硼酸在润滑油添加剂领域的应用现状
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含氮硼酸酯的研究及应用谢武;杨改霞;何佳正;苏冬【摘要】阐述了近年来国内含氮硼酸酯的研究及应用现状,指出含氮硼酸酯作为性能优良的环保型润滑添加剂,具有优良的极压、抗磨、防锈等性能,广泛应用于润滑油和润滑冷却液中,并具有良好的应用发展前景。
%T he paper expounds recent domestic research on and application of borate ester containing nitro‐gen ,pointing out that it is environment friendly lubricant additive with good extreme pressure ,antiwear , and antirust properties ,etc .Borate ester containing nitrogen ,with a prosperous future in application ,has been widely applied in lubricant oil and lubricant cooling fluid .【期刊名称】《材料研究与应用》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P215-218)【关键词】含氮硼酸酯;极压性能;抗磨性能;防锈性能【作者】谢武;杨改霞;何佳正;苏冬【作者单位】广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650【正文语种】中文【中图分类】TQ423.99润滑添加剂作为一类能在摩擦表面形成物理吸附膜或化学吸附膜的物质,可降低界面的摩擦因数,改善摩擦副的润滑状况,能有效地减少机械的摩擦磨损,并达到降低能耗的作用.润滑添加剂品种繁多,传统的硫、磷、卤素等相关化合物仍占据市场的主导地位,然而含硫添加剂在使用过程中不能满足环境保护的需求,存在诸多问题.含硼型添加剂具有优异的减摩抗磨性能,环境适应性好,在有色金属材料表面不产生黑斑等特点,从而引起人们越来越多的关注.有机硼酸酯作为含硼型润滑添加剂中的一类,具有优良的减摩抗磨性能.鉴于含硼有机化合物存在水解安定性差的问题,人们尝试通过在硼酸酯分子的结构中引入氧、氮、硫、磷、氯等元素,以改善其水解安定性[1],使有机硼酸酯有更加广泛的用途.含氮硼酸酯作为有机硼酸酯的一种,是在硼酸酯分子的结构中引入氮元素,氮原子上的孤对电子与硼原子的空轨道形成配位键,由于氮在一定条件下易与金属表面发生反应生成氮化物,使硼酸酯的抗摩擦性有明显的提高,同时含氮硼酸酯的水解稳定性远高于不含氮的普通硼酸酯,防锈性、抗氧化性都得到很大的改善[2-3].本文重点阐述了近年来国内含氮硼酸酯的合成方法,以及其在油品摩擦方面的应用和研究状况.1 含氮硼酸酯的合成方法含氮硼酸酯中的氮元素通常是在硼酸酯分子中通过化学合成引入含氮的基团实现的,目前引入硼酸酯中的含氮基团包括氨基、亚胺、酰胺、咪唑啉等.姚俊兵等人[4]以n-C12H25OH,(C4H9)2NCH2CH2OH和H3BO3为原料,按摩尔比2︰1︰1,并以甲苯作溶剂,在硼酸酯中引入氨基,通过回流脱水反应制得(C12H25O)2BOCH2CH2N(C4H9)2.王建华等人[5] 以有机胺醇为原料,有机醇和硼酸按照一定的比例合成四种不同的含氮硼酸酯(RO)2BOCH2CH2-N(C4H9)2,并选择不同的R基(-C6H13,-C8H17,-C10H21,-C12H25)来验证烷基链长对其性能的影响.刘俊君等人[6]以邻氨基苯酚、苯甲醛、硼酸和十八醇为原料,合成了一种亚胺型含氮硼酸酯,在此研究中利用亚胺引入氮元素,形成五元环内配体,并借用十八碳烷烃引入长碳链,增加产物的空间位阻,可有效地阻碍水分子的进攻,提高添加剂的抗水解性及极压抗磨性.葛春华等人[7]将烷醇酰胺和硼酸置于三口瓶中,以甲苯为反应溶剂,脱水反应至无水产生,反应时间约为6 h,再通过减压蒸馏除去甲苯,即得带有酰胺基团的含氮硼酸酯产物.景何凤[8]将硼酸、甲苯及月桂酸咪唑啉混合,在搅拌状态下升温至140 ℃,在140℃下继续反应约2 h,待反应结束后,装配好减压蒸馏装置,在180~200 ℃下减压蒸馏1 h以除去甲苯,最终得到含氮的咪唑啉硼酸酯.2 含氮硼酸酯的性能含氮硼酸酯因具有良好的极压、抗磨及防锈性能,研究者们将其添加于不同类型的水性和油性润滑液中,以提高润滑液的实际应用性能.2.1 极压性能含氮硼酸酯作为润滑添加剂在使用过程中易于附着在接触表面,增强了润滑膜的强度,表现出良好的抗极压性能.景何凤[8]将制备的含氮的咪唑啉硼酸酯分别应用于蒸馏水溶液和30号机械油体系中,在MQ-800四球摩擦磨损试验机上测试其极压性能.当在水溶液中添加2%的咪唑啉硼酸酯时,体系的极压值为431.2 N,高于蒸馏水的88.2 N,且随着添加量的增大极压值提高,这说明咪唑啉硼酸酯能显著提高水的极压性能.同时测试其在30号机械油体系中的极压值,当添加2%咪唑啉硼酸酯时,油系的极压值为548.8 N,当添加5%咪唑啉硼酸酯时油系的极压值可达到597.8 N,说明含氮的咪唑啉硼酸酯可有效地提升油系极压值.张浩等人[9]用菜籽油酸二乙醇酰胺、油酸咪唑啉和硼酸、辛醇等原料,合成出含氮硼酸酯.把含氮硼酸酯添加到菜籽油中,通过测试发现合成的含氮硼酸酯添加剂能提高菜籽油的承载能力,当添加剂含量为2%时,其最大无卡咬值PB值较基础油的增加了36.5%.晏金灿等人[10] 将含氮长链烷基二元醇类化合物与硼酸反应,制备了一种含氮硼酸酯(NOB),当添加1.0%的NOB在5CST矿物基础油中时,其最大无卡咬值PB值和烧结负荷值PD值较基础油都有很大的提高,并且对摩擦系数无明显影响.傅亚[11]将制备的(H17C8)2NSCSCH2-CH2OB(OH17C8)2添加到菜子油基础油中,随着添加量增大PB值明显提高,当添加剂质量分数为1.5%时,PB负荷达到最高值932 N ,当添加剂含量继续增加时,PB负荷不再发生变化.刘俊君等人[12]选用苯胺、水杨醛、硼酸和十八醇,反应合成出一种新型的含氮硼酸酯.该产物在液体石蜡基础油中,最大无卡咬值PB和烧结负荷值PD随氮硼酸酯质量分数的增大而增大,到3%后基本不变,最大无卡咬值PB增加了22.86%,烧结负荷值PD增加了26.94%.2.2 抗磨性能含氮硼酸酯作为润滑添加剂既具有良好的抗极压性,也能够提高润滑液的抗磨性能. 姚俊兵等人[4]将制备的(C12H25O)2BOCH2-CH2N(C4H9)2添加于石蜡油中,进行四球长磨试验.随着含氮硼酸酯含量的增加,体系的抗磨性能增强,但当含量超过5.0%时,体系抗磨性能不再显著增加;当含量为10.0%时,发现钢球磨斑直径(WSD)先是随着负荷的增大而增大,但在达到一定值后,反而随着负荷的增大而减小至原来的水平,并且随着负荷的进一步增大而基本保持不变.这是由于在温和条件下含氮硼酸酯主要是以吸附的形式存在于摩擦表面,在较苛刻的摩擦磨损条件下,摩擦表面除了吸附的含氮硼酸酯外,还存在氮化硼化合物.葛春华等人[7]合成出了七种硼酸酯,按2%的质量比溶于500SN中性基础油中,用四球机测定设定负荷下(负荷60 kg,转速1410 r/min,室温)的磨痕直径,结果表明含氮的硼酸酯能够大幅度提高承载负荷.柴多里等人[13]由硬脂酸、二乙醇胺、乙醇胺、硼酸合成出含氮硼酸酯,以液体石蜡为基础油,通过四球摩擦磨损实验机测定其抗磨性能.结果表明,其抗磨性能随添加剂加入量的增大而增强,但当添加量超过0.25%时,抗磨性能随添加量的增大而减弱,当添加量超过0.5%时,抗磨性能的增加不再显著,结合摩擦因数的变化规律,当添加剂加入量为0.25%时抗磨性能最佳.李明佳[14]在催化条件下制备了含氮硼酸酯CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COO-(CH2)2NH(CH2)2O]3B,将此添加剂加入500N 基础油中,并在MRS-10P 型四球机上测试其抗磨性能,当含氮硼酸酯添加量为1%时,可以明显改善基础油的抗磨减摩性能并能提高其承载能力.李为民等人[15]以菜籽油、二乙醇胺、硼酸为原料,合成出脂肪酸甲酯型含氮硼酸酯,以菜籽油为基础油,在四球摩擦磨损试验机上测试其抗磨性能.结果表明,当含氮硼酸酯添加剂的质量分数为2.0%时,随着载荷增大及摩擦时间延长,试验钢球磨斑直径相应增加,但与不加含氮硼酸酯添加剂的菜籽油相比,其抗磨效果更明显.刘俊君等人[12]选用苯胺、水杨醛、硼酸和十八醇,反应合成出一种新型的含氮硼酸酯,将该产物添加到液体石蜡基础油中,随添加剂质量分数的增大磨斑直径先减小,当添加剂质量分数为3 %时达最小值后再增大.黄伟九等人[16]将制备的含硫氮硼酸酯添加到液体石蜡中,在四球试验机上测试抗磨性,同时选取丁辛基二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为对比,在添加量相同且压力低于392 N时,其抗磨性与ZDDP相当,而载荷高于392 N时其抗磨性略优于ZDDP.2.3 防锈性能在水基切削液中加入含氮硼酸酯,不但可减缓工具与工件之间的摩擦及增加润滑性,而且可明显改善防锈性能.张佳等人[17]采用酯交换法制得油酸二乙醇酰胺硼酸酯,用相转移法制得苯并三氮唑衍生物,以油酸、二乙醇胺、硼酸、苯并三氮唑为原料合成出一种有机含氮硼酸酯,并讨论了含氮硼酸酯的添加量对切削液防锈性能的影响,结果表明,当添加量为0.20%~0.35%时,有较好的防锈性能.同时还讨论了恒温时间对防锈性能的影响,结果显示在24~42 h间防锈性能较好,随时间的推移,防锈性能下降,48 h后出现微锈蚀现象且腐蚀速度加快.测试结果显示,此产品的润滑性能良好,符合合成切削液的各项性能指标.王亚杰[18]选用不饱和脂肪酸(油酸)、饱和脂肪酸(月桂酸)、二乙醇胺、三乙醇胺和硼酸为原料,合成了脂肪酸二乙醇胺硼酸酯与三乙醇胺硼酸酯.然后将20号钢、45号钢和铸铁试片放置于不同浓度的硼酸酯水溶液中,研究脂肪酸二乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺硼酸酯水溶液的防锈性能.结果表明,脂肪酸二乙醇酰胺硼酸酯单独作为缓蚀剂对试片的防锈效果并不理想,其试片浸泡在防锈溶液中2 d后,单片和叠片都出现不同程度的锈蚀,但在加入分散剂的情况下所配置的防锈溶液防锈效果明显改善,试片浸泡在浓度为0.5%的防锈溶液中10 d后,仍没有出现锈蚀现象.而对三乙醇胺硼酸酯水溶液的防锈性能的研究结果表明,浓度为0.5%的硼酸酯溶液就能达到较好的短期防锈效果.与空白水做对比试验,20号钢、45号钢和铸铁三种试片在含有2.5%硼酸酯的水溶液中浸泡了30 d后,试片的表面还是光滑如初,并无锈蚀发生.说明三乙醇胺硼酸酯具有良好的防锈性,可应用于水基切削液中.3 结语含氮硼酸酯作为一种新型的润滑添加剂,因其极压、抗磨、防锈等性能较突出,已引起了人们的广泛关注,成为有机硼酸酯研究的热点.随着不同类型的含氮硼酸酯化合物相继被合成出来,并被广泛地应用到润滑液中且获得了非常好的效果.如何根据生产应用需求设计合成出更多性能优良的含氮硼酸酯润滑添加剂,以提高润滑冷却液的应用性能,是含氮硼酸酯的研究重点和未来发展趋势.【相关文献】[1] 刘广龙,胡役芹,孙霞,等.含氮硼酸酯添加剂的研究现状[J].润滑与密封,2004(2):114-116.[2] 沈光球,郑直,万勇,等.有机硼酸酯添加剂的水解稳定性及摩擦特性[J].清华大学学报:自然科学版,1999,39(10):97-100.[3] 罗国强.硼酸酯添加剂的研究[J].润滑与密封,1993(2):52 -54.[4] 姚俊兵,董浚修.含氮硼酸酯添加剂抗磨特性研究[J].润滑油,1995(2):35-37.[5] 王建华,王国良,董浚修.含氮硼酸酯添加剂性能研究[J].润滑与密封,2001(1):23-24.[6] 刘俊君,卢业玉,余林. 新型含氮硼酸酯极压抗磨剂的合成及性能[J].江西师范大学学报:自然科学版,2009(1):108-112.[7] 葛春华,李鸿图. 含氮硼酸酯润滑油添加剂的合成[J].精细化工,1998(6):35-37.[8] 景何凤. 新型含氮硼酸酯极压剂的合成及摩擦性能研究[D].合肥:合肥工业大学,2005.[9] 张浩,涂政文.含氮硼酸酯的合成及其在菜籽油中摩擦学性能研究[J].武汉工程大学学报,2008(2):43-46.[10] 晏金灿,白雪峰,任天辉,等.含氮硼酸酯类极压抗磨剂的摩擦学性能[J].石油商技,2012(5):109-111.[11] 傅亚.含硫氮硼酸酯在菜子油中的摩擦学性能研究[J].润滑与密封,2006 (1): 67-74.[12]刘俊君,孙健.新型六元环含氮硼酸酯极压抗磨剂的合成及摩擦性能研究[J].广东化工,2012(7):54-55[13] 柴多里,杜润平,胡献国.含氮硼酸酯的合成及其抗磨减摩特性研究[J].润滑与密封,2007(12):50-52.[14] 李明佳,李三喜,张文政,等.含氮硼酸酯润滑油添加剂的合成与性能研究[J].辽宁化工,2012(3):240-242.[15] 李为民,任朋飞,段伟娜.脂肪酸甲酯型含氮硼酸酯的合成及摩擦学性能研究[J].石油炼制与化工,2012(6):71-75.[16] 黄伟九,陈波水,董浚修.多功能含硫氮硼酸酯的性能研究[J].合成润滑材料,2001(2):11-15.[17] 张佳,杨红刚,陈琛,等.环境友好型含氮硼酸酯的防锈性能研究[J].武汉理工大学学报,2011(12):73-76.[18] 王亚杰.含氮硼酸酯的合成及其应用[D].大连:大连理工大学,2013.。
硼在润滑油中的作用硼在润滑油里,那可真是个神奇的存在,就像润滑油世界里的超级英雄。
硼元素进到润滑油中,能给润滑效果带来巨大提升。
就拿机械运转来说,没有好的润滑,那些零件之间的摩擦就像两个仇人在打架,你蹭我我蹭你,互相伤害。
有了含硼的润滑油,就像给这些打架的家伙中间塞了个和事佬,让它们相处得顺滑无比。
硼就像是给润滑油注入了一股神秘力量,让它能更好地在零件表面形成保护膜,这保护膜可牢固啦,像战士的盾牌一样,减少零件之间的直接接触,降低磨损。
难道这还不足以显示硼的厉害吗?在高温环境下,润滑油的稳定性很关键。
普通润滑油在高温下可能就像胆小鬼一样,变得不稳定,性能大打折扣。
但硼在里面就不一样啦,它就像一个耐高温的勇士。
硼能提高润滑油的热稳定性,让润滑油在高温下依然保持良好的性能。
就像在炎热的沙漠中,别的东西都被晒得不行了,而有硼加持的润滑油还能稳稳地保护机械零件,让它们正常运转。
这感觉就像在大火中找到了一块清凉之地,太不可思议了。
抗氧化性能也是硼在润滑油中的一大亮点。
润滑油在使用过程中会像苹果被氧化一样慢慢变质,要是没有抗氧化措施,那可就糟糕啦。
硼在这就像一个抗氧化的小卫士,阻止润滑油过快氧化。
它能捕捉那些会破坏润滑油性能的自由基,就像猫捉老鼠一样,把那些坏家伙统统抓住,让润滑油能长时间保持良好状态。
这样一来,润滑油的使用寿命大大延长,机械零件也能长时间享受优质的润滑服务,这多棒啊?硼还对润滑油的承载能力有帮助呢。
当机械受到较大负荷时,润滑油得能承受得住压力。
这时候硼就像是一个大力士,增强润滑油的承载能力。
就像一座桥要承受很多车辆的重量一样,有了硼的助力,润滑油能更好地应对机械高负荷运转的情况,让机械在重负下依然能顺畅运行,不会因为压力过大而出现润滑失效的问题。
这就像是给机械穿上了一层抗压的铠甲。
在抗磨损方面,硼更是有着独特的作用。
机械零件在运转过程中的磨损就像水滴石穿一样,时间长了会造成很大损害。
硼能降低这种磨损,它就像一个贴心的保护者,守护着零件的表面。
硼酸盐型润滑油添加剂硼酸盐润滑油抗磨剂据资料介绍,全球每年约有三分之一的金属材料消耗于氧化腐蚀和机械磨损,我国这方面损失每年高达HYB-B型抗磨试验机1800亿元。
可见防止金属腐蚀和改善润滑抗磨性能何等重要。
半个多世纪以来,人们在研发极压抗磨减摩油剂提高润滑性能方面做了不懈努力,开发出多种单剂和复剂。
如硫磷型(SP)齿轮油极压抗磨剂,内燃机油、抗磨液压油用二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)抗氧抗腐抗磨多效剂,有机钼、钨减摩剂,有机铜及纳米硫化铜减摩剂,纳米铈、镧稀土抗磨剂,纳米金刚石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨剂,胶体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯减摩抗磨剂,氨荒酸锌、铜、钼、镉、锑等盐及其酯类极压抗磨剂,非活性高碱值磺酸盐极压剂,烷基咪唑氟硼酸盐离子液,抗水解性硼酸酯和硼酸盐等等。
所有这些,对改善机械极压抗磨减摩性能都有较好的作用。
面对多种添加剂,选择和配伍是最重要的。
过去十年间,内燃机油在质量不断升级的条件下,加剂总量(不含粘指、降凝剂)能从10%-12%降至5%-10%,主要靠对单剂多效性的选择和对复剂配伍性的优化。
选择应当依据节能、环保法规、应用场合和性价比;优化旨在实现性效、成本的最佳化。
有的剂受环保限制,如ZDDP在生产SM/GF-4等高级汽机油中受磷含量不超过0.08%限制,必须寻找新剂替代:有的受节能要求限制,如硫磷剂用于GL-5等车辆齿轮油,比用有机钼或硼酸盐浪费燃油3.2%以上;有的受成本约束,如二戊基二硫代氨基甲酸锌、非活性高碱值磺酸钙、纳米硫化铜、非活性有机钼等性效很好,但价格都在40-80元/Kg之间,在中低档价位的润滑油中推广困难;有的受现有加工工艺条件限制,如纳米陶瓷、纳米金刚石和咪唑氟硼离子液等,目前还很难大批量生产供货;有的外观色泽不佳,如胶体石墨、二硫化钼和氨荒酸硒、碲、锑、镉等,因带有黑、灰、黄颜色而不大受某些用户欢迎。
抗水解性硼酸盐添加剂,近年来倍受关注。
它凭借其坚厚的油膜强度,超高的极压性能,低粘度高抗磨的独有特点,仅次于纳米铜、有机钼等低摩擦系数,理想的抗氧和防锈作用,无金属灰分的清净分散性,无毒无味无害的安全性,可替代ZDDP(T 202/T203)无磷减硫的环保性,不快速腐蚀消减金属表面、消耗添加剂的长寿命性,以及加剂量小作用大,资源丰富成本低,性效全面用途广的市场竞争力,可望被承认为新一代节能减排、极压抗磨、抗摩防腐、清净分散多效添加剂。
硼酸钾做润滑油添加剂的抗磨性能之研究硼酸钾做为一种先进的高性能润滑油添加剂,具有良好的抗磨性能,受到广泛的关注和研究。
本文通过对硼酸钾作为润滑油添加剂的抗磨性能进行研究,探讨了硼酸钾在润滑油中的应用前景。
一、硼酸钾的抗磨性能研究概述硼酸钾是一种非常优秀的高性能润滑油添加剂,其抗磨性能优异。
已有研究表明,在润滑油中添加硼酸钾可以显著提高润滑油的抗磨性能,降低机器零部件的磨损和故障率,延长机器使用寿命。
与传统的磷酸盐润滑剂相比,硼酸钾具有更好的热稳定性和氧化稳定性,可以满足高温、高载荷、高速度等恶劣工况下的润滑要求。
二、硼酸钾的抗磨机理硼酸钾的抗磨机理主要包括自我润滑、形成硼化物保护膜和降低磨损表面的粘着。
硼酸钾可以形成一层钾磷酸盐水合物的保护膜,从而降低金属表面的摩擦系数,减少金属间的接触,避免金属材料的磨损和摩擦。
同时,硼酸钾也与氧化铁等微小颗粒反应,生成铁硼、铁钾硼等硼化物,可以填充金属表面的微小空洞和裂缝,提高金属表面的硬度和抗磨性。
三、硼酸钾的抗磨性能测试方法常见的硼酸钾抗磨性能评价方法主要包括四球磨损实验、滑动磨损实验、扭矩试验、网鼓试验等。
其中,四球磨损实验是目前应用最为广泛的一种方法,可评估添加硼酸钾后润滑油的极压抗磨性能,通过测定磨损体积毁坏负载来评估硼酸钾的抗磨性能。
四、硼酸钾润滑油的应用前景硼酸钾作为一种新型高效润滑油添加剂,已被广泛应用于各类工业机器设备的润滑系统中。
随着工业自动化和高科技发展的要求日益增强,润滑油的质量和性能也得到了越来越高的要求。
硼酸钾润滑油不仅具有优异的抗磨性能,而且具有优异的降噪、防锈、防腐、抗氧化等多种综合性能,广泛应用于汽车、机床、航空、航天、石油、化工等领域,具有非常广阔的应用前景。
综上所述,硼酸钾作为一种优秀的润滑油添加剂,具有良好的抗磨性能,在机械制造和工业应用中得到了广泛的应用。
然而,目前硼酸钾的工业化应用仍面临一些挑战,需要进一步深入研究和开发,以满足更高的润滑油性能要求。
润滑油添加剂的应用现状及发展趋势润滑油添加剂是一种能够改善润滑油性能的化学物质。
它们通过改变润滑油的化学和物理特性,提高其抗磨、抗氧化、抗腐蚀等性能,从而延长机器设备的使用寿命和提高工作效率。
润滑油添加剂在润滑油行业中扮演着重要的角色。
目前,润滑油添加剂的应用现状主要表现在以下几个方面:1.抗磨剂:润滑油添加剂中的抗磨剂可以减少金属与金属之间的摩擦和磨损,使机器设备的零件在高速、高温、高压等恶劣条件下运行更为平稳和可靠。
2.抗氧剂:润滑油在使用过程中容易受到氧化作用的影响,导致润滑油性能的下降。
抗氧剂可以抑制或延缓润滑油的氧化反应,保护润滑油不受氧化的损害,从而延长其使用寿命。
3.清净分散剂:润滑油添加剂中的清净分散剂可以减少或去除润滑油中的杂质和沉淀物,保持润滑油的清洁状态,防止沉积物在机器设备中堆积导致故障。
4.极压剂:润滑油在极端条件下,如高负荷、低速、高温等情况下容易产生润滑薄膜断裂而引起金属之间的直接接触,导致磨损和摩擦增大。
极压剂可以在润滑油与金属表面之间形成一层保护薄膜,阻止金属之间的直接接触,从而提高润滑效果。
5.抗乳化剂:润滑油在水与油的接触处容易产生乳化现象,降低了润滑效果。
抗乳化剂可以防止润滑油与水的乳化,保持润滑油的正常性能。
1.系统化和集成化:润滑油添加剂的发展越来越趋向于系统化和集成化。
研究人员试图通过研发多功能、多效能的添加剂,以满足不同工况下润滑油的需求,从而减少添加剂的种类和使用量。
2.环保化:随着环保意识的提高,润滑油添加剂的环保性能成为发展的重要方向。
研究人员致力于研发低污染、低挥发、低毒性的添加剂,以减少对环境和人体的污染和伤害。
3.多功能化:润滑油添加剂的发展趋势是朝着多功能化方向发展。
研究人员试图在一个添加剂中集成多种功能,如抗磨、抗氧化、清净、抗乳化等,以减少添加剂的种类和使用量,提高润滑油的性能。
4.高效化:润滑油添加剂的高效化是未来的发展方向。
研究人员致力于提高添加剂的效率和效果,减少添加剂的使用量,以降低生产成本和环境负荷。
第28卷第1期2011年2月华东交通大学学报Journal of East China Jiaotong University V ol.28No.1Feb.,2011文章编号:1005-0523(2011)01-0001-06收稿日期:2010-12-14基金项目:国家自然科学基金项目(21063007);江西省自然科学基金项目(2010GZH0030)作者简介:何忠义(1971-),男,教授,博士,研究方向为摩擦化学。
硼酸衍生物润滑油添加剂的研究进展何忠义(华东交通大学基础科学学院,江西南昌330013)摘要:介绍了硼酸盐衍生物作为润滑油添加剂的研究现状,对于硼酸酯按分子中所含活性元素及主要官能团的种类进行了分类,介绍了这类添加剂在润滑油中的作用,并对今后的研究方向提出了建议。
关键词:硼酸衍生物;润滑油;添加剂;进展中图分类号:O623.626;TH117.3文献标识码:A硼酸最重要用途之一是制备有关硼化合物,早期的硼酸酯是作为增塑剂和焊接助熔剂来使用,其次硼酸酯还是作为防腐剂、聚合物添加剂以及刹车液原料等使用,直到上世纪后期它在其它方面的应用才在各国得到迅速发展。
作为润滑油添加剂的硼酸衍生物有硼酸盐和硼酸酯两大类,其初期的应用主要是用来提高油品的热氧化安定性。
上世纪60年代,人们开始对硼酸酯用做减摩抗磨添加剂进行研究,几乎所有的硼酸酯以0.5%~4.0%质量的添加量添加到基础油中,都能使摩擦减少5%~50%[1]。
最初合成的硼酸酯添加剂分子链烷基中一般仅由碳和氢两种元素组成。
为了寻求更高性能的多效的含硼润滑油添加剂,研究者开始将S ,P ,N 等活性元素引入到硼酸酯分子中,近年来,各种不同分子结构以及不同摩擦学特性的硼酸酯添加剂相继被报道。
硼酸酯及其衍生物因其自身无毒无臭、环境适应性好以及极佳的抗磨减摩特性,作为潜在的ZDDP 替代物业已引起人们越来越多的关注。
1硼酸盐衍生物含硼酸盐的齿轮油[2]的极压性能比S-P 型,S-Pb 型油均高,并且具有很好的减摩性能,故其广泛应用于节能工业齿轮油中。
有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂的报告,600字
有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂是一种用于悬挂、传动和发动机部件的润滑液。
它可以改善润滑性能,在最大限度地减少磨损和停机时间方面表现出很好的效果。
有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂具有良好的耐磨性,可以最大限度地减少磨损与停机时间,更有效地保护工作表面。
有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂能够提高润滑性能,并能有效地保护零件的表面,使其免受腐蚀损害。
它的特性使它可以在低温下维持其高耐磨性能,在高温下仍能够有效地工作,因为它可以抗氧化和抗腐蚀。
此外,有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂能够吸收碰撞冲击,从而减少冲击噪声。
另外,有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂具有极高的凝固点,可以有效地抑制润滑脂的流失,从而延长润滑油的使用寿命。
此外,它还可以防止油泥的形成,从而提高机械部件的表面精度。
有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂还有另一个优点,即它具有良好的环境友好性。
由于它低挥发,不沾料,不引起大气污染,因此它是安全可回收的。
总的来说,有机硼酸酯润滑油减摩抗磨添加剂是非常优秀的润滑材料,可以有效地改善润滑性能,最大限度地减少磨损和提高零部件的精度。
此外,它还具有很高的环境友好性,所以它是可回收的材料,不会引起大气污染。
2023年硼酸三甲酯行业市场分析现状硼酸三甲酯(Trimethyl borate)是一种有机硼化合物,化学式为B(OCH3)3。
它具有低毒、低挥发性和高纯度等特点,主要用于有机合成反应中的酯化反应和缩合反应。
硼酸三甲酯在医药、农药、涂料、胶粘剂等行业具有广泛的应用前景。
本文将对硼酸三甲酯行业的市场分析进行现状剖析。
一、市场需求分析1.1 医药行业市场需求硼酸三甲酯在药物合成中被广泛应用,特别是用作有机合成反应的溶剂和催化剂。
近年来,随着新型药物研发的不断推进,硼酸三甲酯的需求量逐渐增加。
尤其是在抗癌药物、抗艾滋病药物等领域,硼酸三甲酯的需求量较大。
1.2 农药行业市场需求硼酸三甲酯在农药中主要用作稳定剂和活性物质的中间体。
随着全球农业的发展和对农作物保护的重视,农药市场需求不断上升。
硼酸三甲酯作为新型农药的重要组成部分,市场需求也越来越大。
1.3 涂料行业市场需求硼酸三甲酯具有较好的耐久性和抗黄变性能,可以作为涂料的溶剂和稳定剂,常用于水性涂料和清漆中。
随着环保意识的提高,对环保型涂料的需求量逐渐增加,相应地带动了硼酸三甲酯的市场需求。
1.4 胶粘剂行业市场需求硼酸三甲酯可以作为胶粘剂的增塑剂和稳定剂,具有良好的渗透性和粘接性。
随着建筑、汽车、电子等行业的发展,对高粘接性和高强度的胶粘剂的需求量逐渐增加,硼酸三甲酯的市场也得到了一定的推动。
二、竞争格局分析目前,国内硼酸三甲酯市场竞争格局较为分散。
主要的生产企业有上海钛酸钡集团公司、南充福润化工有限公司等。
这些企业在技术、规模和品牌等方面都具有一定的优势,市场份额相对较大。
三、面临的挑战3.1 市场竞争压力大硼酸三甲酯市场竞争激烈,市场饱和度较高,新进入者面临着较大的市场竞争压力,需要具备核心技术和优质产品才能立足。
3.2 环保要求提高随着环保要求的提高,对硼酸三甲酯生产过程中的废气、废水等环境污染物的排放要求也越来越高。
生产企业需要加大环保投入,提升生产设备和工艺水平,以符合环保法规的要求。
硼酸酯型润滑油添加剂的研究进展丛玉凤;纪灵娴;王德;陈鹏;黄玮【摘要】简要地阐述了硼酸酯润滑添加剂的发展现状和国内外研究动态。
将硼酸酯按分子中所含活性元素及主要官能团的种类进行了分类,并对其几种制备方法进行了总结,重点对其性能和作用机理的研究进行了分析和归纳,展望了其发展前景。
%The research situation and tendency of boric acid ester as lubricant additive at home and abroad were reviewed. Borate esters were classified according to active element and main functional group in borate ester molecule, and some preparation methods were summarized. Antiwear and extreme-pressure mechanism of boron-containing lubricant additives were researched emphatically, and its development prospect was descussed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P181-183,186)【关键词】硼酸酯;极压抗磨;润滑;添加剂【作者】丛玉凤;纪灵娴;王德;陈鹏;黄玮【作者单位】辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE624每年世界上大约有三分之一的能源消耗在摩擦上,因此润滑油的使用必不可少,而通过向润滑油中添加性能优良的润滑剂可以减少摩擦和磨损,提高机械效率,减少能源消耗,延长机械寿命[1]。
硼酸做润滑剂的原理
硼酸作为润滑剂主要有以下几个原理:
1. 表面吸附作用:硼酸分子具有极性特点,可以与金属表面形成物理吸附或化学吸附,形成润滑膜。
这种吸附膜可以在摩擦表面之间起到减少直接接触、减少摩擦的作用。
2. 润滑膜形成作用:当硼酸与金属表面接触时,可以与氧化膜发生反应生成硼氧化物。
硼氧化物有着较好的润滑性能,可以形成一个稳定的润滑膜,减少金属之间的相互摩擦。
3. 渗透润滑作用:硼酸具有较小的分子尺寸和极性特点,可以渗透到金属表面的微小凹陷处,填充表面间的空隙,减少金属间的触点面积,从而降低了表面间的摩擦和磨损。
4. 抗腐蚀作用:硼酸具有一定的抗腐蚀性能,可以起到防止金属表面氧化和腐蚀的作用,保护金属表面的光洁度和表面质量,减少摩擦和磨损。
总而言之,硼酸作为润滑剂可以通过表面吸附、润滑膜形成、渗透润滑和抗腐蚀等作用,达到减少摩擦、降低磨损的效果。
中外专家学者有关硼酸盐润滑性效的论述1、引自:(《车用润滑油宝典》,北京联合润华科技公司编著,中国石化出版社出版,2003年3月第一版,第82-83页)硼酸盐是一种具有优异热稳定性和极压抗磨性的极压抗磨剂,其极压机理与普通润滑剂不同,普通润滑剂的极压膜是由于齿轮表面滑动时产生的热和压力下与铁发生化学反应生成的。
硼酸盐润滑剂在极压状态下,不与金属表面起化学反应,不是生成化学膜来起润滑作用,而是在摩擦表面生成半固体(弹性的)、粘着力很强的、“非牺牲”(Nonsacrificial)的膜。
有人认为:两个滑动表面会产生电荷,胶体的带电离子颗粒(如硼酸盐分散体)朝一个表面或另一个表面移动、并沉积,这样就在齿轮表面和轴承表面生成了硼酸盐膜,而滑动又会改善膜对金属的粘附性。
硼酸盐膜的厚度是活性元素极压剂形成的极压膜的10-20倍。
这种膜能承受金属与金属的接触,特别能承受冲击负荷。
用硼酸盐润滑剂和S-P型润滑剂的电泳试验证实了这一理论。
在电场中,阴极表面较快地生成了硼酸盐膜,而S-P型润滑剂在阴极或阳极表面都没有沉积。
在低粘度的基础油中,硼酸盐粒子移动得较快,既进一步证实了硼酸盐添加剂的电泳理论,也解释了为什么硼酸盐添加剂在低粘度油中有较高的载荷能力。
硼酸盐极压抗磨剂具有优良的载荷能力。
Timken OK 负荷比S-P型和S-Pb型要高得多,热稳定性特别好,对铜不腐蚀,无毒,对密封件有很好的适应性。
但硼酸盐微溶于水,不适于用在接触水较多的设备和定期排水的设备中。
常用的硼酸盐有偏硼酸钠、偏硼酸钾、三硼酸钾等。
硼酸盐极压抗磨剂与其他极压抗磨剂的性能对比列于表4-11。
第58页-59页)硼酸盐(Borate)是一种具有优异稳定性和载荷性的极压抗磨剂。
硼酸盐极压抗磨剂的极压性能好,有极好的油膜强度,在梯姆肯试验机通过负荷可达45.4kg,而它的接触压力平均值为2952.9kg/cm2(42000lb/in),几乎是铅-硫型齿轮油的三倍,是硫-磷型齿轮油的二倍;硼酸盐润滑剂还有一个突出的特点,硫-磷和氯化物的极压抗磨剂是随着润滑油粘度变小,耐负荷性能下降,但是硼酸盐齿轮油随着润滑油的粘度变小,则耐负荷性能反而提高了;热稳定性好,硫-磷型极压抗磨剂的使用温度界限为130℃,而硼酸盐润滑剂仍然是安定的,就是超过150℃时仍能使用;对铜不腐蚀,无毒无味,对橡胶密封件的适应性好;硼酸盐的缺点是微溶于水,不适合于接触大量水而且定期排水的设备中。