專利名稱：含硼改性蓖麻油潤滑添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤滑添加劑技術(shù)，具體涉及一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑。屬于化工技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
保護環(huán)境的迫切要求對傳統(tǒng)的礦物潤滑劑提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的礦物油基潤滑劑由于 生態(tài)毒性高、生物降解性差，已不能適應(yīng)人類保護環(huán)境的需要。研究表明，礦物油對地下水的污染長達ioo年之久，0.lug/g的礦物油能降低海中小蝦的壽命達2oy。。據(jù)統(tǒng)計，目前全世界每年約有500 1000萬噸油基化學(xué)品進入生物圈，這些油基化學(xué)品主要來自食品工業(yè)、石油產(chǎn)品及其副產(chǎn)品。進入環(huán)境的潤滑油嚴(yán)重污染陸地、江河和湖泊，危害生態(tài)環(huán)境和生態(tài) 平衡。國際上對"環(huán)境友好"、"可生物降解"潤滑劑的研究始于20世紀(jì)70年代，80年代初 歐洲首先在森林開發(fā)中應(yīng)用了環(huán)境友好潤滑劑。隨后，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，品種和數(shù)量不斷 增多，逐漸形成了潤滑劑發(fā)展的一大主流。我國對環(huán)境友好潤滑劑的研究起步較晚，中科院 蘭州化物所、上海大學(xué)、石油化工科學(xué)研究院、后勤工程學(xué)院等單位大都在80年代后期陸 續(xù)開展環(huán)境友好潤滑劑的研究，但迄今為止國內(nèi)尚無實際應(yīng)用的環(huán)境友好潤滑劑產(chǎn)品。因此， 在我國開展環(huán)境友好潤滑劑研究、加快環(huán)境友好潤滑劑開發(fā)應(yīng)用勢在必行。研究開發(fā)環(huán)境友好潤滑劑必須重點解決兩個基本問題即環(huán)境友好基礎(chǔ)油和添加劑。環(huán) 境友好潤滑劑的基礎(chǔ)油主要有聚醚、合成酯和天然植物油。聚醚具有良好的潤滑性能以及高 閃點、高粘度指數(shù)、低傾點、抗然等優(yōu)點，但有一定毒性，應(yīng)用較少。合成酯的熱穩(wěn)定性能 突出，具有優(yōu)良的抗磨減摩性能，生物降解性好，毒性小，但水解穩(wěn)定性差，價格較高。天 然植物油具有優(yōu)良的潤滑性能，粘度指數(shù)高，無毒和可生物降解且價格便宜，作為生物降解 潤滑劑基礎(chǔ)油前景較好，但其熱穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性和低溫流動性較差。目前國內(nèi)外對生物 降解潤滑劑的研究主要集中在基礎(chǔ)油的性能改善方面，而對生物降解添加劑的研究較少。事 實上，生物降解添加劑是研制開發(fā)環(huán)境友好潤滑劑的重要基礎(chǔ)，必須研制開發(fā)與生物降解基 礎(chǔ)油配套的綜合性能優(yōu)良的生物降解添加劑。傳統(tǒng)的油品添加劑主要是針對礦物基礎(chǔ)油設(shè)計 的，從性能及其與基礎(chǔ)油和添加劑之間的作用方式上看，傳統(tǒng)油品添加劑不完全適用于生物 降解潤滑劑，況且環(huán)境友好潤滑劑要求添加劑低毒性、低污染、可生物降解，這些因素在傳統(tǒng)油品添加劑的分子設(shè)計時考慮是較少的。研究表明，多數(shù)傳統(tǒng)油品添加劑對基礎(chǔ)油降解過 程中的活性微生物或酶有危害作用，從而降低基礎(chǔ)油的生物降解率。所以研制適用于環(huán)境友 好潤滑劑的添加劑十分重要，而這一工作在世界范圍內(nèi)還剛剛起步。目前，國外在生物降解潤滑添加劑研究上主要采用"基團組合"的方式合成無毒、可生 物降解的潤滑添加劑，基礎(chǔ)油主要以合成酯為主，因此潤滑劑的價格比礦物潤滑劑高出幾倍 甚至幾十倍，而國內(nèi)在生物降解添加劑方面的專門研究也不多。上海大學(xué)以植物油深加工得 到的脂肪酸為原料合成了羥基化植物油、硼化植物油，發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)良的摩擦學(xué)性能；中科院 蘭州化物所考察了傳統(tǒng)含磷、氮的添加劑在菜籽油中的摩擦學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)性能較好，但總的 來說，我國在環(huán)境友好潤滑添加劑方面的研究還很不系統(tǒng)，進一步研究是大勢所趨，勢在必 行。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有礦物油基潤滑劑存在生態(tài)毒性高、生物降解性差等不足，本發(fā)明的目的是提供 一種生物降解性能優(yōu)良的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑及其制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，其特征在于，該添加劑 是以易降解的蓖麻油為原料，在不破壞其主要分子結(jié)構(gòu)的同時引入硼元素改性構(gòu)成，命名為 BCO,其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為<formula>formula see original document page 4</formula>其中，Rl為5 — 9個碳原子的直鏈烷烴；R2為5 — 8個碳原子的直鏈垸烴；與R1可以相同，也可以不相同； R3為丙三醇；所述含硼改性蓖麻油潤滑添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1) 將氫化硼鈉和氟化硼在密封條件下反應(yīng)得到乙硼烷；其中，氫化硼鈉和氟化硼的摩 爾比l: 1，反應(yīng)溫度為常溫。2) 將步驟1)得到的乙硼烷導(dǎo)入裝有蓖麻油和四氫呋喃的三口燒瓶中，攪拌反應(yīng)l-1.5h 后，分出上層油狀液，用柱層析法分離提純，即得硼化改性蓖麻油潤滑添加劑。其中，蓖麻 油和四氫呋喃的重量比為15-18: 1 。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明以蓖麻油為基本原料，根據(jù)蓖麻油的組成、性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)特點，從生物降 解、抗磨減摩和抗氧化的角度進行功能基團設(shè)計，并將其組合安裝在蓖麻油分子中，得到具有綜合技術(shù)性能的改性蓖麻油潤滑添加劑，克服了傳統(tǒng)潤滑油添加劑生物降解性能差、生態(tài) 毒性高的不足，是一種理想的環(huán)境友好潤滑添加劑。2、本發(fā)明以易降解的蓖麻油為原料，在不破壞其主要分子結(jié)構(gòu)的同時引入硼元素，將 其改性成具有優(yōu)良的極壓抗磨、抗氧抗腐、生物降解等綜合性能的硼化改性蓖麻油潤滑添加 抓該添加劑克服了傳統(tǒng)添加劑生物降解性能差、生態(tài)毒性高的不足，其生物降解性達90% 以上。
具體實施方式
一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，是以易降解的蓖麻油為原料，在不破壞其主要分子 結(jié)構(gòu)的同時引入硼元素改性構(gòu)成，命名為BCO，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為RiC —9R2COOR3B C其中，Rl為5—9個碳原子的直鏈烷烴；如壬烷、戊烷、庚垸、辛烷等。R2為5 — 8個碳原子的直鏈烷烴；與Ri可以相同，也可以不相同如戊烷、己烷、庚烷、辛烷oR3為丙三醇。上述含硼改性蓖麻油潤滑添加劑的制備方法，包括如下步驟1) 將氫化硼鈉和氟化硼在密封條件下反應(yīng)得到乙硼垸氣體；其中，氫化硼鈉和氟化硼的摩爾比l: 1，反應(yīng)溫度為常溫。2) 將步驟l)得到的乙硼垸導(dǎo)入裝有300克或350克蓖麻油和20克四氫呋喃的三口燒 瓶中，攪拌反應(yīng)1-1.511后，沉淀分出上層油狀液，用柱層析法分離提純，即得硼化改性蓖麻 油潤滑添加劑。將該添加劑按重量百分比為2%的添加量加入菜籽基礎(chǔ)油中，其抗磨減磨性能如下表極壓值，PB/N最大無卡咬負(fù)荷， PD/N摩擦系數(shù)，f392牛頓長磨30分 鐘磨斑直徑， WSD/mm85030000.0130.38用CEC L-33-A-93法評定該添加劑的生物降解性能，其生物降解率為96%，比傳統(tǒng)潤滑油添 加劑生物降解率提高40%以上。本發(fā)明直接對蓖麻油進行化學(xué)改性，將其改性成具有優(yōu)良極壓抗磨、抗氧抗腐、生物降 解等綜合性能的環(huán)境友好潤滑添加劑。
權(quán)利要求
1、一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，其特征在于，該添加劑是以易降解的蓖麻油為原料，在不破壞其主要分子結(jié)構(gòu)的同時引入硼元素改性構(gòu)成，命名為BCO，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為其中，R1為5-9個碳原子的直鏈烷烴；R2為5-8個碳原子的直鏈烷烴；與R1可以相同，也可以不相同；R3為丙三醇。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式中Rl 為壬垸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式中R2 為辛烷。
4、 一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1) 將氫化硼鈉和氟化硼在密封條件下反應(yīng)得到乙硼烷，反應(yīng)溫度為常溫；2) 將步驟1)得到的乙硼垸導(dǎo)入裝有蓖麻油和四氫呋喃的三口燒瓶中，攪拌反應(yīng)l-1.5h 后，分出上層油狀液，用柱層析法分離提純，即得硼化改性蓖麻油潤滑添加劑；其中，蓖麻 油和四氫呋喃的重量比為15-18: 1。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑的制備方法，其特征在于，所述 氫化硼鈉和氟化硼的摩爾比l: 1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，它是以易降解的蓖麻油為原料，在不破壞其主要分子結(jié)構(gòu)的同時引入硼元素改性構(gòu)成，命名為BCO，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如上所示，該添加劑以蓖麻油為基本原料，根據(jù)蓖麻油的組成、性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)特點，從生物降解、抗磨減摩和抗氧化的角度進行功能基團設(shè)計，并將其組合安裝在蓖麻油分子中，得到具有綜合技術(shù)性能的改性蓖麻油潤滑添加劑，克服了傳統(tǒng)潤滑油添加劑生物降解性能差、生態(tài)毒性高的不足，是一種理想的環(huán)境友好潤滑添加劑。它具有優(yōu)良的極壓抗磨、抗氧抗腐、生物降解等綜合性能，克服了傳統(tǒng)添加劑生物降解性能差、生態(tài)毒性高的不足，其生物降解性達90％以上。
文檔編號C10N30/06GK101328444SQ200810070009
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者方建華, 九 王, 暉 謝, 陳波水 申請人:重慶德蒙特科技發(fā)展有限公司