高效水溶性潤滑添加劑的生產方法
2023-07-20 05:22:06
專利名稱：高效水溶性潤滑添加劑的生產方法
技術領域：
本發明是關於一種高效水溶性潤滑添加劑的生產方法。
目前，水基潤滑流體不斷取代潤滑油，廣泛用於切削、磨削、拉撥、熱處理、液壓傳動等工業過程。水的優點是不燃燒、清潔、價廉。但潤滑性遠不及潤滑油。故水溶性潤滑添加劑的開發，對於提高各種水水基潤滑流體的性能十分重要。
潤滑添加劑分油性劑與極壓劑二大類。油性劑是靠吸附作用在低負荷下有效。極壓劑是借摩擦化學反應，在高負荷下有效。工業應用時，通常把油性劑與極壓劑複合添加於水基潤滑流體中，以便保證在低負荷或高負荷下，均有潤滑性能。長碳鏈脂肪酸，例如油酸、蓖麻油酸等用三乙醇胺中和後，可作為水溶性潤滑添加劑，不但起泡嚴重，而且1%水溶液PB紋為300N。潤滑性並不好。最新文獻報導的硫代雙丙酸、滷代苯甲酸、羥基苯甲酸等見附件1、2、3、4。雖然起泡性小，但潤滑性很差。磷酸三乙酯是典型的水溶性極壓添加劑，單獨使用，效果很差，與油酸混合使用，效果稍好。3%的油酸三乙醇胺水溶液PB＝430N，3%磷酸三乙酯水溶液PB＜40N，二者各加入3%的水溶液，PB＝510N。總之，目前的水溶性潤滑添加劑，不論如何混合使用，1%的水溶液PB值，均低於980N。
本發明的目的在於提供一種優良的水溶性潤滑添加劑的生產方法。
本發明提出了水溶性潤滑添加劑的分子設計觀點即在分子中既有長碳鏈油性基團，又有磷、硫等極壓活性元素，又有可賦於水溶性的基團，如羧基、聚乙氧基。這種分子結構的物質，則為優良的水溶性潤滑添加劑。
根據本發明的分子設計觀點，合成出的分子結構為(RO)2
-R′-COOH(Ⅰ)，分子化合物(Ⅰ)中R及R′提供適當的碳鍵，-COOH提供吸附基團，二者共同起油性劑的作用，中和後可成為水溶性物質，
S-S提供極壓活性基團，因此這種分子是優良的水溶性潤滑添加劑。
化合物(Ⅰ)中，碳原子數較少時，水溶液更好，但潤滑性較差。反之，碳原子數較多時，水溶性較差，而潤滑性較好。起泡性隨碳原子數增加，稍有增加。而且R與R′中，帶枝鏈的比直鏈的潤滑性更好，起泡性更小。R中的碳原子數為2-7，R′中的碳原子數為2～20，R與R′中碳原子總和為8～25為宜。
化合物(Ⅰ)是按二步反應製得。把醇與五硫化二磷反應製得中間體(RO)2
SH(Ⅲ)。ROH可以是乙醇、丙醇、戊醇、異戊醇、2-2基己醇等。利用(Ⅱ)中的-SH基團中H的反應活性，與含雙鍵的羧酸R′-COOH(Ⅲ)進行加成反應，或者與滷代羧酸進行消除反應，即獲得化合物(Ⅰ)。其中，具雙鍵的羧酸，可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、山梨酸、十一碳烯酸、蓖麻油酸、油酸、肉桂酸等。滷代羧酸，可以是氯乙酸，二氯乙酸，2-氯丙酸，α-氯代苯乙酸，α-氯代苯丙酸等。
按照本發明提供的方法製得的化合物(Ⅰ)，1%的水溶液，PB值均不低於980N(100kg)。起泡性小，可以作為各種水基潤滑流體的潤滑添加劑。
實施例例1原料物正戊醇、五硫化二磷、油酸配料比(mol)4∶1.05∶2合成方法在反應瓶中，加入ROH，控制溫度在50℃左右，分批加入P2S5，待P2S5加料完畢後，升溫至70～80℃，反應2h，再升溫至90～100℃，反應4h，把反應物反覆用溫水洗淨，必要時過濾除去固體雜質。即得合格的中間體(Ⅱ)。
把(Ⅱ)及油酸加入反應瓶，在70～80℃反應2h，再升溫至90～100℃反應7h，得到紅色清亮液體，即為化合物(Ⅰ)。把(Ⅰ)用三乙醇胺中和，配成PH＝9～10的1%水溶液。用MQ-800型四球機按GB 3142-82標準測試潤滑性，結果為PB＝1235N，PD＝1563N，d60min392N＝0.94mm。消泡性按GB6144-85進行，結果為≤2ml。
例2原料物2-乙基己醇、五硫化二磷、2-氯丙酸配料比(mol)4∶1.05∶2中間物(Ⅱ)的合成方法與例1相同。把(Ⅱ)與2-氯丙酸加入反應瓶，用10%的K2CO2水溶液中和，調節PH＝9～11，使反應瓶中的物料成均勻的水溶液。在100℃回流反應5h，得到橙色均勻水溶液，冷卻，加入稀鹽酸調節PH＝1～2，化合物(Ⅰ)成油相分層出來，丟去水相。把油相用三乙醇胺中和，配成PH＝9～10的1%水溶液，測試方法同例1，結果PB＝1050N，PD＝1200N。d60min392N＝0.98mm。消泡性≤0.5ml。
例3原料物異戊醇、五硫化二磷、α-氯代苯丙酸配料比(mol)4∶1.05∶2反應條件與例2相同，得到化合物(Ⅰ)，紅外光譜分析為，IR2900，1750，1300，900，600cm1。
測試方法同例1，結果為PB＝1960N，PD＝2450N，d60min393N＝0.82mm，消泡性≤0.5ml。
把合成的化合物Ⅰ，作為水溶性潤滑添加劑，三乙醇胺為PH調節劑，再加入防鏽劑等其他添加劑，製成全水基切削液，按20倍稀釋，測試全部綜合性能，均符合GB 6144-35標準，而且PB≥980N。用四球機測試潤滑性後，取出被磨損的鋼球，用西德MM-6臥式光學顯微鏡放大80倍的磨斑照片，可見磨損少，潤滑性能良好。
權利要求
1.一種高吸水溶性潤滑添加劑的生產方法，其特徵是用醇與五硫化二磷反應得到(RO)2
SH(Ⅱ)，把(Ⅱ)再與羧酸R′-COOH(Ⅲ)反應，製得通式為(RO)2
-R′-COOH(Ⅰ)的化合物，把(Ⅰ)用醇胺中和，調節PH=8～10，製成水溶性物質，作為水溶性潤滑劑。
2.一種如權利要求1所述的添加劑生產方法，其特徵是原料物為正戊醇、五硫化二磷、油酸，比例為4∶1.05∶2，在反應瓶中加入ROH，控制溫度在50°左右，分批加入P2S5，待P2S5加料完畢後，升溫至70～80℃，反應2h，再升溫至90～100℃，反應4h，把反應物反覆用溫水洗淨，必要時過濾除去固體雜質，即得合格的中間物(Ⅱ)，把(Ⅱ)及油酸加入反應瓶，在70～80℃反應2h，再升溫至90°～100℃反應7h，得到紅色清亮液體，即為化合物(Ⅰ)，把(Ⅰ)與三乙醇胺中和配成PH＝9～10的水溶液。
3.一種為權利要求1所述的添加劑生產方法，其特徵是其原料物為2-乙基乙醇，五硫化二磷，2-氯丙酸，配料比為4∶1.05∶2，在反應瓶中加入ROH，控制溫度在50℃左右，分批加入P2S5，待P2S5加料完畢後，升溫至70～80℃，反應2h，再升溫至20°～100℃，反應4h，把反應物反覆用溫水洗淨，濾去固體雜質，即得合格的中間物(Ⅱ)，把(Ⅱ)與2-氯丙酸加入反應瓶。用10%的K2CO3水溶液中和，調節PH＝9～11，使反應瓶中的物料成均勻的水溶液，在100℃回流反應5h，得到橙色均勻水溶液，冷卻、加入稀鹽酸調節PH＝1～2，化合物(Ⅰ)成油相分層出來，丟去水相。把油相用三乙醇胺中和，配成PH＝9～10的1%水溶液。
4.一種為權利要求2所述的添加劑生產方法，其特徵是原料物為異戊醇，五硫化二磷、α-氯化苯丙酸，把化合成的化合物(Ⅰ)，作為水溶性潤滑添加劑，三乙醇胺為PH調節劑，再加入防鏽劑等其他添加劑，製成全水基切削液。
全文摘要
一種高效水溶性潤滑添加劑的生產方法，是用醇與五硫化二磷反應得到
文檔編號C10M137/14GK1068142SQ9110673
公開日1993年1月20日 申請日期1991年6月26日 優先權日1991年6月26日
發明者梅煥謀, 黃柏玲, 李茂生 申請人:湖南大學