專利名稱：化合物及其制備方法以及其在極壓抗磨劑中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤滑劑領(lǐng)域，特別涉及一種化合物及其制備方法以及其作為水基潤滑 劑的極壓抗磨劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
潤滑劑被廣泛應(yīng)用于金屬加工領(lǐng)域，用于潤滑、冷卻或密封機械的摩擦部分的物 質(zhì)?，F(xiàn)使用的潤滑劑多為油基潤滑劑，油基潤滑劑存在易燃和污染環(huán)境的缺點，并需依賴于 日益枯竭的石油資源，因而，綠色環(huán)保型的潤滑劑尤其是水基潤滑劑逐漸成為潤滑劑發(fā)展 的主流。相對于油基潤滑劑，水基潤滑劑以水代替油作為基礎(chǔ)液，一方面降低了石油的消耗 量，減少對環(huán)境的污染，另一方面，其難燃的特性提高了使用的安全性。極壓抗磨劑是水基潤滑劑的重要添加劑，常用的極壓抗磨劑含有硫、磷、氯等環(huán)境 不友好型元素。申請?zhí)枮?2153746. 1的中國專利公開了一種用于拉拔金屬線材的水基潤 滑劑及其制備方法，該專利公開的水基潤滑劑是以二硫代磷酸復(fù)酯胺鹽和二硫代磷酸酯胺 鹽作為極壓抗磨劑，用于提高潤滑劑的抗壓抗磨性能，但是該水基潤滑劑中的極壓抗磨劑 含有硫和磷，易對環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種分子式如(I )所示的化合物，該化合物不 含硫磷等非環(huán)保元素，且具有較好的極壓抗磨性能，適合于用作環(huán)保型極壓抗磨劑。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種分子式如(I )所示的化合物，
(I )。本發(fā)明還提供一種上述化合物的制備方法，包括乙硼烷與油酸進(jìn)行加成反應(yīng)，得到分子式如(II )所示的中間產(chǎn)物
(II )；將所述中間產(chǎn)物與三乙醇胺進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到分子式如(I )所示的化合物， 優(yōu)選的，所述乙硼烷是按照以下方法制備的將氫化硼鈉和氟化硼在密封條件下反應(yīng)，得到乙硼烷。優(yōu)選的，酯化反應(yīng)的溫度為105°C 115°C。優(yōu)選的，酯化反應(yīng)的時間為1小時 3小時。本發(fā)明還提供一種上述化合物作為極壓抗磨劑的應(yīng)用。本發(fā)明提供一種用于極壓抗磨劑的化合物，所述極壓抗磨劑是將油酸進(jìn)行化學(xué)改 性，其分子式如(I )所示，該化合物是在油酸分子雙鍵上引入含硼基團(tuán)，在羧基部位引入 含氮基團(tuán)。 改性基體長鏈油酸分子能強烈地吸附于金屬表面，作為硼和氮元素的載體，使硼 更易與金屬表面作用生成極壓膜。即使在苛刻潤滑條件下，硼_碳鍵斷裂，但由于強烈的分 子色散力作用，油酸分子仍能很好地起載體作用，硼與金屬表面間的鍵合由于油酸分子的 載體作用而得到加強，進(jìn)而協(xié)同增強了表面膜的強度。此外，硼是一種缺電子元素，其空P 軌道能將摩擦金屬中的d或f軌道電子或摩擦過程中金屬外激電子俘獲，使硼滲透到摩擦 金屬的亞表面。表面層的硼由于濃度較高，在摩擦熱的作用下易與摩擦金屬反應(yīng)生成硼化 物形式的化學(xué)反應(yīng)膜。亞表面層的硼因濃度較低，主要與金屬形成金屬-硼或硼-金屬-碳 滲透層?；瘜W(xué)反應(yīng)和滲透的共同作用使表面的化學(xué)反應(yīng)膜強度變得更加牢固。另一方面，為了改善水溶性，在油酸羧基部位引入含氮功能團(tuán)，同時由于氮元素的 電負(fù)性高，原子半徑小，在摩擦過程中，當(dāng)硼氮型改性油酸添加劑吸附于摩擦面時，分子之 間比較容易形成氫鍵而導(dǎo)致橫向引力的增強和油膜強度的提高，也即協(xié)同增強了表面膜的 強度。綜上所述，氮的高反應(yīng)活性、油酸分子的載體作用和硼的缺電子性及三者的協(xié)同 作用所形成的復(fù)合型保護(hù)膜使本發(fā)明提供的化合物具有良好的抗磨極壓性，同時也改善了 其與水的相容性，并且此種化合物不含硫磷氯等非環(huán)保元素，將此化合物應(yīng)用于極壓抗磨 劑是一種環(huán)保型水基潤滑劑添加劑，適合于配置環(huán)境友好型水基潤滑劑。
具體實施例方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。本發(fā)明實施例公開了一種分子式如(I )所示的化合物， 本發(fā)明提供的化合物是在油酸雙鍵上引入含硼基團(tuán)，在羧基部位引入含氮基團(tuán)。 選用油酸作為改性基體的原因在于油酸無毒、來源豐富且具生物可降解性，是一種環(huán)保型 原料。油酸分子能強烈的吸附于金屬表面，作為硼元素和氮元素的載體。硼與金屬表面作用生成極壓膜，即使在苛刻潤滑條件下，硼_碳鍵斷裂，但由于強 烈的分子色散力作用，油酸分子仍能很好地起載體作用，硼與金屬表面間的鍵合由于油酸 分子的載體作用而得到加強，進(jìn)而協(xié)同增強了表面膜的強度。此外，硼是一種缺電子元素， 其空P軌道能將摩擦金屬中的d或f軌道電子或摩擦過程中金屬外激電子俘獲，使硼滲透 到摩擦金屬的亞表面。表面層的硼由于濃度較高，在摩擦熱的作用下易與摩擦金屬反應(yīng)生 成硼化物形式的化學(xué)反應(yīng)膜。亞表面層的硼因濃度較低，主要與金屬形成金屬-硼或硼-金 屬-碳滲透層?；瘜W(xué)反應(yīng)和滲透的共同作用使表面的化學(xué)反應(yīng)膜強度變得更加牢固。在油酸羧基部位引入含氮功能團(tuán)的一方面為了改善化合物的水溶性，另一方面， 同時由于氮元素的電負(fù)性高，原子半徑小，在摩擦過程中，當(dāng)硼氮型改性油酸添加劑吸附于 摩擦面時，分子之間比較容易形成氫鍵而導(dǎo)致橫向引力的增強和油膜強度的提高，也即協(xié) 同增強了表面膜的強度。綜上所述，氮的高反應(yīng)活性、油酸分子的載體作用和硼的缺電子性及三者的協(xié)同 作用所形成的復(fù)合型保護(hù)膜使本發(fā)明提供的化合物具有良好的抗磨極壓性，同時也改善了 其與水的相容性，并且此種化合物不含硫磷氯等非環(huán)保元素，將其應(yīng)用于極壓抗磨劑適合 于配置環(huán)境友好型水基潤滑劑。本發(fā)明還提供一種上述化合物的制備方法，包括乙硼烷與油酸進(jìn)行加成反應(yīng)，得到分子式如(II )所示的中間產(chǎn)物，
(II )；
將硼化油酸與三乙醇胺進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到分子式如(I )所示的化合物，
按照本發(fā)明，乙硼烷優(yōu)選按照如下方法制備 將氫化硼鈉和氟化硼在密封條件下反應(yīng)，得到乙硼烷。
硼化油酸與三乙醇胺進(jìn)行酯化反應(yīng)的溫度優(yōu)選為為105°C 115°C，反應(yīng)時間優(yōu)
選控制為1小時 3小時。酯化反應(yīng)后將反應(yīng)得到的混合物靜置分層，分出上層油層，用本
5領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行提純即得到分子式如(I)所示的化合物。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的極壓抗磨劑及其制備方 法進(jìn)行描述。實施例1向密閉容器中加入氫化硼鈉和氟化硼，氫化硼鈉和氟化硼的摩爾比為1 1，將產(chǎn) 生的乙硼烷氣體導(dǎo)入裝有油酸的三口燒瓶中，攪拌反應(yīng)2小時，得到分子式如(II )所示的 中間產(chǎn)物。 向制得的硼化油酸中加入三乙醇胺，三乙醇胺和硼化油酸的摩爾比為1.2 1，在 110°c攪拌反應(yīng)2小時，靜置分層，分出上層油層，用柱層析法，用乙醇和丙酮的混合物做萃 取液對上層油層進(jìn)行分離提純得到分子式如(I)所示的化合物。 分別將油酸和本發(fā)明實施例1制得的硼氮改性油酸進(jìn)行性能測試，其中，生物降 解率按CEC L-33-A-93法測定，防銹試驗蒸餾水法測定，氧化安定性按旋轉(zhuǎn)氧化法測定，測 試結(jié)果列于表1。表1油酸與硼氮改性油酸性能測試結(jié)果 由上述結(jié)果可知，本發(fā)明提供的化合物具有較好的抗壓耐磨性能，并且可生物降 解，將其應(yīng)用于極壓抗磨劑是一種環(huán)保的水基潤滑劑添加劑。
以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行 若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種分子式如(Ⅰ)所示的化合物，F(xiàn)SA00000203956800011.tif
2.權(quán)利要求1所述的化合物的制備方法，其特征在于，包括 乙硼烷與油酸進(jìn)行加成反應(yīng)，得到分子式如(II )所示的中間產(chǎn)物 將所述中間產(chǎn)物與三乙醇胺進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到分子式如(I)所示的化合物，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述乙硼烷是按照以下方法制備的 將氫化硼鈉和氟化硼在密封條件下反應(yīng)，得到乙硼烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，酯化反應(yīng)的溫度為105°C 115°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，酯化反應(yīng)的時間為1小時 3小時。
6.權(quán)利要求1所述的化合物作為極壓抗磨劑的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分子式如(Ⅰ)所示的化合物，本發(fā)明還提供上述化合物的制備方法以及其上述化合物作為極壓抗磨劑的應(yīng)用。本發(fā)明提供的分子式如(Ⅰ)所示化合物不含硫磷氯等非環(huán)保元素，將此化合物應(yīng)用于極壓抗磨劑是一種環(huán)保型水基潤滑劑添加劑，適合于配置環(huán)境友好型水基潤滑劑。
文檔編號C07F5/02GK101885733SQ20101023492
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者周杰, 王益全, 謝暉 申請人:重慶德蒙特科技發(fā)展有限公司