CN110951518B - 一种有机摩擦改进剂及降低低粘度润滑油摩擦系数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于润滑油添加剂技术领域，具体为一种有机摩擦改进剂及降低低粘度润滑油摩擦系数的方法，包括封端聚醚胺类化合物，所述化合物是聚醚胺经过衍生化生成的胺类聚合物；所述聚醚胺的分子量为：D230、D400、D2000和D4000中的任意一种，所述封端聚醚胺类化合物是由C8、C10、C12、C18中任意一种的直链烷基封端的聚醚胺；将封端聚醚胺类化合物与有机钼摩擦改进剂以质量比为1:1‑5混合后加入到基础油中以降低其摩擦系数，有机摩擦改进剂能够使低粘度基础油的摩擦系数和磨损显著减小，与有机钼摩擦改进剂具有明显的协同减摩作用。

Description

一种有机摩擦改进剂及降低低粘度润滑油摩擦系数的方法
技术领域
本发明涉及润滑油添加剂技术领域，具体涉及一类封端聚醚胺类有机摩擦改进剂并用于低粘度润滑油的减摩抗磨的方法。
背景技术
润滑油添加剂已成为润滑油的主要组成部分，并且随着对润滑油品性能需求的不断提高，推动着新组分添加剂的研究和开发。随着节能环保法规的日益严苛，发动机润滑油不仅要提升机械运转所需要的润滑防护作用，还必须兼顾燃油经济性。为了满足各类指标，在降低润滑油粘度的同时，需要使用减摩性能优异的摩擦改进剂。
发动机油配方中目前使用最为广泛的摩擦改进剂是有机钼化合物，由于含有金属元素，这类添加剂会增加油品热氧化物沉积物的生成，进而影响尾气排放三元催化转化器系统，且随着油品氧化导致减摩性能下降。新型摩擦改进剂的研究，需要解决以下难题：1）采用不含硫磷与金属元素的化合物代替或部分代替目前的有灰型金属添加剂，减少对油品氧化性能和尾气排放系统的负面影响；2） 增强添加剂与金属表面的结合强度，提高减摩性能持续性。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，提供一种有机摩擦改进剂及降低低粘度润滑油摩擦系数的方法。目的在于解决现有摩擦改进剂在低粘度基础油中降磨系数低，效果不佳，同时对环境造成影响的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的。
一种有机摩擦改进剂，包括封端聚醚胺类化合物，所述化合物是聚醚胺经过衍生化生成的胺类聚合物；所述聚醚胺的分子量为：D230、D400、D2000和D4000中的任意一种，所述封端聚醚胺类化合物是由C8、C10、C12、C18中任意一种的直链烷基封端的聚醚胺。
优选的，还包括有机钼摩擦改进剂，所述封端聚醚胺类化合物与有机钼摩擦改进剂的质量比为1:1-5。
优选的，所述封端聚醚胺类化合物与有机钼摩擦改进剂的质量比为1:1。
优选的，所述有机钼摩擦改进剂为二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼、钼酸酯中的一种或任意组合。
一种使用有机摩擦改进剂来降低低粘度润滑油摩擦系数的方法，是将封端聚醚胺类化合物与有机钼摩擦改进剂以质量比为1:1-5混合后加入到基础油中形成混合物，将混合物加热至60 ℃-80 ℃，搅拌30 min-60 min，停止搅拌，冷却至室温。
其中，优选的所述封端聚醚胺类化合物的添加量为基础油重量的0.2 wt%-2 wt%。
降低低粘度润滑油摩擦系数的方法，所述封端聚醚胺类化合物与有机钼摩擦改进剂的质量比为1:1。
一种降低低粘度润滑油摩擦系数的方法，所述有机钼摩擦改进剂为二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼、钼酸酯中的一种或任意组合。
一种降低低粘度润滑油摩擦系数的方法，在基础油中加入其质量1-3 wt%的二烷基二硫代磷酸锌。
一种降低低粘度润滑油摩擦系数的方法，所述基础油为低粘度PAO或合成酯或二者的混合物。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
本发明提供的这类无硫磷型有机摩擦改进剂作为添加剂在基础油中溶解性良好，可以显著降低基础油的摩擦系数、磨斑直径以及磨损率。封端聚醚胺类聚合物经过衍生化后，结构中具有酰胺或者直链烷基，能够在金属表面形成有序的分子吸附膜，减少金属摩擦副表面的摩擦和磨损。封端聚醚胺类有机摩擦改进剂与有机钼化合物具有明显的协同减摩作用，能够有效改善低粘度基础油的抗摩擦性能，减小UMT往复摩擦系数。有机摩擦改进剂能够减少甚至替代有机金属摩擦改进剂的使用，是一类环保型不含硫磷、且无灰型摩擦改进剂。
附图说明
图1为本发明实施例3所述油品的往复摩擦系数对比。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例和附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
聚醚胺D230二元酰胺的合成及其减摩抗磨性能。
具体反应过程如下：
将15.0 g聚醚胺D230、14.5 g三乙胺溶于300 mL二氯甲烷中，冰浴下滴加辛酰氯21.3 g，滴加完毕撤掉冰浴，室温反应24 h。向反应瓶中加入300ml水，分离出有机相，有机相用200 ml水洗涤三次并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂得到28 g聚醚胺D230二元酰胺衍生物。IR (ATR)： ν = 3286.2, 3072.4, 2957.2, 2926.8, 2857.6, 1819.2, 1642.2,1544.6, 1455.9, 1374.1, 1269.1, 1110.3, 1027.1, 929.1, 724.2, 698.1, 580.9cm-1。
将制备的聚醚胺D230二元酰胺以0.5 wt%添加量加入PAO4中，加热至60℃，搅拌30min。
测试空白样品和所述实施例1检测样品的四球磨斑直径和摩擦系数，测试条件为：载荷196 N，主轴转速1200 r/min，油温75 ℃，检测结果见表1。
表1 四球机试验磨斑直径、平均摩擦系数。
磨斑直径(mm) 平均摩擦系数
空白样 0.545 0.072
实施例1 0.445 0.059
实施例2
聚醚胺D400二元酰胺的合成及其减摩抗磨性能。
具体反应过程如下：
将20.0 g聚醚胺D400、11.1 g三乙胺溶于200 mL二氯甲烷中，冰浴下滴加辛酰氯16.3 g，滴加完毕撤掉冰浴，室温反应24 h。向反应瓶中加入200 ml水，分离出有机相，有机相用200 ml水洗涤三次并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂得到30 g聚醚胺D400二元酰胺衍生物。IR (ATR)： ν = 3288.7, 3072.0, 2964.3, 2927.5, 2859.0, 1819.0, 1760.5,1643.2, 1544.2, 1455.9, 1373.5, 1345.7, 1297.0, 1269.9, 1107.6, 1021.4,928.0, 837.4, 733.7, 701.2, 578.5, 532.1 cm-1。
将制备的聚醚胺D400二元酰胺以0.5 wt%添加量加入PAO4中，加热至60℃，搅拌30min。
测试空白样品和所述实施例2检测样品的四球磨斑直径和摩擦系数，测试条件为：载荷196 N，主轴转速1200 r/min，油温75 ℃，检测结果见表2。
表2 四球机试验磨斑直径、平均摩擦系数。
磨斑直径(mm) 平均摩擦系数
空白样 0.545 0.072
实施例2 0.439 0.062
实施例3
聚醚胺D2000二元酰胺的合成及其与有机钼摩擦改进剂的协同减摩性能。
具体反应过程如下：
将5.0 g聚醚胺D2000、0.76 g三乙胺溶于100 mL二氯甲烷中，冰浴下滴加辛酰氯0.82 g，滴加完毕撤掉冰浴，室温反应12 h。向反应瓶中加入100ml水，分离出有机相，有机相用50 ml水洗涤三次并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂得到4.9 g聚醚胺D2000二元酰胺衍生物。IR (ATR)： ν = 3313.6，2969.2，2930.1，2868.7，1819.2，1759.3，1649.4，1534.1，1455.1，1373.0，1345.0，1298.2，1238.6，1104.9，1015.7，927.2 cm-1。
将制备的聚醚胺D2000二元酰胺以0.5 wt%添加量加入PAO4中，加热至60℃，搅拌30min。
测试空白样品和所述实施例3检测样品的四球磨斑直径和摩擦系数，测试条件为：载荷196 N，主轴转速1200 r/min，油温75 ℃，检测结果见表1。
表3 四球机试验磨斑直径、平均摩擦系数。
磨斑直径(mm) 平均摩擦系数
空白样 0.545 0.072
实施例3 0.454 0.051
此外，本实验在基础油（PAO4+合成酯）中添加1% ZDDP作为基础配方（1#），在UMT-tribolab高频往复摩擦试验机上对比了基础配方+0.5%二烷基二硫代氨基甲酸钼（2#）、基础配方+0.5%聚醚胺D2000二元酰胺（3#）、基础配方+0.25%二烷基二硫代氨基甲酸钼+0.25%聚醚胺D2000二元酰胺（4#）的摩擦系数。
如图1，结果表明，所述聚醚胺D2000二元酰胺与有机钼化合物复配，可以明显提高基础配方的减摩性能，使基础配方的平均摩擦系数降低约57.7 %，且摩擦系数曲线趋于平滑。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (1)

1.一种有机摩擦改进剂，其特征在于，所述有机摩擦改进剂为聚醚胺D2000二元酰胺；所述聚醚胺D2000二元酰胺的制备方法是将5.0 g聚醚胺D2000、0.76 g三乙胺溶于100 mL二氯甲烷中，冰浴下滴加辛酰氯0.82 g，滴加完毕撤掉冰浴，室温反应12 h；向反应瓶中加入100ml水，分离出有机相，有机相用50 ml水洗涤三次并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂得到4.9 g聚醚胺D2000二元酰胺衍生物。
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