[發明專利]用于潤滑油添加劑的含硼氮化合物及其制備方法

無效

• 申請號: 200810182215.4
• 申請日: 2008-11-22
• 公開（公告）號: CN101735255A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 夏延秋;賈正鋒;劉維民
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C07F5/04
• 分類號: C07F5/04;C10M139/00
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

技術領域

本發明涉及一種用于潤滑油添加劑的含硼氮化合物及其制備方法。

背景技術

隨著人們環保意識的增強，“環境友好”型潤滑油減摩抗磨添加劑越來越受到 人們的青睞。人們于1980年開始使用無鉛汽油，同時要求潤滑油中的磷含量≤0.14 ％和灰分小于1.0％，這實際上控制了潤滑油中磷、硫以及灰分含量。同時，含 氯類減摩抗磨劑因其對環境的危害也被美國和西歐等國家禁用。

有機含氮硼酸酯作為潤滑油減摩抗磨劑具有獨特的優勢，比如，減摩抗磨性 能良好、具有抗氧化性、低毒和無刺激的氣味。硼酸酯有水解穩定性差等缺點， 硼酸酯的水解性的研究引起了很多學者的興趣。人們一般通過配位的方式解決水 解的問題。若在硼酸酯的結構中引入含未共用電子對的氮原子、氧原子等，硼原 子可以通過自身的空軌道與之形成分子內的配位化學鍵，這樣就可以減慢硼酸酯 的水解速度。配位硼酸酯分為內配位和外配位兩種，沈光球等合成了幾種含氮硼 酸酯，發現含氮硼酸酯的水解穩定性大大高于不含氮的普通硼酸酯，而內配位的 硼酸酯的水解穩定性大大高于外配位硼酸酯(沈光球，鄭直，萬勇等，1999，“有機 硼酸酯添加劑的水解穩定性及摩擦特性”，清華大學學報，39(10)，97-100.)。

關于內配位硼酸酯的研究人們一般集中于向硼酸酯分子中引入雜環，高永建 等人以脂肪酸、β-羥乙基乙二胺和硼酸為原料分別合成了兩種咪唑啉硼酸單酯 和兩種咪唑啉硼酸三酯，并將它們作為水基添加劑，考察了它們的摩擦學性能(高 永建，吳志申，張志軍等，1999，“含硼咪唑啉化合物的摩擦學性能研究”，摩擦學 學報，19(2)，162-165.)。Zheng?zhi等人首先以水楊醛和有機胺反應得到schiff堿， 以醇、schiff堿和硼酸在回流狀態下反應幾個小時得到產物。發現所得到的含氮 硼酸酯具有一定的摩擦學效果(ZhiZheng，Guangqiu?Shen，Yong?Wan，Lili?Cao， Xiangdong?Xu，Qixian?Yue，Tianjian?Sun，2001，“Synthesis，hydrolytic?stability?and? tribological?properties?of?novel?borate?esters?containing?nitrogen?as?lubricant? additives，”Wear，222，PP.135-144.)。傅俊紅等合成了4種咪唑啉硼酸酯潤滑油添 加劑，在四球摩擦磨損試驗機和SRV微動摩擦磨損試驗機上評價了它們在液體 石蠟中的摩擦磨損性能，考察了其抗腐蝕性及熱穩定性，結果表明，所合成的添 加劑具有良好的抗腐蝕性、熱穩定性和一定的減摩抗磨性能(傅俊紅，胡麗天， 2007，“咪唑啉硼酸酯的制備及其減摩抗磨機理研究”，摩擦學學報，27(1)， 29-34.)。Mendelson合成了含六元環的硼氮劑，考察了它們在潤滑油中的摩擦學 性能(Mendelson，1990，“Lubricating?composition，”USP.4892670)。

大多數文獻都以硼酸為原料經過和帶羥基的化合物脫水反應制備，但是這 一類反應往往需要脫水劑，這樣就改變了體系環境，如果脫水劑除不干凈就會腐 蝕摩擦體系；如果不用脫水劑就需要在含苯或甲苯等帶水劑的體系中回流很長時 間，浪費能源和時間，同時帶水劑也給環境帶來影響。并且，以往所合成的添加 劑的減摩抗磨效果并不理想，Zhengzhi等人所合成的含硼氮元素的添加劑被應用 于液體石蠟中，和基礎油相比摩擦系數僅僅減小了20-30％(ZhiZheng，Guangqiu? Shen，Yong?Wan，Lili?Cao，Xiangdong?Xu，Qixian?Yue，Tianj?ian?Sun，2001， “Synthesis，hydrolytic?stability?and?tribological?properties?of?novel?borate?esters? containing?nitrogen?as?lubricant?additives，”Wear，222，PP.135-144.)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于潤滑油添加劑的含硼氮化合物及其制備方 法。

一種用于潤滑油添加劑的含硼氮的化合物，該化合物的結構用通式(III)表 示：