CN110845419B - 一种极压抗磨剂及包含该极压抗磨剂的公路车辆齿轮油 - Google Patents

一种极压抗磨剂及包含该极压抗磨剂的公路车辆齿轮油 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种极压抗磨剂及包含该极压抗磨剂的公路车辆齿轮油，涉及齿轮油技术领域，本发明自制了有机极压抗磨剂，两种极压抗磨剂都属于新型化合物，经结构表征手段确定了化合物的结构；本发明通过将自制极压抗磨剂应用于公路车辆齿轮油中以提高齿轮油的极压抗磨性能，而制备极压抗磨剂的原料本身并不具备极压抗磨作用；并且自制极压抗磨剂对齿轮油极压抗磨性能的增强远优于本领域目前常用的有机极压抗磨剂硫化异丁烯和磷酸三苯酯。

Description

一种极压抗磨剂及包含该极压抗磨剂的公路车辆齿轮油
技术领域：
本发明涉及齿轮油技术领域，具体涉及一种极压抗磨剂及包含该极压抗磨剂的公路车辆齿轮油。
背景技术：
公路车辆齿轮油用于汽车转向器、变速器以及驱动桥等齿轮传动机构中，由于齿轮传动时表面压力高，所以齿轮油对齿轮的润滑、抗磨、冷却、散热、防腐防锈、洗涤和降低齿面冲击与噪声等方面起着重要作用。对于齿轮油来说，除了具有使用条件下的润滑性以外，还要求具有优异的极压性、氧化安定性、耐磨损性等。
传统的极压抗磨剂主要是含硫型和含磷型，此类化合物的挤压抗磨性与高温稳定性很难达到一个合适的平衡，同时会降低油膜强度导致破裂。此外，磷硫本身对齿轮有腐蚀性，故此类极压抗磨剂实际上是用缓慢腐蚀替代快速磨损。针对这一问题，本发明自制了极压抗磨剂并将其应用于公路车辆齿轮油的制备，在消除腐蚀性不利影响的同时显著改善了齿轮油的极压抗磨性能。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种极压抗磨剂，并将其应用于公路车辆齿轮油的制备，在消除腐蚀性不利影响的同时显著改善了齿轮油的极压抗磨性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种极压抗磨剂，由月桂醇和苯并咪唑-5,6-二羧酸经酯化反应制得，其结构式如式I所示：
Figure BDA0002273213060000021
具体合成路线如下：
Figure BDA0002273213060000022
两分子的月桂醇与一分子的苯并咪唑-5,6二羧酸发生酯化反应。
本发明还提供了另外一种极压抗磨剂，由二乙醇胺和苯并咪唑-5-羧酸经酯化反应制得，其结构式如式II所示：
Figure BDA0002273213060000023
具体合成路线如下：
Figure BDA0002273213060000024
一分子的二乙醇胺与两分子的苯并咪唑-5-羧酸发生酯化反应。
本发明还提供了一种包含上述极压抗磨剂的公路车辆齿轮油，由以下重量百分比的原料制成：
黏度指数改进剂10-30％、防锈剂0.1-2％、极压抗磨剂0.05-1％、抗泡剂0.005-0.5％，余量为矿物油。
所述黏度指数改进剂为氢化苯乙烯双烯共聚物。
所述防锈剂选自苯并三氮唑衍生物、石油磺酸盐类防锈剂中的一种。
所述抗泡剂选自甲基硅油抗泡剂、聚硅氧烷抗泡剂或聚醚类抗泡剂。
所述黏度指数改进剂由氢化苯乙烯双烯共聚物和二苯甲烷双马来酰亚胺组成，两者质量比为3-5:1。
氢化苯乙烯双烯共聚物属于本领域常用的黏度指数改进剂，而二苯甲烷双马来酰亚胺作为黏度指数改进剂的应用不属于本领域的现有技术和公知常识，本发明通过二苯甲烷双马来酰亚胺的添加来改善黏度指数改进剂的低温性能，从而保证齿轮油的低温流动性，使齿轮油适用于低温环境。
本发明的有益效果是：
(1)本发明自制了有机极压抗磨剂，两种极压抗磨剂都属于新型化合物，经结构表征手段确定了化合物的结构，而将该化合物作为极压抗磨剂的应用不属于本领域的现有技术和公知常识；并且自制极压抗磨剂不会对齿轮产生任何腐蚀作用，避免了使用含硫型和含磷型极压抗磨剂存在的腐蚀性问题。
(2)本发明通过将自制极压抗磨剂应用于公路车辆齿轮油中以提高齿轮油的极压抗磨性能，而制备极压抗磨剂的原料本身并不具备极压抗磨作用；并且自制极压抗磨剂对齿轮油极压抗磨性能的增强远优于本领域目前常用的有机极压抗磨剂硫化异丁烯和磷酸三苯酯。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对照例所使用的矿物油为石蜡基直链烷烃矿物油，氢化苯乙烯双烯共聚物由专利CN201410115135.2中实施例1的方法制备。
实施例1
极压抗磨剂I的制备：将3.73g月桂醇加热至50℃保温使其完全熔融，再加入2.06g苯并咪唑-5,6-二羧酸，继续加热，待温度达到85℃时滴加0.29g浓硫酸，并于85℃下保温反应5h，反应结束后自然冷却至室温22℃，所得固体经粉碎机制成粉体，过100目筛即得。1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:12.26(s,1H),8.14(s,2H),8.09(s,1H),4.23(t,4H),1.68-1.18(m,40H),0.85(t,6H)；ESI-MS:m/z＝543.41[M]+.
实施例2
极压抗磨剂II的制备：向水中加入1.05g二乙醇胺和3.24g苯并咪唑-5-羧酸，加热使温度达到85℃后滴加0.21g浓硫酸，并于85℃下保温反应5h，反应结束后自然冷却至室温22℃，所得固体经粉碎机制成粉体，过100目筛即得。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:12.26(s,2H),8.11(s,2H),8.08(s,2H),7.82(d,2H),7.65(d,2H),5.85(s,1H),4.46(t,4H),2.96(t,4H)；ESI-MS:m/z＝394.14[M]+.
实施例3
齿轮油的制备：氢化苯乙烯双烯共聚物22％、甲基苯并三氮唑1％、极压抗磨剂I0.5％、T901-甲基硅油0.005％，余量为矿物油。
实施例4
以实施例3为对照，将极压抗磨剂I替换为等量的极压抗磨剂II，其余与实施例3完全相同。
对照例1
以实施例3为对照，将极压抗磨剂I替换为等量的硫化异丁烯，其余与实施例3完全相同。
对照例2
以实施例3为对照，将极压抗磨剂I替换为等量的磷酸三苯酯，其余与实施例3完全相同。
对照例3
以实施例3为对照，将极压抗磨剂I替换为等量的月桂醇和苯并咪唑-5,6-二羧酸的混合物，其余与实施例3完全相同。
对照例4
以实施例4为对照，将极压抗磨剂II替换为等量的二乙醇胺和苯并咪唑-5-羧酸的混合物，其余与实施例4完全相同。
对照例5
以实施例3为对照，设置不添加极压抗磨剂I的对照例5，其余与实施例3完全相同。
实施例5
以实施例3为对照，将氢化苯乙烯双烯共聚物替换为等量的质量比5:1的氢化苯乙烯双烯共聚物和二苯甲烷双马来酰亚胺的混合物，其余与实施例3完全相同。
实施例6
以实施例3为对照，将氢化苯乙烯双烯共聚物替换为等量的质量比4:1的氢化苯乙烯双烯共聚物和二苯甲烷双马来酰亚胺的混合物，其余与实施例3完全相同。
分别由实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、对照例1、对照例2、对照例3、对照例4、对照例5制备齿轮油，测定所制齿轮油的使用性能，结果如表1所示。
表1齿轮油的性能指标
Figure BDA0002273213060000051
注：“/”-未测定。
由表1可知，实施例3、实施例4通过自制极压抗磨剂I和极压抗磨剂II的应用取得了所制齿轮油极压抗磨性能明显优于常规极压抗磨剂硫化异丁烯与磷酸三苯酯的技术效果；而实施例5、实施例6通过向黏度指数改进剂中添加二苯甲烷双马来酰亚胺的操作取得了改善所制齿轮油低温流动性的技术效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种极压抗磨剂，其特征在于：由月桂醇和苯并咪唑-5,6-二羧酸经酯化反应制得，其结构式如式I所示：
Figure FDA0002273213050000011
2.一种极压抗磨剂，其特征在于：由二乙醇胺和苯并咪唑-5-羧酸经酯化反应制得，其结构式如式II所示：
Figure FDA0002273213050000012
3.权利要求1或2所述的极压抗磨剂在公路车辆齿轮油中的应用。
4.包含权利要求1所述极压抗磨剂的公路车辆齿轮油，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：
黏度指数改进剂10-30％、防锈剂0.1-2％、极压抗磨剂I 0.05-1％、抗泡剂0.005-0.5％，余量为矿物油。
5.包含权利要求2所述极压抗磨剂的公路车辆齿轮油，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：
黏度指数改进剂10-30％、防锈剂0.1-2％、极压抗磨剂II 0.05-1％、抗泡剂0.005-0.5％，余量为矿物油。
6.根据权利要求4或5所述的公路车辆齿轮油，其特征在于：所述黏度指数改进剂为氢化苯乙烯双烯共聚物。
7.根据权利要求4或5所述的公路车辆齿轮油，其特征在于：所述防锈剂选自苯并三氮唑衍生物、石油磺酸盐类防锈剂中的一种。
8.根据权利要求4或5所述的公路车辆齿轮油，其特征在于：所述抗泡剂选自甲基硅油抗泡剂、聚硅氧烷抗泡剂或聚醚类抗泡剂。
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