[发明专利]抗摩擦抗磨损润滑剂添加剂

说明书

技术领域

本公开涉及一种润滑剂添加剂，更特别地，涉及一种提高润滑剂抗摩 擦和抗磨损性质的润滑剂添加剂。

发明背景

润滑剂是在两个运动的表面之间加入的用于降低它们之间的摩擦和 磨损的一种物质。当相对的表面分离时通过润滑剂(一般为流体)发生润滑。 一般地，基于润滑剂起效以降低运动部件之间的摩擦和磨损的机理，润滑 可以大概定义为四种形式。它们是流体力学形式(其中流体厚膜分离运动表 面)、混合形式(其中薄膜分离运动表面)、边界形式(其中大部分润滑剂从运 动部件之间被挤压出来)和增强压力形式(其中基本上所有的液体从运动部 件之间被挤压出来并形成在运动部件上的薄的固体膜)。润滑剂一般通过基 础油(通常为石油馏分)与任意数量的添加剂混合制备。添加剂给予润滑剂 特殊的性质，例如降低摩擦、降低磨损、提高粘度、提高粘度系数、抗腐 蚀、氧化、老化和/或污染等。最常用的抗摩擦和抗磨损添加剂包含的官能 团为硼(B)、铜(Cu)、磷(P)、硫(S)、氮(N)、铅(Pb)和/或锌(Zn)。

现在使用的许多润滑剂和有些添加剂从有毒的石油产物制备，这使它 们越来越难以安全、容易地废弃处理。近年来由于润滑剂意外溢出和渗漏 以及越来越严格的润滑剂限制使用的政府法令的考虑，对环境安全的润滑 剂的需求越来越大。

Erhan等的美国专利公开2006/0009365 A1(以下称’365公开)公开了一 种可以用作润滑剂添加剂的硫修饰的植物油(vegetable oil)。在’365公开中， 润滑剂添加剂通过环氧化甘油三酸酯油(植物油)与硫醇(一般具有式 HS-R”’)反应制得。由于得到的含硫的聚(羟基硫醚)衍生物是由植物油修饰 形成的，因此是环境安全的。

尽管’365公开中的润滑剂添加剂可以是环境安全的，其可能具有有些 性能限制。’365公开的含硫添加剂具有如下结构式：

 式1

其中Rs、Rs’、Rs”具有下式的特征：

式2

其中R”为氢、C1到C22碳氢化合物、4-6元杂环或其混合物。

’365公开中的添加剂限于硫作为官能团。因此，在设计可能更适宜于 应用的具有不同官能团的添加剂时，添加剂没有提供灵活性。例如，不能 用适宜于特殊的应用的磷或胺作为官能团来设计添加剂。另外，由于在硫 醚分子中的分子间和分子内氢键，’365公开中的添加剂中硫醚基团(C-SR”’) 和羟基基团(C-OH)的存在导致了较高的粘度。

本公开旨在解决现有技术中的抗摩擦和抗磨损润滑剂添加剂的一个 或多个缺点。

发明概述

在一个方面，本公开给出了具有下式的化合物：

其中X选自下面的官能团：

和

并且R选自氢、正烷基、异烷基、芳基、杂环和含氮或硫的基团。化合物 中的n值从0到4。

在另一方面，本公开给出了制备具有下式的化合物的方法：

其中X为选自如下的官能团：

和

并且R选自氢、正烷基、异烷基、芳基、杂环和含氮或硫的基团。化合物 中的n值从0到4。该方法包括至少改变环氧化种子油成化合物的步骤。

发明详述

本公开的抗摩擦和抗磨损添加剂可为含硫(S)、磷(P)和/或胺(NH₂)基团 的结构。它们通过商业提供的环氧种子油作为起始物质与含硫(S)、磷(P) 和/或胺(NH₂)基团分子在选定的条件下反应形成。得到的添加剂化合物(反 应最终产物)保持植物油的天然功能性质，例如高闪点、亲水亲油性、表面 活性位点、高分子量等。另外，添加剂化合物也可含S、P和/或NH₂分子 以生成产生稳定化学界面膜的官能团来降低金属-金属接触时的摩擦和磨 损。