电动汽车润滑油组合物及其制备方法专利检索-石油煤气及炼焦工业含一氧化碳的工业气体燃料润滑剂泥煤专利检索查询-专利查询网

电动汽车润滑油组合物及其制备方法
申请号	CN202211285822.X	申请日	2022-10-20	公开(公告)号	CN117917464A	公开(公告)日	2024-04-23
申请人	中国石油化工股份有限公司; 中石化石油化工科学研究院有限公司;			发明人	马静; 苏朔; 刘依农; 叶正扬;
摘要	本发明提出了一种电动汽车润滑油组合物及其制备方法。本发明的电动汽车润滑油组合物，包括以下组分：(A)无灰分散剂；(B)黏度指数改进剂；(C)极压抗磨剂；(D)抗氧化剂；(E)苯并三嗪类金属减活剂；(F)润滑基础油；所述苯并三嗪类衍生物的结构如式(I)所示：其中的R1、R2各自独立地选自C4～C20的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C10的直链或支链烷基、卤素、R4COO‑、被卤素或R4COO‑取代的C1～C10的直链或支链烷基，所述的R4选自C1～C10的直链或支链烷基。本发明的电动汽车润滑油组合物具有优良的电绝缘性能、高承载性能和耐铜腐性能。
权利要求	1.电动汽车润滑油组合物，包括以下组分： (A)无灰分散剂，占组合物总质量的1％～10％； (B)黏度指数改进剂，占组合物总质量的0.5％～5％； (C)极压抗磨剂，占组合物总质量的0.1％～5％； (D)抗氧化剂，占组合物总质量的0.5％～3％； (E)苯并三嗪类金属减活剂，占组合物总质量的0.01％～1％； (F)润滑基础油，构成组合物的主要成分；其中所述苯并三嗪类衍生物的结构如式(I)所示：其中的R1、R2各自独立地选自C4～C20的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C10的直链或支链烷基、卤素、R4COO‑、被卤素或R4COO‑取代的C1～C10的直链或支链烷基，所述的R4选自C1～C10的直链或支链烷基。 2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，R1、R2各自独立地选自C4～C10的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C6的直链或支链烷基、卤素。 3.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述苯并三嗪类衍生物为以下化合物中的一种或多种： 4.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述苯并三嗪类衍生物的制备方法包括：使式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2反应，收集产物；所述的R1、R2各自独立地选自C4～C20的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C10的直链或支链烷基、卤素、R4COO‑、被卤素或R4COO‑取代的C1～C10的直链或支链烷基，所述的R4选自C1～C10的直链或支链烷基。 5.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于，R1、R2各自独立地选自C4～C10的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C6的直链或支链烷基、卤素。 6.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2之间的摩尔比为(0.8～1.2)：(0.8～1.5)：(0.8～1.5)。 7.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2发生反应的温度为50～100℃，反应的时间为6～48h。 8.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述式(α)所示化合物选自苯并三嗪酮、甲基取代的苯并三嗪酮和乙基取代的苯并三嗪酮中的一种或多种，所述R1NHR2选自二正丁胺、二正己胺、二正辛胺和二异辛胺中的一种或多种。 9.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2在惰性气体存在下反应。 10.按照权利要求4所述的组合物，其特征在于，在式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2的反应中加入溶剂，所述溶剂为质子性溶剂。 11.按照权利要求1～10之一所述的组合物，其特征在于，所述无灰分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺和/或硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯和/或聚异丁烯，所述极压抗磨剂为磷酸酯、硫代磷酸酯和磷酸酯胺盐中的一种或多种，所述抗氧化剂为烷基化二苯胺、N‑苯基‑α‑萘胺、屏蔽酚和酚酯中的一种或多种，所述润滑基础油为API I、II、III、IV和V类基础油中的一种或多种。 12.按照权利要求1～10之一所述的组合物，其特征在于，所述无灰分散剂为单聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺、高分子聚异丁烯丁二酰亚胺和硼化双聚异丁烯丁 2 二酰亚胺中的一种或多种，所述黏度指数改进剂选自100℃运动黏度为500～1500mm/s的聚甲基丙烯酸酯和/或数均分子量为1000～3400的聚异丁烯，所述极压抗磨剂为磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、二烷基二硫代磷酸酯、丁基异辛基磷酸酯十二胺盐和异辛基磷酸酯十八胺盐中的一种或多种，所述抗氧化剂为二丁基二苯胺、二辛基二苯胺、丁基/辛基二苯胺、双十二烷基二苯胺、双戊基二苯胺、N‑苯基‑α‑萘胺、2,6‑二叔丁基对甲酚和2,6‑二叔丁基‑4‑羟基苯基丙酸酯中的一种或多种，所述润滑基础油为I类基础油、II类加氢基础油、III类加氢基础油、聚α‑烯烃、烷基苯和烷基萘中的一种或多种。 13.权利要求1～12之一所述的电动汽车润滑油组合物的制备方法，包括使其中的各组分按比例混合的步骤。
说明书全文	电动汽车润滑油组合物及其制备方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种润滑油组合物，特别涉及一种电动汽车润滑油组合物及其制备方法。背景技术 [0002] 在双碳战略目标的大背景下，电动汽车迅猛发展。电动汽车小型轻量化、低能耗的技术发展要求，使得电机、传动系统呈现一体化集成设计，因此电机、传动系统共用一套润滑系统已成为电动汽车润滑油品的发展趋势。电机最高转速可达20000r/min以上，较高的输入转速对传动系统抗磨和承载性能提出了苛刻的要求。此外，电机内部包裹了大量的绝缘材料和铜线，因此电动汽车油品还要求具有良好的电绝缘性和耐铜腐蚀性能。 [0003] 通常，油品的高承载性和防腐蚀性能是矛盾的。极压抗磨剂的引入给油品的腐蚀性能带来很大的影响，例如，引入极少量的含硫极压抗磨剂就会对铜造成很大腐蚀。因此如何均衡地兼顾电动汽车润滑油品的高承载性和耐铜腐蚀性是电动汽车油品开发中的重点和难点。要想得到性能兼顾的润滑油组合物，需要从高性能添加剂的开发及配方技术方面入手。 [0004] 目前，国内外已有关于电动汽车润滑油组合物的研究报道。 [0005] CN 113454193A公开了一种润滑油组合物，该组合物包括碱土金属清净剂、硫系化合物、ZDDP等磷系化合物，具有较好的耐磨和耐烧结性能。 [0006] CN110225962A公开了一种润滑油组合物，该组合物包括了一种或多种噻二唑化合物，提高了油品耐烧结和耐铜腐蚀性能。 [0007] CN1102234744A公开了一种润滑油组合物，该组合物包括了一种特定结构的聚甲基丙烯酸酯黏度指数改进剂、具有耐磨和极压功能的耐磨剂和极压剂，得到了具有较好耐疲劳性和剪切稳定性的润滑油组合物。 [0008] 以上文献涉及的电动汽车润滑油组合物多以加入含金属或硫系化合物来提高组合物的抗磨和承载性能，但灰分和硫元素的引入，从环保和电机绝缘材料兼容性角度来讲是不利的，因此其应用具有一定的局限性。发明内容 [0009] 本发明提出了一种电动汽车润滑油组合物及其制备方法。 [0010] 本发明的电动汽车润滑油组合物，包括以下组分： [0011] (A)无灰分散剂，占组合物总质量的1％～10％； [0012] (B)黏度指数改进剂，占组合物总质量的0.5％～5％； [0013] (C)极压抗磨剂，占组合物总质量的0.1％～5％； [0014] (D)抗氧化剂，占组合物总质量的0.5％～3％； [0015] (E)苯并三嗪类金属减活剂，占组合物总质量的0.01％～1％； [0016] (F)润滑基础油，构成组合物的主要成分； [0017] 所述苯并三嗪类金属减活剂的结构如式(I)所示： [0018] [0019] 其中的R1、R2各自独立地选自C4～C20的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C10的直链或支链烷基、卤素、R4COO‑、被卤素或R4COO‑取代的C1～C10的直链或支链烷基，所述的R4选自C1～C10的直链或支链烷基。 [0020] 根据本发明，优选地，R1、R2各自独立地选自C4～C10的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C6的直链或支链烷基、卤素。 [0021] 根据本发明，所述苯并三嗪类衍生物可以为以下化合物中的一种或多种： [0022] [0023] 根据本发明，所述苯并三嗪类衍生物的制备方法包括：使式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2反应，收集产物； [0024] [0025] 所述的R1、R2各自独立地选自C4～C20的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C10的直链或支链烷基、卤素、R4COO‑、被卤素或R4COO‑取代的C1～C10的直链或支链烷基，所述的R4选自C1～C10的直链或支链烷基。 [0026] 根据本发明，优选地，R1、R2各自独立地选自C4～C10的直链或支链烷基，R3选自H、C1～C6的直链或支链烷基、卤素。 [0027] 根据本发明，可选地，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2之间的摩尔比为(0.8～1.2)：(0.8～1.5)：(0.8～1.5)，优选为(0.9～1.0)：(1.0～1.3)：(1.1～1.4)。 [0028] 根据本发明，可选地，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2发生反应的温度为50～100℃，优选为60～90℃，反应的时间为6～48h，优选为12～24h。 [0029] 根据本发明，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2发生反应的反应式为： [0030] [0031] 根据本发明，所述式(α)所示化合物可以选用苯并三嗪酮、甲基取代的苯并三嗪酮和乙基取代的苯并三嗪酮中的一种或多种，所述R1NHR2可以选用二正丁胺、二正己胺、二正辛胺和二异辛胺中的一种或多种。 [0032] 根据本发明，可选地，式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2在惰性气体存在下反应，所述惰性气体可以为氮气、氩气。 [0033] 根据本发明，可选地，在式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2的反应中加入溶剂，所述溶剂优选质子性溶剂，例如可以选用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或多种，所述溶剂的加入量并没有特别的限定，可以为式(α)所示化合物质量的50％～500％。在反应结束之后，所述溶剂可以通过本领域常规的方法例如减压蒸馏方法除去。 [0034] 根据本发明，在式(α)所示化合物与甲醛、R1NHR2的反应结束后，可以对反应产物进行提纯处理，提纯处理的方法包括水洗、蒸馏、过滤、干燥和重结晶方法中的一种或多种，并没有特别的限定。 [0035] 根据本发明，所述无灰分散剂可以选用聚异丁烯丁二酰亚胺和/或硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，例如可以选用单聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺、高分子聚异丁烯丁二酰亚胺和硼化双聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或多种，常见的商品牌号包括T151、T154、T161、T154B等。 [0036] 根据本发明，所述黏度指数改进剂可以选用聚甲基丙烯酸酯和/或聚异丁烯，常见的商品牌号包括Viscoplex 8‑219、TK‑Chem 6350、Viscoplex 8‑310、PIB1400等，优选1002 ℃运动黏度为500～1500mm/s的聚甲基丙烯酸酯和/或数均分子量为1000～3400的聚异丁烯。 [0037] 根据本发明，所述极压抗磨剂可以选用磷酸酯、硫代磷酸酯和磷酸酯胺盐中的一种或多种，例如可以选用磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、二烷基二硫代磷酸酯、丁基异辛基磷酸酯十二胺盐和异辛基磷酸酯十八胺盐中的一种或多种，常见的商品牌号包括T306、T307、T308、T308B、T309等。 [0038] 根据本发明，所述抗氧化剂可以选用烷基化二苯胺、N‑苯基‑α‑萘胺、屏蔽酚和酚酯中的一种或多种，例如可以选用二丁基二苯胺、二辛基二苯胺、丁基/辛基二苯胺、双十二烷基二苯胺、双戊基二苯胺、N‑苯基‑α‑萘胺、2,6‑二叔丁基对甲酚和2,6‑二叔丁基‑4‑羟基苯基丙酸酯中的一种或多种，常见的商品牌号包括T534、T531、T501等。 [0039] 根据本发明，所述润滑基础油可以选用API I、II、III、IV和V类基础油中的一种或多种，例如可以选用I类基础油、II类加氢基础油、III类加氢基础油、聚α‑烯烃、烷基苯和烷基萘中的一种或多种，优选I类基础油、II类加氢基础油、III类加氢基础油和聚α‑烯烃中的2 一种或多种，更优选100℃下运动黏度为1～10mm /s的润滑基础油，进一步优选100℃下运 2 动黏度为3～6mm/s的润滑基础油。 [0040] 本发明的电动汽车润滑油组合物中还可以加入其它种类的添加剂，加入的种类和剂量可以遵从现有技术，并没有特别的限定。 [0041] 本发明的电动汽车润滑油组合物的制备方法包括使其中的各组分按比例混合的步骤。 [0042] 本发明的电动汽车润滑油组合物具有优良的电绝缘性能、高承载性能和耐铜腐性能。附图说明 [0043] 附图1为实施例1制备的苯并三嗪类衍生物的热失重谱图。 [0044] 附图2为实施例1制备的苯并三嗪类衍生物的红外光谱。 [0045] 附图3为实施例1制备的苯并三嗪类衍生物的核磁氢谱。 [0046] 附图4为实施例1制备的苯并三嗪类衍生物的分子结构图。具体实施方式 [0047] 下面结合实施例，对本发明作进一步详述。但本发明并不限于此。除另加说明外，所有的比例、份数均以质量计算。 [0048] 所用主要原料如下： [0049] 苯并三嗪酮，分析纯，购自伊诺凯试剂公司； [0050] 甲醛水溶液，其中甲醛的质量浓度为37％，购自伊诺凯试剂公司； [0051] 二正辛胺，分析纯，购自伊诺凯试剂公司； [0052] 二异辛胺，分析纯，购自伊诺凯试剂公司； [0053] 二正己胺，分析纯，购自伊诺凯试剂公司； [0054] 二正丁胺，分析纯，购自伊诺凯试剂公司； [0055] 甲醇，化学纯，购自伊诺凯试剂公司； [0056] 非分散型PMA黏度指数改进剂，Viscoplex 8‑310，100℃运动黏度为1250mm2/s，赢创德固赛(中国)投资有限公司生产； [0057] 硼化聚异丁烯丁二酰亚胺T154B，氮含量1.1％～1.3％，硼含量0.3％～0.4％，无锡南方石油添加剂公司生产； [0058] 胺型抗氧剂T534，氮含量＞3.0％，100℃运动黏度10.0mm2/s，北京兴普精细化工技术开发公司生产； [0059] 硫代磷酸三苯酯T309，硫含量≥9.3％，磷含量≥8.9％，锦州圣大化学品公司生产； [0060] 丁基异辛基磷酸酯十二胺盐T308B，磷含量≥5％，淄博惠华石化公司生产； [0061] III类加氢基础油，HVIⅢ4，100℃运动黏度4.45mm2/s，黏度指数125，茂名石化生产。 [0062] 所采用的一些物性检测方法如下： [0063] 密度按照NB/SH/T 0870‑2020方法进行分析测定； [0064] 运动黏度按照GB/T 265进行分析测定； [0065] 总碱值按照SH/T 0251进行分析测定； [0066] 氮含量按照SH/T 0656进行分析测定； [0067] 水分按照GB/T 11133进行分析测定。 [0068] 实施例1 [0069] 在烘干的装配有冷凝管的三口烧瓶中加入10.0g苯并三嗪酮、18.0g二正辛胺。向反应瓶中通入氮气，置换瓶内空气。将温度升温至70℃，向反应瓶中滴加6.6g甲醛质量浓度为37％的甲醛水溶液，滴加完毕后，加入30mL甲醇作反应溶剂，在70℃回流状态下反应12h。停止反应后，将反应瓶冷却至室温，在真空度为0.08～0.09Mpa条件下减压蒸馏得到红棕色液体，冷却至室温后，进行抽滤，得到的滤液即为本发明的苯并三嗪类衍生物，红棕色液体， 3 2 密度为923.1kg/m ，100℃运动黏度为5.431mm /s，总碱值为142.8mKOH/g，氮含量为 24.13％，水分为0.078％。 [0070] 实施例1的苯并三嗪类衍生物的结构为 [0071] 实施例2 [0072] 在烘干的装配有冷凝管的三口烧瓶中加入10.0g苯并三嗪酮、18.0g二异辛胺。向反应瓶中通入氮气，置换瓶内空气。将温度升温至70℃，向反应瓶中滴加6.6g甲醛质量浓度为37％的甲醛水溶液，滴加完毕后，加入30mL甲醇作反应溶剂，在70℃回流状态下反应12h。停止反应后，将反应瓶冷却至室温，在真空度为0.08～0.09Mpa条件下减压蒸馏得到红棕色液体，冷却至室温后，进行抽滤，得到的滤液即为本发明的苯并三嗪类衍生物，红棕色液体， 3 2 密度为921.2kg/m ，100℃运动黏度为5.423mm /s，总碱值为141.9mKOH/g，氮含量为 24.58％，水分为0.075％。 [0073] 实施例2的苯并三嗪类衍生物的结构为 [0074] 实施例3 [0075] 在烘干的装配有冷凝管的三口烧瓶中加入10.0苯并三嗪酮、13.85g二正己胺。向反应瓶中通入氮气，置换瓶内空气。将温度升温至70℃，向反应瓶中滴加6.6g甲醛质量浓度为37％的甲醛水溶液，滴加完毕后，加入30mL甲醇作反应溶剂，在70℃回流状态下反应12h。停止反应后，将反应瓶冷却至室温，在真空度为0.08～0.09Mpa条件下减压蒸馏得到红棕色液体，冷却至室温后，进行抽滤，得到的滤液即为本发明的苯并三嗪类衍生物，红棕色液体， 3 2 密度为920.1kg/m ，100℃运动黏度为5.428mm /s，总碱值为143.2mKOH/g，氮含量为 24.25％，水分为0.080％。 [0076] 实施例3的苯并三嗪类衍生物的结构为 [0077] 实施例4 [0078] 在烘干的装配有冷凝管的三口烧瓶中加入10.0g苯并三嗪酮、9.66g二正丁胺。向反应瓶中通入氮气，置换瓶内空气。将温度升温至70℃，向反应瓶中滴加6.6g甲醛质量浓度为37％的甲醛水溶液，滴加完毕后，加入30mL甲醇作反应溶剂，在70℃回流状态下反应12h。停止反应后，将反应液冷却至室温，在真空度为0.08～0.09Mpa条件下减压蒸馏得到红棕色液体，冷却至室温后，进行抽滤，得到的滤液即为本发明的苯并三嗪类衍生物，红棕色液体， 3 2 密度为919.9kg/m ，100℃运动黏度为5.444mm /s，总碱值为142.5mKOH/g，氮含量为 24.06％，水分为0.079％。 [0079] 实施例4的苯并三嗪类衍生物的结构为 [0080] 将实施例1制备的苯并三嗪类衍生物进行了热失重、红外光谱、核磁图谱分析，热失重试验采用Q600同步热分析仪，试验条件为N2气氛，升温速率为10℃/min，温度区间为室温‑600℃；红外光谱试验采用Nicolet‑560红外光谱仪，扫描次数为16次，分辨率为4；核磁1 试验采用Bruker AVANCE Ⅲ 400MHZ核磁共振仪，H NMR，室温操作。测定的热失重图谱见图1，红外光谱见图2，红外分析结果见表1，核磁氢谱见图3，产物的分子结构图见图4，核磁分析结果见表2。 [0081] 表1产物红外光谱分析 [0082] [0083] 表1说明产物存在苯环及饱和烷基链C‑H伸缩振动峰，存在C＝O，C＝N，N＝N，C‑N的伸缩振动峰，可以表明合成产物为目标产物。 [0084] 表2产物核磁氢谱分析结果 [0085] [0086] 结合图3、图4和表2，可以说明核磁图谱中氢的个数和归属与目标产物完全一致，因此可以证明合成产物为目标产物，且产物纯度较高。 [0087] 对比例1 [0088] 商品T551金属减活剂作为对比减活剂。 [0089] 对比例2 [0090] 商品T561金属减活剂作为对比减活剂。 [0091] 电动汽车润滑油组合物的实施例5～8和对比例3～4 [0092] 按照表3的配方组成，分别调制得到电动汽车润滑油组合物的实施例5～8和对比例3～4。 [0093] 表3电动汽车润滑油组合物 [0094] [0095] 分别对电动汽车润滑油组合物的实施例和对比例进行了运动黏度、承载性能、铜腐试验、击穿电压性能评定。 [0096] 主要试验方法如下： [0097] 运动黏度测定方法采用GB/T 265标准方法； [0098] 四球磨损和极压试验采用GB/T 3142标准方法； [0099] FZG 齿轮试验，A10/16.6R/90℃，采用ASTM 5182标准方法； [0100] 铜腐试验采用GB/T 5096标准方法，试验条件150℃，192h； [0101] 击穿电压测定采用GB/T507标准方法。 [0102] 对电动汽车润滑油组合物的实施例和对比例的测定结果见表4。 [0103] 表4评定试验结果 [0104] [0105] 由上述试验结果可知，本发明的润滑油组合物具有较高的承载性能、电绝缘性能和优异的耐铜腐蚀性能。

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