一种水溶性含硼防锈剂的制备方法

文档序号:5136890阅读:363来源:国知局
一种水溶性含硼防锈剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种有利于工业化生产的水溶性含硼防锈剂及其制备方法。该方法是把硼酸和不同分子结构的醇胺直接混合,在酸性分子筛的催化作用下于110~160℃下反应3~8h,反应过程中不断除去生成的水,反应完毕,趁热过滤除去催化剂得防锈剂产品。
【专利说明】一种水溶性含硼防锈剂的制备 (一)

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水溶性含硼防锈剂及其制备,属于水基金属加工液添加剂技术领 域。 (二)

【背景技术】
[0002] 在硼酸分子中,由于硼仍然缺电子,因此易与有机化合物中的羟基发生反应形成 硼酸酯,可形成硼酸单酯、双酯、三酯及四取代螺环结构。硼酸酯具有良好的润滑、防锈、杀 菌等性能,而且对人体无毒害作用,是一种理想的绿色环保型添加剂。20世纪70年代, Lubrizol 发表专利 US5759965、US5482591、US4584115 及 US5062975 介绍了 由硼酸与大于 8个C原子的长链环氧化物形成的含羟基的硼酸酯,该添加剂同时具有减摩、抗磨和防锈等 多种功能,但是此类添加剂主要是根据烷基链的长短来改变其功能,除B元素外,不含其它 活性元素,故而其功能相对单一,难以满足日益复杂的工况条件的需要,使其应用受到了一 定的限制。上世纪90年代至今,为了解决硼酸酯添加剂功能单一的缺点,各大添加剂公司 开始关注分子结构中还有活性元素 S或P的硼酸酯的应用研究。如专利US4394277报道的 含硫二羟基化合物,US4465605报道的含硫的多羟基化合物以及US4486323报道的长链醇 及含硫基化合物合成的硼酸酯,它们在润滑油中主要作为减摩剂使用,并且能够提高基础 油的极压值。上世纪90年代以来,关于硼酸酯及其衍生物的专利报道很多,传统制备技术 中不采用催化剂,以甲苯、石油醚以及二甲苯等有毒溶剂带出反应所生成的水来制备硼酸 酯的方法,存在带水剂沸点低而导致整个反应温度无法升高、带水剂污染环境,降低产品纯 度等弊端,给生产及产品质量带来多种不利影响。同时由于硼酸酯的水解稳定性较差,限制 了其在润滑油领域的广泛应用,从相关专利以及文献报道的分析可以看出,自硼酸酯添加 剂问世以来,人们对硼酸酯研究的焦点只局限于极压、抗磨以及减摩等性能方面的研究,关 于硼酸酯防锈剂的应用研究报道很少,关于水溶性含硼防锈剂的研究几乎没有专利报道, 另一方面,关于如何解决硼酸酯在水体系中容易水解等问题的专利报道很少,但是,随着水 基金属加工液的广泛应用,高水解稳定性的含硼防锈剂由于其优异的防锈、抗硬水以及抑 菌等性能,将会得到广泛应用。 (三)


【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种有利于工业化生产的水溶性含氮硼酸酯防锈剂的制备 方法,克服传统制备技术的缺点。本发明的另一目的是提供一种利用本发明方法制备出的 常温储存稳定性时间在一年以上、又能适应于硬水体系的硼酸酯防锈剂。
[0004] 为了达到上述目的,本发明的要点如下:
[0005] 1、本发明采用的反应原理如下所示:
[0006]

【权利要求】
1. 一种水溶性含硼防锈剂,其特征在于:该防锈剂的化学结构如下所述:
该防锈剂的化学组分是(1)、(2)、(3)、(4)的单一组分或是混合物。
2. -种权利要求1所述的水溶性含硼防锈剂的制备方法,其特征在于:将一定量的硼 酸和不同分子结构的醇胺搅拌混合均匀,60?70°C恒温至硼酸全部溶解,加入一定量的催 化剂,然后升高反应温度至110?160°C,反应3?8小时直至无水分出,过滤除去催化剂得 添加剂产品,催化剂用量为反应物料质量的0. 1%?3%,硼酸和醇胺的反应物料摩尔比控制 在1 :3?1 :1的范围之内。
3. 根据权利要求2所述的水溶性含硼防锈剂的制备方法,其特征在于:反应过程中所 使用的原材料醇胺包括单乙醇胺,二乙醇胺以及三乙醇胺。
4. 根据权利要求2所述的水溶性含硼防锈剂的制备方法,其特征在于所述的催化剂 是一种酸性分子筛,分子筛满足以下特性:比表面积约为600?850m 2/g,孔体积0. 10? I. 0cm3/g,孔径 10. 0 ?100. Onm。
5. 根据权利要求4所述的水溶性硼酸酯防锈剂的制备方法,其特征在于:所述的催化 剂包括HZSM-5、ZSM-5或磺酸基分子筛催化剂。
【文档编号】C10N30/12GK104232245SQ201310253007
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】祁有丽, 陈馥婧, 周旭光, 徐小红, 苏刚 申请人:中国石油天然气股份有限公司
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