[发明专利]一种绿色三嗪润滑油添加剂、制备方法及用途

说明书

本发明涉及一种有机润滑油添加剂的无溶剂制备法，属于新型绿色化学领域。本发明将十八脂肪胺进行升温熔融后，加入多聚甲醛进行醛胺脱水缩合反应，生成1,3,5‑十八烷基‑1,3,5‑三嗪烷(C18HT)。此方法制备出的C18HT是一种优异的润滑油添加剂。与纯油相比，添加C18HT的油能进一步降低对磨金属之间的摩擦系数和磨损率。本发明的优点在于原料简单易得、无需溶剂的脱除、成本低廉、对原油润滑性提升明显。对润滑油润滑性提升大的原因是C18HT表面含有活性氮基团的中心环结构，这些氮基团可以与金属表面紧密结合，消除了裸露金属表面之间的直接接触，从而减少了摩擦56％的摩擦系数和62.5％的磨损率。该发明为环境友好型润滑油添加剂的探索和开发提供了实例支持。

技术领域

本发明属于新型绿色化学领域，特别是润滑油绿色添加剂，涉及一种三嗪润滑油添加剂、制备方法及用途。

背景技术

物体之间产生摩擦的现象无处不在，然而在生产过程中因为摩擦磨损造成的能量损耗、器材损毁也不可避免。如何降低器材间的摩擦磨损一直是科研人员研究的热点。对此，通过在机械配件之间填充润滑油来降低器材间的摩擦磨损是一个有效的方法。然而，传统的润滑油很难满足对高强度、高负载的压缩机、活塞、配气机构、轴承、齿轮等机械部件的长时间减摩抗磨，此外传统润滑油通常含有磷、硫、氯类化合物而造成环境的污染。

在此基础上，通过在润滑油中添加填料来增强基础油的润滑性。润滑剂添加剂发展至今已有各色各样的品种，如固体润滑剂、液体润滑剂、纳米润滑剂、无机润滑剂、有机润滑剂等。目前来说，无机润滑油添加剂的研究较多，如：石墨烯及其衍生物，碳纳米管(CNTs),二硫化钼(MoS₂)，C₃N₄，氮化硼，部分纳米金属颗粒，金属氧化物等。无机润滑油添加剂在降低机械部件的摩擦磨损有明显的作用。特别是二维纳米填料能够在机械部件进行对磨时产生层间滑移，长时间对磨后与机械部件的金属形成转移膜。球状填料和棒状填料能够在润滑油之间产生滚动进而降低机械部件的摩擦磨损。然而，无机润滑油填料的制备耗能巨大，并且无机润滑油填料在(石蜡油)PAO等油中的分散性较差，需要进一步改性来提升它们的油溶性，改性也是个耗能、污染环境的过程。

相比无机填料，有机润滑油添加剂在基础油中分散性明显好转。如类石墨烯的二维有机骨架(COFs)在可将基础油的摩擦系数降至0.08并且在油中的分散性长时间良好。高分子聚苯乙烯(PS)微球有着尺寸小，比表面积大的特点，此外PS微球的表面能大其表面原子的吸附能力和反应活性较高。在对磨的过程中，纳米微球能快速吸附在摩擦副的表面，微球变形或熔融与摩擦副的表面反应生成低剪切力的聚合物润滑膜。未变形的PS微球在摩擦副之间起到类似于球滚动轴承的作用，从而提高润滑性。不仅如此，纳米级别的聚四氟乙烯(PTFE)，有机纤维，超支化聚甘油等有机填料均能在一定程度上提升基础油的润滑性。然而，有机类填料的合成操作复杂且不可避免涉及到有机溶剂的使用，而溶剂的脱除和处理也是一个难题。

三嗪类聚合物的氮杂环结构能够与金属表面紧密结合，在摩擦的过程中避免摩擦副的直接接触，从而减少摩擦。然而，去除三嗪聚合物反应过程中的有机溶剂同样较为繁琐、复杂。如2,4,6-三(正十二烷基)-1,3,5-三嗪(C12Triaz)的合成涉及多个反应过程，以四氢呋喃(THF)作为溶剂。在高温处理THF溶剂时，THF不可避免的暴露到空气中，对环境造成一定的破坏。此外，反应过程中产生的副产物氯化钠(NaCl)也需要及时过滤处理。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种绿色三嗪润滑油添加剂的制备方法，在合成的过程中，可以在无溶剂的体系中进行，解决了合成三嗪润滑油添加剂过程中溶剂、副产物处理的问题。

本发明的技术方案如下：

一种绿色三嗪润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：称取C12-C22的长链脂肪胺类，在油浴下熔融；