一種有機(jī)鉬添加劑、其制備方法及含有該添加劑的潤滑油組合物的制作方法

專利名稱：一種有機(jī)鉬添加劑、其制備方法及含有該添加劑的潤滑油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)鑰添加劑、其制備方法及含有該添加劑的潤滑組合物，特別涉及一種低酸值無硫無磷類有機(jī)鑰添加劑、其制備方法及含有該添加劑的潤滑油組合物。
背景技術(shù)：
無硫無磷類有機(jī)鑰添加劑廣泛應(yīng)用于高檔內(nèi)燃機(jī)油，能夠滿足日益苛刻的節(jié)能環(huán)保要求。美國專利US 4，889，647公開了一種由動植物油脂、二乙醇胺與無機(jī)鑰化合物 反應(yīng)制得的無硫無磷類有機(jī)鑰潤滑油添加劑，該添加劑具有抗磨減摩性能。美國專利US5，137，647公開了一種由脂肪油或酸、2-(2-氨基乙基)氨基乙醇與無機(jī)鑰化合物反應(yīng)制得的有機(jī)鑰潤滑油添加劑，該添加劑具有抗磨減摩、抗氧等性能。美國專利US5，412，130公開了一種由二醇、二胺、硫醇及氨基乙醇與無機(jī)鑰化合物進(jìn)行反應(yīng)制備有機(jī)鑰潤滑油添加劑的方法。專利ZL200610008072. 6公開了一種由對羥基苯烷基酸多元醇酯、無機(jī)鑰化合物和脂肪胺、芳胺、酰胺或其混合物發(fā)生反應(yīng)制備得到的有機(jī)鑰添加劑。目前無硫無磷類有機(jī)鑰添加劑的主要商品有美國Vanderbilt公司的855，日本旭電化公司的SL-710等等。目前無硫無磷類有機(jī)鑰添加劑的抗磨減摩性能較好，但大多具有較高的酸值，而內(nèi)燃機(jī)油為堿性體系，具有較高的酸值會使內(nèi)燃機(jī)油過早酸化、變質(zhì)，縮短內(nèi)燃機(jī)油的使用壽命，更不利于其發(fā)揮抗磨減摩作用。開發(fā)具有更低酸值和更佳抗磨減摩性能的有機(jī)鑰添加劑依然是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無硫無磷類有機(jī)鑰添加劑及其制備方法，該有機(jī)鑰添加劑具有優(yōu)異的抗磨減摩性能和較低的酸值。本發(fā)明的另一目的是提供一種含有上述有機(jī)鑰添加劑的潤滑油組合物。具體來說，本發(fā)明的有機(jī)鑰添加劑是在非必要的稀釋油存在下，由下述物質(zhì)反應(yīng)制備而成A >脂肪酸酰胺；B >聚異丁烯丁二酰亞胺；C >無機(jī)鑰化合物。所述稀釋油，選自美國石油學(xué)會(API)分類的I、II、III、IV和V類基礎(chǔ)油中的一種或多種，常見的商品牌號包括 150SN、200SN、350SN、500SN、650SN、150BS、HVI-100、HVI-150、HVI-200、HVI-350、HVI-400、HVI-500、HVI-150BS、PA04、PA06、PA08、PAOlOo反應(yīng)物A脂肪酸酰胺是脂肪酸與氨或N原子數(shù)在I 4之間的有機(jī)胺發(fā)生脫水縮合反應(yīng)生成的脂肪酸酰胺；所述脂肪酸的碳原子數(shù)在4-30之間，優(yōu)選8 24，最好12 18，可以是飽和脂肪酸，也可以是不飽和脂肪酸；所述的有機(jī)胺包括乙醇胺、二乙醇胺、羥乙基乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺等胺類物質(zhì)中的一種或多種；所述脂肪酸與所述有機(jī)胺的摩爾比在0.2 : I至5 : I之間，優(yōu)選在0.5 : I至4 : I之間，最好在I : I至3 : I之間。反應(yīng)物A可選用油酸酰胺、摩爾比為I : I的十二酸與二乙醇胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為I : I的十四酸與羥乙基乙二胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為I : I的十六酸與二乙烯三胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為I : I的十八酸與三乙烯四胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為
1 I的油酸與二乙醇胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為2 I的油酸與二乙烯三胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為3 I的二十碳酸與三乙烯四胺反應(yīng)生成的酰胺，摩爾比為I : I的二十二碳烯酸與二乙醇胺反應(yīng)生成的酰胺等。反應(yīng)物B聚異丁烯丁二酰亞胺是聚異丁烯馬來酸酐與多烯多胺的加合產(chǎn)物，在加合反應(yīng)體系中可以加入一定量稀釋油；所述聚異丁烯馬來酸酐中聚異丁烯部分的數(shù)均分子量為500-4000，優(yōu)選700-3000，最好是1000-2400 ;所述多烯多胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的一種或幾種；聚異丁烯馬來酸酐與多烯多胺的摩爾比在I : I 4 : I之間，優(yōu)選在I : I 3 : I之間，最優(yōu)在I : I 2 : I之間；聚異丁烯馬來酸酐與稀釋油的質(zhì)量比在0.5 I 2 I之間；稀釋油選自美國石油學(xué)會分類的I、 II、III和IV類潤滑油基礎(chǔ)油中的一種或幾種。反應(yīng)物B的氮含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% 4%，優(yōu)選0.8% 2.5%。反應(yīng)物B可以按照已公知的加合工藝自制或選用蘇州特種油品廠、錦州石化分公司添加劑廠、無錫南方添加劑廠生產(chǎn)的1'151、1'152、1'153、1'154和T161中的一種或多種。反應(yīng)物C是無機(jī)鑰化合物，包括鑰酸、鑰酸銨、仲鑰酸銨和三氧化鑰等無機(jī)鑰化合物中的一種或多種。本發(fā)明有機(jī)鑰添加劑中，鑰含量占所述有機(jī)鑰添加劑總質(zhì)量的0. I 12%，優(yōu)選
2 10%。本發(fā)明有機(jī)鑰添加劑優(yōu)選通過下述步驟制得在非必要的稀釋油存在下，使質(zhì)量比為5 60 0.5 75 0.5 40，優(yōu)選10 50 : 20 60 : 2 30，最優(yōu)選30 40 40 50 10 20的上述反應(yīng)物A脂肪酸酰胺、反應(yīng)物B聚異丁烯丁二酰亞胺、反應(yīng)物C無機(jī)鑰化合物進(jìn)行反應(yīng)，制得本發(fā)明的有機(jī)鑰添加劑產(chǎn)品；反應(yīng)溫度范圍在100°C 180°C之間，優(yōu)選120°C 160°C，最優(yōu)130°C 150°C;反應(yīng)時間為I 10小時之間,優(yōu)選2 6小時；稀釋油的加入量為反應(yīng)物A、反應(yīng)物B和反應(yīng)物C總質(zhì)量的0 50 %，優(yōu)選10 % 40 %。制備本發(fā)明的有機(jī)鑰添加劑時可以加入促使反應(yīng)完全的促進(jìn)劑，常見的促進(jìn)劑包括水、乙醇、丙醇、丁醇、氨水等。如加入促進(jìn)劑，可在反應(yīng)結(jié)束后，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式，例如在常壓或減壓條件下去除。制備本發(fā)明的有機(jī)鑰添加劑時可以加入或不加入溶劑。當(dāng)加入溶劑時，可加入的溶劑包括甲苯、二甲苯、汽油和/或其混合物。如加入溶劑，可在反應(yīng)結(jié)束后，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式，例如在常壓或減壓條件下去除溶劑。制備本發(fā)明的有機(jī)鑰添加劑時優(yōu)選在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，更優(yōu)選在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。本發(fā)明有機(jī)鑰添加劑的制備方法簡單，反應(yīng)過程轉(zhuǎn)化率高，無殘渣，無需過濾步驟。本發(fā)明提供的有機(jī)鑰添加劑在潤滑油基礎(chǔ)油中溶解性好，具有優(yōu)良的抗磨減摩性能和較低的酸值。本發(fā)明還提供一種含有上述有機(jī)鑰添加劑的潤滑組合物，該組合物中還含有潤滑基礎(chǔ)油，所述有機(jī)鑰添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0. 1% 10%之間，優(yōu)選在0. 3% 5%之間。所述基礎(chǔ)油可以為礦物油、植物油或合成油，其中的合成油為費(fèi)托合成油、聚a -烯烴合成油或酯類油。此潤滑油組合物中還可以含有其它種類的潤滑添加劑，如抗氧劑、清凈劑、分散齊U、防銹劑、抗磨劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑中的一種或多種。此潤滑油組合物具有優(yōu)異的抗磨減摩性能。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
本發(fā)明實(shí)施例中所選用的反應(yīng)物A脂肪酸酰胺包括A-I :摩爾比為I : I的十四酸與二乙醇胺反應(yīng)生成的酰胺A-2:摩爾比為I : I的十二酸與二乙醇胺反應(yīng)生成的酰胺A-3:摩爾比為I : I的十六酸與二乙烯三胺反應(yīng)生成的酰胺A-4:摩爾比為I : I的十八酸與羥乙基乙二胺反應(yīng)生成的酰胺A-5 :油酸酰胺(試劑，化學(xué)純)A-6:摩爾比為2 I的油酸與二乙烯三胺反應(yīng)生成的酰胺本發(fā)明實(shí)施例中所選用的反應(yīng)物聚異丁烯丁二酰亞胺B-I B-5由以下配比的聚異丁烯馬來酸酐、多烯多胺和稀釋油通過熱加合反應(yīng)制備得到，反應(yīng)溫度為220°C，反應(yīng)時間為3小時，反應(yīng)配比見表I。所選用的聚異丁烯馬來酸酐包括錦州惠發(fā)天合化學(xué)有限公司生產(chǎn)的聚異丁烯馬來酸酐，其中聚異丁烯部分的數(shù)均分子量為1000 ;德國巴斯夫公司生產(chǎn)的聚異丁烯馬來酸酐，其中聚異丁烯數(shù)部分的數(shù)均分子量分別為1300、2300 ;所選用的二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺均為試劑級，化學(xué)純；稀釋油選用大連石化的150SN潤滑油基礎(chǔ)油。測定聚異丁烯丁二酰亞胺B-I B-5的氮含量和酸值，測定方法分別為ASTM D5291-96和GB/T264-1991，氮含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))測定結(jié)果見表1，酸值測定結(jié)果表明B-I B-5的酸值均在3mgK0H/g以下。表I
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)鑰添加劑，其制備方法包括 使質(zhì)量比為5 60 0.5 75 0.5 40的脂肪酸酰胺、聚異丁烯丁二酰亞胺和無機(jī)鑰化合物在100°C 180°C溫度下反應(yīng)I 10小時，收集產(chǎn)物。
2.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述脂肪酸酰胺、聚異丁烯丁二酰亞胺、無機(jī)鑰化合物之間的質(zhì)量比為10 50 20 60 2 30。
3.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述脂肪酸酰胺是脂肪酸與氨或N原子數(shù) 在I 4之間的有機(jī)胺發(fā)生脫水縮合反應(yīng)生成的脂肪酸酰胺，其中所述脂肪酸的碳原子數(shù)在4 30之間，所述脂肪酸與所述有機(jī)胺的摩爾比在0.2 : I至5 : I之間。
4.按照權(quán)利要求3所述的添加劑，其特征在于所述的有機(jī)胺選自乙醇胺、二乙醇胺、羥乙基乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一種或多種。
5.按照權(quán)利要求3所述的添加劑，其特征在于所述脂肪酸的碳原子數(shù)在8 24之間，所述脂肪酸與所述有機(jī)胺的摩爾比在0.5 : I至4 : I之間。
6.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述聚異丁烯丁二酰亞胺是聚異丁烯馬來酸酐與多烯多胺的加合反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述聚異丁烯馬來酸酐中聚異丁烯部分的數(shù)均分子量為500-4000 ;所述多烯多胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的一種或多種；所述聚異丁烯馬來酸酐與所述多烯多胺的摩爾比在I : I 4 : I之間。
7.按照權(quán)利要求6所述的添加劑，其特征在于所述聚異丁烯馬來酸酐中聚異丁烯部分的數(shù)均分子量為700-3000 ;所述聚異丁烯馬來酸酐與所述多烯多胺的摩爾比在I : I 3 I之間。
8.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述聚異丁烯丁二酰亞胺的氮含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% 4%。
9.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述聚異丁烯丁二酰亞胺的氮含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8% 2.5%。
10.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述無機(jī)鑰化合物選自鑰酸、鑰酸銨、仲鑰酸銨和三氧化鑰中的一種或多種。
11.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述制備反應(yīng)中加入稀釋油，所述稀釋油的加入量為所述脂肪酸酰胺、所述聚異丁烯丁二酰亞胺和所述無機(jī)鑰化合物總質(zhì)量的10% 50%。
12.按照權(quán)利要求11所述的添加劑，其特征在于所述稀釋油選自I、II、III、IV和V類潤滑油基礎(chǔ)油中的一種或多種。
13.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述有機(jī)鑰添加劑的鑰含量為該添加劑總質(zhì)量的0. 1% 12%。
14.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述制備反應(yīng)中加入促使反應(yīng)完全的促進(jìn)劑，所述促進(jìn)劑為水、乙醇、丙醇、丁醇和/或氨水。
15.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述制備反應(yīng)中加入溶劑，所述溶劑包括甲苯、二甲苯和汽油中的一種或多種。
16.按照權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于所述制備反應(yīng)在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。
17.一種有機(jī)鑰添加劑的制備方法，包括 使質(zhì)量比為5 60 0.5 75 0.5 40的脂肪酸酰胺、聚異丁烯丁二酰亞胺和無機(jī)鑰化合物在100°C 180°C溫度下反應(yīng)I 10小時，收集產(chǎn)物。
18.—種潤滑油組合物，該組合物含有潤滑基礎(chǔ)油和權(quán)利要求I 17之一所述的有機(jī)鑰添加劑。
19.按照權(quán)利要求18的潤滑油組合物，其特征在于所述潤滑基礎(chǔ)油選自礦物油、植物油和/或合成油。
20.按照權(quán)利要求18的潤滑油組合物，其特征在于所述合成油為費(fèi)托合成油、聚a-烯烴合成油或酯類油。
21.按照權(quán)利要求18的潤滑油組合物，其特征在于所述有機(jī)鑰添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.1%~ 10% 之間。
22.按照權(quán)利要求18的潤滑油組合物，其特征在于所述組合物中還含有選自抗氧劑、清凈劑、分散劑、防銹劑、抗磨劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑中的一種或多種其它潤滑油添加劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機(jī)鉬添加劑、其制備方法及含有該有機(jī)鉬添加劑的潤滑油組合物。本發(fā)明的有機(jī)鉬添加劑是由脂肪酸酰胺、聚異丁烯丁二酰亞胺和無機(jī)鉬化合物反應(yīng)制備而成，反應(yīng)體系中還可以加入非必要的稀釋油。制備本發(fā)明有機(jī)鉬添加劑的反應(yīng)溫度在100℃～180℃之間，反應(yīng)時間為1～10小時之間，其鉬含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.1％～12％之間。本發(fā)明有機(jī)鉬添加劑的制備方法簡單，反應(yīng)過程轉(zhuǎn)化率高，無殘渣，無需過濾步驟。本發(fā)明有機(jī)鉬添加劑具有較低的酸值，在潤滑油基礎(chǔ)油中溶解性好，抗磨減摩性能良好。
文檔編號C08F10/10GK102796592SQ20111013933
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者魏克成, 李勇, 段慶華, 周涵 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院