[发明专利]一种高抗磨减摩润滑油添加剂芳香类含氮硼酸酯的制备

说明书

本发明涉及机械润滑技术领域中一种芳香类含氮硼酸酯润滑油添加剂的制备方法，该添加剂的原料包括含硫氮醇、硼酸及芳香类二乙醇酰胺；所述含硫氮醇由二胺类化合物、二硫化碳和环氧丙烷为原料制备；所述芳香类二乙醇酰胺由芳香族羧酸、二氯亚砜和二乙醇胺为原料制备；所述高抗磨减摩润滑油添加剂由含硫氮醇、硼酸及芳香类二乙醇酰胺反应得到。本发明采用的合成方法具有操作简单易行，适合大规模的产业化生产，实用性非常强。通过本方法所制备出的润滑油添加剂可有效保护易于磨损的机器零件以及发动机等设备，有效增加润滑油的抗磨擦性能并降低了能源的损耗。

技术领域

本发明涉及机械摩擦润滑技术领域，尤其是一种高抗磨润滑油添加剂。

背景技术

润滑油一般由基础油和添加剂组成，基础油是润滑油的主要成分，决定了润滑油的基本性质；添加剂可以弥补和改善基础油性能方面的不足，并赋予新性能，有机硼酸酯是一种多功能润滑油添加剂，具有优良的抗磨减磨性能，有极好的油膜强度，使用寿命长，无磷无毒无污染，防锈适应范围宽等优点。在硼酸酯类添加剂中引入芳香基团，会使硼酸酯具有更好的油溶性。在硼酸酯中引入硫、氮等元素可以使润滑油具有更好的抗磨性能。目前应用的硼酸类润滑油添加有硼酸盐和硼酸酯两种，硼酸盐的缺点是微溶于水，在有水存在的条件下不稳定，因此不适用于大量接触水而且定期排水的设备中。因此广泛应用的是硼酸酯类润滑油添加剂。

硼酸酯润滑油添加剂的应用原理：硼类添加剂在与金属接触摩擦中硼原子与金属表面发生渗硼作用，生成金属硼化物的极压膜，这一层表面膜有较高硬度，良好的抗磨性，较好的抗氧化性、耐腐蚀性，能承受金属与金属的接触，特别能承受冲击负荷。为了提高硼酸酯润滑油添加剂的抗磨性能，本发明在硼酸酯中引入具有抗磨性能的元素氮和硫，与分子中的硼元素一起构成高抗磨减摩效果。

虽然有机硼酸酯用作润滑油添加剂具有环境友好、多功能、低添加量、高的热稳定性等特点，但和所有的酯类化合物一样，其具有水解稳定性差的缺点。当有机硼酸酯发生水解后，会造成添加剂中硼有效成分的丢失，从而使润滑油的减摩、抗磨性能下降。如何克服上述缺陷开发出水解稳定性高的有机硼酸酯润滑油添加剂制备方法是当务之急。从空间因素来看，随着硼酸酯分子中碳链的增长，引入苯环等基团，可以导致空间位阻增大，水解稳定性也会相应提高。在硼酸酯的分子内部结构中引入氮原子等具有未共用电子对的原子，使氮原子与硼原子形成分子内配位键，也能够提高硼酸酯水解稳定性。因此本发明通过以上方法，有效地提高硼酸酯的水解稳定性。

发明内容

针对上述的研究背景，本发明的目的在于提供一种芳香类含氮硼酸酯的高抗磨减摩润滑油添加剂的制备方法，提高润滑油的抗摩擦性能，提高润滑性。

作为本发明的一个方面，本发明提供了一种芳香类含氮硼酸酯类润滑油添加剂的制备。

其中，芳香类二乙醇酰胺合成中的原料包括苯甲酸、苯乙酸、萘甲酸、萘乙酸，也包含其相应主要成分的衍生物。

其中，硼酸酯类添加剂中硼元素在其中添加剂含量约为1％～3％。

作为本发明的另一个方面，本发明提供了一种芳香类含氮硼酸酯制备高抗磨润滑油添加剂的制备方法，包括下列方法：

制备含硫氮一元醇：二正丁胺或者丙二胺、乙二胺、二正戊胺、二正己胺、二正庚胺等，加入到反应容器中，依次加入等摩尔量的二硫化碳和环氧丙烷，反应1.5小时，得到目标化合物；

制备芳香类二乙醇酰胺：在反应容器中加入等摩尔量的苯甲酸或者苯乙酸、萘甲酸、萘乙酸和二氯亚砜，反应4小时，减压蒸馏除去过量的原料，得芳香类酰氯中间产物。随后依次加入等摩尔量的二乙醇胺、二氯甲烷，反应6小时，得到目标产物；

芳香类含氮硼酸酯的制备：将等摩尔量的含硫氮一元醇、硼酸及芳香类二乙醇酰胺加入到反应容器中，在氮气保护下加热反应2小时，蒸除溶剂得到黄色油状液体，即为芳香类含氮硼酸酯。