CN1804013A - 硫化物作为润滑油添加剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化合物R₁－S_X－R₂作为润滑油极压抗磨剂、抗磨剂、摩擦改进剂、抗氧剂等多功能添加剂的应用，其中R₁、R₂为1～18个碳原子的烃基或官能团取代的1～40个碳原子的烃基，R₁、R₂可相同，也可不同，优选R₁、R₂中碳原子数总和为6～36个碳原子；X＝1～8，优选1～6。该化合物作为润滑油添加剂可明显改善润滑油极压抗磨性能，同时具有一定的减摩、摩擦改进及抗氧化性能，可用于齿轮油、液压油、油膜轴承油、蜗轮蜗杆油、ATF自动传动液及金属加工油中。

Description

硫化物作为润滑油添加剂的应用

技术领域

本发明涉及硫化物作为润滑油添加剂的应用。

技术背景

现有的润滑油添加剂存在的主要问题是不能很好地解决润滑油在高温、高速、高负荷、长周期使用过程中润滑油的润滑问题。例如：目前使用的一些润滑油在高温、高速、高负荷、长周期操作条件下，不能很好地在摩擦副表面形成有效的润滑膜，导致摩擦副的损伤，随时可发生润滑事故，带来巨大的经济损失。

以下化学通式(I)的化合物和制备方法已有报导，有报导该化合物用作润滑油极压添加剂，但尚未见到该化合物作为抗磨减摩剂、摩擦改进剂、油性剂、抗氧剂等用于润滑油中。

      R₁-S_X-R₂                                      (I)

式中，R₁、R₂为1～18个碳原子的烃基或官能团取代的1～40个碳原子的烃基，R₁、R₂可相同，也可不同；X＝1～8。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明目的在于提供硫化物的新用途。

本发明人经过大量深入的研究探索，发现化学通式(I)的化合物可以有效防止润滑油在使用过程中金属表面产生擦伤、磨损，同时又具有优良的摩擦改进性及抗氧化性，可用作润滑油多功能添加剂。

本发明提供以下通式(I)化合物作为润滑油极压抗磨剂、抗磨剂、摩擦改进剂、抗氧剂等多功能添加剂的应用：

      R₁-S_X-R₂                                      (I)

式中，R₁、R₂为1～18个碳原子的烃基或官能团取代的1～40个碳原子的烃基，R₁、R₂可相同，也可不同；X＝1～8。

为了保证通式(I)化合物在润滑油中能很好地溶解，R₁、R₂中碳原子数总和以6～36个碳原子为好，优选X＝1～6。最优选二叔丁基三硫化物化合物的分子式为：

      [CH₃]₃-C-S-S-S-C-[CH₃]₃                    (1)

其次为：二叔丁基二硫化物；二叔丁基单硫化物；二叔丁基四硫化物；二叔丁基五硫化物；二-十八酸基单硫化物；二-十八酸基二硫化物；二-十八酸基三硫化物；二-十八酸基四硫化物；二-十八酸基五硫化物。分子式分别为：

       [CH₃]₃-C-S-S-C-[CH₃]₃                       (2)

       [CH₃]₃-C-S-C-[CH₃]₃                         (3)

       [CH₃]₃-C-S-S-S-S-C-[CH₃]₃                   (4)

       [CH₃]₃-C-S-S-S-S-S-C-[CH₃]₃                 (5)

       HOOC-C₁₇H₃₄-S-C₁₇H₃₄-COOH                   (6)

       HOOC-C₁₇H₃₄-S-S-C₁₇H₃₄-COOH                 (7)

       HOOC-C₁₇H₃₄-S-S-S-C₁₇H₃₄-COOH               (8)

       HOOC-C₁₇H₃₄-S-S-S-S-C₁₇H₃₄-COOH             (9)

       HOOC-C₁₇H₃₄-S-S-S-S-S-C₁₇H₃₄-COOH           (10)

所述的官能团优选羧基。

化学通式(I)的化合物作为添加剂在润滑油中的加入量为润滑油总量的百分之十(重)至千分之一(重)，较佳加入量为百分之五(重)至千分之一(重)。

化学通式(I)的化合物作为润滑油添加剂可明显改善润滑油极压抗磨性能，同时具有一定的减摩、摩擦改进及抗氧化性能，可用于齿轮油、液压油、油膜轴承油、蜗轮蜗杆油、ATF自动传动液及金属加工油中。

化学通式(I)的化合物还可以与常规或已知的其他润滑油添加剂物质一起使用。

由本发明的化学通式(I)的化合物用作添加剂，比传统硫化烯烃具有更好的极压抗磨性能。特别用于齿轮油中能大大提高齿轮油的抗擦伤和承载能力，可明显降低齿轮油中添加剂的用量。

为了评价添加剂在润滑油中的应用效果，进行了润滑油极压性能测定(Timken试验，GB/T11144)、高速Timken试验、全尺寸齿轮台架CRCL-42、CRC L-37测定，结果表明，本发明提供的化合物用作润滑油添加剂可明显改善润滑油极压抗磨性能，同时具有优良的抗磨减摩、摩擦改进及抗氧化性能，和很好的油性。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明的技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。

实施例1

化合物(1)以3％(重)加入85W/90基础油(中国石油兰州润滑油厂)中，用MRS-10A型摩擦四球机测试，四球卡咬负荷(PB)为1029N，四球烧结负荷(PD)6076N，同样条件下传统硫化异丁烯(T321)(南京艾迪臣公司)的四球卡咬负荷(PB)为980N，四球烧结负荷(PD)3920N。

实验结果表明，本发明提供的化合物用作添加剂具有很好的油性和极压性能，极压性能比常规硫化异丁烯要好。

实施例2

化合物(1)以3.0％(重)应用于80W/90GL-5车辆齿轮油(南京艾迪臣公司)全配方(添加剂总剂量为4.2％)中高速Timken试验通过负荷为66.75N，并且通过了全尺寸齿轮台架CRC L-42、CRC L-37(美国西南研究院满足ASTM标准的CRCL-42、CRCL-37标准试验机)，油品质量完全达到GB13895-92要求。

实验结果表明，本发明提供的化合物用作添加剂具有优良的极压抗磨减摩性能、热氧化稳定性能性能。

对比例2

将实施例2中的3.0％(重)的化合物(1)使用3.0％(重)的传统硫化异丁烯替代，其余同实施例2，研制油品未通过全尺寸齿轮台架CRCL-42。

实验结果表明，本发明提供的化合物(1)与传统硫化异丁烯相比具有更好的高速抗擦伤性能。

实施例3

化合物(2)以1.0％(重)应用于重负荷工业齿轮油(南京艾迪臣公司)全配方(添加剂总剂量为1.4％)中Timken(英国Timken)试验通过负荷为269N，油品质量完全达到GB5903-95要求。

实验结果表明，本发明提供的化合物用作添加剂具有优良的极压抗磨性能、抗氧化性能。

对比例3

将实施例3中的1.0％(重)的化合物(2)使用1.0％(重)的传统硫化异丁烯替代，其余同实施例3，研制油品Timken(英国Timken)试验通过负荷低于269N，油品质量未达到GB5903-95要求。

实验结果表明，本发明提供的化合物(2)与传统硫化异丁烯相比具有更好的极压抗磨性能。

实施例4

化合物(3)以0.1％(重量)加入市售的32号HM抗磨液压油中，油品的旋转氧弹(150℃)值由150min提高到280min，FZG齿轮机试验失效级由10级提高到12级，说明化合物(3)不仅具有抗磨性能，而且具有抗氧化性能。

对比例4

将实施例4中的0.1％(重)的化合物(3)使用1.0％(重)的传统硫化异丁烯替代，其余同实施例3，研制油品Timken(英国Timken)试验通过负荷低于269N，油品质量未达到GB5903-95要求。

实验结果表明，本发明提供的化合物(2)与传统硫化异丁烯相比具有更好的极压抗磨性能。

实施例5

化合物(4)以0.5％(重量)加入市售的32号润滑-切削两用油中，四球试验最大无卡咬负荷PB值由882N提高到1029N，说明本发明提供的化合物用作润滑油添加剂，具有很好的油性，对提高四球试验最大无卡咬负荷PB值极为有利。

实施例6

化合物(6)以0.6％(重量)复合其它添加剂(包括清净分散剂、极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂等，总含量为4.9％，南京艾迪臣公司)调制的ATF自动传动液(南京艾迪臣公司)通过了摩擦特性台架(上海711所)，油品性能达到Dexron III水平，说明本发明提供的化合物(6)用作润滑油添加剂，具有优良的摩擦改进性能。

实施例7

化合物(8)以2.0％(重量)的量复合其它添加剂(包括极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂等，总含量为4.0％，南京艾迪臣公司)调制的极压型蜗轮蜗杆油(南京艾迪臣公司)，通过了铜片腐蚀试验(ASTMD130)、液相锈蚀试验(ASTM D665B)、抗乳化试验(ASTM D2711)、氧化安定性试验(ASTM D943)、抗泡试验(ASTM D892)等测试，结果表明，其性能达到美国军用标准MIL-L-18486B(OS)-1982，说明本发明提供的化合物用作润滑油添加剂，具有优良的极压、减摩性能。

实施例8

化合物(10)加入市售的100号抗磨型油膜轴承油(南京艾迪臣公司)中，四球试验烧瓦负荷PW由未加入前的1960N提高到2450N，油品的四球摩擦系数降低20％，说明本发明提供的化合物用作润滑油添加剂，具有优良的抗磨减摩性能。

Claims (10)

1.以下通式(I)的化合物作为润滑油极压抗磨剂、抗磨剂、摩擦改进剂、抗氧剂等多功能添加剂的应用：

      R₁-S_X-R₂                                    (I)

式中，R₁、R₂为1～18个碳原子的烃基或官能团取代的1～40个碳原子的烃基，R₁、R₂可相同，也可不同；X＝1～8。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述R₁、R₂中碳原子数总和为6～36个碳原子，X＝1～6，所述官能团是羧基。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于所述化合物是二异丁基三硫化物化合物、二叔丁基二硫化物、二叔丁基单硫化物、二叔丁基四硫化物、二叔丁基五硫化物、二-十八酸基单硫化物、二-十八酸基二硫化物、二-十八酸基三硫化物、二-十八酸基四硫化物、或二-十八酸基五硫化物。

4.根据权利要求1至3中任何之一所述的应用，其特征在于所述化合物作为多功能添加剂在润滑油中的加入量为润滑油总量的百分之十(重)至千分之一(重)。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述化合物作为多功能添加剂在润滑油中的加入量为百分之五(重)至千分之一(重)。

6.一种极压抗磨、减摩、摩擦改进及抗氧化润滑油添加剂，其含有一种或一种以上的以下通式(I)化合物作为润滑油极压抗磨剂、抗磨剂、摩擦改进剂、和/或抗氧剂：

      R₁-S_X-R₂                                   (I)

式中，R₁、R₂为1～18个碳原子的烃基或官能团取代的1～40个碳原子的烃基，R₁、R₂可相同，也可不同，X＝1～8。

7.根据权利要求6所述的添加剂，其特征在于所述R₁、R₂中碳原子数总和以6～36个碳原子为宜，X＝1～6，所述官能团是羧基。

8.根据权利要求7所述的添加剂，其特征在于所述化合物是二异丁基三硫化物化合物、二叔丁基二硫化物、二叔丁基单硫化物、二叔丁基四硫化物、二叔丁基五硫化物、二-十八酸基单硫化物、二-十八酸基二硫化物、二-十八酸基三硫化物、二-十八酸基四硫化物、或二-十八酸基五硫化物。

9.一种齿轮油、液压油、油膜轴承油、蜗轮蜗杆油、ATF自动传动液或金属加工油，其含有以下通式(I)化合物作为润滑油极压抗磨剂、抗磨剂、摩擦改进剂、和/或抗氧剂：

      R₁-S_X-R₂                                   (I)

式中，R₁、R₂为1～18个碳原子的烃基或官能团取代的1～40个碳原子的烃基，R₁、R₂可相同，也可不同；X＝1～8。

10.根据权利要求9所述的齿轮油、液压油、油膜轴承油、蜗轮蜗杆油、ATF自动传动液或金属加工油，其特征在于所述R₁、R₂中碳原子数总和以6～36个碳原子为宜，X＝1～6，所述官能团是羧基。