硼酸在潤滑油添加劑領(lǐng)域的應用現狀

第39卷第8期無(wú)機鹽工業(yè).2007年8月INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY7硼酸在潤滑油添加劑領(lǐng)域的應用現狀王亞琦秦月玲(中國石油錦州石化公司技術(shù)中心遼寧錦州121001 )摘要硼元素引入潤滑油添加劑中可改善和提高油品的抗磨性能以及熱穩定性能等。硼元素是通過(guò)硼酸與堿性化合物反應而引入添加劑分子上的因而硼酸已逐步成為潤滑油添加劑的重要原料之一。介紹了硼酸在潤滑油添加劑中的應用現狀包括含硼清凈劑、含硼分散劑、含硼極壓抗磨劑、含硼防銹劑。主要介紹了世界各大石油公司生產(chǎn)含硼潤滑油添加劑的商品牌號、合成方法等。指出隨著(zhù)中國汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展環(huán)保、節能法規的不斷出臺與執行力度的加大,含硼等環(huán)保、節能型潤滑油添加劑將得到廣泛的使用其中硼化丁二酰亞胺市場(chǎng)潛力巨大。關(guān)鍵詞硼酸潤滑油添加劑硼化:應用中圖分類(lèi)號:TQ128. 54文獻標識碼:A .文章編號:1006 - 49902007 )08 -0007 -03Present application situation of boric acid in lubricating oil additives .Wang Yaqi Qin Yueling( Technical Cenre of Petrochina Jinzhou Petrochemical Corporation ,Jinzhou 121001 China )Abstract :Boron can improve and increase the antifriction property and thermal stability of oils when it is induced intolubricating oil additives. It is by the reaction of boric acid with alkali compounds that boron is induced onto the molecule oflubricating oil additives. Therefore ,boric acid has gradually become one of the most important raw materials of lubricating oiladditives. The present application situation of boric acid in the area of lubricating oil additives was introduced such as bo-racic detergents dispersants pole tension antiwear agent and antirust agent etc. . The commodity brands and the preparationmethods of boracic lubricating oil additives of the large oil companies in the world were mainly presented. It pointed that a-long with the development of the automobile industry ,more regulations related to energy economy and environment protectioncoming into being and the increase of execution strength of those regulations ,the environment - friendly and energy - savingboracic lubricating oil additives etc. will be widely used. Particularly the market potential of bononized succinimide is huge.Key words boric acid Jubricating oil additives boronation application隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步,汽車(chē)發(fā)1硼酸 在潤滑油添加劑中的應用動(dòng)機設計向小型化、大功率、高速度方向發(fā)展,對發(fā)動(dòng)機油的熱穩定性提出了更高的要求,要求添加劑1.1含硼清凈劑在高溫環(huán)境下發(fā)揮其功能。環(huán)境因素及政府公布的清凈劑在潤滑油中主要起著(zhù)中和酸、增溶和分條例限制了某些添加劑的使用。近20a來(lái),隨著(zhù)散油泥的作用。有代表性的金屬型清凈劑為磺酸人們對硼元素的物理及化學(xué)性質(zhì)的認識發(fā)現硼元鹽、酚鹽及水楊酸鹽等。素引入潤滑油添加劑中可改善和提高油品的抗磨性傳統清凈劑的過(guò)堿度組分是以碳酸鹽的形式存能以及熱穩定性能等,硼改性添加劑可較好地解決在這種碳酸化的余屬清凈劑在苛刻條件下會(huì )加速因含有害組分和部分金屬添加劑受限制而使添加劑油品MH中國煤化工造成金屬表面出現磨加入量減少所出現的油品功能降低的問(wèn)題,硼元損。cNMHG.硼化的高堿度金屬清素賦予了油品節能性與環(huán)保性。通常硼元素是通凈劑性能比傳統金屬清凈劑更加優(yōu)越。這種硼酸鹽過(guò)硼酸與堿性化合物反應而引入添加劑分子.上的,具有優(yōu)良的抗氧、減摩性能和抗氧化安定性不污染因而硼酸已逐漸成為潤滑油添加劑的重要原料環(huán)境不腐蝕金屬被譽(yù)為新型多功能潤滑油添加之一-。劑,已經(jīng)成為世界各大石油公司研制和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。8無(wú)機鹽工業(yè)第39卷第8期目前國外主要有日本的日本石油公司、美國的盧布進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。幾種高堿性硼酸清凈劑的合成方法里佐爾公司和德士古公司以及英國的殼牌石油公司見(jiàn)表1。表1合成高堿性硼酸清凈劑的方法合成第一次過(guò)濾溫度/硼化溫度/ 第二次過(guò)濾溫度/ 脫水溫度/反應混合物C中性磺酸鹽硼酸稀釋油Ca( 0H)2 ,甲醇6106(100~120中性磺酸鹽硼酸稀釋油Cd( 0H) ,甲醇、二甲苯水70-95110-150中性磺酸鹽硼酸稀釋油C( 0H)2 ,甲醇、二甲苯150~ 170150高堿性硼酸清凈劑的氧化安定性、熱穩定性、酸和促進(jìn)劑法見(jiàn)表3。中和能力以及抗磨性均好于高堿性碳酸鹽清凈劑,可用于高檔內燃機油中。表3硼化無(wú)灰分 散劑合成方法1.2 含硼分散劑合成方法反應混合物.硼化溫度/C無(wú)灰分散劑是另-種內燃機油的主要添加劑。直接硼化法丁二酰亞胺硼酸,125 ~ 165促進(jìn)劑法丁二酰亞胺硼酸醇類(lèi)促進(jìn)劑70~ 110目前，以多胺為基礎的丁二酰亞胺分散劑已成為主流其使用量占整個(gè)分散劑的80%以上。為提高內燃機油質(zhì)量防止油泥的生成降低油直接硼化法即是丁二酰亞胺與硼酸直接硼化。耗減少發(fā)動(dòng)機磨損而大力發(fā)展無(wú)灰分散劑特別是而促進(jìn)劑法則是在促進(jìn)劑的作用下丁二酰亞胺與硼經(jīng)過(guò)硼酸處理導入硼原子的丁二酰亞胺其使用性酸進(jìn)行硼化反應1-2]。能更好。特點(diǎn)是能有效防止油泥的生成,耐高溫性直接硼化法反應過(guò)程簡(jiǎn)單,但硼酸需經(jīng)特殊研能好既可用在汽油機油中,又可用在柴油機油中磨處理，設備投資較大產(chǎn)品硼含量不高并且產(chǎn)品并且便于生產(chǎn)汽、柴油機通用潤滑油。質(zhì)量不穩定在使用過(guò)程中有硼析出現象。該方法國外主要生產(chǎn)添加劑的大公司如Infineum公是硼化丁二酰亞胺早期研發(fā)所采用的方法,并延用司、埃西爾公司等均工業(yè)生產(chǎn)硼化丁二酰亞胺分散至今。促進(jìn)劑法是在直接硼化法的基礎上開(kāi)發(fā)的。劑并且含硼丁二酰亞胺產(chǎn)品產(chǎn)量已占丁二酰亞胺該方法無(wú)需對硼化劑做粉碎研磨處理,設備投資小,產(chǎn)品的半數以上。世界各大公司或生產(chǎn)廠(chǎng)生產(chǎn)的部產(chǎn)品質(zhì)量比較穩定。但反應結束后需脫出未反應的促進(jìn)劑。分硼化丁二酰亞胺商品牌號及用途見(jiàn)表2。1.3 含硼極壓抗磨劑表2部分硼化丁 二酰亞胺分散劑商品牌號及用途極壓抗磨劑主要包括硫系極壓抗磨劑、磷系極商品牌號化合物名稱(chēng) 主要性能和用途生產(chǎn)廠(chǎng)壓抗磨劑、氯系極壓抗磨劑、有機金屬極壓抗磨劑和或公司硼酸鹽極壓抗磨劑。LZ 935分散劑組分改進(jìn)發(fā)動(dòng)機油的低溫和盧布里佐硼酸鹽極壓抗磨劑是-種新型極壓劑。研究表高溫分散性能爾公司明,它的極壓能力、抗磨損性能、熱氧化安定性能、高Infineum高分子量丁 改進(jìn) 發(fā)動(dòng)機油的高低溫InfineumC 9260二酰亞胺性能溫抗腐蝕性能和密閉性能優(yōu)于某些其他類(lèi)型的極壓埃西爾石劑。如一般硫、磷劑的耐熱溫度為130 °C左右而硼Hitee 648硼化丁二提高汽、 柴油機油的低溫油添加劑酰亞胺分散性能集團公司.酸鹽極壓劑可耐150 C。硼化丁二在汽、柴油機油中可控制硼酸鹽極壓劑于1974年由雪弗龍公司開(kāi)始應Hitec 7714高溫漆膜用于齒輪油。它在不混入水的條件下使用時(shí)能顯集團公司著(zhù)延中國煤化工有良好的抗磨損性能有效的低溫油泥控制性阿吉普和抗YHCNMHG數，在同樣粘度級時(shí),MX 3316能和優(yōu)良防銹性特別適石油集團合用于柴油機油中。比硫-磷型齒輪油節約燃料1% ~3%。它主要用用于調制高檔內燃機油中國石油錦BT-154 .中州石化公司于工業(yè)潤滑油、潤滑脂、發(fā)動(dòng)機油、汽車(chē)和工業(yè)齒輪油極壓性和熱穩定性好不產(chǎn)生腐蝕。硼化廳方酰啞胺的合成方法主要有直接硼化法合成硼酸鹽極壓抗磨劑的常用方法有兩種,即2007年8月王亞琦等硼酸在潤滑油添加劑領(lǐng)域的應用現狀9研磨法和復分解法見(jiàn)表4。苯磺酸、脂肪酸等與NaOH ,Ca( 0H) ,Mg( OH )等中和劑反應再與硼酸、硼酸酯反應而制得。表4合成硼酸鹽 極壓抗磨劑的方法硼化的高堿值羧酸鹽在齒輪油中作為一種有用方法合成工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)的防銹劑,價(jià)廉易得不僅能抑制腐蝕、銹蝕的生成研將硼酸鹽在分散劑的存 工藝簡(jiǎn)單，難以獲得顆粒.而且對防止齒輪油的氧化和老化也有-定的作用磨在下與基礎油一起研磨、易于操作小的硼酸鹽添可提高齒輪油性能，克服使用胺類(lèi)防銹劑對齒輪油法滾磨、振磨等制得硼酸加劑鹽-油分散體氧化安定性產(chǎn)生不良影響的缺點(diǎn)。臺架試驗表明含復將硼酸鹽和氫氧化鈉分 制得 的硼工藝復雜 反應這種防銹劑的齒輪油防銹性能好。典型國外硼化的分別溶于分散劑、助溶劑、 酸鹽顆粒和脫水溫度控高堿值羧酸鹽的齒輪油配方組成見(jiàn)表6。解促進(jìn)劑中進(jìn)行反應反應小穩定性制嚴格法產(chǎn)物經(jīng)脫水、過(guò)濾制得硼 好酸鹽-油分散體表6齒輪油配方名稱(chēng)質(zhì)量分數/%|名稱(chēng)質(zhì)量分數/%1.4 含硼防銹劑硼化的高堿值羧酸鹽二烷基二硫代磷3防銹劑主要類(lèi)型有磺酸鹽、羧酸和羧酸鹽、酯酸酯類(lèi)化合物類(lèi)有機胺、咪唑啉及其有機鹽等。盡管防銹劑在整順丁烯二酸酐/苯乙烯共R - NCgHfN0.2聚物和乙醇胺反應產(chǎn)物個(gè)石油產(chǎn)品中所占的比例不大,但在石油產(chǎn)品使用硫化烯烴抗泡劑0.075性能上起著(zhù)重要的作用。近年來(lái)，隨著(zhù)潤滑油規格2含 硼添加劑的應用前景的發(fā)展變化國外已研制出一些新型的潤滑油防銹劑如硼化丁二酰亞胺、硼化的高堿值羧酸鹽、硼化隨著(zhù)中國汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展環(huán)保、節能法規的不的脂肪酸羥乙基酯等。斷出臺與執行力度的加大在不久的將來(lái)含硼等環(huán)硼化丁二酰亞胺防銹劑用于車(chē)輛齒輪油中除保、節能型添加劑將得到廣泛使用。其中硼化丁二可通過(guò)規定的臺架( L-33 )試驗外，還可有效地阻酰亞胺因具有改善潤滑油與橡膠密封圈相容性特止含磷添加劑在氧化過(guò)程中產(chǎn)生的沉積物現象。其別是氟橡膠相容性這-非常重要的性能,使得硼化應用實(shí)例見(jiàn)表5。丁二酰亞胺應用前景看好,并且未來(lái)市場(chǎng)需求潛力巨大。表5新型通用 齒輪油復合劑組成參考文獻:硼化丁二酰亞胺.15.0 |烷基胺1.9[1]JV里德帕斯SP溫斯頓RP注納.形成硼酸化分散劑的改二烷基二硫代磷酸酯17.0抗泡、破乳劑0.9進(jìn)的低沉降方法:CN ,109087[ P] 1994 -08 -17.防銹劑3.0 |金屬鈍化劑1.3[2]徐未鄧景輝張?；莸?含硼后交聯(lián)J二酰亞胺無(wú)灰分散劑硫化異丁烯40.0稀釋油15. 9及其制備:CN ,1258728[ P] 2000 -07 -05.烷基(亞)磷酸酯_5.0收稿日期2007 -02-12這種通用齒輪油復合劑可用于礦物油、合成油、作者簡(jiǎn)介王亞琦( 1959- ) ,女高級工程師多年從事潤滑油添半合成油中,可調制75W GL-5及其級別更高的車(chē)加劑的研究開(kāi)發(fā)工作。聯(lián)系方式0416 -4151278輛齒輪油和不同粘度級別的工業(yè)齒輪油。硼化的高堿值羧酸鹽是通過(guò)烷基水楊酸、烷基2007年1~5月份磷出口情況統計中國煤化工進(jìn)口情況統計月份數量/kg金額/美元單價(jià)/( 美元kg-1)美元單價(jià)/(美元 kg-1 )2 424 0743 014 6481. 2436MHCNMH G4144.60532 479 4042 771 2591.117 7770 7602 2261332. 88821 472 8902 038 9461.384 3409 7041 284 6043.135 41 662 5162 979 5951.792 2403 091873 6072.167 31 632 8032 401 0961.4705379 1631245 6093.285 2