CN107573983A - 一种耐高温抗氧剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐高温抗氧剂及其制备方法和应用，所述耐高温抗氧剂由低聚物和胺型抗氧剂复配而成；所述低聚物为二异辛基二苯胺和N‑苯基‑1(α)‑萘胺共聚体。与现有技术相比，本发明提供的耐高温抗氧剂通过特定分子结构的低聚物与胺型抗氧剂复配，利用不同分子结构之间的协同作用，使得到的耐高温抗氧剂在具备较好的抗氧化性能的基础上，能够显著提升油品高温性能。实验结果表明，使用本发明提供的耐高温抗氧剂的油品在220℃×40h×167mL空气/min的氧化条件下，氧化后40℃粘度为33.00mm2/s，酸值为0.5mgKOH/g，40℃的粘度变化率在25％左右，氧化后的酸值变化在0.4左右。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，更具体地说，是涉及一种耐高温抗氧剂及其制备方法和应用。
背景技术
润滑油在储存和使用过程中，由于与氧气接触在光、热和金属的催化作用下，不可避免地要发生分解、氧化等化学反应，导致油品变质，使用寿命缩短；氧化后产生的酸、油泥和沉淀会腐蚀磨损机件，造成故障。在油品中加入抗氧剂可以抑制油品氧化、钝化金属催化作用，延缓氧化速度，延长油品的使用寿命。
随着机械工业的不断发展，无论是航空航天润滑油，还是发动机润滑油，以及工业润滑油(如高温链条油、压缩机油等)，都对油品的高温性能提出了更高的要求。而抗氧剂对油品高温性能的影响至关重要，在许多情况下，单纯依赖单一抗氧剂已经很难满足要求。因此，研究和了解润滑油不同分子结构抗氧剂之间的协同作用，对发展高性能润滑油是十分必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐高温抗氧剂及其制备方法和应用，本发明提供的耐高温抗氧剂在具备较好的抗氧化性能的基础上，能够显著提升油品高温性能。
本发明提供了一种耐高温抗氧剂，由低聚物和胺型抗氧剂复配而成；
所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。
优选的，所述胺型抗氧剂选自烷基化二苯胺、萘胺和对苯二胺中的一种或多种。
优选的，所述低聚物和胺型抗氧剂的质量比为1∶(1.2～2.2)。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的耐高温抗氧剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，进行共聚反应，得到低聚物；
b)将步骤a)得到的低聚物与胺型抗氧剂复配，得到耐高温抗氧剂。
优选的，步骤a)中所述二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺的摩尔比为1∶(0.5～1)。
优选的，步骤a)中所述共聚反应的温度为70℃～80℃，时间为2h～3h。。
优选的，步骤b)中所述复配的温度为20℃～30℃。
本发明还提供了一种耐高温、抗氧化润滑油，由包括以下组分的原料制备而成：
新戊基多元醇酯100重量份；
抗氧剂0.1重量份～10重量份；
金属防腐蚀剂0.05重量份～0.15重量份；
极压抗磨剂2重量份～5重量份；
所述抗氧剂为上述技术方案所述的耐高温抗氧剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的耐高温抗氧剂。
优选的，所述金属防腐蚀剂为苯骈三氮唑。
优选的，所述极压抗磨剂选自磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯和亚磷酸二正丁酯中的一种或多种。
本发明提供了一种耐高温抗氧剂及其制备方法和应用，所述耐高温抗氧剂由低聚物和胺型抗氧剂复配而成；所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。与现有技术相比，本发明提供的耐高温抗氧剂通过特定分子结构的低聚物与胺型抗氧剂复配，利用不同分子结构之间的协同作用，使得到的耐高温抗氧剂在具备较好的抗氧化性能的基础上，能够显著提升油品高温性能。实验结果表明，使用本发明提供的耐高温抗氧剂的油品在220℃×40h×167mL空气/min的氧化条件下，氧化后40℃粘度为33.00mm2/s，酸值为0.5mgKOH/g，40℃的粘度变化率在25％左右，氧化后的酸值变化在0.4左右。
另外，本发明提供的耐高温抗氧剂的制备方法工艺简单、原料易得、条件温和，适合大规模生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种耐高温抗氧剂，由低聚物和胺型抗氧剂复配而成；
所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。
在本发明中，所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体，由二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚而成。本发明对所述二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述胺型抗氧剂优选选自烷基化二苯胺、萘胺和对苯二胺中的一种或多种，更优选为烷基化二苯胺。本发明对所述胺型抗氧剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述烷基化二苯胺、萘胺和对苯二胺的市售商品即可。
在本发明中，所述低聚物和胺型抗氧剂的质量比优选为1∶(1.2～2.2)，更优选为1∶1.7。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的耐高温抗氧剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，进行共聚反应，得到低聚物；
b)将步骤a)得到的低聚物与胺型抗氧剂复配，得到耐高温抗氧剂。
本发明首先将二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，进行共聚反应，得到低聚物。本发明对所述混合的装置没有特殊限制，优选采用本领域技术人员熟知的用于进行共聚反应的装置即可。在本发明中，所述二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺的摩尔比优选为1∶(0.5～1)，更优选为1∶(0.8～0.9)。
在本发明中，所述共聚反应的温度优选为70℃～80℃，更优选为75℃～78℃；所述共聚反应的时间优选为2h～3h，更优选为2.5h～3h。
得到所述低聚物后，本发明将得到的低聚物与胺型抗氧剂复配，得到耐高温抗氧剂。在本发明中，所述胺型抗氧剂与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述低聚物与胺型抗氧剂的质量比优选为1∶(1.2～2.2)，更优选为1∶1.7。
在本发明中，所述复配的温度优选为20℃～30℃，更优选为25℃。
本发明提供的耐高温抗氧剂通过特定分子结构的低聚物与胺型抗氧剂复配，利用不同分子结构之间的协同作用，使得到的耐高温抗氧剂在具备较好的抗氧化性能的基础上，能够显著提升油品高温性能。
本发明还提供了一种耐高温、抗氧化润滑油，由包括以下组分的原料制备而成：
新戊基多元醇酯100重量份；
抗氧剂0.1重量份～10重量份；
金属防腐蚀剂0.05重量份～0.15重量份；
极压抗磨剂2重量份～5重量份；
所述抗氧剂为上述技术方案所述的耐高温抗氧剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的耐高温抗氧剂。
在本发明中，所述新戊基多元醇酯为基础油；本发明对所述新戊基多元醇酯的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述耐高温、抗氧化润滑油包括100重量份的新戊基多元醇酯。
在本发明中，所述抗氧剂为上述技术方案所述的耐高温抗氧剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的耐高温抗氧剂。在本发明中，所述耐高温、抗氧化润滑油包括0.1重量份～10重量份的抗氧剂，优选为2重量份～4重量份。
在本发明中，所述金属防腐蚀剂优选为苯骈三氮唑。本发明对所述金属防腐蚀剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述苯骈三氮唑的市售商品即可。在本发明中，所述耐高温、抗氧化润滑油包括0.05重量份～0.15重量份的金属防腐蚀剂，优选为0.1重量份。
在本发明中，所述极压抗磨剂优选选自磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯和亚磷酸二正丁酯中的一种或多种，更优选为磷酸三甲酚酯。本发明对所述极压抗磨剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯和亚磷酸二正丁酯的市售商品即可。在本发明中，所述耐高温、抗氧化润滑油包括2重量份～5重量份的极压抗磨剂，优选为3重量份。
本发明对所述耐高温、抗氧化润滑油的制备方法没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的制备润滑油的技术方案即可。本发明提供的耐高温、抗氧化润滑油采用特定分子结构的低聚物与胺型抗氧剂复配得到的耐高温抗氧剂，配合特定用量的新戊基多元醇酯、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂，各原料组分实现较好的相互作用，得到的润滑油具有优异的抗氧化性能和耐高温性能。
本发明提供了一种耐高温抗氧剂及其制备方法和应用，所述耐高温抗氧剂由低聚物和胺型抗氧剂复配而成；所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。与现有技术相比，本发明提供的耐高温抗氧剂通过特定分子结构的低聚物与胺型抗氧剂复配，利用不同分子结构之间的协同作用，使得到的耐高温抗氧剂在具备较好的抗氧化性能的基础上，能够显著提升油品高温性能。实验结果表明，使用本发明提供的耐高温抗氧剂的油品在220℃×40h×167mL空气/min的氧化条件下，氧化后40℃粘度为33.00mm2/s，酸值为0.5mgKOH/g，40℃的粘度变化率在25％左右，氧化后的酸值变化在0.4左右。
另外，本发明提供的耐高温抗氧剂的制备方法工艺简单、原料易得、条件温和，适合大规模生产。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
(1)将摩尔比为1∶0.8的二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，在75℃下进行共聚反应2.5h，得到低聚物；所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。
(2)将质量比1∶1.7的上述低聚物与烷基化二苯胺在常温下复配，得到耐高温抗氧剂。
实施例2
(1)将摩尔比为1∶0.9的二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，在75℃下进行共聚反应2.5h，得到低聚物；所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。
(2)将质量比1∶1.7的上述低聚物与萘胺在常温下复配，得到耐高温抗氧剂。
实施例3
(1)将摩尔比为1∶1的二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，在75℃下进行共聚反应3h，得到低聚物；所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。
(2)将质量比1∶1.7的上述低聚物与对苯二胺在常温下复配，得到耐高温抗氧剂。
实施例4
在100重量份的新戊基多元醇酯中依次加入2重量份实施例1提供的耐高温抗氧剂、0.1重量份的苯骈三氮唑和3重量份的磷酸三甲酚酯，进行加热搅拌，加热温度为130℃±5℃；待添加剂完全溶解即完成调配，得到耐高温、抗氧化润滑油。
经检测，本发明实施例4提供的耐高温、抗氧化润滑油40℃粘度为26.00mm2/s，酸值为0.1mgKOH/g。
对本发明实施例4提供的耐高温、抗氧化润滑油进行高温氧化实验，氧化条件为220℃×40h×167mL空气/min，氧化后40℃粘度为33.00mm2/s，酸值为0.5mgKOH/g；40℃的粘度变化率在25％左右，氧化后的酸值变化在0.4左右。
对比例1
在100重量份的新戊基多元醇酯中依次加入2重量份的烷基化二苯胺、0.1重量份的苯骈三氮唑和3重量份的磷酸三甲酚酯，进行加热搅拌，加热温度为130℃±5℃；待添加剂完全溶解即完成调配，得到润滑油。
经检测，对比例1提供的润滑油40℃粘度为26.00mm2/s，酸值为0.1mgKOH/g。
对对比例1提供的润滑油进行高温氧化实验，氧化条件为220℃×40h×167mL空气/min，氧化后40℃粘度为38.00mm2/s，酸值1.0mgKOH/g；40℃的粘度变化率在45％左右，氧化后的酸值变化在0.9左右。
对比例2
在100重量份的新戊基多元醇酯中依次加入2重量份实施例1提供的低聚物、0.1重量份的苯骈三氮唑和3重量份的磷酸三甲酚酯，进行加热搅拌，加热温度为130℃±5℃；待添加剂完全溶解即完成调配，得到润滑油。
经检测，对比例2提供的润滑油40℃粘度为26.00mm2/s，酸值为0.1mgKOH/g。
对对比例2提供的润滑油进行高温氧化实验，氧化条件为220℃×40h×167mL空气/min，氧化后40℃粘度为36mm2/s，酸值0.7mgKOH/g；40℃的粘度变化率在38％左右，氧化后的酸值变化在0.6左右。
通过比较可知，本发明提供的耐高温抗氧剂通过特定分子结构的低聚物与胺型抗氧剂复配，利用不同分子结构之间的协同作用，使得到的耐高温抗氧剂在具备较好的抗氧化性能的基础上，能够显著提升油品高温性能；另外，本发明提供的耐高温抗氧剂能够延长油品的使用寿命。由此可知，本发明提供的耐高温抗氧剂有望提高我国润滑油的整体水平和国际竞争力。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种耐高温抗氧剂，由低聚物和胺型抗氧剂复配而成；
所述低聚物为二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺共聚体。
2.根据权利要求1所述的耐高温抗氧剂，其特征在于，所述胺型抗氧剂选自烷基化二苯胺、萘胺和对苯二胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的耐高温抗氧剂，其特征在于，所述低聚物和胺型抗氧剂的质量比为1：(1.2～2.2)。
4.一种权利要求1～3任一项所述的耐高温抗氧剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺混合，进行共聚反应，得到低聚物；
b)将步骤a)得到的低聚物与胺型抗氧剂复配，得到耐高温抗氧剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述二异辛基二苯胺和N-苯基-1(α)-萘胺的摩尔比为1：(0.5～1)。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述共聚反应的温度为70℃～80℃，时间为2h～3h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述复配的温度为20℃～30℃。
8.一种耐高温、抗氧化润滑油，由包括以下组分的原料制备而成：
新戊基多元醇酯100重量份；
抗氧剂0.1重量份～10重量份；
金属防腐蚀剂0.05重量份～0.15重量份；
极压抗磨剂2重量份～5重量份；
所述抗氧剂为权利要求1～3任一项所述的耐高温抗氧剂或权利要求4～7任一项所述的制备方法制备得到的耐高温抗氧剂。
9.根据权利要求8所述的耐高温、抗氧化润滑油，其特征在于，所述金属防腐蚀剂为苯骈三氮唑。
10.根据权利要求8所述的耐高温、抗氧化润滑油，其特征在于，所述极压抗磨剂选自磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯和亚磷酸二正丁酯中的一种或多种。
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