一種有機硼和有機稀土複合抗磨節能劑及其製備方法
2023-10-04 10:08:59 2
專利名稱：：一種有機硼和有機稀土複合抗磨節能劑及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及抗磨劑領域，具體涉及一種有機硼和有機稀土複合抗磨節能劑及其製備方法。(二)
背景技術：
：無機硼酸鹽是一種環境友好型的極壓抗磨劑，具有優異的極壓抗磨性和氧化安定性，但是耐水解穩定性差，應用於潤滑系統中極易出現沉澱和阻塞油路等問題。鑑於其優異的性能，人們從分子設計的角度對其進行改性，以接入有機鏈段改善其油溶性，通過增加空間位阻的方式來改善其耐水解穩定性。雖然如此設計部分的解決了其不足，但是在複雜的潤滑條件下仍然存在油溶性問題和水解問題。另外，我國稀土資源豐富，但是稀土資源的利用率相對較低。在潤滑系統中更多的研究是在材料上的改性，而在潤滑油添加劑中的應用報導相對較較少，而且僅僅局限於理論研究，未形成工業化生產。(三)
發明內容本發明克服現有技術上的不足，提供一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑及其製備方法，所製備的複合節能劑克服了硼酸鹽的耐水解問題並通過不同的極壓抗磨機理彼此相互協同作用，具有優異的極壓抗磨性，防鏽性，熱穩定性，氧化安定性和耐水解穩定性。本發明的有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑是通過以下技術方案得以實現該複合型抗磨節能劑的組分和重量份數比為有機硼酸酯1-20份；防鏽劑5-20份；含硫化合物10-30份；有機磷酸酯5-20份；抗氧劑0.5-2份；金屬鈍化劑0.01-l份；有機稀土化合物10-40份；基礎油20-50份。本發明的有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑還有這樣一些技術特徵1、所述的有機硼酸酯包括硼酸三丁酯、硼酸三乙酯、硼酸三辛酯、油酸二乙醇醯胺硼酸酯、硼酸三卞酯、硼酸三葵酯或硼改性雙聚異丁烯丁二醯亞胺，優選油酸二乙醇醯胺硼酸酯和硼改性聚異丁烯丁二醯亞胺中的一種或其混合物，使用量優選15-20份；2、所述的防鏽劑是羧酸及其鹽類，包括十二烯基丁二酸、環烷酸鋅、N—油醯肌氨酸十八胺鹽或有機磷酸鹽類，有機磷酸鹽類包括二垸基二硫代磷酸鋅；磺酸鹽類，包括石油磺酸鋇、石油磺酸鈣、石油磺酸鈉、二壬基萘磺酸鋇或二壬基萘磺酸鋇，優選磺酸鹽類的石油磺酸鋇，使用量優選為10-15份；3、所述的含硫化合物是多硫化烯烴或聚硫化物，包括硫化異丁烯、硫化棉籽油或硫化鯨魚油，優選硫化異丁烯，使用量優選為10-30份；4、所述的有機磷酸酯為亞磷酸二丁酯、硫代磷酸銨鹽、硫磷酸含氮衍生物、磷酸三甲酚酯或二垸基二硫代磷酸鋅，優選二烷基二硫代磷酸鋅和磷酸三甲酚酯中的一種或混合物，使用量優選為10-15份；5、所述的抗氧劑包括胺類和酚類抗氧劑，胺類抗氧劑包括二苯基胺、N-烯丙基苯基胺或4-丁醯胺基苯酚，酚類抗氧劑包括2，6-二叔丁基苯酚、4-甲基-2、6-二叔丁基苯酚、2，2-亞甲基-二(6-叔丁基-4-甲基苯酚)或4，4-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)，優選4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚，使用量優選為1-1.5份；6、所述的金屬鈍化劑包括苯並三氮唑及其衍生物或咪唑衍生物，苯並三氮唑及其衍生物包括苯並三氮唑、5，5-亞甲基二苯並三氮唑或垸氧基烷基苯並三氮唑，優選苯並三氮唑，使用量優選為0.05-0.5份；7、所述的有機稀土化合物為羧酸稀土化合物，包括環烷酸鑭、環垸酸鈰、辛酸鈰或辛酸鑭；還包括其它油溶性稀土化合物，優選環垸酸鈰和環垸酸鑭中的一種或其混合物，使用量優選為10-30份；8、所述的基礎油包括礦物油系基礎油、合成系基礎油或潤滑油成品油，優選礦物油系基礎油作為油溶物的載體，使用量優選為20-40份。其中，基礎油可以是礦物油系基礎油，比如市售500SN，650SN,400SN，150SN等的一種或混合物;也可以是合成系基礎油，比如聚丁烯或其加氫物，新戊二醇醚，辛酸三羥甲基丙垸酯，壬酸三羥甲基丙垸酯己二酸二異葵酯等；還可以是市售潤滑油成品油，如汽油機油，柴油機油，汽輪機油等；更優選礦物油系基礎油500SN，650SN，150SN中的一種或其混合物作為油溶物的載體。本發明複合型抗磨節能劑的製備方法包括以下幾個步驟1)將基礎油投入搪瓷或不鏽鋼反應釜，升溫到75-95'C，開動攪拌，向體系內投入硼酸酯，防鏽劑和抗氧劑以及金屬鈍化劑，保溫2小時，確保所投入物料全部溶解；2)降溫到40-6(TC，加入含硫化合物和有機磷酸酯，攪拌30分鐘；3)降溫到常溫，向體系內加入有機稀土化合物，攪拌30分鐘，過濾，包裝。本發明的有益效果在於採用有機硼酸酯作為添加劑的主要成分之一，由於其電子結構特性使其能夠在金屬表面形成間隙性化合物，從微觀上改善金屬表面缺陷，同時採用稀土元素，N，S，P等活性元素的配方組合，使得多種抗磨機理同時作用於金屬表面，具有協同作用，使其表現出優異的極壓抗磨性。另外本發明使用的抗氧劑具有在高溫條件下穩定硼酸酯的特性，降低了硼酸酯水解的風險，同時提高了產品的抗氧化能力，延長了產品的使用壽命。具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明實施例1:1)在1000L搪瓷反應釜中投入500SN基礎油400KG，油浴升溫到75。C，開動攪拌，投入油酸二乙醇醯胺硼酸酯150KG，石油磺酸鋇IOOKG，苯並三氮唑5KG,，4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚10KG，，保溫2小時，取樣，目測澄清棕色透明液體；2)繼續攪拌，並打冷油降溫到5CTC，向體系內投入硫化異丁烯100KG和磷酸三甲酚酯100KG'攪拌30分鐘；3)保持攪拌，再次打冷油降溫到常溫，向體系內加入環烷酸鈰135KG，攪拌30分鐘，過濾，包裝。實施例2:1)在1000L搪瓷反應釜中投入500SN基礎油400KG，油浴升溫到75。C，開動攪拌，投入硼酸三辛酯150KG，石油磺酸鋇100KG，苯並三氮唑5KG，2)繼續攪拌，並打冷油降溫到5CTC，向體系內投入硫化異丁烯100KG和磷酸三甲酚酯IOOKG，攪拌30分鐘；3)保持攪拌，再次開冷油降溫到常溫，向體系內加入環垸酸鈰135KG，攪拌30分鐘，過濾，包裝。實施例3:1)在1000L搪瓷反應釜中投入150SN基礎油300KG，油浴升溫到80°C，開動攪拌，投入油酸二乙醇醯胺硼酸酯IOOKG，石油磺酸鋇100KG，苯並三氮唑10KG，4_甲基-2，6-二叔丁基苯酚5KG，，保溫2小時，取樣，目測澄清棕色透明液體；2)繼續攪拌，並打冷油降溫到5(TC，向體系內投入硫化異丁烯150KG和二烷基二硫代磷酸鋅200KG，攪拌30分鐘；3)保持攪拌，再次開冷油降溫到常溫，向體系內加入環垸酸鑭135KG，攪拌30分鐘，過濾，包裝。實施例4:四球機抗磨性測試以在測試油3%的濃度測試本發明的複合添加劑的抗磨性能(實施例1樣品名稱為Al，實施例2樣品名稱為Bl，實施例3樣品名稱為Cl)，測試油為市售某品牌的汽車發動機油，用四球機磨損測試儀按照ASTMD1472的條件，使用40KG的負荷來測定抗磨性能。測量進行三次，用平均磨耗劃痕直徑(mm)顯示測試的結果。tableseeoriginaldocumentpage7本發明通過以上實施例進一步闡述，但不限於實施例。權利要求1.一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於該複合型抗磨節能劑的組分和重量份數比為有機硼酸酯1-20份；防鏽劑5-20份；含硫化合物10-30份；有機磷酸酯5-20份；抗氧劑0.5-2份；金屬鈍化劑0.01-1份；有機稀土化合物10-40份；基礎油20-50份。2、根據權利要求1所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的有機硼酸酯包括硼酸三丁酯、硼酸三乙酯、硼酸三辛酯、油酸二乙醇醯胺硼酸酯、硼酸三卞酯、硼酸三葵酯或硼改性雙聚異丁烯丁二醯亞胺，優選油酸二乙醇醯胺硼酸酯和硼改性聚異丁烯丁二醯亞胺中的一種或其混合物，使用量優選15-20份。3、根據權利要求2所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的防鏽劑是羧酸及其鹽類，包括十二烯基丁二酸、環烷酸鋅、N—油醯肌氨酸十八胺鹽或有機磷酸鹽類，有機磷酸鹽類包括二烷基二硫代磷酸鋅；磺酸鹽類，包括石油磺酸鋇、石油磺酸鈣、石油磺酸鈉、二壬基萘磺酸鋇或二壬基萘磺酸鋇，優選磺酸鹽類的石油磺酸鋇，使用量優選為10-15份。4、根據權利要求3所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的含硫化合物是多硫化烯烴或聚硫化物，包括硫化異丁烯、硫化棉籽油或硫化鯨魚油，優選硫化異丁烯，使用量優選為10-30份。5、根據權利要求4所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的有機磷酸酯為亞磷酸二丁酯、硫代磷酸銨鹽、硫磷酸含氮衍生物、磷酸三甲酚酯或二烷基二硫代磷酸鋅，優選二烷基二硫代磷酸鋅和磷酸三甲酚酯中的一種或混合物，使用量優選為10-15份。6、根據權利要求5所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的抗氧劑包括胺類和酚類抗氧劑，胺類抗氧劑包括二苯基胺、N-烯丙基苯基胺或4-丁醯胺基苯酚，酚類抗氧劑包括2，6-二叔丁基苯酚、4-甲基-2、6-二叔丁基苯酚、2，2-亞甲基-二(6-叔丁基-4-甲基苯酚)或4，4-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)，優選4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚，使用量優選為1-1.5份。7、根據權利要求6所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的金屬鈍化劑包括苯並三氮唑及其衍生物或咪唑衍生物，苯並三氮唑及其衍生物包括苯並三氮唑、5，5-亞甲基二苯並三氮唑或垸氧基垸基苯並三氮唑，優選苯並三氮唑，使用量優選為0.05-0.5份。8、根據權利要求7所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的有機稀土化合物為羧酸稀土化合物，包括環烷酸鑭、環烷酸鈰、辛酸鈰或辛酸鑭；還包括其它油溶性稀土化合物，優選環烷酸鈽和環烷酸鑭中的一種或其混合物，使用量優選為10-30份。9、根據權利要求8所述的一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑，其特徵在於所述的基礎油包括礦物油系基礎油、合成系基礎油或潤滑油成品油，優選礦物油系基礎油作為油溶物的載體，使用量優選為20-40份。10、一種根據權利要求1所述的複合型抗磨節能劑的製備方法，其特徵在於它包括以下幾個步驟1)將基礎油投入搪瓷或不鏽鋼反應釜，升溫到75-95'C，開動攪拌，向體系內投入硼酸酯，防鏽劑和抗氧劑以及金屬鈍化劑，保溫2小時，確保所投入物料全部溶解；2)降溫到40-60。C，加入含硫化合物和有機磷酸酯，攪拌30分鐘；3)降溫到常溫，向體系內加入有機稀土化合物，攪拌30分鐘，過濾，包裝。全文摘要本發明提供了一種有機硼和有機稀土複合的抗磨節能劑及其製備方法，該複合型抗磨節能劑的組分和重量份數比為有機硼酸酯1-20份；防鏽劑5-20份；含硫化合物10-30份；有機磷酸酯5-20份；抗氧劑0.5-2份；金屬鈍化劑0.01-1份；有機稀土化合物10-40份；基礎油20-50份。本發明所製備的複合節能劑克服了硼酸鹽的耐水解問題並通過不同的極壓抗磨機理彼此相互協同作用，具有優異的極壓抗磨性，防鏽性，熱穩定性，氧化安定性和耐水解穩定性。文檔編號C10M161/00GK101368128SQ200810137249公開日2009年2月18日申請日期2008年9月28日優先權日2008年9月28日發明者周忠祥申請人:周忠祥