一种润滑油添加剂及其制备方法与流程

文档序号:24334695发布日期:2021-03-19 12:14阅读:138来源:国知局
本发明涉及润滑油
技术领域
,尤其涉及一种润滑油添加剂及其制备方法。
背景技术
:设备的运转离不开润滑油,而润滑油又离不开润滑油添加剂,润滑油添加剂是现代各种高级润滑油的精髓,其能弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予润滑油某些新的性能,是润滑油的重要组成部分,其种类和品质以及加入比例直接影响润滑油的使用性能。润滑油中常用的添加剂按功能分主要有抗氧化剂、抗磨剂、摩擦改善剂(又名油性剂)、极压添加剂、清净剂、分散剂、泡沫抑制剂、防腐防锈剂、流点改善剂、粘度指数增进剂等类型,在边界润滑条件下,用于改善基础油摩擦学性能,减少摩擦副之间的摩擦阻力,降低磨损和擦伤,最终达到提高润滑油的承载目的。然而,现有润滑油添加剂功能相对单一,要达到较好的性能改善效果,需要添加的量较大,添加剂添加太多又会对粘温性能和低温性能造成影响,无法满足极其苛刻环境下的使用要求。除此之外,现有的润滑油添加剂还或多或少存在易造成电化学腐蚀,高温条件下润滑和抗氧化性能变差,性能稳定性有待进一步提高,与基础油相容性不好的缺陷。例如,申请号为201710539273.7的中国发明专利涉及润滑油添加剂
技术领域
,且公开了一种关于富勒烯应用的润滑油添加剂,包括以下重量份数配比的原料:基础油60份-63份、富勒烯8.4份-10.1份、油溶黄0.5份-1.50份、粘度调节剂4.0份-4.4份、抗氧剂0.1份-1.5份、分散剂0.2份-0.8份、补强剂0.1份-0.5份、改性方解石粉5.1份-8.4份、纳米二氧化硅7.4份-8.2份。该关于富勒烯应用的润滑油添加剂,通过在添加剂中添加富勒烯,可以避免润滑油早期氧化,并且使发动机金属表面不会因硫、磷等成分对其表面产生氧化腐蚀等负作用,同时富勒烯可以在高压、高热的状态下发生偶合反应,使得摩擦阻力、磨损变得更小,使润滑油添加剂具有超强的吸附性、抗氧化性和极强的稳定性。然而,由于其添加原料较多,使得产品分散性能不好,粘温性能和低温性能有待进一步提高。本领域仍需要开发一种润滑油添加剂,这种润滑油添加剂能有效改善润滑油的综合性能,提高其润滑效果、抗磨减摩性能、抗氧化性能和性能稳定性,还能有效避免对器件造成腐蚀,有效延长使用寿命。技术实现要素:本发明的发明目的是提供一种润滑油添加剂及其制备方法,该制备方法工艺简单、能耗小、设备投资低、制备效率和成品合格率高,适合连续规模化生产;通过这种方法制备得到的润滑油添加剂能有效改善润滑油的综合性能,提高其润滑效果、抗磨减摩性能、抗氧化性能和性能稳定性,还能有效避免对器件造成腐蚀,有效延长使用寿命。为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是,一种润滑油添加剂,其特征在于,包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷20-30份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管5-10份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪3-5份、分散剂0.5-1.5份。适合本发明技术方案的分散剂无特别的限制,只要其对各组分起到分散作用的本领域常规分散剂可有利地用于本发明技术方案即可。在本发明的一个实例中,所述分散剂为吐温、油酸、亚胺类化合物、十二烷基苯磺酸钠、斯盘-80或它们中两种或更多种形成的混合物。进一步的,所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷具有如下结构式:在本发明的一个实例中,所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷的制备方法,包括如下步骤:将p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂加入到有机溶剂中,在60-70℃下搅拌反应6-8小时,后旋蒸除去溶剂,依次经过分液、用无水硫酸镁吸水、旋蒸步骤,得到p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷。核磁表征如下:1hnmr(400mhz,dmso):8.68(s,1h),8.12(s,1h),7.26(d,8h),7.36(d,4h),7.12(t,4h),6.03(d,1h),4.32(m,4h,),3.65-3.91(t,5h,),2.0(t,3h)。在本发明的一个实例中,所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:(1-2):(20-30)。在本发明的一个实例中,所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种;所述有机溶剂为乙腈、二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一种。适合本发明技术方案的分液方法无特别的限制,在本发明的一个实例中,所述分液是将二氯甲烷与水按质量比3:1混合而成的混合物作为分液体系进行分液的。适合本发明技术方案的2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管的制备方法无特别的限制,在本发明的一个实例中,所述2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管的制备方法,包括:将稀土氧化物纳米管分散于乙醇中,再向其中加入2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮,在50-70℃下搅拌反应4-6小时,后旋蒸除去乙醇,得到2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管。在本发明的一个实例中,所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为(3-5):(18-28):(0.2-0.5)。在本发明的一个实例中,所述稀土氧化物纳米管为参照申请号为200610116365.6的中国发明专利实施例1的制备方法制备得到。本发明的另一个目的,在于提供一种所述润滑油添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按重量份混合均匀后,碾磨过900-1300目筛,得到润滑油添加剂的成品。本发明提供的一种润滑油添加剂的制备方法,该制备方法工艺简单、能耗小、设备投资低、制备效率和成品合格率高,适合连续规模化生产。本发明提供的一种润滑油添加剂,克服了现有润滑油添加剂功能相对单一,要达到较好的性能改善效果,需要添加的量较大,添加剂添加太多又会对粘温性能和低温性能造成影响,无法满足极其苛刻环境下的使用要求的缺陷;也克服了市面上的润滑油添加剂还或多或少存在易造成电化学腐蚀,高温条件下润滑和抗氧化性能变差,性能稳定性有待进一步提高,与基础油相容性不好的技术问题;通过各组分协同作用,使得制成的润滑油添加剂能有效改善润滑油的综合性能,提高其润滑效果、抗磨减摩性能、抗氧化性能和性能稳定性,还能有效避免对器件造成腐蚀,有效延长使用寿命。本发明提供的一种润滑油添加剂,添加p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷能有效改善润滑油的润滑效果、耐磨性和极压性能,且其添加由于不含有离子盐结构,更有利于提高防腐性能;在各基团电子效应、位阻效应和共轭效应多重作用下,还能改善粘温性能,使得添加了这种添加剂的润滑油氧化安定性和耐温安定性优异。本发明提供的一种润滑油添加剂,添加的2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管由于稀土氧化物纳米管表面光滑,有效改善耐磨减摩性能,同时,其添加还能改善耐腐蚀,综合性能和性能稳定的优点;表面通过2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性,能改善其分散性,增强其与其它组分之间的相容性。且通过改性引入的二苯甲酮结构,有效改善其性能稳定性和极压性能。本发明提供的一种润滑油添加剂,添加的3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪,增加了润滑油的抗磨性能,并且其中含有的功能元素在润滑油长期使用过程中不会出现组分脱离的情况,使得润滑油的长期使用的稳定性和持久性好,使得润滑油在机械中的使用时间长,在保证机械稳定运行的情况下,机械中润滑油的更换次数减少,节约了节油的效果,使得应用该润滑油的发动机效率和使用寿命得到改善。具体实施方式下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。一种润滑油添加剂,其特征在于,包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷20-30份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管5-10份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪3-5份、分散剂0.5-1.5份。适合本发明技术方案的分散剂无特别的限制,只要其对各组分起到分散作用的本领域常规分散剂可有利地用于本发明技术方案即可。在本发明的一个实例中,所述分散剂为吐温、油酸、亚胺类化合物、十二烷基苯磺酸钠、斯盘-80或它们中两种或更多种形成的混合物。进一步的,所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷具有如下结构式:在本发明的一个实例中,所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷的制备方法,包括如下步骤:将p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂加入到有机溶剂中,在60-70℃下搅拌反应6-8小时,后旋蒸除去溶剂,依次经过分液、用无水硫酸镁吸水、旋蒸步骤,得到p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷。核磁表征如下:1hnmr(400mhz,dmso):8.68(s,1h),8.12(s,1h),7.26(d,8h),7.36(d,4h),7.12(t,4h),6.03(d,1h),4.32(m,4h,),3.65-3.91(t,5h,),2.0(t,3h)。在本发明的一个实例中,所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:(1-2):(20-30)。在本发明的一个实例中,所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种;所述有机溶剂为乙腈、二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一种。适合本发明技术方案的分液方法无特别的限制,在本发明的一个实例中,所述分液是将二氯甲烷与水按质量比3:1混合而成的混合物作为分液体系进行分液的。适合本发明技术方案的2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管的制备方法无特别的限制,在本发明的一个实例中,所述2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管的制备方法,包括:将稀土氧化物纳米管分散于乙醇中,再向其中加入2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮,在50-70℃下搅拌反应4-6小时,后旋蒸除去乙醇,得到2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管。在本发明的一个实例中,所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为(3-5):(18-28):(0.2-0.5)。在本发明的一个实例中,所述稀土氧化物纳米管为参照申请号为200610116365.6的中国发明专利实施例1的制备方法制备得到。本发明的另一个目的,在于提供一种所述润滑油添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按重量份混合均匀后,碾磨过900-1300目筛,得到润滑油添加剂的成品。由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:(1)本发明提供的一种润滑油添加剂的制备方法,该制备方法工艺简单、能耗小、设备投资低、制备效率和成品合格率高,适合连续规模化生产。(2)本发明提供的一种润滑油添加剂,克服了现有润滑油添加剂功能相对单一,要达到较好的性能改善效果,需要添加的量较大,添加剂添加太多又会对粘温性能和低温性能造成影响,无法满足极其苛刻环境下的使用要求的缺陷;也克服了市面上的润滑油添加剂还或多或少存在易造成电化学腐蚀,高温条件下润滑和抗氧化性能变差,性能稳定性有待进一步提高,与基础油相容性不好的技术问题;通过各组分协同作用,使得制成的润滑油添加剂能有效改善润滑油的综合性能,提高其润滑效果、抗磨减摩性能、抗氧化性能和性能稳定性,还能有效避免对器件造成腐蚀,有效延长使用寿命。(3)本发明提供的一种润滑油添加剂,添加p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷能有效改善润滑油的润滑效果、耐磨性和极压性能,且其添加由于不含有离子盐结构,更有利于提高防腐性能;在各基团电子效应、位阻效应和共轭效应多重作用下,还能改善粘温性能,使得添加了这种添加剂的润滑油氧化安定性和耐温安定性优异。(4)本发明提供的一种润滑油添加剂,添加的2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管由于稀土氧化物纳米管表面光滑,有效改善耐磨减摩性能,同时,其添加还能改善耐腐蚀,综合性能和性能稳定的优点;表面通过2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性,能改善其分散性,增强其与其它组分之间的相容性。且通过改性引入的二苯甲酮结构,有效改善其性能稳定性和极压性能。(5)本发明提供的一种润滑油添加剂,添加的3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪,增加了润滑油的抗磨性能,并且其中含有的功能元素在润滑油长期使用过程中不会出现组分脱离的情况,使得润滑油的长期使用的稳定性和持久性好,使得润滑油在机械中的使用时间长,在保证机械稳定运行的情况下,机械中润滑油的更换次数减少,节约了节油的效果,使得应用该润滑油的发动机效率和使用寿命得到改善。实施例1实施例1提供一种润滑油添加剂,其特征在于,包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷20份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管5份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪3份、分散剂0.5份;所述分散剂为吐温。所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷具有如下结构式:所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷的制备方法,包括如下步骤:将p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂加入到有机溶剂中,在60℃下搅拌反应6小时,后旋蒸除去溶剂,依次经过分液、用无水硫酸镁吸水、旋蒸步骤,得到p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷;所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:1:20;所述碱性催化剂为氢氧化钠;所述有机溶剂为乙腈。所述分液是将二氯甲烷与水按质量比3:1混合而成的混合物作为分液体系进行分液的。所述2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管的制备方法,包括:将稀土氧化物纳米管分散于乙醇中,再向其中加入2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮,在50℃下搅拌反应4小时,后旋蒸除去乙醇,得到2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管;所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为3:18:0.2。一种所述润滑油添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按重量份混合均匀后,碾磨过900目筛,得到润滑油添加剂的成品。实施例2实施例2提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于,其包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷23份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管6份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪3.5份、分散剂0.7份;所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为3.5:20:0.3;所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:1.2:22。实施例3实施例3提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于,其包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷25份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管7.5份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪4份、分散剂1份;所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为4:23:0.35;所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:1.5:25。实施例4实施例4提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于,其包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷28份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管9份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪4.5份、分散剂1.4份;所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为4.5:26:0.45;所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:1.8:28。实施例5实施例5提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于,其包括如下按重量份计的各组分制成:p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷30份、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管10份、3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪5份、分散剂1.5份;所述稀土氧化物纳米管、乙醇、2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮的质量比为5:28:0.5;所述p-(2-苯并恶唑基)苄基氯、腺苷、碱性催化剂、有机溶剂的摩尔比为2:1:2:30。对比例1对比例1提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,没有添加p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷。对比例2对比例2提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,没有添加2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管。对比例3对比例3提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,没有添加3,4-二氢-3-羟基-4-氧-1,2,3-苯并三嗪。对比例4对比例4提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,用稀土氧化物纳米管代替2-羟基-4-(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)二苯甲酮改性稀土氧化物纳米管。对比例5对比例5提供一种润滑油添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,用腺苷代替p-(2-苯并恶唑基)苄基氯改性腺苷。上述实施例1-5以及对比例1-5所得润滑油添加剂以重量份数为5%的添加量分散在牌号为spectrasyn8的聚α-烯烃基础油中形成润滑油样品,然后进行相应的性能测试,测试结果如表1所示。测试方法如下:(1)四球实验:按照astmd-2783进行测试;在四球实验测试结果中,在一定温度、转速下,最大无卡咬负荷pb值,表示的是钢球在润滑状态不发生卡咬的最大负荷,pb值越高,说明润滑油的润滑性能越好。烧结负荷pd值,表示的是逐级增大负荷,上方钢球和下方钢球因负荷过重而发生高温烧结,设备不得不停止运转的负荷,pd值越高,说明润滑油的极压润滑性能越好。磨斑直径d值,表示的是承重钢球面因摩擦导致磨损斑痕直径的大小,d值越小,说明润滑油的抗磨能力润滑性越好;磨斑直径的测试条件为:载荷294n,转速1455r/min,室温条件下,长磨时间30min,所用钢球为直径为12.7mm的gcr15标准轴承钢球,硬度为60~63hrc。(2)倾点:按照gb/t3535-2006进行测试。(3)腐蚀实验:按照gb/t5096进行,测试为铜片,121℃,3小时。表1实施例和对比例样品性能项目最大无卡咬负荷(pb)/n烧结负荷(pd)/n磨斑直径d/mm倾点℃腐蚀性/级实施例188920190.20-342a实施例289420230.16-361b实施例389920310.12-391b实施例490720450.10-411b实施例591520610.08-441b对比例182118320.35-272b对比例280417870.46-292b对比例381618190.38-272b对比例481018030.41-302a对比例582618630.29-292a从上表可以看出,本发明实施例公开的润滑油添加剂添加到基础油中形成的润滑油具有更好的极压性能和润滑性能,且耐腐蚀性能较好,这是各组分协同作用的结果。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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