高性能润滑剂添加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种通过包括以下步骤的方法生产的润滑剂添加剂：将有机磷酸酯和有机氟化合物混合；以及使有机磷酸酯和有机氟化合物反应，生成一种含润滑剂添加剂的反应混合物。本发明专利技术还涉及一种通过包括以下步骤的方法生产的润滑剂：通过使有机磷酸盐和有机氟反应来形成反应混合物；以及将至少一部分反应混合物加入到润滑剂基础料中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般而言涉及润滑剂添加剂，更具体地说，本申请涉及提高润 滑剂所希望的润滑性能的高性能润滑剂添加剂。
技术介绍
润滑剂含有各种为所希望的特性例如抗磨性和减摩性而选择的化 合物。商业润滑剂常常为含有润滑剂基础料例如烃油或润滑脂的组合 物，其中加入为附加的所希望的性能而选择的各种润滑剂添加剂。润滑 剂添加剂可提高润滑剂基础料的润滑性和/或可提供抗磨性或其它所希 望的特性。使用巨大数量的润滑剂。例如，美国每年使用四十亿夸脱以上的曲 轴箱用油。但是，目前正在使用的许多润滑剂还具有不希望的特性。目 前可得到的曲轴箱用油一般含有抗磨添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)(含有磷和硫)。磷和硫使催化转化器中毒，导致汽车排放物的 增加。预计EPA最终将要求在曲轴箱用油中完全不用ZDDP或只允许 极低水平的ZDDP。但是，目前还没有可接受的抗磨添加剂可以用来代 替机油中的ZDDP。另外，在传统润滑剂中使用的润滑剂基础料通常有润滑剂添加剂加 入其中以改进润滑性。这些润滑剂添加剂中有许多不提供足够的附加润 滑性和/或具有另外的不希望的特性。因此，本专利技术的一个目的是要为润滑剂提供环境友好的抗磨添加 剂，其中在所述的抗磨添加剂中的磷和硫的量显著减少并接近于零。本 专利技术的另一个目的是生产具有所希望的抗磨性和减摩性的化合物。
技术实现思路
本专利技术的实施方案包括通过使有机磷酸盐例如二烷基二硫代磷酸 锌(ZDDP)和有机氟化合物例如聚四氟乙烯(PTFE)—起反应来制备润滑 剂添加剂和润滑剂的方法。本专利技术实施方案使用的PTFE含40个以上 碳原子。在一个实施方案中，ZDDP和PTFE在约-20。C至约150。C的温 度下一起反应。在一个优选的实施方案中，ZDDP和PTFE在约60'C至 约150'C的温度下一起反应。反应可以持续约20min至约24h。在反应过程中形成的上清液和沉淀物可用作润滑剂添加剂。可将这些润滑剂添 加剂加到润滑剂中，所述润滑剂例如润滑油、润滑脂、自动变速器油、 曲轴箱液、机油、液压油和齿轮油。在某些实施方案中，可将有机磷酸 盐和有机氟化合物加到润滑剂基础料中，然后使得在规定的条件下反 应。本专利技术的其它一些实施方案使粉末的、捏和的金属卤化物与有机磷酸盐例如ZDDP和有机氟例如PTFE的混合物反应，形成润滑剂添加剂 或润滑剂。在另一些实施方案中，可使用其它形式的不是粉末状的和/ 或捏和的金属卣化物。在本专利技术一个优选的实施方案中，使用的金属卣 化物为金属氟化物。在一个优选的实施方案中，使金属氟化物、ZDDP 和PTFE在约-20。C至约150。C下一起反应，形成润滑剂添加剂。然后将 润滑剂添加剂加到润滑剂中。加入润滑剂添加剂的润滑剂优选为不含 ZDDP的全配方GF4机油。但是，也可使用其它润滑剂，例如上面提 到的那些润滑剂。上面有点宽泛地概述了本专利技术的特点和技术优点，以便可以更好地 理解随后的本专利技术详述。下文将描述本专利技术的其它特点和优点，它们构 成本专利技术的权利要求书的要点。应当认识到，所公开的概念和特定实施 方案可容易地用作改变或设计实现本专利技术相同目的的其它构造物的基 础。还应认识到，这样的等价构造物不会背离如所附权利要求书中所示的本专利技术。当结合附图一起考虑时，从下面的描述会更好地理解在其组 织和操作方法方面都被认为是本专利技术特征的新颖特点，以及另外的目的和优点。但是，应清楚地认识到，提供的每一个数据都只是为了说明和 描述的目的，而不打算作为对本专利技术范围的限定。附图说明为了更全面地理解本专利技术，现在参照以下结合附图的描述，在附图中图1为本专利技术某些实施方案使用的可能的有机磷酸盐分子式的列表；图2A-D表示本专利技术某些实施方案使用的多种有机磷酸盐结构； 图3表示本专利技术某些实施方案使用的PTFE结构； 图4A和4B表示本专利技术某些实施方案的反应产物；图5A-5C表示说明ASTM D2596四球焊接负荷实验结果的图，其 中存在含有不同数量的ZDDP、 PTFE、催化剂和/或二硫化钼的润滑脂；图6A和6B为总结ASTMD2596四球焊接负荷实验结果的图表， 用于得到图5A-5C的立方体图7为总结多种润滑剂的块-圆柱体试验(a block on cylinder test)结果的图8为比较几种润滑脂组合物的块-圆柱体试验结果的图9表示基于比较润滑脂组合物的块-圆柱体试验结果的磨痕尺寸 的三维预测；图10表示测定ZDDP的分解温度的差示扫描量热(DSC)试验的结 果；以及图ll表示由球-圆柱体试验(a ball on cylinder test)得到的机油的 磨损体积试验结果。具体实施例方式本专利技术的实施方案提供改进的高性能润滑剂添加剂和具有增强的 磨损保护、较低的摩擦系数和低内聚能表面的润滑剂。可将本专利技术实施 方案提供的润滑剂添加剂加到润滑剂中，所述润滑剂例如润滑脂、曲轴 箱用油、烃类溶剂等中。本专利技术的实施方案通常在加入或不加入金属卤 化物和/或二硫化钼的情况下，使有机磷酸盐化合物和有机氟化合物一 起反应，以制备润滑剂添加剂。图1为说明本专利技术一些实施方案可使用的几种有机磷酸盐化合物的 列表。 一般来说，可使用二硫代磷酸盐以及一硫代磷酸和二硫代磷酸的 铵盐和胺盐。就本公开内容来说，金属有机磷酸盐和金属有机硫代磷酸 盐例如二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)被术语"有机磷酸盐，，所涵盖。图1 中所列的其它有机磷酸盐包括中性ZDDP(伯基)、中性ZDDP(仲基)、碱 性ZDDP 、 (RS)3P(s)(其中R>CH3) 、 (RO)(R， S)P(O)SZn 、 (RO)2(RS)PS(其 中R>CH3)、 P(S)(S)Zn 、 (RO)2P(S)(SR)、 R(R，S)2PS(其中R=CH3且 R，>CH3) 、 (RO)3PS(其中 R=CH3且R，=烷基)、MeP(S)Cl2 、 (RO)2(S)PSP(S)(OR)2、 P(S)(SH)、 (RO)( R，S)P(O)SZn 、 SPH(OCH3)2(其 中R—壬何烷基且11，=任何烷基)及其组合。图2A-2C表示图1的代表性化合物和本专利技术可使用的其它有机磷酸盐化合物的化学结构。在本专利技术一些实施方案中，可使用图l和图2A-2C中未示出的有机磷酸盐。有机磷酸盐ZDDP用于本专利技术的优选实施方案。单独使用ZDDP或 与其它有机磷酸盐组合使用ZDDP的实施方案可以使用一个或多个部 分的ZDDP。优选的是，所使用的ZDDP为中性部分或碱性部分。ZDDP 部分中的一些以结构l和5在图2A中示出。在一个优选的实施方案中， ZDDP烷基总计约1-20个碳原子。ZDDP的烷基可以是本领域技术人员 已知的各种形式，例如支化的或直链的伯、仲或叔烷基。图2D示出本专利技术实施方案可用的其它有机磷酸盐结构。在这里具 体公开的有机磷酸盐结构是代表性结构，绝不以任何方式使本专利技术的实 施方案限于这些结构。本专利技术的许多实施方案使用未具体示出的有机磷 酸盐化合物。许多有机氟化合物都适用于本专利技术。聚四氟乙烯(PTFE)及其衍生物 特别适用于本专利技术的实施方案。图3示出PTFE结构。可使用的其它有 机氟化合物包括但不限于氟代烷基羧酸、氟代芳基羧酸、氟代烷基芳基 羧酸等；包含氟代烷基磺酸、氟代芳基磺酸或氟代烷基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种润滑剂添加剂，其通过包括以下步骤的方法生产：　将有机磷酸盐和有机氟化合物混合；以及　使所述有机磷酸盐和所述有机氟化合物反应，以得到包含润滑剂添加剂的反应混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克茹帕尔帕特尔，普拉内什B阿斯沃特，哈罗德绍布，罗纳德L埃尔森鲍默，
申请(专利权)人：普兰特姆IP公司，得克萨斯大学体系董事会，
类型：发明
国别省市：US[美国]