[发明专利]润滑油磷氮型无灰抗磨添加剂

说明书

本发明涉及一种润滑油品的磷氮型无灰抗磨添加剂及其制造方法。加入这种抗磨添加剂的特种润滑油品尤其适用机械件的半流体或边界润滑工况，适合于容易接触水的油润滑系统。

机械传动和控制机构中广泛应用润滑油品，往往在润滑油品中加入一些抗磨添加剂以降低磨损，如在高压油泵用的液压油中适当加入适量的抗磨添加剂即制成抗磨液压油。美国专利US4537696（1985年）和PCT专利W08404319均提出用二烷基二硫磷酯锌（ZPTP）作抗磨添加剂。二烷基二硫磷酸锌是金属的硫磷酸有机盐，是一种表面活性化合物，遇水容易水解，水解过程中会生成烷基硫磷酸和硫。硫磷酸是一种乳化剂，它会使润滑油与水发生乳化而难以分离，以致润滑油变质失效，例如冬天油箱内的润滑油因接触可能产生的冷凝水而被乳化后失效，必须更换新润滑油。硫对铜与银有腐蚀性，而机械件如轴承等选用铜质较多，往往由于水解后生成硫对它们的腐蚀而影响使用寿命。

本发明的目的是提供一种抗乳化性强，抗水解性好，抗磨性更佳、不含硫的磷氮型无灰有机抗磨添加剂。这种新型添加剂不易水解，不易使油和水发生乳化，不含有硫，因而对铜、银件不会产生腐蚀，属无灰型，抗磨性能优良。

本发明提供的抗磨添加剂是芳基磷酸酯、长键有机胺、多羟基醇酯肪酸或多元酸脂肪醇酯和苯并三氮唑的有机反应混合物。其重量组份百分比是芳基磷酸酯40%至90%，长链有机胺2%至15%，多羟基醇脂肪酸酯或多元酸脂肪醇酯两者可任用其一或二者并用，共计10%至50%，苯并三氮唑0.5%至5%。在应用中，芳基磷酸酯可采用磷酸三甲苯酯;长链有机胺可采用十八胺;多羟基醇脂肪酸酯可采用山梨糖醇脂肪酸酯或季戊四醇脂肪酸酯，多元酸脂肪醇酯可采用癸二酸二辛酯。

制造工艺方法是：先将芳基磷酸酯类物、长链有机胺类物和苯并三氮唑按上述重量百分比加入反应釜内混合，加热至70℃至150℃，然后维持在这一温度下搅拌6小时至20小时，再按上述重量百分比加入多元酸脂肪醇酯或多羟基醇脂肪酸酯，再继续保温搅拌1至4小时后冷却放料。放出的混合液即为本发明所指的磷氮型无灰有机抗磨添加剂的浓液，浓缩液在室温下是一种浅黄色的油状物，凝固点低于0℃，闪点大于200℃。浓缩液可用稀释剂稀释，稀释剂可采用含氧量高的多羟基或多元酸酯类物，例如二元羧酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯、三羟甲基丙烷酯。

本发明的反应过程的分子式参见附图。先由主反应物磷酸三甲苯酯、十八胺、苯并三氮唑在反应釜内混合后加热生成磷酸苯三唑十八胺和部份甲酚酯、十八胺苯三唑盐、甲苯酚十八胺盐，再与后加入作为溶剂的山梨糖醇脂肪酸酯或季戊四醇酯肪酸酯、癸二酸二辛酯混合形成有机反应混合物，冷却放料即在室温下呈现有浅黄色的油状浓缩液。根据需要可再加入适量的山梨糖醇脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、癸二酸二辛酯之一种或几种进行稀释。

这种新型抗磨添加剂可以任何比例和润滑油品混合，混合后不会影响润滑油品的凝固点。在润滑油品中加入0～1%的这种抗磨添加剂就能实现抗磨作用，一般添加量按重量计为0.1%至10%。该抗磨添加剂还可同润滑油品的其他添加剂，如抗氧剂，增粘剂、降凝剂、消泡剂等相配伍，还可搀入极压添加剂（如二硫二、多硫化异丁烯、二烷基二硫磷酸锌）后形成复合抗磨极压添加剂，进而调制 极压工业齿轮油和双曲线齿轮油等。

用本发明提供的磷氮型无灰抗磨添加剂调制成的抗磨液压油抗磨性能优良，在大于90℃时抗磨性高于用二烷基二硫磷酸锌抗磨添加剂调制成的抗磨液压油，经ASTM.D-2619水解试验测得铜失重近于痕迹，经ASTM.D-1401抗乳化度试验测得在54℃时分层时间小于30分钟，指标先进，性能优良。用该抗磨添加剂可调制成无灰抗磨液压油、录音机含油轴承耐磨润滑油，应用效益显著。如无灰抗磨液压油，应用于柱塞泵和高压叶泵一至二年后测得泵无明显磨损，对铜件基本无腐蚀。

磷氮型无灰抗磨添加剂配方与制造实施例之一如下：

配方（重量百分比）

磷酸三甲苯酯：80%

十八胺：9.2%

苯并三氮唑：0.8%

山梨糖醇脂肪酸等    10%

制造工艺：

将磷酸三甲苯酯、十八胺、苯并三氮唑放入反应釜内混合后加热至110℃，保持这一温度并加以搅拌14小时，再加入山梨糖醇脂肪酸酯和癸二酸二异辛酯，然后继续搅拌3小时，待冷却后放料。视需要加入少量稀释剂，稀释剂采用季戊四醇酯肪酸酯。