一种抗高温氧化的润滑剂组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于润滑剂，具体涉及一种抗高温氧化的润滑剂组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着全球汽车产业的绿色转型，新能源汽车尤其是电动汽车的兴起，对润滑油行业提出了新的挑战和需求。

2、电动汽车通常采用电机、减速器、逆变器三合一集成的电驱单元，因此电驱变速箱油面临多重挑战：其一、电驱系统转速可达16000rpm以上，且电机在高速运转时会产生巨大热量，定子温度可高达170℃，因此润滑油不仅需要具备优异的抗磨润滑性能，还必须具备优异的抗高温氧化性；其二、电动汽车驱动系统的润滑油会与大面积含铜的电气元件高温长时间接触，因此润滑油需要具备良好的绝缘性和防腐性。

3、申请人前期也研发了一种抗氧化润滑油组合物，其公开号为cn 121518202 a，该技术方案采用石墨烯作为导热材料，制成的润滑油组合物具有优异的抗氧化性能，导热性能得到提高，然而该技术方案中的石墨烯具有导电性，因此只能应用于双燃料发动机，无法应用到电动汽车。

4、现有技术中公开号为cn119307307a的中国专利公开了一种电动汽车变速箱用耐高温防腐蚀润滑油，所述润滑油由以下重量百分比的原料制成：基础油80～120份、改性硅油5～10份、分散剂1～5份、极压抗磨剂0.5～3份、抗氧剂0.5～3份、金属减活剂0.05～0.5份、消泡剂0.05～0.5份；该技术方案通过向基础油中添加适当比例的粘度指数改进剂、分散剂、极压抗磨剂、抗氧剂、金属减活剂和消泡剂制备润滑油，该润滑油具有优良的润滑性能和冷却性能，并且耐高温和防腐蚀性能好，使润滑油在高温环境下仍然能够保持良好的润滑效果，减少金属部件的腐蚀，有效延长润滑油的使用寿命，满足电动汽车变速箱润滑油的使用要求。该技术方案虽然具有良好的导热性能，然而却没有验证在高温下的抗氧化性和润滑性能。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种抗高温氧化的润滑剂组合物及其制备方法和应用，本发明提供的润滑剂组合物兼具优异的抗高温氧化性、绝缘性、防腐性和抗磨性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种抗高温氧化的润滑剂组合物，按质量百分比计，包括以下原料：粘度指数改进剂3-7%、分散剂0.5-4%、抗氧剂0.5-2%、极压抗磨剂0.5-1.5%、金属减活剂0.3-0.8%、改性纳米氮化硼0.05-0.3%、降凝剂0.05-0.3%、消泡剂0.02-0.05%、基础油补充余量至100%；

4、所述改性纳米氮化硼的改性剂包括双端乙烯基含氟硅油和3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯。

5、优选地，所述润滑剂组合物的体积电阻率≥480mω·m（25℃）；铜片腐蚀级别≥1a（150℃，192h）。

6、优选地，所述润滑剂组合物的黏度变化率<1.5%（170℃，192h）；酸值变化<0.3（以koh计，170℃，192h）。

7、优选地，所述粘度指数改进剂选自聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、乙烯-丙烯共聚物和聚异戊二烯中的一种或多种。

8、优选地，所述分散剂选自聚异丁烯丁二酰亚胺和硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或多种。

9、优选地，所述抗氧剂选自烷基化二苯胺、n-苯基-α-萘胺和酚酯中的一种或多种。

10、优选地，所述极压抗磨剂选自硫代磷酸三苯酯、二烷基二硫代磷酸锌和三丁基磷酸酯中的一种或多种。

11、优选地，所述金属减活剂由端含氢氟硅油和2-(2'-羟基-3'-甲代烯丙基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑经硅氢加成反应制备得到。

12、优选地，所述金属减活剂的制备方法如下：将端含氢氟硅油和2-(2'-羟基-3'-甲代烯丙基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑混合，氮气保护下，升温，加入氯铂酸催化剂，保温搅拌反应，即得。

13、采用常规的金属减活剂制备的润滑剂在高温下会存在吸附速率下降，形成的保护膜稳定性下降，导致润滑油的防腐性能变差的问题，为解决该技术问题，本发明通过端含氢氟硅油和2-(2'-羟基-3'-甲代烯丙基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑经硅氢加成反应制备得到了一种同时含苯并三氮唑基团和氟硅链段的金属减活剂，端含氢氟硅油中的氟硅链段不仅能够提高金属减活剂的耐高温性，而且在苯并三氮唑基团与金属表面发生化学吸附，形成稳定的配位键的同时氟硅链段可以提供物理屏障作用，进一步排斥水分、酸性氧化物和腐蚀性离子，进而使得润滑剂组合物具有优异的防腐性。

14、优选地，所述端含氢氟硅油的结构式如下：

15、，n=5-20。

16、优选地，所述端含氢氟硅油和2-(2'-羟基-3'-甲代烯丙基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑的摩尔比为1：2-2.4。

17、优选地，所述氯铂酸催化剂是以氯铂酸异丙醇溶液的形式加入，氯铂酸异丙醇溶液的浓度为0.005-0.02g/ml。

18、优选地，所述氯铂酸催化剂的加入量为端含氢氟硅油和2-(2'-羟基-3'-甲代烯丙基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑总质量的10-30ppm。

19、优选地，所述升温后的温度为70-90℃，所述保温搅拌反应的时间为5-8h。

20、优选地，所述改性纳米氮化硼的制备方法如下：将纳米氮化硼分散到溶剂中，加入双端乙烯基含氟硅油、3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯和引发剂，在氮气保护下，加热搅拌反应，反应完成后旋蒸除去溶剂即得。

21、本发明通过双端乙烯基含氟硅油和3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯之间的加成反应聚合包覆在纳米氮化硼表面制备得到了改性纳米氮化硼，不仅有效提高纳米氮化硼的分散均匀性，充分发挥纳米氮化硼的导热、抗磨作用，而且有效提高润滑剂组合物的抗高温氧化性，这可能得益于双端乙烯基含氟硅油和3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯所形成的聚合物层具有优异的热稳定性，金刚烷结构刚性高、键能强，能有效抑制高温下润滑剂组合物氧化反应的进行；同时，含氟硅油部分赋予润滑剂组合物低表面能和高化学惰性，可减少金属表面与氧、水分及酸性产物的接触，从而延缓氧化变质；另外该包覆层在摩擦过程中可形成保护性转移膜，隔离金属直接接触，减少磨损，从而进一步提升抗磨性能。

22、优选地，所述纳米氮化硼的粒径为50-100nm。

23、优选地，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

24、优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

25、优选地，所述双端乙烯基含氟硅油的结构式如下：

26、，n=3-20。

27、优选地，所述纳米氮化硼、溶剂、双端乙烯基含氟硅油、3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯和引发剂10：30-50：1-3：1-2：0.015-0.04。

28、优选地，所述加热搅拌反应的温度为60-70℃，时间为3-5h。

29、优选地，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。

30、优选地，所述消泡剂选自聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂和聚醚改性有机硅型消泡剂中的一种或几种。

31、优选地，所述基础油选自ii类加氢基础油、iii类加氢基础油、聚α-烯烃中的一种或几种。

32、第二方面，本发明提供了一种抗高温氧化的润滑剂组合物的制备方法，包括以下步骤：将极压抗磨剂、改性纳米氮化硼、分散剂、抗氧剂、金属减活剂、粘度指数改进剂、降凝剂和消泡剂加入到基础油中混合均匀即得。

33、第三方面，本发明提供了一种抗高温氧化的润滑剂组合物在新能源电动汽车中的应用。

34、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

35、1、本发明通过双端乙烯基含氟硅油和3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯之间的加成反应聚合包覆在纳米氮化硼表面制备得到了改性纳米氮化硼，不仅有效提高纳米氮化硼的分散均匀性，充分发挥纳米氮化硼的导热、抗磨作用，而且有效提高润滑剂组合物的抗高温氧化性。

36、2、本发明通过端含氢氟硅油和2-(2'-羟基-3'-甲代烯丙基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑经硅氢加成反应制备了一种同时含苯并三氮唑基团和氟硅链段的金属减活剂，端含氢氟硅油中的氟硅链段不仅能够提高金属减活剂的耐高温性，而且在苯并三氮唑基团与金属表面发生化学吸附，形成稳定的配位键的同时氟硅链段可以提供物理屏障作用，进一步排斥水分、酸性氧化物和腐蚀性离子，进而使得润滑剂组合物具有优异的防腐性。