润滑油抗磨剂的制备方法与流程

文档序号:20363446发布日期:2020-04-10 23:51阅读:329来源:国知局
本发明属于以结构未知或不完全确定的反应产物添加剂为特征的润滑组合物
技术领域
,具体涉及一种润滑油抗磨剂的制备方法。
背景技术
:随着现代化生产的工业自动化程度的提高,自动化设备得到的自动化程度、精确度以及可靠性程度越来越高,对机械设备的润滑效果要求也就越来越高(“滚珠丝杠和液压传动在设备上的应用”,王明广,河南科技,2011年第16期,第64页摘要第1行,公开日2011年12月31日;“浅析矿山设备的润滑管理”,刘云华等,自动化应用,2018年第10期,第135页摘要第1-2行,公开日2018年12月31日)。为满足日益严苛的工况环境,需要向润滑油中添加更多、更复杂的添加剂,通过这些添加剂之间的协同作用来提高其润滑性能。然而,润滑油添加剂分子结构复杂,不同种类的添加剂之间存在配伍性、稳定性差异等一些列问题,对润滑油的生产和使用带来了不良影响。因此,发展多功能润滑油添加剂成为摩擦学领域的重要研究方向(“新型含硼苯并噻唑酯类衍生物润滑添加剂的合成及摩擦学性能研究”,尤建伟等,中南大学硕士学位论文,2010年,摘要第1行,公开日2011年05月31日;“润滑油添加剂的现状及发展趋势”,伏喜胜等,汽车工艺与材料,2005年第5期,第1页左栏第1段第1-15行,公开日2005年12月31日)。其中,后勤工程学院的夏迪等以自制有机钼(msn)多功能添加剂,考察了其在配方油中的溶解性、抗腐蚀性能、抗氧减摩及抗极压性能。实验表明相同条件下,多功能有机钼添加剂较普通添加剂具有更优越的性能(“油溶性有机钼作为多功能润滑油添加剂的性能研究”,夏迪,功能材料,2016年第47卷第2期,第2154页摘要第1-4行,公开日2016年06月29日)。重庆工学院材料科学与工程系的黄伟九等,通过实验合成了多功能含硫氮硼酸酯,并研究了其性能。研究表明,多功能含硫氮硼酸脂添加剂出抗磨性能与zddp相当外,还具有较好的抗腐蚀性能和热稳定性(“多功能含硫氮硼酸酯的性能研究”,黄伟九等,合成润滑材料,2001年第28卷第2期,第11页摘要第1-4行,公开日2001年12月31日)。中国科学院兰州化学物理研究所的李维民等合成了受阻酚多功能润滑添加剂,与普通单一添加剂相比,除了具有较好的抗摩擦性能外,还具有抗氧化性能(“受阻酚衍生物多功能润滑添加剂的制备及性能研究”,李维民等,润滑油,2012年第27卷第2期,第30页摘要第1-3行,公开日2012年04月30日)。然而,以上润滑油添加剂存在原料配伍不稳定的问题,如与某些成分配伍性不好,会导致沉淀析出的现象。技术实现要素:有鉴于此,本发明的目的在于提供一种原料配伍稳定性好的润滑油抗磨剂的制备方法。除特别说明外,本发明所述份均为质量份。为实现上述目的,本发明的技术方案为:润滑油抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:a.以丙烯酸正丁酯为原料、偶氮二异丁腈为引发剂、s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸脂为链转移剂在溶剂存在下进行聚合反应,随后减压蒸馏除去溶剂得到聚合物a;b.用阳离子树脂为催化剂,用乙醇胺对聚合物a进行酯化封顶,得到含有-nh2基团的聚合物b;c.将聚合物b与三氧化钼在n,n-二甲基甲酰胺和二甲苯存在的条件下,加热至127-135℃回流4-5h后,降温至60-80℃,补充水合肼继续搅拌2-3h至反应底物呈蓝绿或墨绿色,减压蒸馏除去二甲苯,过滤,即得。发明人在研究过程中意外发现,包括以下步骤:a.以丙烯酸正丁酯为原料、偶氮二异丁腈为引发剂、s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸脂为链转移剂在溶剂存在下进行聚合反应,随后减压蒸馏除去溶剂得到聚合物a;b.用阳离子树脂为催化剂,用乙醇胺对聚合物a进行酯化封顶,得到含有-nh2基团的聚合物b;c.将聚合物b与三氧化钼在n,n-二甲基甲酰胺和二甲苯存在的条件下,加热至127-135℃回流4-5h后,降温至60-80℃,补充水合肼继续搅拌2-3h至反应底物呈蓝绿或墨绿色,减压蒸馏除去二甲苯,过滤,即得;的方法制得的润滑油抗磨剂原料配伍稳定性好。进一步,步骤a中,丙烯酸正丁酯、偶氮二异丁腈、溶剂和s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸脂的质量比为100:0.5-1.0:1.5-2.0:80-100。进一步,步骤a中,所述溶剂包括乙酸乙酯。进一步,步骤a中,所述聚合反应的温度为70-75℃,反应时间为8-10h。进一步,步骤a所述减压蒸馏的温度为60-65℃,压力为80-1000pa,时间为2-2.5h。进一步,聚合物a的重均分子量为15000-29500。进一步,步骤b中,聚合物a、乙醇胺和阳离子树脂的质量比为100:30-35:2.0-4.0。进一步,步骤b中,具体为先在80-95℃下减压蒸馏反应6-8h,提高减压蒸馏温度至140-150℃,再继续减压蒸馏3h-4h,并过滤除去阳离子树脂。进一步,步骤c中,所述水合肼中一水合肼的质量分数为80%。进一步,步骤c中,聚合物b、三氧化钼、n,n-二甲基甲酰胺、二甲苯和水合肼的质量比为100:10.0-15.0:1.0-1.2:80-100:2.0-4.0。进一步,步骤c所述减压蒸馏的温度为90-95℃,压力为800-1000pa,时间为2-2.5h。本发明的有益效果在于:本发明的方法制得的润滑油抗磨剂原料配伍稳定性好。本发明的方法制得的润滑油抗磨剂具有较高的粘度和粘度指数,40℃下可提高15#工业柏油的的运动粘度由15mm2·s-1至18.5-19.9mm2·s-1,粘度指数由6提高至13-16。本发明的方法制得的润滑油抗磨剂具有较低的摩擦系数和较高的烧结负荷,1wt%的添加量可降低15#工业柏油摩擦系数至0.052-0.067,烧结负荷提高至2450-2945n。本发明的方法制得的润滑油抗磨剂具有较好的氧化安定性,1wt#的添加比例可提高15#工业柏油氧化诱导时间至62-83min。具体实施方式所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明,但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述
发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。以下所用s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯(raft试剂)由中国科学院新疆理化所制备提供;以下重均分子量采用渗透凝胶色谱测定,测试条件为:rid(视差折光)检测器类,温度40℃;四氢呋喃为流动相,柱温40℃,流速为0.5ml/min;以下官能团采用傅里叶红外光谱法测定,测试条件:用kbr涂膜法,波数扫描范围为400-4000cm-1;以下摩擦系数按照《sh/t0762-2005润滑油摩擦系数测定法(四球法)》进行测定。以下四球机试验-烧结负荷pd按照《gb/t3142-1982润滑剂承载能力测定法(四球法)》进行检测;以下运动粘度按照《gb/t265-1998石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行检测;以下粘度指数计算按照《gb/t1995-1998石油产品粘度指数计算法》进行检测;以下氧化诱导期(150℃)按照《sh/t0209-1992液压油热稳定性测定法》进行检测。以下添加剂配伍性的测定方法为:将两种不同种类添加剂同时搅拌溶解于基础油中,于室温下室内静置30天后,用肉眼观察。实施例1润滑油抗磨剂,具体按照以下步骤进行制备:a.按质量份计,向带搅拌器和冷凝器的反应釜中投入丙烯酸正丁酯100份、引发剂偶氮二异丁腈aibn0.5份和溶剂乙酸乙酯80份,搅拌条件下投入s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸脂(raft试剂)1.5份,加热至70℃回流反应8h,反应结束后,在60℃、800pa条件下减压蒸馏2h除去溶剂乙酸乙酯,得嵌聚合物a(测得重均分子量mw=29500);b.将聚合物a100份投入带搅拌的减压蒸馏反应釜,投入乙醇胺30份,催化剂doo1阳离子树脂2.0份,在80℃下减压蒸馏反应8h,提高减压蒸馏温度至140℃继续减压蒸馏4h,滤掉催化剂阳离子树脂doo1得到聚合物b(采用傅里叶红外光谱仪测定在3300-3500cm-1处有n-h吸收峰,证明其含有-nh2官能团);c.将聚合物b100份投入带搅拌器和回流冷凝器的反应釜中,加入三氧化钼10.0份、n,n-二甲基甲酰胺1.0份和二甲苯100份,加热至127℃回流4h后,降温至80℃,补充一水合肼的质量分数为80%的水合肼2.0份,60℃下继续搅拌3h至反应底物呈蓝绿色,在90℃、真空压力800pa条件下减压蒸馏2h除去二甲苯,过滤除去固体杂质,即得。实施例2润滑油抗磨剂,具体按照以下步骤进行制备:a.按质量份计,向带搅拌器和冷凝器的反应釜中投入丙烯酸正丁酯100份、引发剂偶氮二异丁腈aibn1.0份和溶剂乙酸乙酯100份,搅拌条件下投入s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸脂(raft试剂)2.0份,加热至75℃回流反应8h,反应结束后,在65℃、1000pa条件下减压蒸馏2.5h除去溶剂乙酸乙酯,得聚合物a(测得重均分子量mw=15000);b.将聚合物a100份投入带搅拌的减压蒸馏反应釜,投入乙醇胺30份,催化剂doo1阳离子树脂2.0份,在95℃下减压蒸馏反应6h,提高减压蒸馏温度至150℃继续减压蒸馏3h,滤掉催化剂阳离子树脂doo1得到聚合物b(采用傅里叶红外光谱仪测定在3300-3500cm-1处有n-h吸收峰,证明其含有-nh2官能团);c.将聚合物b100份投入带搅拌器和回流冷凝器的反应釜中,加入三氧化钼15.0份、n,n-二甲基甲酰胺1.0份和二甲苯100份,加热至135℃回流5h后,降温至60℃,补充一水合肼的质量分数为80%的水合肼4.0份,80℃下继续搅拌2-3h至反应底物呈墨绿色,控制真空压力1000pa,蒸馏温度95℃,减压蒸馏2.5h除去二甲苯,过滤除去固体杂质,即得。实施例3润滑油抗磨剂,具体按照以下步骤进行制备:a.按质量份计,向带搅拌器和冷凝器的反应釜中投入丙烯酸正丁酯100份、引发剂偶氮二异丁腈aibn0.8份和溶剂乙酸乙酯90份,搅拌条件下投入s、s’-二(α,α’-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸脂(raft试剂)1.8份,加热至72℃回流反应9h,反应结束后,控制温度62.5℃,真空压力900pa条件下,减压蒸馏2h除去溶剂乙酸乙酯,得嵌段式聚合物a(采用分子渗透凝胶色谱测定重均分子量mw=22700);b.将聚合物a100份投入带搅拌的减压蒸馏反应釜,投入乙醇胺30份,催化剂doo1阳离子树脂2.0份,在90℃下减压蒸馏反应7h,提高减压蒸馏温度至145℃继续减压蒸馏3.5h,滤掉催化剂阳离子树脂doo1得到聚合物b(采用傅里叶红外光谱仪测定在3300-3500cm-1处有n-h吸收峰,证明其含有-nh2官能团);c.将聚合物b100份投入带搅拌器和回流冷凝器的反应釜中,加入三氧化钼13.0份、n,n-二甲基甲酰胺1.0份和二甲苯100份,加热至132℃回流4.5h后,降温至70℃,补充一水合肼的质量分数为80%的水合肼3.0份,70℃下继续搅拌2.5h至反应底物呈蓝绿色,控制温度92℃,真空压力900pa,减压蒸馏2h除去二甲苯,过滤除去固体杂质,即得。性能检测对实施例1-3制得的润滑油抗磨剂以1wt%的比例加入到15#工业白油(克拉玛依炼油厂生产)中,进行运动粘度(40℃)、粘度指数、摩擦系数、烧结负荷(pd)、氧化诱导时间等指标测定,并与未添加抗磨添加剂的15#工业白油进行空白对照,结果如表1所示。以15#工业白油为基础油,分别加入实施例1-3制得的润滑油抗磨剂1wt%和t106(石油磺酸钙,锦州新兴石油添加剂有限责任公司)、t109(烷基水杨酸钙,锦州新兴石油添加剂有限责任公司)、t321(硫化异丁烯,锦州惠发天河化学有限公司)、t203(硫磷双辛伯烷基锌盐,锦州惠发天河化学有限公司)做溶解稳定性试验,结果如表2所示。表1性能测试结果检测项目空白对照组实施例1实施例2实施例3运动粘度(40℃)/(mm2·s-1)15.819.918.519.1粘度指数6161315摩擦系数0.1160.0670.0520.061烧结负荷pd/n1180245029452750氧化诱导时间(150℃)/min26628371由表1可知,当15#工业白油加入1wt%的实施例1-3制得的抗磨剂后,40℃运动粘度、粘度指数均有显著改善,同时烧结负荷由1180n提高至2450-2945n,氧化诱导时间由26min提高至62-83min。由此说明,本发明方法制备的润滑油抗磨剂除具有抗磨功能外,还能够显著提高粘度和粘度指数,能够显著提高基础油抗氧化时间。表2配伍性测试结果由表2可知,以15%工业白油为基础油同时添加1wt%实施例1-3制得的抗磨剂和1wt%其他集中添加剂,溶解后室温静置30天,无分层无沉淀。由此证明,本发明方法制备的润滑油抗磨剂与以上几种添加剂的配伍性良好。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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