[发明专利]化合物及其制备方法以及其在极压抗磨剂中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及润滑剂领域，特别涉及一种化合物及其制备方法以及其作为水基润滑剂的极压抗磨剂的应用。

背景技术

润滑剂被广泛应用于金属加工领域，用于润滑、冷却或密封机械的摩擦部分的物质。现使用的润滑剂多为油基润滑剂，油基润滑剂存在易燃和污染环境的缺点，并需依赖于日益枯竭的石油资源，因而，绿色环保型的润滑剂尤其是水基润滑剂逐渐成为润滑剂发展的主流。相对于油基润滑剂，水基润滑剂以水代替油作为基础液，一方面降低了石油的消耗量，减少对环境的污染，另一方面，其难燃的特性提高了使用的安全性。

极压抗磨剂是水基润滑剂的重要添加剂，常用的极压抗磨剂含有硫、磷、氯等环境不友好型元素。申请号为02153746.1的中国专利公开了一种用于拉拔金属线材的水基润滑剂及其制备方法，该专利公开的水基润滑剂是以二硫代磷酸复酯胺盐和二硫代磷酸酯胺盐作为极压抗磨剂，用于提高润滑剂的抗压抗磨性能，但是该水基润滑剂中的极压抗磨剂含有硫和磷，易对环境造成污染。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种分子式如(Ⅰ)所示的化合物，该化合物不含硫磷等非环保元素，且具有较好的极压抗磨性能，适合于用作环保型极压抗磨剂。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种分子式如(Ⅰ)所示的化合物，

本发明还提供一种上述化合物的制备方法，包括：

乙硼烷与油酸进行加成反应，得到分子式如(Ⅱ)所示的中间产物

将所述中间产物与三乙醇胺进行酯化反应，得到分子式如(Ⅰ)所示的化合物，

优选的，所述乙硼烷是按照以下方法制备的：

将氢化硼钠和氟化硼在密封条件下反应，得到乙硼烷。

优选的，酯化反应的温度为105℃～115℃。

优选的，酯化反应的时间为1小时～3小时。

本发明还提供一种上述化合物作为极压抗磨剂的应用。

本发明提供一种用于极压抗磨剂的化合物，所述极压抗磨剂是将油酸进行化学改性，其分子式如(Ⅰ)所示，该化合物是在油酸分子双键上引入含硼基团，在羧基部位引入含氮基团。

改性基体长链油酸分子能强烈地吸附于金属表面，作为硼和氮元素的载体，使硼更易与金属表面作用生成极压膜。即使在苛刻润滑条件下，硼-碳键断裂，但由于强烈的分子色散力作用，油酸分子仍能很好地起载体作用，硼与金属表面间的键合由于油酸分子的载体作用而得到加强，进而协同增强了表面膜的强度。此外，硼是一种缺电子元素，其空P轨道能将摩擦金属中的d或f轨道电子或摩擦过程中金属外激电子俘获，使硼渗透到摩擦金属的亚表面。表面层的硼由于浓度较高，在摩擦热的作用下易与摩擦金属反应生成硼化物形式的化学反应膜。亚表面层的硼因浓度较低，主要与金属形成金属-硼或硼-金属-碳渗透层。化学反应和渗透的共同作用使表面的化学反应膜强度变得更加牢固。

另一方面，为了改善水溶性，在油酸羧基部位引入含氮功能团，同时由于氮元素的电负性高，原子半径小，在摩擦过程中，当硼氮型改性油酸添加剂吸附于摩擦面时，分子之间比较容易形成氢键而导致横向引力的增强和油膜强度的提高，也即协同增强了表面膜的强度。

综上所述，氮的高反应活性、油酸分子的载体作用和硼的缺电子性及三者的协同作用所形成的复合型保护膜使本发明提供的化合物具有良好的抗磨极压性，同时也改善了其与水的相容性，并且此种化合物不含硫磷氯等非环保元素，将此化合物应用于极压抗磨剂是一种环保型水基润滑剂添加剂，适合于配置环境友好型水基润滑剂。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种分子式如(Ⅰ)所示的化合物，

本发明提供的化合物是在油酸双键上引入含硼基团，在羧基部位引入含氮基团。选用油酸作为改性基体的原因在于油酸无毒、来源丰富且具生物可降解性，是一种环保型原料。油酸分子能强烈的吸附于金属表面，作为硼元素和氮元素的载体。