1∶2∶4；脱水反应结束后冷却至室温得到纳米硼酸镧减摩剂。
实施例4
调制七个润滑油样：1、500N二类基础油。2、98％500N+2％二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)。3、98％500N+2％氨基甲酸钼。4、98％500N+2％二烷基二硫代磷酸钼(T1001B)。5、98％500N+2％实施例1制备的纳米硼酸镧抗磨剂。6、98％500N+2％实施例2制备的纳米硼酸镧抗磨剂。7、98％500N+2％实施例3制备的纳米硼酸镧抗磨剂。
将上述7个油样用恒温磁力搅拌器加热至55℃搅拌20min，然后各个油样取出10g利用四球摩擦试验机进行摩擦试验，实验条件为：负荷：392N；转速：1200转/min；温度：75℃；时间：60min；磨斑直径为四球摩擦试验机携带的机械测量显微镜测得。实验数据如表1和图1所示。
表1各个样本的平均摩擦系数和磨斑直径
通过图1和表1的数据，可以看出，本分明实施例1～3制备的纳米硼酸镧减摩剂具有优异的减摩性和抗磨性，添加到润滑油中可以很好的保护摩擦面使机械使用寿命大大增加。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种纳米硼酸镧减摩剂的制备方法，其特征在于，包括：将硼砂、磷酸酯偶联剂和氯化镧进行置换反应，反应结束后依次结晶、过滤、清洗得到纳米硼酸镧；将纳米硼酸镧、重烷基苯和超分散剂进行脱水酯化反应，反应结束后自然冷却到常温。
2.根据权利要求1所述的一种纳米硼酸镧金属清净剂的制备方法，其特征在于，所述置换反应的控制条件为：硼砂、磷酸酯偶联剂和氯化镧的质量比为：1∶(0.05～0.5)∶(0.4～0.6)，反应温度为20～40℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种纳米硼酸镧金属清净剂的制备方法，其特征在于，所述磷酸酯偶联剂为烷基丙烯酸酯磷酸酯类偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种纳米硼酸镧金属清净剂的制备方法，其特征在于，所述结晶的溶剂为油酸和石油醚按照质量比为(1～2)∶1混合。
5.根据权利要求1所述的一种纳米硼酸镧金属清净剂的制备方法，其特征在于，所述脱水酯化反应的控制条件为：纳米硼酸镧、重烷基苯和超分散剂的质量比为1∶(2～6)∶(4～8)，反应温度为130～160℃。
6.根据权利要求1或5所述的一种纳米硼酸镧金属清净剂的制备方法，其特征在于，所述超分散剂包括端基聚异丁烯、端羟基聚丙烯酸酯、端羧基聚酯。
7.一种纳米硼酸镧减摩剂，其特征在于，是采用权利要求1～6任意一项权利要求所述的制备方法制备。
8.权利要求7所述的一种纳米硼酸镧减摩剂在制备润滑油中的应用。
9.一种润滑油，其特征在于，包括权利要求7所述的纳米硼酸镧减摩剂。
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