一種含氮硫磷酸鉬的新型減摩劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含氮硫磷酸鉬的新型減摩劑及其制備方法，其特征在于，所述方法是以二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸、無機鉬化合物為原料，通過在低溫下滴加二硫化碳制得所述含氮硫磷酸鉬的新型減摩劑。本發(fā)明的減摩劑性質(zhì)穩(wěn)定，能夠有效地降低磷含量，保護環(huán)境。既具有硫磷酸鉬減摩抗磨性好的特性，又兼具氨基甲酸鉬高溫抗氧性好的優(yōu)勢，綜合性能好。
【專利說明】一種含氮硫磷酸鉬的新型減摩劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于潤滑油的減摩劑及其制備方法，尤其涉及一種含有氮硫磷酸鑰的新型減摩劑及其制備方法。該減摩劑適用于各種礦物油和合成油，是一種含有氮、鑰且具有抗氧、減摩抗磨、環(huán)保等多功能的新型減摩抗磨添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來，減摩抗磨劑的應用一直缺少理想的產(chǎn)品。無機物的石墨、二硫化鑰減摩抗磨性好，其作為固體潤滑劑起到了很好的作用，但是由于油溶性差，難以在液體潤滑材料中使用。含有非金屬硫、磷、硼、氯的有機物雖然解決了油溶性的問題，但是其非金屬特性在減摩抗磨性能上受到了限制。有機鑰是把金屬鑰與有機烷烴連接在一起，其具有非常好的油溶性。有機鑰以液態(tài)形式溶于基礎油中，最常用的有機鑰是二烷基二硫代磷酸氧鑰和二烷基二硫代氨基甲酸鑰。該兩種有機鑰能使?jié)櫥考诰徍凸r的條件下在摩擦表面形成一種具有減摩、抗磨作用的物理和/或化學膜。在高速、高溫、高壓等苛刻的工況下，有機鑰分解成為納米級的二硫化鑰化學反應膜，以層狀微晶結(jié)構(gòu)疊置于金屬表面。每層微晶厚度為0.625納米，層間距離為1.32納米。這種納米級的二硫化鑰保護膜將金屬摩擦表面的運動方式由滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，極大地降低了摩擦系數(shù),成倍地提高了減摩抗磨性能，明顯抑制機油溫升，同時具有長期持續(xù)的效果和突出的降溫功能。 [0003]但是上述兩種有機鑰減摩抗磨劑均存在缺陷。
[0004]缺陷一:二烷基二硫代磷酸氧鑰中的磷元素含量高，會對環(huán)境造成不良的影響，并且還會使汽車尾氣凈化裝置中毒而失去應有的作用。
[0005]缺陷二:二烷基二硫代氨基甲酸鑰油溶性、抗氧化性、減摩抗磨性能與二烷基二硫代磷酸氧鑰相當，且不含磷，是比較符合日益苛刻的環(huán)保要求和市場需求的潤滑油添加劑。但是其在使用過程中受熱分解生成自由胺和cs2。這兩種產(chǎn)物對發(fā)動機軸瓦的銅有侵蝕作用。雖然CS2能夠迅速揮發(fā)，不會對金屬材料形成特別的問題，但是極少量的自由胺就會引起軸瓦的損壞。二硫代氨基甲酸鹽分解產(chǎn)生的自由胺與油中的其它組分反應會形成油泥，同時自由胺與氟橡膠密封圈反應使其變質(zhì)，造成密封泄漏，影響機械正常運轉(zhuǎn)。并且，高硫增加了潛在的腐蝕性危害。對于有機鑰硫添加劑的制備方法，現(xiàn)有技術(shù)存在不同程度的鑰回收率低、洗滌步驟繁瑣、油狀物不易過濾等問題。從降低有機鑰中磷含量、提高有機鑰添加劑的抗氧化性、改善發(fā)動機密封性以及減小潤滑油對發(fā)動機性能的影響等角度出發(fā)，中國專利提出了多種解決方法，對現(xiàn)有技術(shù)均有所改進，但多是從較為單一的角度出發(fā)，從而顧此失彼。
[0006]例如，為了實現(xiàn)無磷化的環(huán)保要求同時也保證優(yōu)良的減摩抗磨性能，中國專利CN102796592A提供了一種有機鑰添加劑、其制備方法及含有該添加劑的潤滑油組合物。該添加劑是由脂肪酸胺、聚乙烯丁二酰亞胺和無機鑰化合物反應制備而成的。該發(fā)明雖然制備出了無磷類有機鑰添加劑并且在一定程度上提高了減摩抗磨性能，但是在使用過程中仍然會受熱分解，生成自由胺，對金屬材料有腐蝕作用，同時也會導致泄漏。[0007]中國專利CN102311841B，同樣也實現(xiàn)了無磷化，并且克服了添加劑溶解性低和易氧化的缺點。但是該發(fā)明除了會產(chǎn)生自由胺以外，其含硫量較高，增加了潛在的腐蝕性危害。
[0008]針對汽車發(fā)動機的密封性和防滲油問題，中國專利CN101880586B公開了一種潤滑油組合物及其制備方法。該方法是通過向由基礎油、環(huán)烷基亮光油、烷基萘混合組成的基礎油混合物中加入:分散劑、硫化烷基酚鈣、合成磺酸鈣、合成磺酸鎂、含氮磷硫酸鑰、二烷基二硫代磷酸鋅、胺型抗氧劑和酚型抗氧劑制備而成的。該方法需要多種原料成分這無疑增加了產(chǎn)品成本，不利于大范圍應用，并且該方法涉及到的基礎油混合物需要進行加氫處理，工序較為復雜。而且，該發(fā)明是基于使用了一種有機鑰產(chǎn)品和其它添加劑混合，而非是合成出了新的物質(zhì)。除了上述缺陷以外，目前市面上制備有機鑰的方法極多，各種制備工藝、原料選取參差不齊，均不能同時兼顧“環(huán)保、減摩抗磨性能好、制備工藝簡單、成本低、高溫抗氧化性好等”多種優(yōu)點，綜合性能差，應用范圍受限。并且在作為添加劑制備潤滑油時往往不能一次性解決問題，需要添加多種具有減摩抗磨功效的化合物相互配合使用來達到預期效果，這無疑增加了潤滑油產(chǎn)品的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對以上現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種能夠同時兼顧環(huán)保、節(jié)能、成本低、減摩抗磨性好、抗氧化性好、能夠防護金屬機械腐蝕、延長使用周期的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑。其具體方案如下:
[0010]本發(fā)明的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述方法是以二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸和無機鑰化合物為原料，通過在室溫以下的條件下滴加二硫化碳，從而制得所述含氮硫磷酸鑰的減摩劑。
[0011]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述方法包括以下步驟:
[0012]在反應器具內(nèi)加入二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸、無機鑰；
[0013]在110~150°C下加熱攪拌I~2.5小時；
[0014]加入制冷劑；
[0015]當溫度低于10°C時滴加二硫化碳進行反應I~3小時；以及
[0016]根據(jù)需要，加入不同比例的基礎油。
[0017]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述方法還包括以下步驟:
[0018]所述二硫化碳在I小時內(nèi)滴加完畢，并且反應結(jié)束后在-0.05~-0.09Mpa負壓下除去溶劑，然后加入基礎油。
[0019]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述二烷基二硫代磷酸、所述二烷基二硫代氨基甲酸、所述無機鑰和所述二硫化碳的摩爾比例是1:1: 2:1。
[0020]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述無機鑰化合物是鑰酸、四鑰酸銨和三氧化鑰中的一種或多種。
[0021]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述溶劑是乙醇與水等比例混合的溶液。
[0022]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述基礎油是礦物油或合成油。
[0023]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述制冷劑是固體二氧化碳或自然冰或液氮。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的制備方法制備出的一種含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑，其特征在于，所述減摩劑包括具有如下分子結(jié)構(gòu)的化合物:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述方法是以二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸和無機鑰化合物為原料，通過在室溫以下的條件下滴加二硫化碳，從而制得所述含氮硫磷酸鑰的減摩劑。
2.如權(quán)利要求1所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 在反應器具內(nèi)加入二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸、無機鑰； 在110~150°C下加熱攪拌I~2.5小時； 加入制冷劑； 當溫度低于10°C時滴加二硫化碳進行反應I~3小時；以及 根據(jù)需要，加入不同比例的基礎油。
3.如權(quán)利要求2所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 所述二硫化碳在I小時內(nèi)滴加完畢，并且反應結(jié)束后在-0.05~-0.09Mpa負壓下除去溶劑，然后加入基礎油。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述二烷基二硫代磷 酸、所述二烷基二硫代氨基甲酸、所述無機鑰化合物和所述二硫化碳的摩爾比例是1:1: 2:1。
5.如權(quán)利要求4所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述無機鑰化合物是鑰酸、四鑰酸銨和三氧化鑰中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求4所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑是乙醇與水等體積比例混合的溶液。
7.如權(quán)利要求4所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述基礎油是礦物油或合成油。
8.如權(quán)利要求4所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，所述制冷劑是固體二氧化碳或自然冰或液氮。
9.如權(quán)利要求4所述的含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑的制備方法，其特征在于，滴加所述二硫化碳時的反應溫度在O~10°C的范圍內(nèi)。
10.一種含氮硫磷酸鑰的新型減摩劑，其特征在于，所述減摩劑包括具有如下分子結(jié)構(gòu)的化合物:
【文檔編號】C10N30/06GK103980981SQ201410247339
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】赫常山, 王宜獻, 蔡得華 申請人:北京雅士科萊恩石油化工有限公司