專利名稱：含硼改性蓖麻油潤滑添加劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及潤滑添加劑技術，具體涉及一種含硼改性蓖麻油潤滑添加劑。屬于化工技術 領域。
背景技術：
保護環境的迫切要求對傳統的礦物潤滑劑提出了新的挑戰。傳統的礦物油基潤滑劑由于 生態毒性高、生物降解性差，已不能適應人類保護環境的需要。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。。據統計，目前全世界每年約有500 1000萬噸油基化學品進入生物圈，這些油基化學品主要來自食品工業、石油產品及其副產品。進入環境的潤滑油嚴重污染陸地、江河和湖泊，危害生態環境和生態 平衡。國際上對"環境友好"、"可生物降解"潤滑劑的研究始于20世紀70年代，80年代初 歐洲首先在森林開發中應用了環境友好潤滑劑。隨后，應用領域不斷擴大，品種和數量不斷 增多，逐漸形成了潤滑劑發展的一大主流。我國對環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、石油化工科學研究院、后勤工程學院等單位大都在80年代后期陸 續開展環境友好潤滑劑的研究，但迄今為止國內尚無實際應用的環境友好潤滑劑產品。因此， 在我國開展環境友好潤滑劑研究、加快環境友好潤滑劑開發應用勢在必行。研究開發環境友好潤滑劑必須重點解決兩個基本問題即環境友好基礎油和添加劑。環 境友好潤滑劑的基礎油主要有聚醚、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、低傾點、抗然等優點，但有一定毒性，應用較少。合成酯的熱穩定性能 突出，具有優良的抗磨減摩性能，生物降解性好，毒性小，但水解穩定性差，價格較高。天 然植物油具有優良的潤滑性能，粘度指數高，無毒和可生物降解且價格便宜，作為生物降解 潤滑劑基礎油前景較好，但其熱穩定性、水解穩定性和低溫流動性較差。目前國內外對生物 降解潤滑劑的研究主要集中在基礎油的性能改善方面，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環境友好潤滑劑的重要基礎，必須研制開發與生物降解基 礎油配套的綜合性能優良的生物降解添加劑。傳統的油品添加劑主要是針對礦物基礎油設計 的，從性能及其與基礎油和添加劑之間的作用方式上看，傳統油品添加劑不完全適用于生物 降解潤滑劑，況且環境友好潤滑劑要求添加劑低毒性、低污染、可生物降解，這些因素在傳統油品添加劑的分子設計時考慮是較少的。研究表明，多數傳統油品添加劑對基礎油降解過 程中的活性微生物或酶有危害作用，從而降低基礎油的生物降解率。所以研制適用于環境友 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，而國內在生物降解添加劑方面的專門研究也不多。上海大學以植物油深加工得 到的脂肪酸為原料合成了羥基化植物油、硼化植物油，發現具有優良的摩擦學性能；中科院 蘭州化物所考察了傳統含磷、氮的添加劑在菜籽油中的摩擦學性能，發現性能較好，但總的 來說，我國在環境友好潤滑添加劑方面的研究還很不系統，進一步研究是大勢所趨，勢在必 行。發明內容針對現有礦物油基潤滑劑存在生態毒性高、生物降解性差等不足，本發明的目的是提供 一種生物降解性能優良的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑及其制備方法。本發明的目的是這樣實現的 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構的同時引入硼元素改性構成，命名為 BCO,其化學結構式為<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得到乙硼烷；其中，氫化硼鈉和氟化硼的摩 爾比l: 1，反應溫度為常溫。2) 將步驟1)得到的乙硼烷導入裝有蓖麻油和四氫呋喃的三口燒瓶中，攪拌反應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 。相比現有技術，本發明具有如下優點1、本發明以蓖麻油為基本原料，根據蓖麻油的組成、性能和化學結構特點，從生物降 解、抗磨減摩和抗氧化的角度進行功能基團設計，并將其組合安裝在蓖麻油分子中，得到具有綜合技術性能的改性蓖麻油潤滑添加劑，克服了傳統潤滑油添加劑生物降解性能差、生態 毒性高的不足，是一種理想的環境友好潤滑添加劑。2、本發明以易降解的蓖麻油為原料，在不破壞其主要分子結構的同時引入硼元素，將 其改性成具有優良的極壓抗磨、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添加劑生物降解性能差、生態毒性高的不足，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 結構的同時引入硼元素改性構成，命名為BCO，其化學結構式為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，反應溫度為常溫。2) 將步驟l)得到的乙硼垸導入裝有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油中，其抗磨減磨性能如下表極壓值，PB/N最大無卡咬負荷， PD/N摩擦系數，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%，比傳統潤滑油添 加劑生物降解率提高40%以上。本發明直接對蓖麻油進行化學改性，將其改性成具有優良極壓抗磨、抗氧抗腐、生物降 解等綜合性能的環境友好潤滑添加劑。
權利要求
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構的同時引入硼元素改性構成，命名為BCO，其化學結構式為其中，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、 根據權利要求1所述的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，其特征在于，所述結構式中Rl 為壬垸。
3、 根據權利要求1所述的含硼改性蓖麻油潤滑添加劑，其特征在于，所述結構式中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得到乙硼烷，反應溫度為常溫；2) 將步驟1)得到的乙硼垸導入裝有蓖麻油和四氫呋喃的三口燒瓶中，攪拌反應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、 根據權利要求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構的同時引入硼元素改性構成，命名為BCO，其化學結構式如上所示，該添加劑以蓖麻油為基本原料，根據蓖麻油的組成、性能和化學結構特點，從生物降解、抗磨減摩和抗氧化的角度進行功能基團設計，并將其組合安裝在蓖麻油分子中，得到具有綜合技術性能的改性蓖麻油潤滑添加劑，克服了傳統潤滑油添加劑生物降解性能差、生態毒性高的不足，是一種理想的環境友好潤滑添加劑。它具有優良的極壓抗磨、抗氧抗腐、生物降解等綜合性能，克服了傳統添加劑生物降解性能差、生態毒性高的不足，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 優先權日2008年7月22日
發明者方建華, 九 王, 暉 謝, 陳波水 申請人:重慶德蒙特科技發展有限公司