[发明专利]一种苯甲酸-磷酸酯润滑基础油及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种苯甲酸‑磷酸酯润滑基础油及其制备方法与应用，所述制备方法具体为：取三羟甲基氧化磷、脂肪酸和苯甲酸，混合均匀后预热，之后加入催化剂形成反应体系，在真空条件下再继续升温至150‑220℃反应5‑10h，得到粗酯产品，再经后处理得到所述苯甲酸‑磷酸酯润滑基础油。与现有技术相比，本发明制得的苯甲酸‑磷酸酯润滑基础油具有优异的润滑性和耐高温性，同时也具有极压抗磨性。

技术领域

本发明涉及润滑领域，具体涉及一种苯甲酸-磷酸酯润滑基础油及其制备方法与应用。

背景技术

润滑油广泛应用在汽车、机械设备上，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，以减少摩擦、保护机械及加工件，一般呈液体或半固体状。润滑油由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。

极压抗磨性能是润滑油中基础油非常重要的性能指标，而含磷化合物便具有突出的极压抗磨性，其中磷酸酯是应用最早的极压抗磨剂。磷酸酯具有良好的极压抗磨性能主要有以下两个因素：一方面磷酸酯与金属表面的金属(特别是Fe)发生化学反应，生成金属磷化物(当金属为Fe时，金属磷化物为磷化铁与磷酸亚铁)，这些无机盐在摩擦热和压力的作用下，产生塑性流动而变形，落入金属表面上凹凸不平的低点，从而增加了金属和磷酸酯的接触面积，降低了压力点，提供了金属表面的边界润滑，使其具备较好的极压抗磨性。另一方面在金属加工过程中，这里以Fe作为金属举例，磷化物首先在铁表面发生吸附作用，生成有机磷酸铁盐膜，然后在极端压力和摩擦热作用下发生了C-O键断裂，有机磷酸铁盐膜可以进一步反应分解，生成无机磷酸铁保护膜，使金属和金属之间不发生直接接触，从而保护了金属表面。

中国专利CN 112662448 A以三羟甲基氧化磷和长链脂肪酸酯化反应，经过后处理后得到三羟甲基氧化磷油酸酯润滑基础油，该润滑基础油也具有优良的极压抗磨性，四球磨斑直径为0.33mm，但还有进一步提高的空间。本发明的苯甲酸-磷酸酯润滑基础油产品则大幅提高了磷酸酯的抗磨性能，四球磨斑直径可降低到0.24mm。

发明内容

本发明的第一个目的就是提供一种苯甲酸-磷酸酯润滑基础油的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种苯甲酸-磷酸酯润滑基础油的制备方法，所述制备方法具体为：取三羟甲基氧化磷(简称为THPO)、脂肪酸和苯甲酸，混合均匀后预热，之后加入催化剂形成反应体系，在真空条件下再继续升温至150-220℃反应5-10h，得到粗酯产品，再经后处理得到所述苯甲酸-磷酸酯润滑基础油。

所述脂肪酸选自亚油酸、α-亚麻酸、油酸、辛酸、癸酸、月桂酸、异硬脂酸、花生四烯酸、异硬脂酸、棕榈酸、二十碳五烯酸或二十二碳六烯酸中的一种或多种。

三羟甲基氧化磷、脂肪酸和苯甲酸的摩尔比为1:(1-2.5):(1-2.5)。根据官能团之比的限定，苯甲酸太少的话得到的润滑基础油产品的结构刚性减弱，从而降低产品的抗磨性能。苯甲酸太多的话润滑基础油产品呈固体状态。

优选地，三羟甲基氧化磷、脂肪酸和苯甲酸的摩尔比为1:(1-2):(1-2.1)。

所述催化剂为酸性催化剂。

所述催化剂选自浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、ZnO或酞酸酯中的一种或多种。其中磷酸、对甲苯磺酸常用。

所述催化剂的用量为三羟甲基氧化磷、脂肪酸和苯甲酸总用量的0.5-3wt％。

优选地，所述催化剂的用量为三羟甲基氧化磷、脂肪酸和苯甲酸总用量的0.8-1.5wt％。

进一步优选地，所述催化剂的用量为三羟甲基氧化磷、脂肪酸和苯甲酸总用量的1wt％。