專利名稱：含乳化硼酸的多相潤(rùn)滑劑合成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，特別是潤(rùn)滑劑，比如包含硼酸的機(jī)器潤(rùn)滑油、液 壓機(jī)液體、傳動(dòng)機(jī)液體、切割機(jī)潤(rùn)滑油和合成油。
背景技術(shù)：
潤(rùn)滑劑在保存機(jī)器組成部分和延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命方面具有非常重要的 作用。潤(rùn)滑劑在性能最優(yōu)化方面仍然保留著初衷，即應(yīng)用于車輛引擎以及其 他一些需要在艱苦苛刻條件下工作的機(jī)器設(shè)備上，來(lái)實(shí)現(xiàn)效率和性能的提 高。人們也曾嘗試加入很多種添加劑，但大部分工作都是在適應(yīng)增加的目前 由潤(rùn)滑劑制成的需要。
硼酸無(wú)害于環(huán)境，雖然價(jià)格便宜，但卻在提高金屬表面潤(rùn)滑性和抗磨性 方面具有不尋常的能力。硼酸是一種水晶化合物，不溶于大多數(shù)基于石油的 和人工的潤(rùn)滑劑。人們嘗試過(guò)各種各樣的方法來(lái)形成穩(wěn)定的含硼酸的潤(rùn)滑劑 合成物。
舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)專利第5,431,830號(hào)Erdemir披露了混合劑和/或懸浮液 中含有硼酸微粒的潤(rùn)滑劑合成物。然而，這種合成物仍有它的缺點(diǎn)，因?yàn)橐?將硼酸微?；旌显跐?rùn)滑劑中然后去形成穩(wěn)定的產(chǎn)物是件困難的事情。
據(jù)此，仍然需要一種穩(wěn)定的硼酸，且其含有可使引擎和其他機(jī)器提高功 效和性能的潤(rùn)滑劑合成物。人們更期待一種穩(wěn)定的硼酸，其中所含潤(rùn)滑劑合 成物可以很容易地得到。本發(fā)明不但滿足了以上這些需求，同時(shí)也體現(xiàn)了所 述優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
目前，依照本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的含有硼酸的、可使引擎和其他機(jī)器 的功效及性能都得到提高的潤(rùn)滑劑合成物。該多相潤(rùn)滑劑合成物由含有以下
成分的乳狀液形成，(a)由潤(rùn)滑劑組成的第 一相，(b)含有硼酸和液體的第二 相，該液體(比如有機(jī)液體)可溶解硼酸，但在第一相下不可融合，(c)表面 活性劑。該液體可為一種有機(jī)液體，例如弱羥基的多羥基化合物，優(yōu)選丙三 醇、乙酸乙酯、丙酮和一些酒精類物質(zhì)，如曱醇、乙醇、l-丙醇、2-曱基-1-丙醇、3-曱基-l-丁醇或無(wú)才幾液體，如冰醋酸或水，含丙三醇尤佳。
典型的潤(rùn)滑劑包括才幾器潤(rùn)滑油，液壓4幾液體，傳動(dòng)才幾液體，切割才幾潤(rùn)滑 油和合成油。
在一些實(shí)施例中，基于潤(rùn)滑劑合成物的重量，第一相的濃度約為 30-70wt.%，約45-55wt.。/。尤佳，且第二相的濃度約為30-70wt.%,約45-55wt.% 尤佳。在一些實(shí)施例中，基于第二相的重量，第二相含有約10-25wt.%的硼 酸，以及約90-75wt.。/。的有機(jī)液體。
就典型情況而言，基于潤(rùn)滑劑合成物的重量，其中潤(rùn)滑劑合成物中所含 最終硼酸的濃度約在10-50000ppm范圍內(nèi)，在30-5000ppm范圍內(nèi)的情況尤 佳。
具體實(shí)施例方式
以下值得考慮的細(xì)節(jié)為本發(fā)明的特殊實(shí)施例描述，旨在闡明其原理及實(shí) 施方式。但是，也可在此基礎(chǔ)上做出各種修改，本發(fā)明的范圍不限于以下作 為范例的實(shí)施例描述。
本發(fā)明所述多相潤(rùn)滑劑合成物是由 一種含有以下物質(zhì)的乳狀液形成，(a) 潤(rùn)滑劑第一相，(b)由硼酸和可溶解硼酸的液體形成的第二相，但在第一 相下所述液體不可融合，比如丙三醇，(c)表面活性劑。
典型的潤(rùn)滑劑包括低粘性油，比如軸和渦輪潤(rùn)滑油，中粘性油，再比如 機(jī)器潤(rùn)滑油和一些高粘度油如齒輪油等。有用的油包括基于碳?xì)浠衔锏挠?，如基于石油的油類，合成油和礦物油等。其他可作為第一相的有用的潤(rùn) 滑劑包括液壓機(jī)液體、傳動(dòng)機(jī)液體、切割機(jī)潤(rùn)滑油以及其他適合的并且不會(huì) 與硼酸發(fā)生反應(yīng)的潤(rùn)滑劑和它們的混合劑。
有益于形成第二相的硼酸通常會(huì)以一種大小為100微米或更小的微粒
存在，65微米或更小的微粒尤佳。在更佳的實(shí)施例中，硼酸的微粒大小約 在0.1-2.5微米的范圍內(nèi)，但在約0.5-1微米范圍內(nèi)時(shí)更為適合。首選的硼酸 微粒是由用于商業(yè)性可用的硼酸在低溫下噴射研磨而制成的。
符合溶解硼酸并且在第 一相下不能融合的條件的液體，必須要和潤(rùn)滑劑 及它的使用相兼容。此液體可以是有機(jī)的也可以是無(wú)機(jī)的。典型的有才幾液體 包括弱羥基的多羥基化合物。在形成第二相時(shí)起作用的弱羥基的多羥基化合 物通常包含3-7個(gè)碳原子和至少3個(gè)羥基。首選的弱羥基的多羥基化合物為 丙三醇。其他適合的有機(jī)液體包括乙酸乙酯、丙酮以及一些酒精類物質(zhì)如曱
醇、乙醇、l-丙醇、2-曱基-l-丙醇、3-甲基-l-丁醇。適合的無(wú)機(jī)液體包括冰 醋酸或水。
在第二相下硼酸的總量取決于硼酸在液體中的溶解性。通常需要使用添 加足夠硼酸的方法使第二相達(dá)到飽和。 一般來(lái)說(shuō)，基于第二相的重量，第二 相包括濃度大約為10-25wt.。/。的硼酸和大約占90-75wt.。/。的有機(jī)液體。
適用于此項(xiàng)創(chuàng)造性的潤(rùn)滑劑合成物的表面活性劑包括三苯乙烯基苯酚 乙氧基化物，比如懸浮劑TS-10 (Rhone Poulenc S. A.)或者BSU (Rhodia Geronazzo Spa), EO/PO/EO嵌段聚合物，再比如聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的加聚 物(聚醚)F- 108、 F-38、 P- 105(BASF懷恩多特雞公司)，及(或)萘磺酸曱 醛鈉鹽凝聚物，如Morwet D-425 (Witco化學(xué)公司)或Orotan SN (Rohm & Haas, France S. A.),木素磺化鹽(lignosulfonates), PO/EO丁醇共聚物，比如 AtloxG-5000,多羥基硬脂酸嵌段共聚物和聚乙烯亞羥基乙二醇，比如Atlox 4912 or 4914有利凱瑪冷凍油(Utiiqema),或部分水解或全部水解的多乙酸 乙烯酯，例如Mowiol 18-88或Mowiol4-88 (德國(guó)赫斯特公司)。
最有效的方法是最初先準(zhǔn)備一種含有在潤(rùn)滑劑中第二相下相對(duì)高濃縮物的潤(rùn)滑劑合成物。在該濃縮物中，基于濃縮物的重量，潤(rùn)滑劑的總量一般
約為30-70wt.%,約45-55wt.。/。尤佳。在該濃縮物中，基于濃縮物的重量， 第二相的總量大約為30-70wt.%,約45-55wt.。/。尤佳。該濃縮物包含足夠用 來(lái)穩(wěn)定第一相和第二相的表面活性劑，基于濃縮物的重量，通常約為 0.5-1.5wt. %。
然后，該濃縮物將在加入另外的潤(rùn)滑劑的同時(shí)被稀釋，從而獲得最終需 要的濃度。在潤(rùn)滑劑合成物的成品中，硼酸的濃度將取決于具體的潤(rùn)滑劑。 通常來(lái)講，基于該合成物的總重量，首選的范圍約為0.5-50wt. %,約l-15wt.% 尤佳。潤(rùn)滑脂約為l-50wt. %,約l-20wt. %尤佳。
此項(xiàng)發(fā)明中的潤(rùn)滑劑合成物也可包含 一 種或者多種傳統(tǒng)的潤(rùn)滑劑添加 劑。舉例來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑劑合成物可以與被^挑選出來(lái)的潤(rùn)滑劑添加劑一起,皮i文入 高溫烤爐中或者鋁擠壓作業(yè)中。適當(dāng)?shù)奶砑觿┌ǖ幌抻诳寡趸瘎?、金?鈍化劑、稠化劑、抗磨損劑、極壓劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、分散劑、防乳化劑、 顏色穩(wěn)定劑、去污劑、防銹劑和傾點(diǎn)下降劑。
典型的抗氧化劑包括但不限于石炭酸鹽^/f匕物、^^fu磷化萜烯、 >琉化酯、 芳族胺，比如苯基-l-鄰氨基偶氮曱、苯基-2-鄰氨基偶氮曱、苯基苯-p-苯二 胺、鄰聯(lián)吡啶胺(dipyridylamine)、吩噻。秦、N-甲基吩噻溱、N-乙烷基吩 噻嗪、3,7-二辛基吩噻嗪、P，P'-二辛基吡啶胺、N,N'-二異丙基-p-苯二胺、 N，N'-di-sec-丁基-p-苯二胺和基于苯酚的化合物，如2,6-di-tert-二丁基苯酚和 受阻酚，例如受阻酚和酯基取代酚。
典型的金屬鈍化劑包括但不限于苯并三唑、苯并咪唑、2-烷基二硫苯并 咪唑、2-烷基二硫-苯并噻唑、2-( N,N-二烷基二硫代氨曱酰)苯并噻唑、2，5-二(烷基-二硫)-l， 3,4-噻重氮、2,5-二(N,N-二烷基二硫代氨曱酰)-l,3,4-噻重氮。
稠化劑可以包含任何與新多元醇酯相結(jié)合的材料，從而產(chǎn)生一種半流質(zhì) 或固態(tài)結(jié)構(gòu)。典型的稠化劑包括鋁皂、鋰皂、鋇皂、鈉皂、鈣皂和它們的混 合物，另外還有硅石、粘土、聚四氟乙烯⑧含氟聚合物，聚乙烯以及它們的 混合物。典型的抗磨損劑包括但不限于鄰曱苯酯、二硫代磷酸鹽、金屬硬脂酸鹽、 氧化鋅、硼砂、鉬酸銨、碳酸鉤和它們的混合劑。
典型的極壓劑包括但不限于石墨、三苯基對(duì)硫磷、綠色石蠟、二硫碳酸 鹽、脂肪油、脂肪酸或脂肪酸酯的磷酸鹽添加劑、硫化脂肪油、脂肪酸或脂 肪酸酯、二硫化鉬、二硫化鴒、磷酸酯、磷硫化合物以及它們的混合物。為 確保這些添加劑發(fā)揮正常的服務(wù)功能，基于合成物的總重量，通常把每種添
加劑的范圍定在約0.01-10.0 wt. %的范圍。本發(fā)明所述潤(rùn)滑劑合成物是將硼
酸、有4幾液體和表面活性劑放入高剪切攪拌機(jī)中混至均勻而成。在此時(shí)，也
可隨意添加其他傳統(tǒng)的潤(rùn)滑劑添加劑。通常，數(shù)種成分在華氏150度下進(jìn)行 混合。當(dāng)然，也可在更高或者更低些的溫度中來(lái)獲取混合物，但要想形成更 均勻的溶液，高些的溫度比低些的溫度更為適宜。然后，將該混合物慢慢冷 卻至室溫。
將此混合物緩緩加入到潤(rùn)滑劑中，總計(jì)形成濃縮物或形成潤(rùn)滑劑合成 物。在加入的過(guò)程中和，優(yōu)選地，之后一段時(shí)間將多相合成物在高剪切攪拌 機(jī)中混合直至形成穩(wěn)定的乳狀液。
即使當(dāng)出現(xiàn)條件被動(dòng)搖的潛在可能時(shí)，濃縮物和潤(rùn)滑劑合成物成品仍能 保持穩(wěn)定。舉例來(lái)說(shuō)，在華氏溫度約-30° -150°范圍內(nèi)，硼酸仍會(huì)存在于乳 狀液當(dāng)中。并且該乳狀液仍能保持穩(wěn)定一至兩年。此外，在防腐蝕方面，潤(rùn) 滑劑合成物的成品會(huì)表現(xiàn)出其在潤(rùn)滑性和降低機(jī)械部件的磨損方面的出眾 性能。
以上描述內(nèi)容為本發(fā)明在各種實(shí)施例下的情況，可以這樣理解，這些不 同的情況僅僅是以樣例的形式被呈現(xiàn)出來(lái)，但是并不局限于此。允許對(duì)此項(xiàng) 發(fā)明做權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍和精神之內(nèi)的各種形式和細(xì)節(jié)上的改動(dòng)。從 而使本發(fā)明的范圍和幅度不局限于以上所述范例的實(shí)施例，但仍然只能依照 后面權(quán)力要求說(shuō)明書和具體實(shí)施例啦文出改動(dòng)。
以上所述僅為本發(fā)明的過(guò)程及方法實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，而且， 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，對(duì)本發(fā)明的變化和修改現(xiàn)在應(yīng)該是顯然的，這些變化和修改、等同替換、改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的如權(quán)利要求限定的 保護(hù)范圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 多相潤(rùn)滑劑合成物包括含有以下成分的乳狀液(a)由潤(rùn)滑劑組成的第一相；(b)第二相，所述第二相包含(i)硼酸；(ii)可溶解硼酸的、但在第一相下不可融合的液體。(c)表面活性劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述液體為有機(jī)液體。
3. 如權(quán)利要求2所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有機(jī)液體為弱羥基的多羥基化合物，乙酸乙酯，丙 酮，曱醇，乙醇，l-丙醇，2-曱基-l-丙醇，或者3-曱基-l-丁醇。
4. 如權(quán)利要求2所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第 一相下不可融合的有才/L液體為丙三醇。
5. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述液體可為無(wú)機(jī)液體。
6. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第 一相下不可融合的無(wú)機(jī)液體是水醋酸或水。
7. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，基于第二相的重量，其中 所述潤(rùn)滑劑合成物約含10-25wt.。/。的硼酸和約90-75wt.Q/。的液體。
8. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述潤(rùn)滑劑為基于石 油的油類、合成油、礦物油、石圭油、液壓才幾液體或傳動(dòng)才幾液體。
9. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有機(jī)液體是弱羥基的多羥基化合物。
10. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，其中所述可溶解硼酸的、 但在第一相下不可融合的有機(jī)液體是丙三醇。
11. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，基于潤(rùn)滑劑合成物的重量，其中所述第一相的濃度約為30-70wt.%，且第二相的濃度約為30-70wt.%。
12. 如權(quán)利要求1所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，基于潤(rùn)滑劑合成物的重量， 第一相的濃度約為45-55wt.%,且第二相的濃度約為45-55wt.%。
13. 多相潤(rùn)滑劑合成物包括 含有以下物質(zhì)的乳狀液(a) 由潤(rùn)滑劑組成的第一相；(b) 第二相，所述第二相包含 ①硼酸；(ii)丙三醇。(c) 表面活性劑。
14. 如權(quán)利要求13所述的潤(rùn)滑劑合成物，基于第二相的重量，其中所 述的潤(rùn)滑劑合成物包含約10-25wt.。/。的硼酸和約90-75wt.。/。的丙三醇。
15. 如權(quán)利要求13所述的潤(rùn)滑劑合成物，其中所述潤(rùn)滑劑為基于石油 的油類、合成油、石戶物油、石圭油、、液壓積/液體或傳動(dòng)才幾液體。
16. 如權(quán)利要求13所述的潤(rùn)滑劑合成物，基于潤(rùn)滑劑合成物的重量， 其中所述第一相的濃度約為30-70wt.%，且第二相的濃度約為30-70wt.%。
17. 如權(quán)利要求13所述的多相潤(rùn)滑劑合成物，基于潤(rùn)滑劑合成物的重 量，第一相的濃度約為45-55wt.%,且第二相的濃度約為45-55wt.%。
18. 多相潤(rùn)滑劑合成物，包括 含有以下物質(zhì)的乳狀液(a) 由柴油機(jī)潤(rùn)滑劑組成的第一相；(b) 第二相，所述第二相包含(i) 硼酸；(ii) 可溶解硼酸的、但在第一相下不可融合的有機(jī)液體。(c) 表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種多相潤(rùn)滑劑合成物，該合成物由含有以下成分的乳狀液形成(a)潤(rùn)滑劑的第一相，(b)由硼酸和液體組成的第二相，所述液體可溶解硼酸，但在第一相下不可融合，如丙三醇，(c)表面活性劑。
文檔編號(hào)C10M169/04GK101292019SQ200680037755
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者威廉姆·E·奧利治 申請(qǐng)人:先進(jìn)潤(rùn)滑技術(shù)有限公司