一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑及其制備方法，將妥爾油和二乙醇胺置于容器中，于100℃～120℃反應(yīng)4～5小時(shí)，得到妥爾油二乙醇酰胺；將水楊醛與正丁胺混合后加乙醇，在回流裝置中50℃-60℃反應(yīng)2-3小時(shí)，然后加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺并加入硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至260mmHg-270mmHg，70℃-80℃反應(yīng)1～1.5小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力60mmHg-70mmHg,逐漸加熱到90℃-100℃，反應(yīng)3～4小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。本發(fā)明生產(chǎn)方法簡單，成本低，產(chǎn)品耐水解，產(chǎn)率高，對環(huán)境友好。
【專利說明】一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種潤滑油添加劑及其制備方法，具體地說涉及一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了增加潤滑油的減摩抗磨效果，通常在潤滑油中添加少量的潤滑油添加劑，傳統(tǒng)的潤滑油添加劑為硫、磷或氯型抗磨劑，此種添加劑對摩擦副材料具有腐蝕性和選擇性。特別是含硫、磷或氯等元素的潤滑油添加劑在生產(chǎn)、使用過程中，會排放大量的廢水、廢氣和污染物，因而對環(huán)境造成污染。
[0003]氮化硼型硼酸酯是一類重要的含硼化合物，近年來，主要在潤滑油添加劑和汽車制動液等方面應(yīng)用。目前，作為潤滑油添加劑的硼酸酯類產(chǎn)品在應(yīng)用過程中存在的主要問題是:產(chǎn)品的耐水解性差，在生產(chǎn)過程中，需要大量的溶劑將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水份帶走，如需要以大量的甲苯、丙酮或丁醇等溶劑作為帶水劑，不僅生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且生產(chǎn)成本較高，同樣由于大量有機(jī)溶劑的應(yīng)用，對環(huán)境造成污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)方法簡單，成本低，產(chǎn)品耐水解性高，對環(huán)境友好，產(chǎn)率高的一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑及其制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述 目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，以妥爾油與二乙醇胺合成酰胺，加到水楊醛和正丁胺、乙醇體系中與硼酸反應(yīng)，在不同溫度下兩次減壓，制成氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
[0006]具體地說，所述的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，包括如下步驟:
[0007]I)妥爾油二乙醇酰胺的合成
[0008]將妥爾油和二乙醇胺置于容器中，于100°C~120°C反應(yīng)4~5小時(shí)，得到妥爾油
二乙醇酰胺；
[0009]2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成
[0010]將水楊醛與正丁胺混合后加乙醇，在回流裝置中50°C -60°C反應(yīng)2-3小時(shí)，然后加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺并加入硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至260mmHg-270mmHg,70°C _80°C反應(yīng)I~1.5小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力60mmHg-70mmHg，逐漸加熱到90°C -100°C，反應(yīng)3~4小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。
[0011]所述步驟I)中妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1-1.5:2_3。
[0012]所述步驟2)中水楊醛與正丁胺的摩爾比是1-2:1-1.5 ;水楊醛與正丁胺的混合物與乙醇的配比的體積比是100-120:30-40 ;水楊醛、正丁胺、乙醇的混合物和酰胺的配比的體積比是1-1.4:1-1.2 ;水楊醛、正丁胺、乙醇、酰胺的混合物與硼酸的配比是每100mL的混合物加入20-25克硼酸。
[0013]優(yōu)選，所述妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1:2 ;水楊醛與正丁胺的摩爾比是1-2:I ;水楊醛與正丁胺的混合物與乙醇的配比的體積比是100:30-40 ;水楊醛、正丁胺、乙醇的混合物和酰胺的配比的體積比是1:1-1.2 ;水楊醛、正丁胺、乙醇、酰胺的混合物與硼酸的配比是每100mL的混合物加入20-25克硼酸。
[0014]上述的制備方法制備的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明不象傳統(tǒng)的硫、磷或氯型抗磨劑那樣對摩擦副材料具有腐蝕性和選擇性；本發(fā)明避免了其他硼酸酯以甲苯、丙酮、丁醇等溶劑作為帶水劑，大大簡化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明通過兩步穩(wěn)定減壓蒸餾，將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水分帶走，并促使酰胺中氮原子螯合配位，填入硼中的空軌道，因而制備的產(chǎn)品，具有良好的水解穩(wěn)定性；經(jīng)驗(yàn)證，常溫常壓下，敞口放置不存在水解。本發(fā)明還具有優(yōu)異的抗氧化安定性，使用的原料都是無毒無害無污染的產(chǎn)品，在生產(chǎn)、使用過程中沒有廢水、廢氣、廢渣等的排放，是一種環(huán)境友好型的綠色潤滑油添加劑。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，以妥爾油與二乙醇胺合成酰胺，加到水楊醛和正丁胺、乙醇體系中與硼酸反應(yīng)，在不同溫度下兩次減壓，制成氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
[0017]具體地說，所述的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，包括如下步驟:
[0018]I)妥爾油二乙醇酰胺的合成
[0019]將妥爾油和二乙醇胺置于容器中，于100°C~120°C反應(yīng)4~5小時(shí)，得到妥爾油 二乙醇酰胺；
[0020]2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成
[0021]將水楊醛與正丁胺混合后加乙醇，在回流裝置中50°C -60°C反應(yīng)2-3小時(shí)，然后加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺并加入硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至260mmHg-270mmHg,70°C _80°C反應(yīng)I~1.5小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力60mmHg-70mmHg，逐漸加熱到90°C -100°C，反應(yīng)3~4小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。
[0022]所述步驟I)中妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1-1.5:2_3。
[0023]所述步驟2)中水楊醛與正丁胺的摩爾比是1-2:1-1.5 ;水楊醛與正丁胺的混合物與乙醇的配比的體積比是100-120:30-40 ;水楊醛、正丁胺、乙醇的混合物和酰胺的配比的體積比是1-1.4:1-1.2 ;水楊醛、正丁胺、乙醇、酰胺的混合物與硼酸的配比是每100mL的混合物加入20-25克硼酸。
[0024]優(yōu)選，所述妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1:2 ;水楊醛與正丁胺的摩爾比是1-2:I ;水楊醛與正丁胺的混合物與乙醇的配比的體積比是100:30-40 ;水楊醛、正丁胺、乙醇的混合物和酰胺的配比的體積比是1:1-1.2 ;水楊醛、正丁胺、乙醇、酰胺的混合物與硼酸的配比是每100mL的混合物加入20-25克硼酸。
[0025]上述的制備方法制備的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
[0026]本發(fā)明中，首先以妥爾油為基礎(chǔ)與二乙醇胺合成酰胺，最后把它加到水楊醛和正丁胺、乙醇體系中與硼酸反應(yīng)在不同溫度下兩次減壓制成新型環(huán)保氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
[0027]硼酸酯中的硼是缺電子原子，它有一個(gè)空的軌道，很容易受到孤對電子的進(jìn)攻。所以，硼酸酯很容易被水分解。本發(fā)明采用螯合配位方式，用兩步減壓法促使酰胺中氮原子螯合配位，填入硼中的空軌道，生成氮化硼這一穩(wěn)定結(jié)構(gòu)一含氮硼酸酯，從而避免了硼酸酯的水解。
[0028]氮化硼型硼酸酯一般在應(yīng)用時(shí)只占最終產(chǎn)品的一部分。例如，作為潤滑油添加劑時(shí)含氮硼酸酯只占潤滑油的1.0 — 2.0%。因此需要解決相容性問題。分子中的長鏈部分使硼酸酯易溶于稀釋劑中，本發(fā)明中合成的氮化硼型硼酸酯保留了此類基團(tuán)，根據(jù)相似者相溶的原理，易與稀釋劑混溶，解決了相溶性差的問題。
[0029]下面結(jié)合和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0030]實(shí)施例1
[0031]1、妥爾油二乙醇酰胺的合成
[0032]將妥爾油100克和二乙醇胺40克置于容器中，于100°C反應(yīng)4小時(shí)，得到妥爾油二乙醇酰胺；所述的妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1:2 ；
[0033]2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成
[0034]在裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾頭和回流管的500ml四口燒瓶中將水楊醛24克與正丁胺7克混合后加乙醇9克，在60°C反應(yīng)2小時(shí)；然后撤掉回流管，加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺40克并加入16克硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至270mmHg，80°C反應(yīng)I小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力70mmHg，逐漸加熱到10(TC，反應(yīng)3小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。
[0035]產(chǎn)品中硼含量的測定:按照SH/T0227-92標(biāo)準(zhǔn)，添加劑中硼含量的測定法測定，硼含量為0.998% ο
[0036]產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性的考察:采用敞口觀察法，取干燥的50mL燒杯，加入30毫升的產(chǎn)品，在空氣中觀察液體開始變渾濁的時(shí)間，變渾濁表示已水解生成固態(tài)硼酸等物質(zhì)，以此時(shí)間來判斷水解穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明具有很好的水解性，常溫常壓下敞口放置不存在水解。
[0037]產(chǎn)品的減摩抗磨性和承載能力的考察:利用四球機(jī)測定，設(shè)定載荷(溫度20°C，負(fù)荷392N,速度1450R/min,時(shí)間30min)下的極壓和減摩抗磨性能，四球試驗(yàn)所用的鋼球?yàn)橹睆?2.7mm的GCR鋼球，試驗(yàn)表明產(chǎn)品具有良好的極壓和減摩抗磨性能。通過對比，直接采用潤滑油，磨斑直徑達(dá)到0.8mm。潤滑油中添加本實(shí)施例制備的產(chǎn)品1%，磨斑直徑達(dá)到
0.42mm。
[0038]實(shí)施例2
[0039]1、妥爾油二乙醇酰胺的合成
[0040]將妥爾油120克和二乙醇胺55克置于容器中，于120°C反應(yīng)4小時(shí)，得到妥爾油二乙醇酰胺；所述的妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1:2.5 ;
[0041]2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成
[0042]在裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾頭和回流管的500ml四口燒瓶中將水楊醛24克與正丁胺14克混合后加乙醇12克，在50°C反應(yīng)3小時(shí)；然后撤掉回流管，加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺50克并加入24克硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至260mmHg，7(TC反應(yīng)
1.5小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力60mmHg,逐漸加熱到90°C,反應(yīng)4小時(shí)；降溫,過濾,得到淡黃色液體。[0043]產(chǎn)品中硼含量為1.0% ;產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性的考察:不存在水解；產(chǎn)品的減摩抗磨性和承載能力的考察:負(fù)荷392N載荷下具有良好的極壓和減摩抗磨性能，加量I %磨斑直徑 0.40mmη
[0044]實(shí)施例3
[0045]1、妥爾油二乙醇酰胺的合成
[0046]將妥爾油200克和二乙醇胺110置于容器中，于100°C反應(yīng)5小時(shí)，得到妥爾油二乙醇酰胺；所述的妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1.2:3 ;
[0047]2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成
[0048]在裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾頭和回流管的500ml四口燒瓶中將水楊醛24克與正丁胺10克混合后加乙醇11克，在60°C反應(yīng)2小時(shí)；然后撤掉回流管，加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺42克并加入20克硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至260mmHg高，75°C反應(yīng)1.5小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力70mmHg高，逐漸加熱到95°C，反應(yīng)4小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。
[0049]產(chǎn)品中硼含量為1.1% ;產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性的考察:不存在水解；產(chǎn)品的減摩抗磨性和承載能力的考察:負(fù)荷392N載荷下具有良好的極壓和減摩抗磨性能，加量I %磨斑直徑 0.40mmη
[0050]實(shí)施例4
[0051]1、妥爾油二乙醇 酰胺的合成
[0052]將妥爾油150克和二乙醇胺70克置于容器中，于110°C反應(yīng)4.5小時(shí)，得到妥爾油二乙醇酰胺；所述的妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1:2.6 ;
[0053]2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成
[0054]在裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾頭和回流管的500ml四口燒瓶中將水楊醛24克與正丁胺12克混合后加乙醇10克，在60°C反應(yīng)3小時(shí)；然后撤掉回流管，加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺40克并加入18克硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至265mmHg，70°C反應(yīng)I小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力65mmHg，逐漸加熱到10(TC，反應(yīng)4小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。
[0055]產(chǎn)品中硼含量為1.0% ;產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性的考察:不存在水解；產(chǎn)品的減摩抗磨性和承載能力的考察:負(fù)荷392N載荷下具有良好的極壓和減摩抗磨性能，加量I %磨斑直徑 0.42_。
[0056]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，相同領(lǐng)域內(nèi)的有識之士可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實(shí)施例，但這種實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，其特征在于，以妥爾油與二乙醇胺合成酰胺，加到水楊醛和正丁胺、乙醇體系中與硼酸反應(yīng)，在不同溫度下兩次減壓，制成氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: . 1)妥爾油二乙醇酰胺的合成 將妥爾油和二乙醇胺置于容器中，于100°c~120°C反應(yīng)4~5小時(shí)，得到妥爾油二乙醇酰胺； . 2)氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的合成 將水楊醛與正丁胺混合后加乙醇，在回流裝置中50°C -60°C反應(yīng)2-3小時(shí)，然后加入上述制備的妥爾油二乙醇酰胺并加入硼酸混合，攪拌均勻；穩(wěn)定壓力至260mmHg-270mmHg,.70 °C -80 °C反應(yīng)I~1.5小時(shí)；再減壓到穩(wěn)定壓力60mmHg-70mmHg，逐漸加熱到.900C -100°C，反應(yīng)3~4小時(shí)；降溫，過濾，得到淡黃色液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1-1.5:2-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中水楊醛與正丁胺的摩爾比是1-2:1-1.5 ;水楊醛與正丁胺的混合物與乙醇的配比的體積比是100-120:30-40 ;水楊醛、正丁胺、乙醇的混合物和酰胺的配比的體積比是.1-1.4:1-1.2 ;水楊醛、正丁胺、乙醇、酰胺的混合物與硼酸的配比是每100mL的混合物加入.20-25克硼酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑的制備方法，其特征在于，所述妥爾油和二乙醇胺的摩爾比是1:2 ;水楊醛與正丁胺的摩爾比是1-2:1 ;水楊醛與正丁胺的混合物與乙醇的配比的體積比是100:30-40 ;水楊醛、正丁胺、乙醇的混合物和酰胺的配比的體積比是1:1-1.2 ;水楊醛、正丁胺、乙醇、酰胺的混合物與硼酸的配比是每100mL的混合物加入20-25克硼酸。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法制備的氮化硼型硼酸酯潤滑油添加劑。
【文檔編號】C10N30/06GK104017009SQ201410275428
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】王嚴(yán)緒 申請人:天津舜能化學(xué)品有限公司