本發(fā)明涉及潤滑油
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種硼基納米潤滑油及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：潤滑油是通過潤滑系統(tǒng)把清潔的潤滑油運送至機器零件的相關(guān)部位，以減少摩擦，保護機械及加工件的液體或半固體潤滑劑，主要起到潤滑、清潔、冷卻、密封、防銹和緩沖等作用。潤滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成，其中基礎(chǔ)油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質(zhì)，而添加劑是潤滑油的重要組成部分，可彌補和改善基礎(chǔ)油性能方面的不足并賦予潤滑油新功能。傳統(tǒng)的潤滑油添加劑中除了抗磨劑，還包括極壓劑、抗氧化劑、清凈劑、分散劑、防腐防銹劑、粘度指數(shù)改性劑等多種其它添加劑。在眾多的潤滑油添加劑中，含硼化合物是一類多功能的潤滑油添加劑，由于其具有一定的極壓抗磨性能和一定的抗氧化、對銅、鐵等金屬具有防銹抗腐蝕性能且對環(huán)境危害性不大而備受極大關(guān)注。雖然硼酸鹽具有良好的摩擦學(xué)性能，但硼酸鹽在基礎(chǔ)油中存在油溶性以及納米尺度的硼酸鹽的分散性和穩(wěn)定性較差的問題。而硼酸酯由于其中的硼原子具有缺電子空軌道，水解穩(wěn)定性不好，使用過程中不僅會造成有效成分硼元素的缺失，而且水解產(chǎn)物還會導(dǎo)致金屬材料磨損。隨著工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展和石油資源的匱乏，對潤滑劑的耐磨性、使用環(huán)境、使用壽命以及節(jié)油方面的要求越來越高。基于此，我們研發(fā)一種綜合性能良好且節(jié)油環(huán)保的硼基納米潤滑油及其制備工藝。技術(shù)實現(xiàn)要素：解決的技術(shù)問題：本發(fā)明為了解決以上至少一種技術(shù)問題，提供一種綜合性能良好且節(jié)油環(huán)保的硼基納米潤滑油及其制備工藝。技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種硼基納米潤滑油，其包括基礎(chǔ)油和添加劑，其中添加劑的添加量的質(zhì)量分數(shù)為2-12wt.%，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸3-7份、氯化硼1.5-4份、纖維素0.1-1.2份、尿素0.05-0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.08-2份、四硼酸鈉4-8份、油胺0.2-1.4份、鹽酸硫胺0.4-1.3份、三乙酰丙酮鋁0.8-3份、碳酸鍶1.2-2.5份、硝酸鉬1-3份、硼酸酯3-8份、厚樸酚0.2-1.2份、n-羥基琥珀酰亞胺0.4-1份、乙氧酰胺苯甲酯0.7-1.4份、2-乙酰氨基噻吩1.4-2.3份、納米氮化鐵0.4-1.2份、礦物型基礎(chǔ)油20-35份。進一步的，所述硼酸酯為硼酸三甲酯、1-苯磺?；量┎⑦拎?3-硼酸酯和2-異丙胺基-5-吡啶硼酸酯中的至少一種。進一步的，所述基礎(chǔ)油為礦物型基礎(chǔ)油和聚α-烯烴中的一種或兩種的復(fù)配。進一步的，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸3.6-6.5份、氯化硼1.8-3.4份、纖維素0.3-1份、尿素0.08-0.42份、聚乙烯吡咯烷酮0.12-1.8份、四硼酸鈉4.5-7份、油胺0.4-1.3份、鹽酸硫胺0.6-1.2份、三乙酰丙酮鋁1.4-2.7份、碳酸鍶1.5-2份、硝酸鉬1.2-2.8份、硼酸酯3.5-7.6份、厚樸酚0.4-1.1份、n-羥基琥珀酰亞胺0.5-0.9份、乙氧酰胺苯甲酯0.9-1.3份、2-乙酰氨基噻吩1.8-2.1份、納米氮化鐵0.7-1份、礦物型基礎(chǔ)油23-33份。一種硼基納米潤滑油的制備工藝，包括以下制備步驟：（1）將硼酸、氯化硼、纖維素、尿素和聚乙烯吡咯烷酮加入蒸餾水中，再加入醋酸和乙二醇，混合攪拌均勻，置于反應(yīng)釜中并于130-180℃下攪拌反應(yīng)3-8h，經(jīng)洗滌與冷凍干燥，即得產(chǎn)物i，其中硼酸、蒸餾水、醋酸、乙二醇的質(zhì)量比為1:5-8:1.5-3:4-10；（2）將四硼酸鈉置于5-8倍重量份的蒸餾水中，然后加入油胺和鹽酸硫胺，在50-70℃下攪拌反應(yīng)1-3h，即制得溶液a；將三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸鉬置于5-10倍總重量份的乙二醇中，然后在45-60℃下攪拌反應(yīng)30-120min，即制得溶液b；將溶液b滴加至溶液a中，置于80-110℃油浴中攪拌反應(yīng)1-5h，經(jīng)洗滌并置于5倍重量份的無水乙醇中，攪拌分散均勻，靜置分液，取上層液并冷凍干燥，即得產(chǎn)物ii；（3）將硼酸酯加入5-10倍重量份的甲苯中攪拌均勻，然后加入厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯和2-乙酰氨基噻吩，在120-135℃下回流反應(yīng)3-8h，冷卻至室溫，洗滌并冷凍干燥即制得產(chǎn)物c；將產(chǎn)物c加入礦物型基礎(chǔ)油中攪拌均勻，隨后加入納米氮化鐵和制備得到的產(chǎn)物i和產(chǎn)物ii，在45-60℃下超聲振動1-3h，即得添加劑；（4）將上述添加劑加入基礎(chǔ)油中，超聲分散均勻，再于45-60℃下攪拌混合2-8小時，冷卻至室溫，即得硼基納米潤滑油。進一步的，在步驟1）中，置于反應(yīng)釜中并于140-160℃下攪拌反應(yīng)5-7h；在步驟2）中，置于90-100℃油浴中攪拌反應(yīng)2-4h。進一步的，在步驟3）中，在125-130℃下回流反應(yīng)4-7h；在步驟5）中，再于50-60℃下攪拌混合3-6小時。進一步的，所述硼酸酯為硼酸三甲酯、1-苯磺?；量┎⑦拎?3-硼酸酯和2-異丙胺基-5-吡啶硼酸酯中的至少一種。進一步的，所述基礎(chǔ)油為礦物型基礎(chǔ)油和聚α-烯烴中按質(zhì)量比為1:3的復(fù)配。本發(fā)明的有益效果：本申請所制備的潤滑油是以基礎(chǔ)油和添加添加劑所制備得到的新型潤滑油，該添加劑中添加了分別制備合成三種含硼納米化合物和納米氮化鐵，并通過添加多種表面活性劑控制含硼納米化合物的性質(zhì)，改善含硼納米化合物的自身的不足，從而提高添加劑的穩(wěn)定性和使用壽命。本申請所制備的潤滑油可起到良好的抗磨減摩和節(jié)油降耗作用，可延長機械設(shè)備的使用壽命并滿足苛刻條件下的潤滑需求。具體實施方式為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。實施例1一種硼基納米潤滑油，其包括基礎(chǔ)油和添加劑，其中添加劑的添加量的質(zhì)量分數(shù)為2wt.%，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸3份、氯化硼1.5份、纖維素0.1份、尿素0.05份、聚乙烯吡咯烷酮0.08份、四硼酸鈉4份、油胺0.2份、鹽酸硫胺0.4份、三乙酰丙酮鋁0.8份、碳酸鍶1.2份、硝酸鉬1份、硼酸酯3份、厚樸酚0.2份、n-羥基琥珀酰亞胺0.4份、乙氧酰胺苯甲酯0.7份、2-乙酰氨基噻吩1.4份、納米氮化鐵0.4份、礦物型基礎(chǔ)油20份。所述硼酸酯為硼酸三甲酯。所述基礎(chǔ)油為礦物型基礎(chǔ)油和聚α-烯烴中的一種或兩種的復(fù)配。上述一種硼基納米潤滑油的制備工藝，包括以下制備步驟：（1）將硼酸、氯化硼、纖維素、尿素和聚乙烯吡咯烷酮加入蒸餾水中，再加入醋酸和乙二醇，混合攪拌均勻，置于反應(yīng)釜中并于130℃下攪拌反應(yīng)3h，經(jīng)洗滌與冷凍干燥，即得產(chǎn)物i，其中硼酸、蒸餾水、醋酸、乙二醇的質(zhì)量比為1:5:1.5:4；（2）將四硼酸鈉置于5倍重量份的蒸餾水中，然后加入油胺和鹽酸硫胺，在50℃下攪拌反應(yīng)1h，即制得溶液a；將三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸鉬置于5倍總重量份的乙二醇中，然后在45℃下攪拌反應(yīng)30min，即制得溶液b；將溶液b滴加至溶液a中，置于80℃油浴中攪拌反應(yīng)1h，經(jīng)洗滌并置于5倍重量份的無水乙醇中，攪拌分散均勻，靜置分液，取上層液并冷凍干燥，即得產(chǎn)物ii；（3）將硼酸酯加入5倍重量份的甲苯中攪拌均勻，然后加入厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯和2-乙酰氨基噻吩，在120℃下回流反應(yīng)3h，冷卻至室溫，洗滌并冷凍干燥即制得產(chǎn)物c；將產(chǎn)物c加入礦物型基礎(chǔ)油中攪拌均勻，隨后加入納米氮化鐵和制備得到的產(chǎn)物i和產(chǎn)物ii，在45℃下超聲振動1h，即得添加劑；（4）將上述添加劑加入基礎(chǔ)油中，超聲分散均勻，再于45℃下攪拌混合2小時，冷卻至室溫，即得硼基納米潤滑油。實施例2一種硼基納米潤滑油，其包括基礎(chǔ)油和添加劑，其中添加劑的添加量的質(zhì)量分數(shù)為12wt.%，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸7份、氯化硼4份、纖維素1.2份、尿素0.5份、聚乙烯吡咯烷酮2份、四硼酸鈉8份、油胺1.4份、鹽酸硫胺1.3份、三乙酰丙酮鋁3份、碳酸鍶2.5份、硝酸鉬3份、硼酸酯3-8份、厚樸酚1.2份、n-羥基琥珀酰亞胺1份、乙氧酰胺苯甲酯1.4份、2-乙酰氨基噻吩2.3份、納米氮化鐵1.2份、礦物型基礎(chǔ)油35份。所述硼酸酯為質(zhì)量比為2:1的硼酸三甲酯和1-苯磺?；量┎⑦拎?3-硼酸酯。所述基礎(chǔ)油為聚α-烯烴。上述一種硼基納米潤滑油的制備工藝，包括以下制備步驟：（1）將硼酸、氯化硼、纖維素、尿素和聚乙烯吡咯烷酮加入蒸餾水中，再加入醋酸和乙二醇，混合攪拌均勻，置于反應(yīng)釜中并于180℃下攪拌反應(yīng)8h，經(jīng)洗滌與冷凍干燥，即得產(chǎn)物i，其中硼酸、蒸餾水、醋酸、乙二醇的質(zhì)量比為1:8:3:10；（2）將四硼酸鈉置于8倍重量份的蒸餾水中，然后加入油胺和鹽酸硫胺，在70℃下攪拌反應(yīng)3h，即制得溶液a；將三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸鉬置于10倍總重量份的乙二醇中，然后在60℃下攪拌反應(yīng)120min，即制得溶液b；將溶液b滴加至溶液a中，置于110℃油浴中攪拌反應(yīng)5h，經(jīng)洗滌并置于5倍重量份的無水乙醇中，攪拌分散均勻，靜置分液，取上層液并冷凍干燥，即得產(chǎn)物ii；（3）將硼酸酯加入10倍重量份的甲苯中攪拌均勻，然后加入厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯和2-乙酰氨基噻吩，在135℃下回流反應(yīng)8h，冷卻至室溫，洗滌并冷凍干燥即制得產(chǎn)物c；將產(chǎn)物c加入礦物型基礎(chǔ)油中攪拌均勻，隨后加入納米氮化鐵和制備得到的產(chǎn)物i和產(chǎn)物ii，在60℃下超聲振動3h，即得添加劑；（4）將上述添加劑加入基礎(chǔ)油中，超聲分散均勻，再于60℃下攪拌混合8小時，冷卻至室溫，即得硼基納米潤滑油。實施例3一種硼基納米潤滑油，其包括基礎(chǔ)油和添加劑，其中添加劑的添加量的質(zhì)量分數(shù)為4.5wt.%，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸3.6份、氯化硼1.8份、纖維素0.3份、尿素0.08份、聚乙烯吡咯烷酮0.12份、四硼酸鈉4.5份、油胺0.4份、鹽酸硫胺0.6份、三乙酰丙酮鋁1.4份、碳酸鍶1.5份、硝酸鉬1.2份、硼酸酯3.5份、厚樸酚0.4份、n-羥基琥珀酰亞胺0.5份、乙氧酰胺苯甲酯0.9份、2-乙酰氨基噻吩1.8份、納米氮化鐵0.7份、礦物型基礎(chǔ)油23份。所述硼酸酯為1-苯磺?；量┎⑦拎?3-硼酸酯。所述基礎(chǔ)油為礦物型基礎(chǔ)油和聚α-烯烴按質(zhì)量比為1:1的復(fù)配。上述一種硼基納米潤滑油的制備工藝，包括以下制備步驟：（1）將硼酸、氯化硼、纖維素、尿素和聚乙烯吡咯烷酮加入蒸餾水中，再加入醋酸和乙二醇，混合攪拌均勻，置于反應(yīng)釜中并于140℃下攪拌反應(yīng)5h，經(jīng)洗滌與冷凍干燥，即得產(chǎn)物i，其中硼酸、蒸餾水、醋酸、乙二醇的質(zhì)量比為1:7:2:6；（2）將四硼酸鈉置于7倍重量份的蒸餾水中，然后加入油胺和鹽酸硫胺，在60℃下攪拌反應(yīng)2h，即制得溶液a；將三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸鉬置于8倍總重量份的乙二醇中，然后在55℃下攪拌反應(yīng)80min，即制得溶液b；將溶液b滴加至溶液a中，置于90℃油浴中攪拌反應(yīng)2h，經(jīng)洗滌并置于5倍重量份的無水乙醇中，攪拌分散均勻，靜置分液，取上層液并冷凍干燥，即得產(chǎn)物ii；（3）將硼酸酯加入7倍重量份的甲苯中攪拌均勻，然后加入厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯和2-乙酰氨基噻吩，在125℃下回流反應(yīng)4h，冷卻至室溫，洗滌并冷凍干燥即制得產(chǎn)物c；將產(chǎn)物c加入礦物型基礎(chǔ)油中攪拌均勻，隨后加入納米氮化鐵和制備得到的產(chǎn)物i和產(chǎn)物ii，在55℃下超聲振動2h，即得添加劑；（4）將上述添加劑加入基礎(chǔ)油中，超聲分散均勻，再于50℃下攪拌混合3小時，冷卻至室溫，即得硼基納米潤滑油。實施例4一種硼基納米潤滑油，其包括基礎(chǔ)油和添加劑，其中添加劑的添加量的質(zhì)量分數(shù)為5.8wt.%，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸6.5份、氯化硼3.4份、纖維素1份、尿素0.42份、聚乙烯吡咯烷酮1.8份、四硼酸鈉7份、油胺1.3份、鹽酸硫胺1.2份、三乙酰丙酮鋁2.7份、碳酸鍶2份、硝酸鉬2.8份、硼酸酯7.6份、厚樸酚1.1份、n-羥基琥珀酰亞胺0.9份、乙氧酰胺苯甲酯1.3份、2-乙酰氨基噻吩2.1份、納米氮化鐵1份、礦物型基礎(chǔ)油33份。所述硼酸酯為質(zhì)量比為3:2的硼酸三甲酯和2-異丙胺基-5-吡啶硼酸酯中的至少一種。所述基礎(chǔ)油為礦物型基礎(chǔ)油和聚α-烯烴按質(zhì)量比為1:4的復(fù)配。上述一種硼基納米潤滑油的制備工藝，包括以下制備步驟：（1）將硼酸、氯化硼、纖維素、尿素和聚乙烯吡咯烷酮加入蒸餾水中，再加入醋酸和乙二醇，混合攪拌均勻，置于反應(yīng)釜中并于160℃下攪拌反應(yīng)7h，經(jīng)洗滌與冷凍干燥，即得產(chǎn)物i，其中硼酸、蒸餾水、醋酸、乙二醇的質(zhì)量比為1:6.3:2.4:5.8；（2）將四硼酸鈉置于6倍重量份的蒸餾水中，然后加入油胺和鹽酸硫胺，在65℃下攪拌反應(yīng)2h，即制得溶液a；將三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸鉬置于8倍總重量份的乙二醇中，然后在50℃下攪拌反應(yīng)90min，即制得溶液b；將溶液b滴加至溶液a中，置于100℃油浴中攪拌反應(yīng)4h，經(jīng)洗滌并置于5倍重量份的無水乙醇中，攪拌分散均勻，靜置分液，取上層液并冷凍干燥，即得產(chǎn)物ii；（3）將硼酸酯加入8倍重量份的甲苯中攪拌均勻，然后加入厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯和2-乙酰氨基噻吩，在130℃下回流反應(yīng)7h，冷卻至室溫，洗滌并冷凍干燥即制得產(chǎn)物c；將產(chǎn)物c加入礦物型基礎(chǔ)油中攪拌均勻，隨后加入納米氮化鐵和制備得到的產(chǎn)物i和產(chǎn)物ii，在50℃下超聲振動3h，即得添加劑；（4）將上述添加劑加入基礎(chǔ)油中，超聲分散均勻，再于60℃下攪拌混合6小時，冷卻至室溫，即得硼基納米潤滑油。實施例5一種硼基納米潤滑油，其包括基礎(chǔ)油和添加劑，其中添加劑的添加量的質(zhì)量分數(shù)為7wt.%，所述添加劑由以下重量份數(shù)含量的組分制備而得：硼酸5.3份、氯化硼2.4份、纖維素0.8份、尿素0.15份、聚乙烯吡咯烷酮0.7份、四硼酸鈉6.1份、油胺0.8份、鹽酸硫胺0.85份、三乙酰丙酮鋁1.6份、碳酸鍶1.9份、硝酸鉬2.3份、硼酸酯5.2份、厚樸酚0.6份、n-羥基琥珀酰亞胺0.5份、乙氧酰胺苯甲酯1.1份、2-乙酰氨基噻吩2份、納米氮化鐵0.78份、礦物型基礎(chǔ)油26份。所述硼酸酯為質(zhì)量比為1:1:1的硼酸三甲酯、1-苯磺?；量┎⑦拎?3-硼酸酯和2-異丙胺基-5-吡啶硼酸酯。所述基礎(chǔ)油為礦物型基礎(chǔ)油和聚α-烯烴中按質(zhì)量比為1:3的復(fù)配。上述一種硼基納米潤滑油的制備工藝，包括以下制備步驟：（1）將硼酸、氯化硼、纖維素、尿素和聚乙烯吡咯烷酮加入蒸餾水中，再加入醋酸和乙二醇，混合攪拌均勻，置于反應(yīng)釜中并于150℃下攪拌反應(yīng)6h，經(jīng)洗滌與冷凍干燥，即得產(chǎn)物i，其中硼酸、蒸餾水、醋酸、乙二醇的質(zhì)量比為1:6.5:2.4:7；（2）將四硼酸鈉置于6倍重量份的蒸餾水中，然后加入油胺和鹽酸硫胺，在65℃下攪拌反應(yīng)2h，即制得溶液a；將三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸鉬置于7倍總重量份的乙二醇中，然后在58℃下攪拌反應(yīng)100min，即制得溶液b；將溶液b滴加至溶液a中，置于95℃油浴中攪拌反應(yīng)3h，經(jīng)洗滌并置于5倍重量份的無水乙醇中，攪拌分散均勻，靜置分液，取上層液并冷凍干燥，即得產(chǎn)物ii；（3）將硼酸酯加入6倍重量份的甲苯中攪拌均勻，然后加入厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯和2-乙酰氨基噻吩，在128℃下回流反應(yīng)6h，冷卻至室溫，洗滌并冷凍干燥即制得產(chǎn)物c；將產(chǎn)物c加入礦物型基礎(chǔ)油中攪拌均勻，隨后加入納米氮化鐵和制備得到的產(chǎn)物i和產(chǎn)物ii，在50℃下超聲振動3h，即得添加劑；（4）將上述添加劑加入基礎(chǔ)油中，超聲分散均勻，再于58℃下攪拌混合4小時，冷卻至室溫，即得硼基納米潤滑油。對比例1本對比例與實施例1的區(qū)別在于：不包含硼酸、氯化硼、纖維素、尿素、聚乙烯吡咯烷酮及其制備方法。對比例2本對比例與實施例1的區(qū)別在于：不包含四硼酸鈉、油胺、鹽酸硫胺、三乙酰丙酮鋁、碳酸鍶、硝酸及其制備方法。對比例3本對比例與實施例1的區(qū)別在于：不包含硼酸酯、厚樸酚、n-羥基琥珀酰亞胺、乙氧酰胺苯甲酯、2-乙酰氨基噻吩及其制備方法。對比例4本對比例與實施例1的區(qū)別在于：不包含纖維素、三乙酰丙酮鋁和厚樸酚。對比例5本對比例與對比例1的區(qū)別在于：不包含納米氮化鐵和n-羥基琥珀酰亞胺。針對以上潤滑油進行各項性能測試，檢測結(jié)果如下表所示：磨斑直徑/mm（負荷392n，30min）極壓性能pb/n平均發(fā)動機機械損失功率/kw油耗降低率/%/百公里（行車試驗）實施例10.16769814.718實施例20.14871514.120實施例30.13273113.521實施例40.12572612.823實施例50.11373513.326對比例10.22362415.814對比例20.19159516.411對比例30.20961915.710對比例40.21862616.312對比例50.28457317.110由以上測試結(jié)果可知，本申請所制備的潤滑油起到良好的抗磨減摩和節(jié)油降耗作用。通過對比例1-5可知，本申請所添加的諸多組分在提高潤滑油的潤滑效果和節(jié)油效果中發(fā)揮重要作用。當(dāng)前第1頁12