CN112552980B - 一种防锈剂及其制备方法 - Google Patents

一种防锈剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure DDA0003800662250000011
式中，m＝0～50,n＝0～50，且m、n不同时为零，R1为C1～C30的烷烃，R2为氢或甲基，R3为C2～C30的烷烃，r为1～5，R为

Description

一种防锈剂及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑技术领域，涉及一种用于润滑油的防锈剂及其制备方法，尤其涉及一种防锈剂及其制备方法。
背景技术
润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体或半固体润滑介质，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，也是润滑油的重要组成部分。在通常的观念中，润滑油中的基础油组分很难具有添加剂的功能，主要由于不具备产品所需的功能性要求，如防锈性等，通常需要加入防锈剂来提高产品的防锈性能。
目前，润滑油中常用防锈剂种类包括：石油磺酸盐类、羧酸类、酯类等。这些防锈剂仍然存在工艺复杂、污染严重、收率低、性能局限、功能单一等不足。针对这些不足，积极开发绿色环保、低污染、性能优异的复合型防锈剂是未来防锈剂发展的趋势和方向。
聚醚(又称聚醚多元醇)根据API规则，属于V类基础油，具有黏度指数高、倾点低、清净性好等优点而备受关注。当使用聚醚作为基础油时，由于醚链结构导致其容易氧化，从而易引起金属锈蚀，通常需要加入专属防锈剂来弥补基础油防锈功能的不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，提供一种具有良好防锈性能的防锈剂。
本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种制备方法简单、生成效率高、工艺环保的防锈剂制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000021
式中，m＝0～50,n＝0～50，且m、n不同时为零，R1为C1～C30的烷烃，R2为氢或甲基，R3为C2～C30的烷烃，r为1～5；m、n、r为整数，且满足电荷平衡；R为
Figure GDA0003800662240000022
中的一种。
所述的防锈剂中，R1优选为C1～C5的烷烃。R1更优选甲基、乙基、丙基、丁基中的一种。
所述的防锈剂中，R3优选为C2～C5的烷烃。R3更优选乙基、丙基、异丙基、丁基中的一种。
所述的防锈剂中，R优选为
Figure GDA0003800662240000023
的一种。
一种防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
A、称取原料：聚醚40-70份、含有异氰酸酯的芳基化合物40-70份、稀释剂0.5-3份，该稀释剂由溶剂A：溶剂B以质量比(10～20):(1～5)混合而成，溶剂A:选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷中的任意一种，溶剂B选自四氢呋喃、呋喃、吡啶、吡嗪、吡咯中的任意一种；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在50-60℃温度下，以0.1～2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌20-40min；
C、将反应容器温度升至60-90℃，老化1～2小时，得到防锈剂。
进一步地，所述的防锈剂的制备方法中，优选所述聚醚选择单封端聚乙二醇、单封端环氧乙烷均聚物、单封端环氧丙烷均聚物、单封端环氧丙烷均聚物、单封端四氢呋喃均聚物、单封端长链烷烃均聚物中的一种或它们之间任意组合的共聚物。
进一步地，所述的防锈剂的制备方法中，优选含有异氰酸酯的芳基化合物中，芳基基团选自
Figure GDA0003800662240000031
中的任意一种。
本发明的防锈剂，是对聚醚进行修饰，使其具有醚键、酯基、氨基以及杂原子等基团，因此，其防锈性能优于现有的防锈添加剂。将其添加在润滑油基础油中可以更好解决润滑油的防锈性能。本发明的防锈剂可溶解于润滑油基础油中，与传统防锈剂相比，本发明防锈剂的性能更优，可以作为润滑油防锈剂使用。
此外，本发明的防锈剂同时具有良好的抗磨、减磨和清净的功能，提高了润滑油整体的抗磨性、减磨性以及清净性。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000041
式中，m＝0～50,n＝0～50，且m、n不同时为零，R1为C1～C30的烷烃，R1优选为C1～C5的烷烃，R1更优选甲基、乙基、丙基、丁基中的一种。R2为氢或甲基，R3为C2～C30的烷烃，R3优选为C2～C5的烷烃。R3更优选乙基、丙基、异丙基、丁基中的一种。r为1～5；m、n、r为整数，且满足电荷平衡；R为
Figure GDA0003800662240000042
中的一种。R优选为
Figure GDA0003800662240000043
的一种。
一种防锈剂的制备方法，包括以下步骤：
A、称取原料：聚醚40-70份、含有异氰酸酯的芳基化合物40-70份、稀释剂0.5-3份，该稀释剂由溶剂A：溶剂B以质量比(10～20):(1～5)混合而成，溶剂A:选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷中的任意一种，溶剂B选自四氢呋喃、呋喃、吡啶、吡嗪、吡咯中的任意一种；优选所述聚醚选择单封端聚乙二醇、单封端环氧乙烷均聚物、单封端环氧丙烷均聚物、单封端环氧丙烷均聚物、单封端四氢呋喃均聚物、单封端长链烷烃均聚物中的一种或它们之间任意组合的共聚物。优选含有异氰酸酯的芳基化合物中，芳基基团选自
Figure GDA0003800662240000051
中的任意一种。
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在50-60℃温度下，以0.1～2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌20-40min；
C、将反应容器温度升至60-90℃，老化1～2小时，得到防锈剂。
以下通过具体的实施例进行详细说明。
实施例1、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000052
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000053
40份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000054
40份、稀释剂0.5份，稀释剂由二氯甲烷：四氢呋喃以质量比10：1组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在50℃温度下，以0.1mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌20分钟；
C、将反应容器温度升至60℃，老化1小时，得到实施例1产品。
实施例2、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000061
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000062
40份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000063
50份、稀释剂1份，稀释剂由二氯甲烷：呋喃以质量比10：3组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在60℃温度下，以2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌40分钟；
C、将反应容器温度升至90℃，老化2小时，得到实施例2产品。
实施例3、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000064
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000065
60份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000066
60份、稀释剂2份，该稀释剂由三氯甲烷：呋喃以质量比15：5组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在55℃温度下，以1.5mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌30分钟；
C、将反应容器温度升至70℃，老化1.5小时，得到实施例3产品。
实施例4、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000071
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000072
70份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000073
70份、稀释剂3份，该稀释剂由四氯甲烷：吡啶以质量比20：5组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在60℃温度下，以2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌20分钟；
C、将反应容器温度升至80℃，老化1小时，得到实施例4产品。
实施例5、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000074
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000081
55份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000082
60份、稀释剂2份，该稀释剂由四氯甲烷：吡嗪以质量比20：3组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在50℃温度下，以1.5mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌30分钟；
C、将反应容器温度升至86℃，老化1.5小时，得到实施例5产品。
实施例6、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000083
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000084
55份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000085
70份、稀释剂1份，该稀释剂由二氯甲烷：吡咯以质量比20：1组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在55℃温度下，以2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌40分钟；
C、将反应容器温度升至75℃，老化2小时，得到实施例6产品。
实施例7、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000091
本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000092
45份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000093
50份、稀释剂(二氯甲烷：吡咯以质量比20：2)2份。
实施例8、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000094
本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000095
55份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000096
60份、稀释剂(三氯甲烷：呋喃以质量比20：6)3份。
实施例9、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000097
上本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000098
65份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000101
70份、稀释剂(四氯甲烷：呋喃以质量比15：6)0.5份。
实施例10、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000102
本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000103
65份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000104
70份、稀释剂(二氯甲烷：呋喃以质量比15：7)1.5份。
实施例11、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000105
本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000106
70份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000107
70份、稀释剂(二氯甲烷：吡咯以质量比15：9)2.5份。
实施例12、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000111
本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000112
40份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000113
40份、稀释剂2份(三氯甲烷：四氢呋喃以质量比＝15：9)。
实施例13、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000114
本实施例的防锈剂制备步骤同实施例1-6中的任意一个，选取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000115
70份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000116
70份、稀释剂(二氯甲烷：吡咯以质量比15：9)2.5份。
实施例14、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000117
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000121
40份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000122
50份、稀释剂1份，稀释剂由二氯甲烷：吡啶以质量比14：5组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在54℃温度下，以2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌40分钟；
C、将反应容器温度升至60℃，老化2小时，得到实施例产品。
实施例15、一种防锈剂，为以下结构的化合物:
Figure GDA0003800662240000123
上述防锈剂通过以下步骤的方法制成：
A、称取原料：聚醚
Figure GDA0003800662240000124
70份、含有异氰酸酯的芳基化合物
Figure GDA0003800662240000125
59份、稀释剂2.6份，该稀释剂由四氯甲烷：吡咯以质量比16：1组成；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在58℃温度下，以1.5mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌40分钟；
C、将反应容器温度升至90℃，老化1小时，得到实施例产品。
对比实验：
选用现有常用防锈剂石油磺酸钡(T701)、十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸半酯为对比防锈剂，进行铜腐实验和盐雾箱实验来考查本发明化合物与现有防锈剂的防腐蚀性能。
1、铜腐实验：采用GB/T 5096，100℃下进行实验。结果数字越小，代表防腐蚀效果越好。
2、盐雾箱实验：实验条件为基础油使用150SN，添加剂添加量为1％)，结果数字越大，代表防腐蚀效果越好。
3、抗氧化实验：GM6137-M试验K。
4、高温稳定性实验：加热检测分解温度。
检测结果
Figure GDA0003800662240000131
Figure GDA0003800662240000141
从上表中可以看出，本发明化合物的防锈性能相比现有技术性能更加优良。并且抗氧化能力和高温稳定性都远远优于现有防锈剂。

Claims (5)

1.一种防锈剂，其特征在于，为以下结构的化合物:
Figure FDA0003853590360000011
式中，m＝0～50,n＝0～50，且m、n不同时为零，R1为C1～C30的烷烃，R2为氢或甲基，R3为C2～C30的烷烃，r为1～5；m、n、r为整数，且满足电荷平衡；R为
Figure FDA0003853590360000012
中的一种。
2.根据权利要求1中所述的防锈剂，其特征在于，R1为C1～C5的烷烃。
3.根据权利要求1中所述的防锈剂，其特征在于，R3为C2～C5的烷烃。
4.根据权利要求1中所述的防锈剂，其特征在于，R为
Figure FDA0003853590360000013
的一种。
5.一种权利要求1所述的防锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、称取原料：聚醚40-70份、含有异氰酸酯的芳基化合物40-70份、稀释剂0.5-3份，该稀释剂由溶剂A：溶剂B以质量比(10～20):(1～5)混合而成，溶剂A:选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷中的任意一种，溶剂B选自四氢呋喃、呋喃、吡啶、吡嗪、吡咯中的任意一种；其中所述含有异氰酸酯的芳基化合物中，芳基基团选自
Figure FDA0003853590360000014
中的任意一种；
B、将含有异氰酸酯的芳基化合物溶解于稀释剂中，得溶液1，将溶液1在50-60℃温度下，以0.1～2mL/分钟的速率滴加入含有聚醚的反应容器中，滴加完成后继续搅拌20-40min；
C、将反应容器温度升至60-90℃，老化1～2小时，得到防锈剂。
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