[发明专利]硼酸盐抗磨极压添加剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种石油化工添加剂及其制备方法，确切地说，是一种主要用于润滑脂中的抗磨极压添加剂。

背景技术

硼酸盐是八十年代初才引起人们关注的一类极压抗磨添加剂，国内外许多研究结果表明硼酸盐作为极压添加剂具有其独特的优越性：抗磨性好、无毒、无气味、不会腐蚀金属，耐高温性好，在250℃以上仍有良好的极压抗磨性，与含硫、磷、氯活性添加剂配伍性也较好，复合效果(增效作用)明显。另外硼酸盐极压添加剂的作用机理也与其它有机极压抗磨剂有所不同，它不是由于与金属反应形成反应膜，而是由于摩擦部件相对运动时，其表面带点，是硼酸盐微粒粘附于其上，形成极压膜。这层膜既厚又粘，起到无机润滑膜的作用。

目前，硼酸盐类添加剂大致有三种类型：一种是用石油磺酸钠为分散剂的硼酸盐，是将水溶液的硼酸钾分散在油中，再除去水。其缺点是因为产品含石油磺酸钠，用于润滑脂中影响产品胶体安定性，进而影响润滑脂的滴点、稠度、机械安定性、抗水性等性能，因此在润滑脂中基本无法应用；第二种是将硼酸钾干燥，磨成细粉，直接用于产品。其缺点是分散性差，在一些高粘度油和半流体润滑脂中发生沉淀，因此限制了其使用范围。第三种为纳米超细形硼酸盐润滑油添加剂，采用喷雾技术或CN1175621A专利技术中介绍的超声波乳化方法，工艺过程复杂。

同时，由于硼酸盐型添加剂存在抗水性差的问题，因此改善或解决硼酸盐类型添加剂的抗水性问题成为这一领域技术人员关注的焦点。CN1362500专利技术中虽未提到抗水性问题，但其硼酸盐添加剂组分主要为小分子硼酸盐，因此对抗水性基本无改善作用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述硼酸盐抗磨极压添加剂存在的技术问题，提供一种抗水性好，抗磨极压性能特别优良，且生产工艺简单的硼酸盐抗磨极压添加剂及制备方法。它主要用于润滑脂中，特别是高温及宽温度范围应用的润滑脂中，也可用于高粘度的各种高性能的开式齿轮油，如大型球磨机等机械的大齿轮的润滑剂中，以及齿轮箱或蜗轮箱的半流体润滑剂中。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的硼酸盐抗磨极压添加剂主要由油性介质、分散剂和大分子聚合硼酸盐构成，它们的重量百分配比是：10-50％的油性介质，1-5％的分散剂，以及50-90％的大分子聚合硼酸盐。

所述的油性介质是矿物基础油、合成基础油、矿物油和合成油的混合物；所述的分散剂采用C₁₂-C₂₂脂肪酸金属皂或C₁₂-C₂₂羟基脂肪酸金属皂；而所述的大分子聚合硼酸盐是通过1：1至0.2：1摩尔比的氢氧化钾和硼酸在一定温度下进行反应，并在高温进行高温聚合反应后制成。

所述的矿物基础油可以是150BS、500SN、600SN、750SN基础油中的一种或几种；合成油可以是聚烯烃，烷基芳烃聚合物；所述的C₁₂-C₂₂脂肪酸金属皂或C₁₂-C₂₂羟基脂肪酸金属皂可以为钙皂、锂皂、铝皂、钠皂等中的一种或几种；所述的大分子聚合硼酸盐的百分含量占添加剂总重的50-90％，优选60-80％。其分子式为K_XB_YO_Z，其中X平均数约为9；Y平均数约等于7，Z平均数约等于15，其结构式如下：

本发明所述的硼酸盐抗磨极压添加剂的制备方法是：

1、将1：1至0.2：1摩尔比的氢氧化钾和硼酸依次加入一定量的水中，升温至70-90℃进行反应一定时间；

2、加入上述基础油中的一种或几种，加热至100-120℃，脱水，再升温至200-230℃，聚合反应0.5-1小时；

3、冷却至180℃左右，加入上述的分散剂中的一种或几种，继续降温至110℃左右，出釜，均质泵高压均质，成品。

本发明具体的制备方法是：1、将0.5：1摩尔比的氢氧化钾和硼酸依次加入一定量的水中，升温至80℃进行反应一定时间；

2、加入上述基础油中的一种或几种，加热至110℃，脱水，再升温至220℃，聚合反应0.6小时；

3、冷却至180℃左右，加入上述的分散剂中的一种或几种，继续降温至110℃左右，出釜，均质泵高压均质，成品。

本发明所述的硼酸盐添加剂具有极高的极压抗磨性能指标，四球实验PB≥190×9.8N，PD≥800×9.8N。其主要特点如下：