CN112410097A

CN112410097A - 一种高抗磨减摩含钼润滑油添加剂的制备和应用

Info

Publication number: CN112410097A
Application number: CN201910781282.6A
Authority: CN
Inventors: 张晨曦; 田国华
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-02-26

Abstract

本发明涉及润滑油添加剂技术领域，是一种高抗磨减摩润滑油添加剂制备及其应用，所述添加剂使不饱和脂肪酸、二乙醇胺以及含钼化合物反应，最终所得产品中含有钼元素，且不含硫、磷等元素。有机钼是具有优良抗磨减摩效果，在润滑油和润滑脂中有效降低滑动表面的摩擦和磨损，提高载荷能力。延长机器使用寿命，提高了经济效益。本发明列举了几种高抗磨减摩润滑油添加剂的制备，方法简单易行，所用物质环保易降解且价格低廉，适合大规模的产业化生产。

Description

一种高抗磨减摩含钼润滑油添加剂的制备和应用

技术领域

本发明涉及机械摩擦润滑技术领域，尤其是一种高抗磨润滑油添加剂。

背景技术

摩擦在现代工业的机械运转工程中是无法避免的，许多机械部件工作过程中因过度磨损使机器寿命缩短甚至报废，同时若要克服摩擦面做功过程中消耗的能量必然产生其他的做功形式，所以磨损消耗的燃料在燃料总消耗量中占很大的比例，所以润滑油的市场越来越受各国重视，提高润滑剂性能以达到抗磨减摩的效果，对国民经济的意义不容忽视。为了提高改善基础油或普通润滑油的摩擦学性能，润滑油添加剂的研究也日益重要。

钼系列添加剂是极压抗磨润滑油添加剂之一，亦是公认的环保型润滑油添加剂。全球钼矿储量约1500万吨，主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国，中国是世界上钼资源最丰富的国家之一。钼元素的摩擦学性能优异，适用于制备多种高级润滑油(脂)，广泛用于各种机械设备类的润滑剂，如齿轮油、汽轮机油和发动机油等。添加此类润滑油添加剂明显改善机器运转时的摩擦现象，提高工作效率，减少油耗。

最早对含钼润滑油添加剂的研究开始于二硫化钼。虽然可以达到优异的润滑性，由于其层状结构的特征，无法在油中分散，不溶难溶于有机体系，极大地限制了使用，因此一些油溶性含钼添加剂应用于润滑油中。润滑油添加剂在我国现代行业中必不可少且需求量日益增大，我国在钼系列润滑油添加剂的研究中还面临着许多关键的技术问题，如合成技术和添加剂使用中的稳定性等。，国内同类产品含钼量较低，颜色深，油溶性仍不理想等问题，因此开发新的性能优异的含钼润滑油添加剂具有必要性。

发明内容

针对上述的背景问题，本发明的目的在于提供一种不饱和脂肪酸与含钼化合物反应得到的抗磨减摩性能优异的润滑油添加剂制备方法，提高润滑油的抗摩擦性能和其润滑性。

作为本发明的一个方面，本发明提供了一种不饱和脂肪酸与含钼化合物反应的润滑油添加剂的制备。

其中，含钼类润滑油添加剂合成中的原料包括不饱和脂肪一元酸以及不饱和脂肪多元酸。所述的含有不饱和脂肪一元酸以及不饱和脂肪多元酸的油脂包括但不仅限于肉豆蔻油酸、棕榈油酸、油酸、蓖麻油酸、芥酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸，也包含其相应主要成分的衍生物，优选为油酸及其衍生物。

其中所述的不饱和脂肪一元酸以及不饱和脂肪多元酸的油脂及其相应的衍生物可以为食品级，也可为工业级。

其中，含钼类润滑油添加剂中钼元素在其中添加剂含量约为1％～10％。

作为本发明的另一个方面，本发明提供了一种含钼化合物制备抗磨减摩润滑油添加剂的制备方法，包括下列方法：

称取一定质量的油酸或其衍生物，向其中加入不同质量百分比的醇胺和钼酸钠，以及不同质量百分比的促进剂，在80-150℃下反应15小时，得到目标产物。

其中，所述的促进剂包括但不仅限于醇类，酰胺类。其加入量可在1～5％，优选为3％。

作为本发明的再一个方面，本发明还提供了一种含钼元素的抗磨减摩润滑油的制备方法，包括下列步骤：

将如上所述制备方法制得含钼元素抗磨减摩润滑油添加剂直接添加到润滑油中，混合均匀即得目标产物；

其中，所述制得的不饱和脂肪酸与含钼化合物反应制备抗磨减摩润滑油添加剂在润滑油中的质量百分数为1～10％，优选为1～3％。

本发明采用的合成方法不仅操作简便安全，还可降解、达到低毒害性、环境友好的要求，实用且经济。可用于机械设备显著提高抗摩擦性，有效保护机器降低不可再生能源的损耗。。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明的含钼润滑油添加剂的制备方法流程图

图2为不同含量的含钼润滑油添加剂在基础油中的P_B值

图3为不同含量的含钼润滑油添加剂在基础油中的摩擦系数

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

一种含钼高抗磨减摩润滑油添加剂，该添加剂的原料包括油酸或其衍生物包括肉豆蔻油酸、棕榈油酸、油酸、蓖麻油酸、芥酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等，酸化的钼酸钠水溶液，所述的促进剂包括但不仅限于醇类，聚乙醇，酰胺类。

如图1所示，本发明公开了一种制备含钼高抗磨润滑油添加剂的制备方法。包括下列步骤：

称取一定质量的油酸或其衍生物，向其中加入不同质量百分比的醇胺和钼酸钠，以及不同质量百分比的促进剂，在80-150℃下反应15小时，得到目标产物。其中，所述制得的高抗磨减摩含钼润滑油添加剂在润滑油中的质量百分数为1～10％，优选为1～3％。

以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

下面结合具体实施例对本发明做更详细的阐述。

实施例1

向油酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到150℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与油酸二乙醇酰胺物料比为0.1∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

实施例2

向肉豆蔻油酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到140℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与中间产物摩尔比为0.3∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

实施例3

向棕榈油酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到145℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与中间产物摩尔比为0.5∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

实施例4

向蓖麻油酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到155℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与中间产物摩尔比为0.1∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

实施例5

向芥酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到160℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与中间产物摩尔比为0.3∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

实施例6

向亚油酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到155℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与油酸二乙醇酰胺摩尔比为0.5∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

实施例7

向花生四烯酸中加入二乙醇胺混合均匀，升温到145℃，反应3～5小时，降温到60～70℃，继续加入二乙醇胺和少量碱液，反应5～6小时，得到中间产物。再在氮气保护下，升温，加入经过酸化的钼酸钠水溶液(钼酸钠与中间产物摩尔比为0.7∶1)，反应3～5小时，室温下自然冷却，即得目标产物。

其中，所述的基础油可以用已经商品化的润滑油添加剂。

储存稳定性的测试：

将制得的目标产物静置15天、30天，观察目标产物的状况。

经过实验，在经过15天后，该高抗磨减摩含钼润滑油添加剂无沉淀分层。即使经过30天后，该润滑油添加剂仍无沉淀分层，说明该润滑油添加剂十分稳定。

水解稳定性的测试

将制得的目标产物敞口静置5天、10天、15天、20天、25天、30天，观察目标产物的状况。经过实验，在经过10天后，该高抗磨润滑油添加剂无浑浊现象，即使经过30天后，该高抗磨润滑油添加剂也无浑浊现象，说明该润滑油添加剂具有高的水解稳定。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

表1不同含量添加剂在基础油中的P_B值

添加量	0％	1.0％	1.5％	2.0％
					P<sub>B</sub>值	570N	1021N	1093N	1031N

表2润滑油添加剂的水解稳定性

静置天数	5天	10天	15天
				现象	无明显变化	无明显变化	无明显变化

静置天数	20天	25天	30天
				现象	无明显变化	无明显变化	无明显变化

Claims

1.一种高抗磨减摩含钼润滑油添加剂，其特征在于：该添加剂的原料包括脂肪酸二乙醇酰胺和钼酸钠；所述脂肪酸二乙醇酰胺为含长碳链的二乙醇酰胺；所述钼酸钠为乙酸酸化的钼酸钠水溶液。脂肪酸二乙醇酰胺与钼酸钠反应在促进剂的作用下制备脂肪酸二乙醇酰胺钼酸酯。所述添加剂中钼的质量百分数为1～10％。

2.根据权利要求1所述的脂肪酸二乙醇酰胺钼酸酯，其特征在于：所述的脂肪酸二乙醇酰胺的合成原料包括一元脂肪酸、二氯亚砜、二乙醇胺，其中一元脂肪酸包括但不仅限于肉豆蔻油酸、棕榈油酸、油酸、蓖麻油酸、芥酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸也包含其相应主要成分的衍生物。

3.根据权利要求1所述的脂肪酸二乙醇酰胺钼酸酯，其特征在于：所述的钼酸钠为乙酸酸化的钼酸钠水溶液，质量百分数为50～90％。

4.一种权利要求1-3任一项所述的脂肪酸二乙醇酰胺钼酸酯的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

制备脂肪酸二乙醇酰胺：在反应容器依次加入等摩尔量的长链脂肪酸和二氯亚砜，反应4小时，减压蒸馏除去过量的原料，得脂肪类酰氯，随后依次加入等摩尔量的二乙醇胺、二氯甲烷，反应6小时，得到目标产物；

脂肪酸二乙醇酰胺钼酸酯的制备：称取一定质量的长链脂肪酸或其衍生物，向其中加入等摩尔量的脂肪酸二乙醇酰胺和钼酸钠，以及一定量的促进剂，在80-150℃下反应15小时，得到目的产物。

5.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，酰胺缩合后的产物再与含钼化合物反应时使用促进剂，包含但不仅限于醇类，酰胺类，添加量为1～5％。

6.根据权利要求1所述的所述的润滑油添加剂，其中添加剂在润滑油中的添加量在1～10％，优选为1～3％。