一种缓蚀润滑添加剂、复合润滑剂及其应用

本发明涉及润滑添加剂，特别涉及一种缓蚀润滑添加剂、复合润滑剂及其应用。

背景技术：

1、imo要求自2020年1月1日起，船用燃油硫含量不得超过0.5％。但相关案例表明，低硫燃油应用后降低了柴油机运行的可靠性与稳定性，其直接表现在柴油机缸套的工作性能降低；而使用低硫燃料时缸套表面异常磨损的原因有：

2、管理维护不当导致润滑油酸碱值不匹配，油液“过酸”时缸套易发生腐蚀磨损，加速缸套材料流失与磨粒产生；当混入气缸油的水与氧化物逐渐累积，金属表面发生化学腐蚀或电化学腐蚀，缸套工作状态进一步劣化；燃油加氢精制所用催化剂引入了硬质颗粒，加剧缸套表面磨粒磨损。

3、使用缓蚀润滑添加剂是降低缸套摩擦、减少材料流失最经济的方法之一，常见的船用减摩抗磨添加剂如有机钼添加剂、二烷基硫代磷酸锌，能够显著降低缸套摩擦磨损，改善发动机动力性。此外，为应对润滑油酸度因燃烧产物累积与油液氧化而升高的问题，多数厂商会向气缸润滑油中加入碱性添加剂如硫化烷基酚钙，这种含硫添加剂碱性储备良好、润滑性能优良，能有效抑制腐蚀磨损、改善缸套润滑状态。然而，使用含硫添加剂不仅会增加发动机的有害排放，还会向燃烧室引入额外的硫酸盐灰分，增加活塞沉积、卡咬的风险；另外，含硫添加剂的铜腐蚀现象也限制了其进一步使用。

4、相比之下，有机硼酸酯、硼酸盐等硼类添加剂不含硫分且灰分较低，是硫系添加剂的潜在替代。其中，有机硼酸酯的油溶性较好并具备良好的减摩抗磨与防锈功能，但其水解稳定性差，相对单一的功能也较难满足日益复杂的工况需求。

5、与有机硼酸酯不同的是，无机硼酸盐具备良好的碱性储备、极压润滑性能与热氧化安定性，是用作气缸油添加剂的理想材料，但硼酸盐在润滑油中的应用受颗粒团聚与沉降的限制。因此，多数厂家使用大量分散剂来改善硼酸盐在油液中的分散状态，但这种分散体系稳定性较差，易产生沉淀。相对上述添加分散剂的方案而言，选择常用的脂肪酸类油性剂对硼酸盐进行表面修饰，可以实现无机硼酸盐的亲油化改性，改善硼酸盐在润滑油中的分散稳定性。

6、但是，对硼酸盐本身而言，其表面仅存在少量羟基官能团作为化学键合的活性位点，传统的脂肪酸类改性剂较难以共价原理为主对其形成稳固的表面修饰结构。而这类改性剂以静电吸引、分子间作用力等非共价作用形成的吸附、包裹层，可能阻碍硼酸盐与酸性介质的接触，对硼酸盐本身的碱性储备造成不良影响。

7、因此，如何对有机硼酸盐进行改进，解决无机硼酸盐在润滑油中分散稳定性差的问题，同时不影响硼酸盐本身的碱性储备，正是本领域技术人员致力于解决的技术难点。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的现有技术的不足，本发明提供一种缓蚀润滑添加剂。本发明提供的缓蚀润滑添加剂，解决无机硼酸盐在润滑油中分散稳定性差的问题，同时不影响硼酸盐本身的碱性储备，本发明提供的该有机硼酸盐缓蚀润滑添加剂，可用做船机气缸缓蚀润滑添加剂并显著提升润滑油的抗磨性能。

2、该缓蚀润滑添加剂由单烷基二元醇通过化学键结合于硼酸盐表面形成所述缓蚀润滑添加剂(即所述单烷基二元醇的羟基通过b-o-c接枝键合于所述硼酸盐表面上)，所述缓蚀润滑添加剂的颗粒粒径在200～300nm之间；其中，所述单烷基二元醇的碳数为8～20，所述硼酸盐和所述单烷基二元醇的质量比为5：1～20：1。

3、在一些实施例中，所述单烷基二元醇包括月桂甘醇、辛二醇、壬二醇中的一种或多种组合；所述硼酸盐包括硼酸镁、硼酸钙、硼酸锌中的一种或多种组合。

4、在一些实施例中，所述缓蚀润滑添加剂通过以下制备步骤制得：

5、将硼酸盐和单烷基二元醇混合，得到混合物m1；

6、将混合物m1进行球磨处理，得到球磨混合物，其中，球磨处理过程中进行高压放电处理；

7、将冷却后的球磨混合物与烃类溶剂混合均匀，固液分离后取固相，即得所述缓蚀润滑添加剂；其中，所述单烷基二元醇的碳数为8～20，所述硼酸盐和所述单烷基二元醇的质量比为5：1～20：1。

8、在一些实施例中，所述球磨处理过程中进行高压放电处理；其中，放电电压为(21～23)kv，放电气体为ar气、he气中的一种或多种组合，球磨罐内压力为(0.02～0.04)mpa，球磨机的上下振动频率为(20～25)hz、振幅为(10～12)mm，球磨时间为(8～12)h。

9、在一些实施例中，所述烃类溶剂包括石油醚、正戊烷、甲苯中的一种或多种组合；所述球磨混合物与烃类溶剂的质量比为(1：1)～(1：200)。

10、在一些实施例中，将冷却后的所述球磨混合物与所述烃类溶剂混合均匀，得到混合物m2；将混合物m2超声震荡后，静置使其自然沉降，去除下层大颗粒沉积物，取上层溶液进行离心分离；取离心得到的固相产物进行烘干处理，即得所述缓蚀润滑添加剂。

11、本发明还提供一种复合润滑油，其组分包括润滑油、缓蚀润滑添加剂；采用如上所述的缓蚀润滑添加剂。

12、在一些实施例中，所述缓蚀润滑添加剂的用量为所述复合润滑油质量的0.05％～2％。

13、本发明还提供如上所述的复合润滑油在缸套润滑中的应用。

14、本发明还提供如上所述的复合润滑油在金属-金属、金属-聚合物或金属-陶瓷摩擦副中的应用。

15、基于上述，与现有技术相比，本发明提供的缓蚀润滑添加剂，具有以下有益效果：

16、本发明提供的缓蚀润滑添加剂，不仅解决了无机硼酸盐在润滑油中分散稳定性差的问题，而且不影响硼酸盐本身的碱性储备，该缓蚀润滑添加剂可在润滑油中长时间稳定分散，同时保持良好的碱性储备；并且，其添加于润滑油中使用，具有优异的动态减摩抗磨性能和静态缓蚀效果，因此，其可用做船机气缸缓蚀润滑添加剂，并显著提升润滑油的抗磨性能。

17、本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种缓蚀润滑添加剂，其特征在于：由单烷基二元醇通过化学键结合于硼酸盐表面形成所述缓蚀润滑添加剂，所述缓蚀润滑添加剂的颗粒粒径在200～300nm之间；

2.根据权利要求1所述的缓蚀润滑添加剂，其特征在于：所述单烷基二元醇包括月桂甘醇、辛二醇、壬二醇中的一种或多种组合；

3.根据权利要求1所述的缓蚀润滑添加剂，其特征在于：所述缓蚀润滑添加剂通过以下制备步骤制得：

4.根据权利要求3所述的缓蚀润滑添加剂，其特征在于：所述球磨处理过程中进行高压放电处理；

5.根据权利要求3所述的缓蚀润滑添加剂，其特征在于：所述烃类溶剂包括石油醚、正戊烷、甲苯中的一种或多种组合；

6.根据权利要求3-5任一项所述的缓蚀润滑添加剂，其特征在于：

7.一种复合润滑油，其特征在于：其组分包括润滑油、缓蚀润滑添加剂；采用如权利要求1-6任一项所述的缓蚀润滑添加剂。

8.根据权利要求7所述的复合润滑油，其特征在于：所述缓蚀润滑添加剂的用量为所述复合润滑油质量的0.05％～2％。

9.如权利要求7-8任一项所述的复合润滑油在缸套润滑中的应用。

10.如权利要求7-8任一项所述的复合润滑油在金属-金属、金属-聚合物或金属-陶瓷摩擦副中的应用。

技术总结本发明涉及润滑添加剂技术领域，特别涉及一种缓蚀润滑添加剂、复合润滑剂及其应用。该缓蚀润滑添加剂由单烷基二元醇通过化学键结合于硼酸盐表面形成所述缓蚀润滑添加剂，所述缓蚀润滑添加剂的颗粒粒径在200～300nm之间；其中，所述单烷基二元醇的碳数为8～20，所述硼酸盐和所述单烷基二元醇的质量比为5：1～20：1。本发明提供的缓蚀润滑添加剂，不仅解决了无机硼酸盐在润滑油中分散稳定性差的问题，而且不影响硼酸盐本身的碱性储备，该缓蚀润滑添加剂可在润滑油中长时间稳定分散，同时保持良好的碱性储备；并且，其添加于润滑油中使用，具有优异的动态减摩抗磨性能和静态缓蚀效果，因此可用做船机气缸缓蚀润滑添加剂，并显著提升润滑油的抗磨性能。技术研发人员：戴乐阳,杨新群,杨玉浩,李浩天受保护的技术使用者：集美大学技术研发日：技术公布日：2024/5/8