[发明专利]作为润滑添加剂的植物油衍生物

说明书

本发明是关于润滑剂组合物、润滑剂添加剂以及制备具有抗磨性的润滑添加剂的方法，润滑添加剂含有植物油和植物油衍生物作为润滑剂。更具体地说，本发明涉及在不同的组合物中作为润滑添加剂的植物油脂肪酸的蜡酯、硫化植物油甘油三酯、硫化植物油蜡酯、植物油甘油三酯、植物油甘油三酯的亚磷酸酯加合物和植物油蜡酯的亚磷酸酯加合物，上述植物油来源于不同的植物资源。

润滑剂广泛用于减少移动部分表面之间的摩擦，因此可以减少磨损，以防止部件损坏。大多数润滑剂主要是由通常具有较高分子量的烃为基本原料组成的。在应用中如果用于移动的部件压力很高，那么仅仅由烃基本原料组成的润滑剂往往会失效，从而使接触部件损坏。众所周知，加入物质（润滑添加剂）可增加润滑剂的高压力运行性能。上述物质一般称之为“特压添加剂”。特压添加剂的实例有硫化物质，例如硫化鲸蜡油或硫化西蒙得木油。

天然蜡酯（例如如西蒙得木油）和合成蜡酯（例如植物油甘油三酯）可以进行硫化并释放出脂肪酸。天然蜡酯制备的硫化产物的配方，可以提供有效的润滑添加剂组合物。但是，天然蜡酯的问题是有效性及费用。植物油必须从游离的脂肪酸进行酯基转移，以得到蜡酯。但是实际应用中，植物油甘油三酯的不利之处在于，为了生成用于硫化的蜡酯，需要一些增加成本的转化步骤，而不是将甘油三酯直接进行硫化。这些额外的方法步骤使得植物油蜡酯作为润滑添加剂相对来说是不经济的。

Princen等试图通过硫化道氏池花（Meadowfoam）脂肪酸的蜡酯使道氏池花油硫化（“Development    of    New    Crops    for    Indusirial    Raw    Materials，”J.Amer，Oil    Chemists    Soc.，61：281-89，1984）。Princen等发现，在传统的硫化条件下，未改变的甘油三酯油可以与硫进行硫化反应，得到油胶，该油胶是坚硬的化学橡胶，它是令人难以接受的润滑添加剂。由于烃链通过多硫化物键交联，形成不可溶的物质油胶。在Princen等公开的资料中叙述的第一个道氏池花油的硫化蜡酯制剂具有良好的润滑性质，但是它腐蚀铜、泡沫过量，并且在应用条件下在热的传动箱中过度稠化。Princen等叙述的第二个道氏池花油的硫化蜡酯制剂用不同的合成条件制得，该制剂减低了铜腐蚀性并保持了润滑性能，但生成的泡沫较多，不符合热稳定性试验。Princen等的第三个制剂应用由浓缩的单烯和二烯酸得到的蜡酯。二烯蜡酯（由单烯脂肪酸制得）导致磨痕增加，但其他特性是令人满意的。

在证明单独硫化甘油三酯产生几乎不溶于基油的树脂产物之后，Wakim（美国专利3，986，966）加入非蜡的18-22个碳原子的单不饱和脂肪酸甲酯以改进硫化甘油三酯的溶解度。

Hutchinson等叙述了猪油与饱和蜡酯的硫化混合物，蜡酯的主要成分是由C_10-16饱和醇与C_18-22不饱和酸得到的（美国专利3，740，333）。

Kammann等发现，在某些情况下，甚至在12%硫含量情况下，硫化植物油甘油三酯产生橡胶状产物（“硫化植物油产物作为润滑添加剂”，J.Amer.Oil    Chemists    Soc.，62：917-23，1985）。Kammann等试图应用大量猪油酸甲酯（methyl    lardate）进行硫化，但是得到油胶产物，或用道氏池花油进行硫化得到近似油胶的产物。在硫化前，Kammann等仅仅通过加入10%不饱和的油酸就能够进行硫化，但是得到的产物作为润滑添加剂其性质是不符要求的。

应用硫化植物油存在许多的问题，并且从甘油三酯植物油制备蜡酯需要额外的费用。因此，在本技术领域需要寻找润滑添加剂组合物，该组合物能够应用较丰富的植物油，而不靠制备脂肪酸蜡酯的复杂操作步骤。在本技术领域还需要硫化甘油三酯植物油用作为润滑添加剂的技术。

简单说来，本发明涉及润滑添加剂，该润滑添加剂由甘油三酯植物油与至少一种硫化植物油和植物油的亚磷酸酯加合物的组合物所组成。植物油是以甘油三酯的形式存在，按其天然状态来说它是有约16-26个碳原子并至少有1个但不超过3个双键的脂肪酸，脂肪酸至少占90%。带有1个双键的有18-22个碳原子的脂肪酸占多数的植物油脂肪酸较好。植物油最好是道氏池花、菜子油或埃塞俄比亚海甘蓝油。