十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法及含有該抗磨劑的節(jié)能環(huán)保發(fā)動機(jī)油的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法及含有該抗磨劑的節(jié)能環(huán)保發(fā)動機(jī)油。合成方法包括以下步驟：向鑭硝酸鹽溶液中加入硼砂，反應(yīng)得到反應(yīng)液a；向反應(yīng)液a中加入正丁醇，進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)得到反應(yīng)液b；向反應(yīng)液b中加入十二醇，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)得到反應(yīng)產(chǎn)物c；將反應(yīng)產(chǎn)物c蒸餾除去雜質(zhì)，得到十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑d，并將其用于發(fā)動機(jī)油中。本專利合成了綠色環(huán)保的稀土硼酸化合物并將其應(yīng)用于發(fā)動機(jī)油中，降低了摩擦副表面的摩擦系數(shù)，摩擦過程中稀土元素和硼元素從摩擦表面向基體擴(kuò)散形成滲透層，提高了材料表面的耐磨性能具有良好的抗磨性、防銹、防腐蝕等性能。
【專利說明】
十二烷氧基棚酸湖稀±型極壓抗磨劑的合成方法及含有該抗 磨劑的節(jié)能環(huán)保發(fā)動機(jī)油
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，設(shè)及發(fā)動機(jī)油及其添加劑的合成，尤其設(shè)及一種十二燒氧 基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的合成方法及含有該抗磨劑的節(jié)能環(huán)保發(fā)動機(jī)油。
【背景技術(shù)】
[0002] 車用發(fā)動機(jī)油的作用為保護(hù)發(fā)動機(jī)、延長發(fā)動機(jī)壽命，現(xiàn)在的研究既朝保護(hù)發(fā)動 機(jī)方向，又朝節(jié)省燃油和減少尾氣污染物排放的方向發(fā)展，因而就必須加快發(fā)動機(jī)油品升 級換代提高質(zhì)量的步伐。我國基于自己的國情，汽油潤滑油等效采用了美國API標(biāo)準(zhǔn)。為了 大幅減少尾氣污染物的排放，汽油機(jī)油GF-4規(guī)格中明確規(guī)定，要將易使汽車尾氣處理裝置 中得催化劑中毒的憐元素含量降至最大不超過0.08%。運(yùn)就大大的限制了重要的具有優(yōu)異 綜合性能的ZDDP和傳統(tǒng)的極壓抗磨劑在發(fā)動油中的應(yīng)用。
[0003] 由于傳統(tǒng)極壓抗磨劑面臨上述種種環(huán)保問題，且存在多功能性差，抗氧化、抗清凈 性W及修復(fù)功能弱等不足，近些年來人們把更多的目光投向稀±及其化合物。稀±是筑、 錠、銅系共17個(gè)元素的總稱，其作為一類新型非活性極壓抗磨添加劑，W其具有獨(dú)特的4f電 子結(jié)構(gòu)、化學(xué)活性強(qiáng)、電負(fù)性低、原子半徑大、電離后原子半徑小、在摩擦表面烙點(diǎn)低、許多 稀±化合物具有六方晶體結(jié)構(gòu)系層狀結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，受到人們越來越多的重視。由于其不與 金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而不像傳統(tǒng)的極壓抗磨添加劑(含P、S、C1等元素)那樣對摩擦副材料 具有腐蝕性和選擇性，不對環(huán)境造成影響，符合環(huán)境保護(hù)對新型潤滑油添加劑發(fā)展的要求， 引起了潤滑摩擦領(lǐng)域的研究者的廣泛關(guān)注。
[0004] 1999年后勤工程學(xué)院的陳國需等首先報(bào)道了 CeF3納米粒子的合成(在聚下二酷亞 胺(T154)/環(huán)己燒/水微乳液中）及其用作潤滑油添加劑的摩擦學(xué)性能。研究結(jié)果表明，在背 景油[500SN基礎(chǔ)油+ 4.6 % Tl 54 + 3 %烷基橫酸巧（TlOl ) + 3%氯化甲基-S辛基胺 (aliqua 口 36)]中添加 CeF3納米粒子，可使其最大無卡咬負(fù)荷提高85.3%，而摩擦系數(shù)降低 約 25 %。
[0005] 史佩京等研究了異辛酸稀±和環(huán)燒酸稀±化合物作為潤滑油脂添加劑的摩擦學(xué) 性能，研究結(jié)果顯示稀±化合物潤滑下的摩擦表面形成了伏擊La、Ce元素的復(fù)合摩擦反應(yīng) 膜。對稀±化合物摩擦學(xué)性能、摩擦擴(kuò)散和摩擦催滲作用進(jìn)行研究，研究結(jié)果顯示稀±化合 的摩擦擴(kuò)散和摩擦催滲作用在于稀±原子的特殊性。運(yùn)種特殊性一方面在摩擦表面生成了 具有極壓潤滑作用的稀±氧化物和稀±金屬等表面膜；另一方面，稀±可^滲透到金屬基 體內(nèi)部，形成含稀±的摩擦擴(kuò)散層，提高摩擦表面的硬度而增大耐磨性，使摩擦副減少磨 損。
[0006] 雖然稀±元素與稀±化合物作為潤滑油脂極壓抗磨添加劑表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前 景和可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但是在運(yùn)一領(lǐng)域的研究還處于起步階段，還有很多問題沒有研究，對 其減摩、抗磨、極壓機(jī)理的實(shí)際應(yīng)用，還缺乏進(jìn)一步的研究工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種新的十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的 合成方法及含有該抗磨劑的節(jié)能環(huán)保發(fā)動機(jī)油。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] -種十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的合成方法，所述十二烷氧基棚酸銅稀 ±型極壓抗磨劑結(jié)構(gòu)式為：
[0009]
其中R為十二烷基；
[0010] 合成方法包括W下步驟：
[0011] (1)向銅硝酸鹽溶液中加入棚砂，反應(yīng)3-化，得到反應(yīng)液a;
[0012] (2)向反應(yīng)液a中加入正下醇，進(jìn)行醋化反應(yīng)，反應(yīng)2-1 Oh，得到反應(yīng)液b;
[0013] (3)向反應(yīng)液b中加入十二醇，進(jìn)行醋交換反應(yīng)，反應(yīng)3-化，得到反應(yīng)產(chǎn)物C;
[0014] (4)將反應(yīng)產(chǎn)物C蒸饋除去雜質(zhì)，得到十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑d。
[0015] 作為優(yōu)選，所述步驟(1)中反應(yīng)的溫度為20-50°C。
[0016] 作為優(yōu)選，其特征在于，所述步驟(2)中反應(yīng)的溫度為20-35°C。
[0017] 作為優(yōu)選，其特征在于，所述步驟(3)中反應(yīng)的溫度為25-45°C。
[0018] 作為優(yōu)選，其特征在于，所述步驟(4)中蒸饋采用減壓蒸饋的方式。
[0019] -種包含上述十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的發(fā)動機(jī)油，按照重量分?jǐn)?shù)包 含W下物質(zhì)：
[0020]
[0021]
[0022] 所述抗磨劑為二硫代憐酸鋒，所述極壓抗磨劑為十二烷氧基棚酸銅化合物。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于，本專利合成了綠色環(huán)保的稀± 棚酸化合物并將其應(yīng)用于發(fā)動機(jī)油中，降低了摩擦副表面的摩擦系數(shù)，摩擦過程中稀±元 素和棚元素從摩擦表面向基體擴(kuò)散形成滲透層，提高了材料表面的耐磨性能，起到了極壓 抗磨作用，具有良好的抗磨性、防誘、防腐蝕等性能。產(chǎn)品品質(zhì)處于國際領(lǐng)先水平，產(chǎn)品投產(chǎn) 后，可W為國內(nèi)潤滑油的生產(chǎn)提供高品質(zhì)的發(fā)動機(jī)潤滑油，并將極大推動發(fā)動機(jī)潤滑油向 環(huán)境兼容性、生物降解性、可再生性的方向發(fā)展，為稀±化合物在潤滑油中的實(shí)際應(yīng)用開辟 道路。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合具體實(shí)施例對 本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特 征可W相互組合。
[0025] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)W便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 W采用不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體 實(shí)施例的限制。
[0026] 實(shí)施例1，本實(shí)施例提供一種十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的合成方法，包 括W下步驟:首先向IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的銅硝酸鹽溶液中加入IOg棚砂，在20°C下反應(yīng) 祉，反應(yīng)結(jié)束后加入15mL正下醇，進(jìn)行醋化反應(yīng)，在20°C下反應(yīng)化，反應(yīng)結(jié)束后加入十二醇 1 OmL，進(jìn)行醋交換反應(yīng)，在25 °C下反應(yīng)化至醋交換反應(yīng)結(jié)束，得到反應(yīng)產(chǎn)物;然后將反應(yīng)產(chǎn) 物減壓蒸饋除去雜質(zhì)，得到十二烷氧基棚酸銅稀上型極壓抗磨劑成品。
[0027] 實(shí)施例2,本實(shí)施例提供一種十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的合成方法，包 括W下步驟:首先向IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的銅硝酸鹽溶液中加入IOg棚砂，在30°C下反應(yīng) 5h，反應(yīng)結(jié)束后加入15mL正下醇，進(jìn)行醋化反應(yīng)，在25 °C下反應(yīng)化，反應(yīng)結(jié)束后加入十二醇 IOmL，進(jìn)行醋交換反應(yīng)，在29 °C下反應(yīng)3.化至醋交換反應(yīng)結(jié)束，得到反應(yīng)產(chǎn)物;然后將反應(yīng) 產(chǎn)物減壓蒸饋除去雜質(zhì)，得到十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑成品。
[00%]實(shí)施例3,本實(shí)施例提供一種十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑的合成方法，包 括W下步驟:首先向IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的銅硝酸鹽溶液中加入IOg棚砂，在50°C下反應(yīng) 6h，反應(yīng)結(jié)束后加入15mL正下醇，進(jìn)行醋化反應(yīng)，在30°C下反應(yīng)化，反應(yīng)結(jié)束后加入十二醇 IOmL，進(jìn)行醋交換反應(yīng)，在40 °C下反應(yīng)4.化至醋交換反應(yīng)結(jié)束，得到反應(yīng)產(chǎn)物;然后將反應(yīng) 產(chǎn)物減壓蒸饋除去雜質(zhì)，得到十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗磨劑成品。
[0029] 實(shí)施例4,本實(shí)施例提供一種包含實(shí)施例1制得的十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗 磨劑的發(fā)動機(jī)油。包括W下成分:基礎(chǔ)油75份，抗磨劑0.8份，極壓抗磨劑0.6份，清凈劑4份， 分散劑3.5份，黏度指數(shù)改進(jìn)劑7份，降凝劑0.2份，消泡劑0.4份;其中，抗磨劑為二硫代憐酸 鋒，極壓抗磨劑為十二烷氧基棚酸銅化合物(實(shí)施例1制得的物質(zhì)）。
[0030] 實(shí)施例5,本實(shí)施例提供一種包含實(shí)施例2制得的十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗 磨劑的發(fā)動機(jī)油。包括W下成分:基礎(chǔ)油70份，抗磨劑0.5份，極壓抗磨劑0.3份，清凈劑2份， 分散劑3份，黏度指數(shù)改進(jìn)劑5份，降凝劑0.1份，消泡劑0.1份;其中，抗磨劑為二硫代憐酸 鋒，極壓抗磨劑為十二烷氧基棚酸銅化合物(實(shí)施例2制得的物質(zhì)）。
[0031] 實(shí)施例6,本實(shí)施例提供一種包含實(shí)施例3制得的十二烷氧基棚酸銅稀±型極壓抗 磨劑的發(fā)動機(jī)油。包括W下成分:基礎(chǔ)油70-90份，抗磨劑1份，極壓抗磨劑0.8份，清凈劑5.7 份，分散劑5份，黏度指數(shù)改進(jìn)劑10份，降凝劑0.3份，消泡劑1份;其中，抗磨劑為二硫代憐酸 鋒，極壓抗磨劑為十二烷氧基棚酸銅化合物(實(shí)施例3制得的物質(zhì)）。
[0032] 將實(shí)施例4-6制得的含有極壓抗磨劑的發(fā)動機(jī)油進(jìn)行抗磨性能檢測，結(jié)果如表1所 /J、- O
[0033] 表1含有極壓抗磨劑的發(fā)動機(jī)油與未添加極壓抗磨劑的發(fā)動機(jī)原油摩擦性能檢測 結(jié)果
[0034]
[0035] 摩擦系數(shù)越小，表明發(fā)動機(jī)油的抗磨性能越好;而Pb值越大，說明發(fā)動機(jī)油的承載 及抗摩擦性能越好，通過表1檢測結(jié)果可知，在加入本發(fā)明實(shí)施例1-3制備得到的極壓抗磨 劑后，發(fā)動機(jī)油在耐磨擦方面的性能得到較大的提升。
[0036] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容加 W變更或改型為等同變化的等 效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對W上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法，其特征在于，所述十二烷氧 基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑結(jié)構(gòu)式為：合成方法包括以下步驟： (1) 向鑭硝酸鹽溶液中加入硼砂，反應(yīng)3-8h，得到反應(yīng)液a; (2) 向反應(yīng)液a中加入正丁醇，進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)2-10h，得到反應(yīng)液b; (3) 向反應(yīng)液b中加入十二醇，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)3-6h，得到反應(yīng)產(chǎn)物c; (4) 將反應(yīng)產(chǎn)物c蒸餾除去雜質(zhì)，得到十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑d。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法，其特 征在于，所述步驟(1)中反應(yīng)的溫度為20-50°C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法，其特 征在于，所述步驟(2)中反應(yīng)的溫度為20-35 °C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法，其特 征在于，所述步驟(3)中反應(yīng)的溫度為25-45 °C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的合成方法，其特 征在于，所述步驟(4)中蒸餾采用減壓蒸餾的方式。6. -種包含權(quán)利要求1所述十二烷氧基硼酸鑭稀土型極壓抗磨劑的發(fā)動機(jī)油，其特征 在于，按照重量分?jǐn)?shù)包含以下物質(zhì)： 基礎(chǔ)油 70-90份， 抗磨劑 0.5-1份， 極壓抗磨劑 0.3-0.8份， 清凈劑 2-5,7份， 分散劑 3:-5儉， 黏度指數(shù)改進(jìn)劑 5-丨0份， 降凝劑 α.1-0.3 消泡劑 0.1-1份； 所述抗磨劑為二硫代磷酸鋅，所述極壓抗磨劑為十二烷氧基硼酸鑭化合物。
【文檔編號】C10N30/06GK105924462SQ201610323538
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】何茂偉, 袁俊洲, 徐金玲, 喬良
【申請人】山東源根石油化工有限公司