一种改性金属减活石油添加剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于石油添加剂技术领域，具体涉及一种改性金属减活石油添加剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.石油添加剂是一类加入到石油中用以加强某些性能或者弥补某些缺陷的添加剂。石油添加剂分为多种，包括金属减活剂、分散剂、抗磨剂、抗氧化剂、防锈剂和抗泡剂等。金属减活剂在工业用油中的应用非常广泛，它具有用量少，对金属减活作用效果显著的特点，不但能够有效抑制油品中腐蚀性物质对金属表面的腐蚀，而且兼有助抗氧化功能。在润滑油品中，金属减活剂通常不单独使用，而是与抗氧剂复合使用，以增强油品的抗腐蚀和抗氧化能力。现有技术中金属减活石油添加剂使用单一的三氮唑衍生物或噻二唑衍生物作为金属减活剂，由此制备的添加剂仅具有三氮唑衍生物或噻二唑衍生物的金属减活特性，性能有所不足。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中金属减活石油添加剂配方单一、性能不佳的问题，本发明提供一种改性金属减活石油添加剂及其制备方法和应用。
4.本发明采用的方案如下：
5.一种改性金属减活石油添加剂，按质量份数配比由10
‑
15份金属减活剂、7
‑
8份抗泡剂、5
‑
6份抗氧化剂、5
‑
6份清净剂、2
‑
3份极压抗磨剂、3
‑
5份分散剂、0.5
‑
2份胺稳定剂、70
‑
90份溶剂油和7
‑
9份辅助溶剂组成；
6.所述金属减活剂是甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑质量比为1:0.1
‑
0.3:0.9
‑
1.2的混合型金属减活剂，所述胺稳定剂是三异丙醇胺和牛脂烷基乙氧化胺按质量比为1:0.5
‑
0.8的混合型胺稳定剂。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述抗泡剂是硅油型抗泡剂。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述抗氧化剂为二辛基二苯胺或二壬基二苯胺。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述清净剂是硫化烷基酚钙、烷基水杨酸钙或磺酸钙。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述极压抗磨剂是二(n,n
‑
二戊基二硫代氨基甲酸)锌。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述分散剂是span80、t154或油酸或聚乙二醇二硬脂酸脂。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述溶剂油是聚
‑
α烯烃合成基础油、酯类合成基础油或聚醚合成基础油。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述辅助溶剂是乙醇、丙酮、环己烷或二甲苯。
14.一种改性金属减活石油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
15.a、按所述质量份数配比，将抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂、溶剂油和辅助溶剂加入到搅拌器中，控制搅拌速率为400
‑
600rpm，在此速率下搅拌1
‑
3h；
16.b、将极压抗磨剂和胺稳定剂加入到步骤a得到的混合溶液中，在频率为60
‑
80khz、功率为8
‑
10kw的条件下超声震荡1
‑
2h，之后在400
‑
600rpm的速率下继续搅拌1
‑
3h；
17.c、调整搅拌速度至300
‑
400rpm，在搅拌的同时将金属减活剂逐滴加入到步骤b得到的混合液中，全部金属减活剂滴加完成后，在300
‑
400rpm的速率下继续搅拌0.5
‑
2h；
18.d、将步骤c得到的混合溶液在室温下冷却，过滤后得到所述改性金属减活石油添加剂。
19.一种改性金属减活石油添加剂在石油、润滑油中的应用。
20.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
21.(1)本发明提供了一种改性金属减活石油添加剂，在加入金属减活剂的同时还加入了抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂和极压抗磨剂，使得所述添加剂具有多种功能，采用甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑三种金属减活剂复合得到的复合型金属减活剂，结合三氮唑和噻二唑各自的性能优点，得到综合性的金属减活石油添加剂；
22.(2)本发明提供的改性金属减活石油添加剂在性能测试中表现出良好的效果，在水解安定性试验中铜失重为0.18
‑
0.22mg明显小于未加入添加剂的对比例0.6mg，旋转氧弹测试中时间为325
‑
330min，大于未加入添加剂的298min，190℃pdsc测试中时间为23
‑
27分钟，大于未加入添加剂的16min，由此可见，本发明所述的改性金属减活石油添加剂是一种良好的多功能性添加剂。
具体实施方式
23.以下结合实施例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
24.实施例1
25.一种改性金属减活石油添加剂，按质量份数配比由10份金属减活剂、7份抗泡剂、5份抗氧化剂、5份清净剂、2份极压抗磨剂、3份分散剂、0.5份胺稳定剂、70份溶剂油和7份辅助溶剂组成；
26.所述金属减活剂是甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑质量比为1:0.1:0.9的混合型金属减活剂，所述胺稳定剂是三异丙醇胺和牛脂烷基乙氧化胺按质量比为1:0.5的混合型胺稳定剂。
27.具体地，所述抗泡剂是二甲基硅油。
28.具体地，所述抗氧化剂是二辛基二苯胺。
29.具体地，所述清净剂是t115b高碱值硫化烷基酚钙。
30.具体地，所述极压抗磨剂是二(n,n
‑
二戊基二硫代氨基甲酸)锌。
31.具体地，所述分散剂是span80。
32.具体地，所述溶剂油是聚
‑
α烯烃合成基础油。
33.具体地，所述辅助溶剂是乙醇。
34.上述改性金属减活石油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
35.a、按所述质量份数配比，将抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂、溶剂油和辅助溶剂加入到搅拌器中，控制搅拌速率为400rpm，在此速率下搅拌1h；
36.b、将极压抗磨剂和胺稳定剂加入到步骤a得到的混合溶液中，在频率为60khz、功率为8kw的条件下超声震荡1h，之后在400rpm的速率下继续搅拌1h；
37.c、调整搅拌速度至300rpm，在搅拌的同时将金属减活剂逐滴加入到步骤b得到的混合液中，全部金属减活剂滴加完成后，在300rpm的速率下继续搅拌0.5h；
38.d、将步骤c得到的混合溶液在室温下冷却，过滤后得到所述的改性金属减活石油添加剂。
39.上述制备方法制备得到的改性金属减活石油添加剂加入到石油中便于储存、运输。
40.实施例2
41.一种改性金属减活石油添加剂，按质量份数配比由15份金属减活剂、8份抗泡剂、6份抗氧化剂、6份清净剂、3份极压抗磨剂、5份分散剂、2份胺稳定剂、90份溶剂油和9份辅助溶剂组成；
42.所述金属减活剂是甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑质量比为1:0.3:1.2的混合型金属减活剂，所述胺稳定剂是三异丙醇胺和牛脂烷基乙氧化胺按质量比为1:0.8的混合型胺稳定剂。
43.具体地，所述抗泡剂是三氟丙基甲基硅油。
44.具体地，所述抗氧化剂是二辛基二苯胺。
45.具体地，所述清净剂是t109烷基水杨酸钙。
46.具体地，所述极压抗磨剂是二(n,n
‑
二戊基二硫代氨基甲酸)锌。
47.具体地，所述分散剂是分散剂t154。
48.具体地，所述溶剂油是三油酸三羟甲基丙烷酯。
49.具体地，所述辅助溶剂是丙酮。
50.上述改性金属减活石油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
51.a、按所述质量份数配比，将抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂、溶剂油和辅助溶剂加入到搅拌器中，控制搅拌速率为600rpm，在此速率下搅拌3h；
52.b、将极压抗磨剂和胺稳定剂加入到步骤a得到的混合溶液中，在频率为80khz、功率为10kw的条件下超声震荡2h，之后在600rpm的速率下继续搅拌3h；
53.c、调整搅拌速度至400rpm，在搅拌的同时将金属减活剂逐滴加入到步骤b得到的混合液中，全部金属减活剂滴加完成后，在400rpm的速率下继续搅拌2h；
54.d、将步骤c得到的混合溶液在室温下冷却，过滤后得到所述的改性金属减活石油添加剂。
55.上述制备方法制备得到的改性金属减活石油添加剂加入到石油中便于储存、运输。
56.实施例3
57.一种改性金属减活石油添加剂，按质量份数配比由12份金属减活剂、7.5份抗泡
剂、5.5份抗氧化剂、5.5份清净剂、2.5份极压抗磨剂、4份分散剂、1份胺稳定剂、80份溶剂油和8份辅助溶剂组成；
58.所述金属减活剂是甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑质量比为1:0.2:1的混合型金属减活剂，所述胺稳定剂是三异丙醇胺和牛脂烷基乙氧化胺按质量比为1:0.6的混合型胺稳定剂。
59.具体地，所述抗泡剂是二甲基硅油。
60.具体地，所述抗氧化剂是二壬基二苯胺。
61.具体地，所述清净剂是磺酸钙。
62.具体地，所述极压抗磨剂是二(n,n
‑
二戊基二硫代氨基甲酸)锌。
63.具体地，所述分散剂是聚乙二醇二硬脂酸脂。
64.具体地，所述溶剂油是40℃下运动粘度为10
‑
12mm2/s的聚醚合成基础油。
65.具体地，所述辅助溶剂是环己烷。
66.上述改性金属减活石油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
67.a、按所述质量份数配比，将抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂、溶剂油和辅助溶剂加入到搅拌器中，控制搅拌速率为500rpm，在此速率下搅拌2h；
68.b、将极压抗磨剂和胺稳定剂加入到步骤a得到的混合溶液中，在频率为70khz、功率为9kw的条件下超声震荡1.5h，之后在500rpm的速率下继续搅拌2h；
69.c、调整搅拌速度至350rpm，在搅拌的同时将金属减活剂逐滴加入到步骤b得到的混合液中，全部金属减活剂滴加完成后，在350rpm的速率下继续搅拌1h；
70.d、将步骤c得到的混合溶液在室温下冷却，过滤后得到所述的改性金属减活石油添加剂。
71.上述制备方法制备得到的改性金属减活石油添加剂加入到石油中便于储存、运输。
72.实施例4
73.一种改性金属减活石油添加剂，按质量份数配比由10份金属减活剂、8份抗泡剂、5份抗氧化剂、6份清净剂、2份极压抗磨剂、5份分散剂、0.5份胺稳定剂、90份溶剂油和7份辅助溶剂组成；
74.所述金属减活剂是甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑质量比为1:0.1:1.2的混合型金属减活剂，所述胺稳定剂是三异丙醇胺和牛脂烷基乙氧化胺按质量比为1:0.7的混合型胺稳定剂。
75.具体地，所述抗泡剂是三氟丙基甲基硅油。
76.具体地，所述抗氧化剂是二壬基二苯胺。
77.具体地，所述清净剂是t109烷基水杨酸钙。
78.具体地，所述极压抗磨剂是二(n,n
‑
二戊基二硫代氨基甲酸)锌。
79.具体地，所述分散剂是t154。
80.具体地，所述溶剂油是聚
‑
α烯烃合成基础油。
81.具体地，所述辅助溶剂是二甲苯。
82.上述改性金属减活石油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
83.a、按所述质量份数配比，将抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂、溶剂油和辅助溶剂
加入到搅拌器中，控制搅拌速率为400rpm，在此速率下搅拌1h；
84.b、将极压抗磨剂和胺稳定剂加入到步骤a得到的混合溶液中，在频率为80khz、功率为10kw的条件下超声震荡2h，之后在600rpm的速率下继续搅拌3h；
85.c、调整搅拌速度至300rpm，在搅拌的同时将金属减活剂逐滴加入到步骤b得到的混合液中，全部金属减活剂滴加完成后，在300rpm的速率下继续搅拌2h；
86.d、将步骤c得到的混合溶液在室温下冷却，过滤后得到所述的改性金属减活石油添加剂。
87.上述制备方法制备得到的改性金属减活石油添加剂加入到润滑油中，应用于发动机等机械设备，减少对机械设备的腐蚀，延长使用寿命。
88.实施例5
89.一种改性金属减活石油添加剂，按质量份数配比由12份金属减活剂、7份抗泡剂、6份抗氧化剂、6份清净剂、2份极压抗磨剂、4份分散剂、2份胺稳定剂、75份溶剂油和9份辅助溶剂组成；
90.所述金属减活剂是甲基苯并三氮唑、3
‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑和2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑质量比为1:0.3:1的混合型金属减活剂，所述胺稳定剂是三异丙醇胺和牛脂烷基乙氧化胺按质量比为1:0.5的混合型胺稳定剂。
91.具体地，所述抗泡剂是三氟丙基甲基硅油。
92.具体地，所述抗氧化剂是二辛基二苯胺。
93.具体地，所述清净剂是t115b高碱值硫化烷基酚钙。
94.具体地，所述极压抗磨剂是二(n,n
‑
二戊基二硫代氨基甲酸)锌。
95.具体地，所述分散剂是分散剂t154。
96.具体地，所述溶剂油是40℃下运动粘度为10
‑
12mm2/s的聚醚合成基础油。
97.具体地，所述辅助溶剂是乙醇。
98.上述改性金属减活石油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
99.a、按所述质量份数配比，将抗泡剂、抗氧化剂、清净剂、分散剂、溶剂油和辅助溶剂加入到搅拌器中，控制搅拌速率为400rpm，在此速率下搅拌2h；
100.b、将极压抗磨剂和胺稳定剂加入到步骤a得到的混合溶液中，在频率为80khz、功率为8kw的条件下超声震荡2h，之后在600rpm的速率下继续搅拌1h；
101.c、调整搅拌速度至300rpm，在搅拌的同时将金属减活剂逐滴加入到步骤b得到的混合液中，全部金属减活剂滴加完成后，在400rpm的速率下继续搅拌0.5h；
102.d、将步骤c得到的混合溶液在室温下冷却，过滤后得到所述的改性金属减活石油添加剂。
103.上述制备方法制备得到的改性金属减活石油添加剂加入到润滑油中，应用于发动机等机械设备，减少对机械设备的腐蚀，延长使用寿命。
104.为了表征实施例1
‑
5的金属减活性能，将实施例1
‑
5制备得到的改性金属减活石油添加剂分别加入到相同成分的稠化油中，进行水解安定性试验测试单位面积铜失重、旋转氧弹试验和pdsc试验，添加剂的加入量是稠化油总质量的0.03％，其中水解安定性试验方法为sh/t 0301
‑
93《液压液水解安定性测试法(玻璃瓶法)》，旋转氧弹试验按照sh/t 0193
‑
92《润滑油氧化安定性测试法(旋转氧弹法)》，pdsc试验按照astm d6186
‑
2008(2013)《用压
差扫描量热法(pdsc)测试润滑油的氧化感应时间的标准试验方法》，试验结果如表1，其中对比例是未加入改性金属减活石油添加剂的稠化油。
105.表1实施例1
‑
5的试验结果
[0106] 单位面积铜失重(mg)旋转氧弹(min)190℃pdsc(min)对比例0.629816实施例10.2232524实施例20.1833123实施例30.2132927实施例40.2032927实施例50.1933026
[0107]
表1的试验结果表明，加入实施例1
‑
5制备得到的改性金属减活石油添加剂的稠化油在水解安定性试验中铜失重为0.18
‑
0.22mg明显小于未加入添加剂的对比例0.6mg，旋转氧弹测试中加入实施例1
‑
5制备得到的改性金属减活石油添加剂的稠化油的时间为325
‑
330min，也大于未加入添加剂的298min，190℃pdsc测试中加入实施例1
‑
5制备得到的改性金属减活石油添加剂的稠化油的时间为23
‑
27分钟，大于未加入添加剂的16min，由此可见，本发明所述的改性金属减活石油添加剂油溶性好，抗磨性好，在金属减活测试中对抑制铜的腐蚀效果好，是一种良好的石油添加剂。
[0108]
上述实施例涉及到的部分原料来源如下：
[0109]3‑
水杨酰胺基
‑
1,2,4
‑
三氮唑，cas号：36411
‑
52
‑
6，来源于上海亚兴生物医药科技有限公司；
[0110]
2,5
‑
二(叔
‑
十二烷基二硫代)
‑
1,3,4
‑
噻二唑，cas号：59656
‑
20
‑
1，来源于攀花化学(上海)有限公司；
[0111]
聚乙二醇二硬脂酸脂，cas号：9005
‑
08
‑
7，来源于斯百全化学(上海)有限公司；
[0112]
三油酸三羟甲基丙烷酯，cas号：57675
‑
44
‑
2，来源于上海源叶生物科技有限公司；
[0113]
牛脂烷基乙氧化胺，cas号：61791
‑
26
‑
2，来源于南通辰润化工有限公司；
[0114]
t109烷基水杨酸钙来源于锦州圣大化学品有限公司；
[0115]
t115b高碱值硫化烷基酚钙来源于河北辛集市泰达石化有限公司；
[0116]
聚
‑
α烯烃合成基础油，cas号：68037
‑
01
‑
4，来源于攀花化学(上海)有限公司。
[0117]
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。