一种润滑油极压抗磨剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于工业抗磨剂领域，具体涉及一种润滑油极压抗磨剂及其制备方法。该润滑油极压抗磨剂为以下组分的反应产物：包括蓖麻油酸、三乙醇胺、硼酸，浓硫酸和/或焦磷酸的原料，以及任选的催化剂钛酸四正丁酯。本发明专利技术的润滑油极压抗磨剂具有良好的抗腐蚀性，水解安定性和生物降解性。

Extreme pressure antiwear additive for lubricating oil and preparation method thereof

The invention belongs to the field of industrial antiwear agent, in particular relates to a lubricating oil extreme pressure antiwear agent and a preparation method thereof. The lubricating oil extreme pressure antiwear agent is the reaction product of the following components: castor oil acid, triethanolamine, boric acid, concentrated sulfuric acid and / or pyrophosphate material, and optional catalyst titanic acid four butyl ester. The lubricating oil extreme pressure antiwear agent has good corrosion resistance, hydrolytic stability and biodegradability.

【技术实现步骤摘要】
一种润滑油极压抗磨剂及其制备方法
本专利技术属于工业抗磨剂领域，更具体地，涉及一种润滑油极压抗磨剂及其制备方法。
技术介绍
国内外市场上的工业用液压油、齿轮油、透平油使用时，润滑效果不佳，机件磨损大、温升高、积聚油泥形成快，机油寿命短工作状况下降快，这些问题均为耐磨能力不够造成的。当润滑处于边界润滑状态下，金属表面只承受中等负荷时，如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损，这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，而抗磨剂形成的膜也被破坏，不再起保护金属表面的作用，如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊，通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑，而这种添加剂称为极压添加剂。极压抗磨剂是一种重要的润滑油添加剂，大部分是一些含硫、磷、氯、铅、钼的化合物。在一般情况下，氯类、硫类可提高润滑油的耐负荷能力，防止金属表面在高负荷条件下发生烧结、卡咬、刮伤；而磷类、有机金属盐类具有较高的抗磨能力，可防止或减少金属表面在中等负荷条件下的磨损。实际应用中，通常将不同种类的极压抗磨剂按一定比例混合使用性能更好。利用一般磷化物具有抗磨性、氯化物与硫化物具有的极压性，使添加剂同时含氯、含磷或含硫化合物，从而既具有极压性，又具有抗磨性。硼酸盐作为新型极压剂是近年来研究的热点，其抗极压能力远大于硫磷型和氯铅型添加剂，是一种新型的润滑油极压添加剂。把无定形微球型硼酸盐分散在润滑油中形成的油状分散体。无味、无毒，具有良好的极压抗磨性和热稳定性，对铜无腐蚀。微溶于水，可用于不与水接触的齿轮油和润滑脂。硼酸盐使用优点如下：抗磨极压效果好，特别是在低粘度油中具有良好的抗磨极压效果。有节能油的齿轮油，就是低粘度油加含硼添加剂制成，满足了抗磨极压性的要求。硼酸盐极压剂使用寿命长，其作用机理是由渗硼形成的FexBy形式的极压膜，这一层表面膜有较高硬度，良好的抗磨性，较好的抗氧化性、耐腐蚀性。而含硫磷氯活泼元素的极压性，作用机理主要是活泼元素同金属起化学反应生成一层膜，这层膜的抗剪切强度比基础金属低，因此在使用过程中，这层膜很容易被磨掉，这样添加剂消耗的比硼酸盐要快。硼酸盐极压添加剂同其它添加剂有很好的配伍性。缺点是，抗水解性能稍差，有水存在的情况下不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述问题，提供一种润滑油极压抗磨剂及其制备方法。该润滑油极压抗磨剂具有良好的抗腐蚀性，水解安定性和生物降解性。为了实现上述目的，本专利技术提供一种润滑油极压抗磨剂，该润滑油极压抗磨剂为以下组分的反应产物：包括蓖麻油酸、三乙醇胺、硼酸、浓硫酸和/或焦磷酸的原料，以及任选的催化剂钛酸四正丁酯。根据本专利技术，优选地，原料摩尔比为m硼酸：m浓硫酸/焦磷酸：m蓖麻油酸：m三乙醇胺＝1：1-8：1-8：2-10；进一步优选地，原料摩尔比为m硼酸：m浓硫酸/焦磷酸：m蓖麻油酸：m三乙醇胺＝1：2-4：2-4：3-6。根据本专利技术，浓硫酸和焦磷酸可以含有其中一种或两种。优选地，所述原料包括浓硫酸和焦磷酸。进一步优选地，所述浓硫酸和焦磷酸的摩尔比为1：0.3-3。根据本专利技术，当存在浓硫酸时，浓硫酸可起到催化剂的作用，此时可以不加入催化剂钛酸四正丁酯。存在催化剂钛酸四正丁酯时，所述催化剂钛酸四正丁酯的加入量优选为原料总质量的0.1-1wt％，进一步优选地，所述催化剂钛酸四正丁酯的加入量为原料总质量的0.2-0.5wt％。本专利技术还提供上述的润滑油极压抗磨剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将蓖麻油酸投入反应器中，升温搅拌；(2)当温度升至45-55℃时，缓慢加入浓硫酸和/或焦磷酸，以及任选的加入钛酸四正丁酯，继续升温至160-170℃时，开始冷凝回流；(3)继续升温至180-190℃时停止加热并保温0.5-2小时，继续进行冷凝回流；(4)当温度降至155-165℃时，加入硼酸和三乙醇胺，继续降温至135-145℃时，停止冷凝回流，保温20-40分钟。本专利技术通过设计氮杂环硼酸酯，氮杂环引入其他的官能团，开发出抗磨减摩、抗氧化、抗腐蚀的多功能复合添加剂，而且氮杂环类添加剂可以实现无灰的要求。本专利技术的极压抗磨剂分子中同时含S、P、O等活性元素，兼具了传统极压抗磨剂的各种优点，同时具有优良的分散性能，对抗氧剂也有很好的协同作用。本专利技术的润滑油极压抗磨剂具有如下性能：①提高机油的耐磨能力，延长机油使用的寿命；②降低油温，有效保护发动机等设备；③降低有害气体的排放量，达到保护大气的环保效果；④提高机油质量，减少维护的费用。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例1(1)原料及配比：以蓖麻油酸，三乙醇胺，硼酸，浓硫酸，焦磷酸为原料，以钛酸四正丁酯作为反应的催化剂。原料摩尔比：m硼酸：m浓硫酸：m焦磷酸：m蓖麻油酸：m三乙醇胺＝1：1：2：3：4；钛酸四正丁酯按原料总质量的5‰投加。(2)合成工艺：①按原料配比配料；②将计量好的蓖麻油酸投入反应器中，升温搅拌；③当温度升至50±3℃时，缓慢加入计量好的浓硫酸、焦磷酸和钛酸四正丁酯，继续升温至165℃时，开始打开冷凝回流开关进行冷凝回流；④继续升温，当温度升至185±3℃时停止加热并保温1小时，继续进行冷凝回流；⑤当温度降至160±1℃时，加入硼酸和三乙醇胺，继续降温至140±1℃时，关闭冷凝回流开关，保温30分钟后取样。保温结束后，打开冷却循环进行搅拌降温，待温度降到室温后放料包装。实施例2(1)原料及配比：以蓖麻油酸，三乙醇胺，硼酸，浓硫酸，焦磷酸为原料。原料摩尔比：m硼酸：m浓硫酸：m焦磷酸：m蓖麻油酸：m三乙醇胺＝1：2：1：3：4。(2)合成工艺：①按原料配比配料；②将计量好的蓖麻油酸投入反应器中，升温搅拌；③当温度升至50±3℃时，缓慢加入计量好的浓硫酸、焦磷酸，继续升温至165℃时，开始打开冷凝回流开关进行冷凝回流；④继续升温，当温度升至185±3℃时停止加热并保温1小时，继续进行冷凝回流；⑤当温度降至160±1℃时，加入硼酸和三乙醇胺，继续降温至140±1℃时，关闭冷凝回流开关，保温30分钟后取样。保温结束后，打开冷却循环进行搅拌降温，待温度降到室温后放料包装。测试例对实施例1得到的润滑油极压抗磨剂进行检测，测得的理化指标如表1所示。表1项目结果试验方法外观棕黄色油状液体目测密度，×103Kg/m30.94GB/T1884运动粘度(40℃)，mm2/s65.2GB/T265酸值，mgKOH/g108GB/T264pH值7.1SH/T0298铜片腐蚀，级1AGB/T5096P含量(％)7.88SH/T0269B含量(％)1.88SH/T0227S含量(％)3.94GB/T384N含量(％)2.39SH/T0224最大无卡咬负荷PB，N980GB/T3142磨斑直径D，mm0.42GB/T3142由表1可以看出，本专利技术的润滑油极压抗磨剂具有良好的抗腐蚀性，水解安定性和生物降解性。以上已经描述了本专利技术的各实施例，上述说明是示例性的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种润滑油极压抗磨剂，其特征在于，该润滑油极压抗磨剂为以下组分的反应产物：包括蓖麻油酸、三乙醇胺、硼酸、浓硫酸和/或焦磷酸的原料，以及任选的催化剂钛酸四正丁酯。

【技术特征摘要】
1.一种润滑油极压抗磨剂，其特征在于，该润滑油极压抗磨剂为以下组分的反应产物：包括蓖麻油酸、三乙醇胺、硼酸、浓硫酸和/或焦磷酸的原料，以及任选的催化剂钛酸四正丁酯。2.根据权利要求1所述的润滑油极压抗磨剂，其中，原料摩尔比为m硼酸：m浓硫酸/焦磷酸：m蓖麻油酸：m三乙醇胺＝1：1-8：1-8：2-10。3.根据权利要求2所述的润滑油极压抗磨剂，其中，原料摩尔比为m硼酸：m浓硫酸/焦磷酸：m蓖麻油酸：m三乙醇胺＝1：2-4：2-4：3-6。4.根据权利要求1所述的润滑油极压抗磨剂，其中，所述原料包括浓硫酸和焦磷酸。5.根据权利要求4所述的润滑油极压抗磨剂，其中，浓硫酸和焦磷酸的摩尔比为1：0.3-3。6.根据权利要求1所述的润滑油极压抗磨剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文云，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42