[发明专利]一种硼酸盐抗磨极压添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑脂或润滑剂添加剂领域，具体地，本发明涉及一种硼酸盐抗磨极压添加剂、制备方法及其使用方法。

背景技术

硼酸盐是八十年代初才引起人们关注的一类极压抗磨添加剂，国内外许多研究结果表明硼酸盐作为极压添加剂具有其独特的优越性：抗磨性好、无毒、无气味、不会腐蚀金属，耐高温性好，在250℃以上仍有良好的极压抗磨性，与含硫、磷、氯活性添加剂配伍性也较好，复合效果(增效作用)明显。另外硼酸盐极压添加剂的作用机理也与其它有机极压抗磨剂有所不同，它不是由于与金属反应形成反应膜，而是由于摩擦部件相对运动时，其表面带电，使硼酸盐微粒粘附于其上，形成极压膜。这层膜既厚又粘，起到无机润滑膜的作用。

目前，硼酸盐类添加剂大致有三种类型：一种是用石油磺酸钠为分散剂的硼酸盐，是将水溶液的硼酸钾分散在油中，再除去水。其缺点是因为产品含石油磺酸钠，用于润滑脂中影响产品胶体安定性，进而影响润滑脂的滴点、稠度、机械安定性、抗水性等性能，因此在润滑脂中基本无法应用；第二种是将硼酸钾干燥，磨成细粉，直接用于产品。其缺点是分散性差，在一些高粘度油和半流体润滑脂中发生沉淀，因此限制了其使用范围。第三种为纳米超细形硼酸盐润滑油添加剂，采用喷雾技术或超声波乳化方法，例如CN 1175621A涉及了一步相转移制备超细硼酸盐添加剂的方法。该方法通过添加一定量的分散剂、促进剂和稀释剂，经超声波乳化分散，在中性微乳液中反应，再经减压脱水，可获得小于0.5微米的超细硼酸盐添加剂，但这类方法工艺过程复杂，成本较高。

同时，由于硼酸盐型添加剂存在抗水性差的问题，因此改善或解决硼酸盐类型添加剂的抗水性问题成为这一领域技术人员关注的焦点。CN 1362500A涉及了一种具有抗氧、抗腐、抗磨润滑油添加剂，内相由硼酸盐和酯的一种或多种混合物，用聚烯烃乳化剂分散在润滑油中，粒径在0.5微米以下的胶体溶液，极压性高、抗磨擦性好，并具有抗腐、抗氧作用，该专利虽未提到抗水性问题，但其硼酸盐添加剂组分主要为小分子硼酸盐，因此对抗水性基本无改善作用。

CN 101368125A公开了一种硼酸盐抗磨极压添加剂及制备方法，所述的添加剂主要由油性介质、分散剂和大分子聚合硼酸盐构成，它们的重量百分配比是：10-50％的油性介质，1-5％的分散剂，以及50-90％的大分子聚合硼酸盐；所述的油性介质是矿物基础油、合成基础油、矿物油和合成油的混合物；所述的分散剂采用C₁₂-C₂₂脂肪酸金属皂或C₁₂-C₂₂羟基脂肪酸金属皂。该专利较好的解决了硼酸盐类添加剂抗水性差的问题，但是其抗磨抗压性及锥入度并不能完全符合市场需求。

因此，现有技术的难题是开发一种抗水性好，并具有优异抗磨抗压性能，稳定性良好的硼酸盐添加剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗水性好，抗磨极压性能特别优良，且生产工艺简单的硼酸盐抗磨极压添加剂。它主要用于润滑脂中，特别是高温及宽温度范围应用的润滑脂中，也可用于高粘度的各种高性能的开式齿轮油，如大型球磨机等机械的大齿轮的润滑剂中，以及齿轮箱或涡轮箱的半流体润滑剂中。

所述硼酸盐抗磨极压添加剂按重量百分比包括：50～90％的多硼酸盐、5～50％的合成基础油、0.1～8％分散剂。

优选地，所述多硼酸盐通过以下步骤制备：

(1)将氢氧化钾与硼酸，在60～95℃反应10min以上；

(2)将步骤(1)的反应混合物加热至100～150℃反应10min以上；

(3)将步骤(2)的反应混合物加热至190～250℃反应20min以上，冷却，得到多硼酸盐。

优选地，步骤(1)中氢氧化钾与硼酸的摩尔比为0.1∶1～2∶1，例如：0.11∶1、0.12∶1、0.15∶1、0.19∶1、0.21∶1、0.9∶1、0.99∶1、1.8∶1、1.9∶1、1.95∶1、1.99∶1等，进一步优选为0.2∶1～1.5∶1，特别优选为0.2∶1～1∶1。

步骤(1)中所述反应温度可以：60.1℃、60.2℃、61℃、67℃、75℃、80℃、85℃、89℃、91℃、94.5℃、94.8℃、94.9℃等，优选为65～92℃，特别优选为70～90℃。