[发明专利]硼钼一体化分散剂、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种硼钼一体化分散剂、其制备方法及应用。本发明同时含有硼元素和钼元素，并且硼和钼原子通过B‑N键和Mo‑N键连接。本发明的制备方法包括：至少将分散剂、可以选择添加或不添加的稀释剂，硼化试剂以及钼化试剂混合进行第一阶段反应，之后除去可能残留的未反应物，再进行第二阶段反应，最后经后处理获得目标产物。本发明兼具硼改性分散剂和钼改性分散剂的优点，不仅可以作为性能优良的极压抗磨剂、摩擦改进剂使用，而且还与其他功能添加剂具有很好的加成效应，本发明还可直接作为润滑油组合物添加剂使用，而无需辅以特殊配方调配工艺，其生产工艺简单易操作，可控性高，后处理工艺简单，生产成本低。

技术领域

本发明涉及一种多功能分散剂及其制备方法，特别涉及一种硼钼一体化分散剂、其制备方法及应用。

背景技术

随着现代工业的快速发展，人们对车辆发动机、内燃机等机械设备使用的润滑油的性能要求越来越高，如在内燃机运转过程中，可能形成漆膜、油泥和积炭，造成油路和滤网的堵塞，活塞的磨损，活塞环粘结，从而影响内燃机的使用寿命。为解决这些问题，从上世纪五六十年代开始，国外研究学者采用在润滑油中加入分散剂的方法来达到防止积炭和油泥生成，延长换油期，节省能源及经济支出的目的。

分散剂作为润滑油添加剂中的重要一种，目前已经实现产业化的分散剂主要品种有：丁二酰亚胺型、丁二酸酯型、曼尼希(Manich)型、高分子量型和硼改性型等。

其中，丁二酰亚胺型分散剂是目前使用最为广泛的一类无硫、无磷、高效的、低成本的无灰分散剂，其具有良好的清净性和低温油泥分散性，可抑制发动机活塞上的积碳和漆膜的生成。随着发动机性能的改进及环保要求的不断提升，人们对车用润滑油的换油周期和燃油经济性提出了更高要求。然而普通的丁二酰亚胺（只有连接基团的丁二酰亚胺）由于自身结构方面的原因，已经很难满足这些要求。因而，研究人员尝试在普通丁二酰亚胺的基础上，通过引入其它功能基团或无机功能元素如硼(B)或钼(Mo)以增加产品的功能、改善产品性能和提高燃油经济性等。

其中一种典型的改进产品是硼改性丁二酰亚胺分散剂，其具有良好的分散性能和抗氧化性能，特别是由于引入了硼元素，其抗磨性能也得到了提高，可有效地防止金属表面的拉伤和擦伤，同时可减少分散剂与橡胶密封圈的相容性。

例如，EP0499384A1和EP0499384B1揭示了一种硼含量为1.0~3.0wt%的硼改性双聚异丁烯丁二酰亚胺的产品，其主要是通过将双聚异丁烯丁二酰亚胺与硼酸、水在177~260℃反应而形成。USP4554086揭示了一种具有抗磨和分散作用的硼改性分散剂，该分散剂是一种烃取代的、单或双的、含有羟基的聚胺链的丁二酰亚胺的硼酸酯类化合物，主要是利用硼酸作为硼化试剂与原料反应形成。CN102925254A揭示了一种硼含量为0.3~4.0wt%的硼改性分散剂，其主要通过在85~95℃，惰性气体氛围下，加入硼化试剂和混合溶剂，然后在120~160℃回流1~4h而获得。

其中另一种典型的改进产品是钼改性丁二酰亚胺分散剂，其合成原理类似于硼改性丁二酰亚胺分散剂，而且钼改性丁二酰亚胺分散剂还能够通过二次硫化而引入硫源。钼改性丁二酰亚胺分散剂具有在润滑油中添加少量即可获取优异的抗磨减摩效果，与胺类抗氧化剂复配还能够获得高温协同抗氧化性能。

例如，USP8076275B2揭示了一种钼改性分散剂的制备方法，其主要是通过选择多种类型（单/双丁二酰亚胺型）无灰分散剂作为碱氮化合物，在温度不超过120℃的条件下与三氧化钼和促进剂水反应，再经后处理而获得目标产物。USP20120190864A1、USP20130261313A1揭示了钼改性分散剂的制备方法，其主要是通过选择侧链分子量为500~5000的无灰分散剂作为碱氮化合物，之后以丙烯酸进行预处理，再在温度不超过150℃的条件下与三氧化钼和促进剂水反应过夜，再经后处理而获得目标产物。