专利名称：一种硼改性润滑油无灰分散剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硼改性无灰分散剂的制备方法，尤其是一种硼改性丁二酰亚胺无灰分散剂的制备方法，属于润滑油添加剂领域。
背景技术：
润滑油的质量是机器设备运行可靠性和延长其使用寿命的重要因素之一，而润滑油添加剂是各种高级润滑油(剂)的精髓，能赋予润滑油本身不具备的特殊性能。硼是一种无毒、无公害，具有杀菌、防腐、抗磨和阻燃性能的元素。因此，由于引入了硼元素，抗磨性得到了提高，可有效的防治金属表面的拉伤和擦伤，同时也可减少无灰分散剂与橡胶密封圈的相容性，这在高档润滑油中很有用处。因此，硼改性无灰分散剂在高级内燃机油、ATF、 二冲程油中很有用处。在以往的硼化工艺中，多采用直接硼化工艺，用固体硼酸做硼化剂， 产品不稳定，固体硼容易析出。本发明采用的也是直接硼化的工艺，但是加入了按一定比例组成的混合溶剂，所合成的硼化产品稳定、透明、无固体硼酸析出。所合成的分散剂具有良好的低温分散性和突出的热氧化稳定性能。
本专利涉及到的有关硼改性无灰分散剂的国内外专利详述如下
CN1258728A提供了一种直接硼化聚丁烯丁二酰亚胺的产品，硼化的反应温度为 50 100°C，加入了脂肪醇为促进剂，所合成的硼化物硼的含量约为O. 01% I. 0%。该分散剂具有良好的低温分散性能和热氧化稳定性能，且在制备的过程中不产生硼渣。
CN1590518A论述了一种改进的硼改性无灰分散剂，该方法以醛为中间媒体，醇、水为促进剂，用含有碱性氮的无灰分散剂、硼化剂为原料，在有机溶剂条件下合成硼改性无灰分散剂的方法。此方法采用分段硼化法，第一阶段硼化温度为小于40°C，时间为O. 5小时 4小时，第二阶段硼化温度为60°C 100°C，反应O. 5小时 6小时。
CN1274795C描述了一种硼化润滑油分散剂的制备方法，过程为硼酸与多烯多胺反应生成水溶性聚合物，然后与聚烯烃二元酸或酸酐反应。硼化的温度为80 150°C，反应的时间为10分钟 5小时，所述的反应要在负压或者氮气吹扫条件下进行。
USP4925983则认为许多硼改性无灰分散剂的硼会以一种聚合形式存在，而不是与 N相连的化合态的硼，因此也在油中起不到抗磨作用，热稳定性和储存稳定性不好。为了解决这个问题，在硼化的同时要加入一定量的醇和水，使硼酸分解成单分子状态，然后脱水， 脱醇得到性能良好的硼改性无灰分散剂。硼化反应温度为50 180°C，所得硼改性无灰分散剂的硼含量为O. 25% 7%。
USP4985156论述了无灰分散剂和丁醇及甲苯混合后,在一定温度下加入硼酸,升温到150°C回流反应7h，生成一定量的水，然后过滤得到成品硼改性无灰分散剂的过程，典型的硼产品的硼含量2. 25%，酸值为44. 0mgK0H/g，碱值为27. Omg KOH/g。
USP4328113叙述了一种硼化的衍生物，它是用烷基胺或烷基二胺和硼酸在醇类和烃类溶剂存在的条件下进行反应而得到的一种硼化的加合物，这种溶剂可以是反应型的溶剂，也可以是非反应型的溶剂，反应型的溶剂包括异丙醇、丁醇和戊醇等，非反应型的溶剂包括苯、甲苯和二甲苯等；反应温度为70°C 250°C。此硼化添加剂在润滑油中能够有效的降低摩擦。发明内容
本发明的目的是提供一种硼改性的润滑油无灰分散剂，添加混合溶剂，从而使其具有较高的硼含量，为高档润滑油提供一种性能优良的润滑油添加剂。
本发明的技术方案是，I、一种硼改性润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于 将无灰分散剂升温至85 95°C，在惰性气体的持续的通入条件下，投入硼化剂和混合溶剂，无灰分散剂与硼化剂的摩尔比为I : I 3，混合溶剂用量为硼化剂重量的O. 5 3倍； 回流硼化反应Ih 4h，升温至120 160°C，反应2h 4h，回收溶剂，得硼改性润滑油无灰分散剂。
所述的无灰分散剂是含有碱性氮的无灰分散剂。
所述的含有碱性氮的无灰分散剂是主链聚异丁烯分子量为500 5000的单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺。
4、根据权利要求I所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于硼化剂是用硼酸、偏硼酸、焦硼酸和有机硼酸酯中的一种或其混合物。
其中硼酸的纯度不小于99%。
有机硼酸酯的纯度不小于95%，有机硼酸酯为C5以下的醇和硼酸酯化而成。
所述的混合溶剂由脂肪醇和苯类溶剂组成，其中脂肪醇是正丁醇、正戊醇或异丁醇，苯类溶剂是苯，甲苯、二甲苯或苯的同系物，醇和苯类溶剂的重量比组成为醇苯= I 2 I 3。
硼化剂的用量是使最终产物的硼含量达到O. 01 % 4. 0%。
硼化剂的粒径小于120微米。
所述的反应在氩气惰性气体的持续的通入条件下进行。
本发明具有如下的技术效果，本产品生成后无硼酸沉降，耐高温、抗氧化性好，胶束浓度低、分散性能良好，在极压条件下具有良好的耐磨性，工艺简单，生产过程中无需特殊设备，生产成本低，硼化过程中所用溶剂能回收，循环利用。
图I是本发明硼化聚异丁烯丁二酰亚胺的傅里叶红外图谱。
图2是本发明核磁共振图谱(11B)。
具体实施方式
实施例I
在带有机械搅拌、温度计、通气装置和冷凝回流装置的的四口烧瓶中加入110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至85 95°C，加入粒径< 120微米的2g硼酸，而后加入I. 2g的正丁醇和I. 2g的甲苯，反应4小时后，升温至145°C，蒸馏溶剂4h，制得产品硼化聚异丁烯丁二酰亚胺。
产品过滤后没有发现未反应的硼酸渣，其理化性能见表I。
所得到的产品进行傅里叶红外扫描，如图谱I所示，根据红外吸收理论，B-0, B-N 分别在1330CHT1和1380CHT1左右出现伸缩振动吸收，该吸收非常强烈，从图中可以看出，在 1366cm-1和1390cm-1出现伸缩振动，即为产品中有B-0，B-N键存在。3500cm_1-3200cm_1为 N-H伸缩振动1771CHT1和1704CHT1左右的吸收峰是亚酰胺的红外吸收峰，为C = O不对称伸缩运动呢和伸展运动，999CHT1和922CHT1为谐二甲基骨架振动，可以从官能团的峰确定为硼化后的目标产物。所得产品进行硼谱的核磁共振(11BNMR),如图谱2所示，可以得到有明显的硼的峰值的响应。
实施例2
在带有机械搅拌、温度计、通气装置和冷凝回流装置的的四口烧瓶中加入110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至85 95°C，加入粒径< 120微米的I. 4g偏硼酸， 而后加入I. 7g的正丁醇和I. 8g的甲苯，反应4小时后，升温至145°C，蒸馏溶剂4h，制得产品硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，产品过滤后没有发现未反应的硼酸渣，其理化性能见表I。
实施例3
在带有机械搅拌、温度计、通气装置和冷凝回流装置的的四口烧瓶中加入110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至85 95°C，加入粒径< 120微米的9. 3g偏硼酸， 而后加入10. 2g的正丁醇和11. Og的甲苯,反应4小时后,升温至145°c,蒸懼溶剂4h,制得产品硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，产品过滤后没有发现未反应的硼酸渣，其理化性能见表I。
实施例4
在带有机械搅拌、温度计、通气装置和冷凝回流装置的的四口烧瓶中加入110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至85 95°C，加入粒径< 100微米的3. Og硼酸，而后加入正丁醇3. 0g，二甲苯3. Og,反应4小时后，升温至145°C，气提4h，制得产品硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，产品过滤后没有发现未反应的硼酸渣，其理化性能见表I。
实施例5
在带有机械搅拌、温度计、通气装置和冷凝回流装置的的四口烧瓶中加入110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至92 95°C，加入粒径< 100微米25. 7g硼酸，而后加入25. 4g的正丁醇和25. 6g的二甲苯混合溶剂，反应4小时后，升温至145°C，气提4h， 制得产品硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，产品过滤后没有发现未反应的硼酸渣，其理化性能见表I。
实施例6
在带有机械搅拌、温度计、通气装置和冷凝回流装置的的四口烧瓶中加入110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至92 95°C，加入25. 7g粒径< 100微米的硼酸， 而后加入实验5中回收的混合溶剂(约45g)，并补加6g新鲜的混合溶剂，反应4小时后，升温至145°C，气提4h，制得产品硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，产品过滤后没有发现未反应的硼酸渣，其理化性能见表I。
对比例I
本实例说明混合溶剂在本发明提供的方法中所起的作用。
参照CN1258728A的方法，在带有在带有机械搅拌和测温热电偶的三口瓶中加入 110克的聚异丁烯丁二酰亚胺，通入氩气，升温至85 95°C，加入粒径< 120微米的12. 5g 硼酸，而后加入12. 5g正丁醇，反应4小时后，升温至140°C，气提4h，制得产品，产品过滤后发现未反应的硼酸渣，渣量为5. 2g，其理化性能见表I。
权利要求
1.一种硼改性润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于将无灰分散剂升温至85 95°C，在惰性气体的持续的通入条件下，投入硼化剂和混合溶剂，无灰分散剂与硼化剂的摩尔比为I : I 3，混合溶剂用量为硼化剂重量的O. 5 3倍；回流硼化反应Ih 4h，升温至120 160°C，反应2h 4h，回收溶剂，得硼改性润滑油无灰分散剂。
2.根据权利要求I所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于所述的无灰分散剂是含有碱性氮的无灰分散剂。
3.根据权利要求2所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于所述的含有碱性氮的无灰分散剂是主链聚异丁烯分子量为500 5000的单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺。
4.根据权利要求I所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于硼化剂是用硼酸、偏硼酸、焦硼酸和有机硼酸酯中的一种或其混合物。
5.根据权利要求4所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于其中硼酸、偏硼酸、焦硼酸的纯度分别不小于99%。
6.根据权利要求4所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于有机硼酸酯的纯度不小于95%，有机硼酸酯为C5以下的醇和硼酸酯化而成。
7.根据权利要求I所述一种硼改性润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于所述的混合溶剂由脂肪醇和苯类溶剂组成，其中脂肪醇是正丁醇、正戊醇或异丁醇，苯类溶剂是苯，甲苯、二甲苯或苯的同系物，醇和苯类溶剂的重量比组成为醇苯=I 2 I 3。
8.根据权利要求I所述一种硼改性润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于硼化剂的用量是使最终产物的硼含量达到O. 01% 4. 0%。
9.根据权利要求I所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于硼化剂的粒径小于120微米。
10.根据权利要求I所述的一种硼改性无灰分散剂的制备方法，其特征在于所述的反应在氩气惰性气体的持续的通入条件下进行。
全文摘要
本发明公开了一种硼改性润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于将无灰分散剂升温至85～95℃，在惰性气体的持续的通入条件下，投入硼化剂和混合溶剂，无灰分散剂与硼化剂的摩尔比为1∶1～3，混合溶剂用量为硼化剂重量的0.5～3倍；回流硼化反应1h～4h，升温至120～160℃，反应2h～4h，回收溶剂，得硼改性润滑油无灰分散剂。本发明具有如下的技术效果，本产品生成后无硼酸沉降，耐高温、抗氧化性好，胶束浓度低、分散性能良好，在极压条件下具有良好的耐磨性，工艺简单，生产过程中无需特殊设备，生产成本低，硼化过程中所用溶剂能回收，循环利用。
文档编号C10N30/04GK102925254SQ20121042952
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者谭援强, 李强, 刘展鹏 申请人:湘潭大学