水溶性有机钼极压、抗磨、减摩添加剂 本发明涉及一种以水溶性有机钼为主要活性组分的极压、抗磨、减摩添加剂。
有机钼化合物(MoDTP)即[(RO)2P(S)S]2Mo2OXSY是一种性能优异的油溶性润滑添加剂，然而它不溶于水，不能用于水基润滑体系中，于是人们致力于将其改性为水溶性有机钼化合物，并沿用油溶性MoDTP的合成方法。例如“三种新型水溶性润滑添加剂”(周忠诚等，润滑油，第14卷第1章，第57-58页，1999年2月。《润滑油》编辑部编辑出版)等文献曾披露这方面的信息，其中，用油酸二乙醇酰胺代替醇，对有机钼化合物MoDTP分别进行改性，其产物的润滑性能较好，其分子式为：[C17H33C(O)N(C2H4OH)(C2H4O)2P(S)2S]2Mo2OXSY
本发明的目的在于通过合成和缩合反应得到含有油酸二乙醇胺硫代磷酸酯、油酸二乙醇胺钼酸为主要活性组分的产物，同时兼具极压、抗磨、减摩、防锈等性能的水溶性润滑添加剂。
本发明的技术方案可以这样来实现：
一种水溶性有机钼极压、抗磨、减摩添加剂，其特征在于该添加剂主要含有：
1)油酸二乙醇胺钼酸，其化学式：
2)油酸二乙醇胺硫代磷酸酯，其化学式：
式中R为C2-C16正烷基、异烷基，如乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基；异丁基、异戊基、异己基、异庚基、异辛基、异壬基、异癸基、异十一烷基、异十二烷基、异十三烷基、异十四烷基、异十五烷基、异十六烷基。
上述的添加剂用下列方法制得：
a)将1摩尔油酸与2摩尔二乙醇胺反应，得到淡黄色油状液体—油酸二乙醇胺，然后，
b)与1摩尔硫代磷酸酯反应，制得油酸二乙醇胺硫代磷酸酯，
c)将0.3摩尔钼酸，加到b)中反应后，得到棕色粘稠液体，即含有油酸二乙醇胺钼酸、油酸二乙醇胺硫代磷酸酯和油酸二乙醇胺的最终产品。
上述的添加剂中，以重量份数计其中：
油酸二乙醇胺钼酸 占30份
油酸二乙醇胺硫代磷酸酯 占50份
油酸二乙醇胺 占20份
以上所述的水溶性有机钼极压、抗磨、减摩添加剂，在润滑剂中加入总重量0.5-1.5％本发明所述添加剂。
下面对本发明的水溶性有机钼极压、抗磨、减摩润滑添加剂的制备方法，作进一步描述：
a)将1摩尔油酸加热至110℃，加入1摩尔二乙醇胺，搅拌下升温150℃反应3.5小时后，降温到80℃再加入1摩尔二乙醇胺，恒温反应2小时，制取淡黄色粘稠状液体—油酸二乙醇胺。
b)向a)中加入1摩尔硫代磷酸酯，90℃下反应2小时，制得油酸二乙醇胺硫代磷酸酯。
c)将0.3摩尔钼酸加到b)中，90℃下反应4小时，制得棕色粘稠状液体，以重量份数计，即含有油酸二乙醇胺钼酸30份、油酸二乙醇胺硫代磷酸酯50份和油酸二乙醇胺20份的最终目的产物。
d)本发明提供上述的添加剂用于润滑液，其加入量为润滑液总重量0.5-1.5％。
本发明的水溶性有机钼极压、抗磨、减摩添加剂，由于采用油酸二乙醇胺与硫代磷酸酯合成反应，使分子中引入油性剂结构的羧酸链节和防锈剂链节；由于含有硫、磷元素，可使在边界润滑条件下起到极压抗磨作用；由于钼酸与油酸二乙醇胺缩合作用，分子结构中元素钼地存在，使本发明提供的上述水溶性添加剂，具有优异的极压、抗磨、防锈，减摩性能，可降低腐蚀。在润滑液中加入1.0％(重量)时，最大无卡咬负荷PB为120-140kg，其长期磨损值D30kg60min(75℃)为0.47-0.55mm，可用于抗燃液压油、切削液、钻井减磨剂等。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例：
(1)制备油酸二乙醇胺：在装有搅拌器、温度计、冷凝管的三口烧瓶中，加入282g(1mol)油酸，搅拌下升温至110℃后，加入105g(1mol)二乙醇胺、2g氢氧化钾，温度升至150℃反应3h，降温至80℃，再加入105g(1mol)二乙醇胺，恒温反应2h，制得淡黄色粘稠液体油酸二乙醇胺。
(2)在一配置搅拌器、温度计、导气管和回流冷凝管的1升四口烧瓶中，加入2-乙基己基醇260克(2mol)，搅拌下通入N2，将116.7克(0.525mol)的P2S5分批加入其中，避免温升过快，且不超95℃，逐渐升温至90-95℃，反应2小时，反应结束后，通大量N2将溶解在产物中的硫化氢气体吹出，用碱液吸收。
(3)合成油酸二乙醇胺硫代磷酸酯：
向(1)中加入由(2)制得的1mol二-(2-乙基己基)-二硫代磷酸酯，于90℃下反应2h，得到油酸二乙醇胺二-(2-乙基己基)-二硫代磷酸酯。
(4)油酸二乙醇胺钼酸：将48.6(0.3mol)钼酸及硫酸30g(98％)加到(3)中，在90℃下反应4h，即得到含油酸二乙醇胺钼酸30份、油酸二乙醇胺二-(2-乙基己基)-二硫代磷酸酯50份、油酸二乙醇胺20份的最终目的产物(均为重量份数)。
通过以上合成方法使目的产物即具有极压结构的链节，又引入油性剂结构的羧酸链节和防锈剂链节，不仅赋予了产物的水溶性，而且同时兼具极压性、抗磨性、减摩性等多重功效的水溶性添加剂。产品的主要技术指标如下：项目指标分析方法外观棕色粘稠液体目测钼含量(％)≥3乙酸丁酯萃取分光光度法硫含量(％)≥3 SH/T0303磷含量(％)≥1.5 SH/T296水份(％)≤0.08 GB/T260机械杂质(％)≤0.06 GB/T511闪点(开口℃)不低于150 SH/T0318(5)应用实验(四球机试验)： 项 目D30kg60min(75℃)mm PB kg基础油0.71 40基础油+1.0％本发明添加剂0.54 135
在济南试验机厂生产的MRS-10型四球摩擦试验机上，以上海钢球厂生产的直径＝12.7mm钢球为摩球，按GB/T12583-90标准，主轴转速为1500r/min，常温下测定最大无卡咬负荷为PB；主轴转速为1200r/min，轴向负荷为30kg，75℃下运行60min，测定长期磨损值D30kg60min(75℃)。基础油为HVI150 60％+HVI500 40％，本发明提供的添加剂加入量为1.0％。