环氧大豆油衍生物作为多元醇酯润滑添加剂的性能研究.pdf

2016年8月
润滑与密封
Aug.2016
第41卷第8期
LUBRICATION ENGINEERING
Vol 41 No 8
DOI:10.3969/j.issn.0254-0150.2016.08.003
环氧大豆油衍生物作为多元醇酯润滑添加剂的性能研究
宫奎亮李维民王晓波
(中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州73000
摘要:以环氧大豆油、酸性磷酸酯、酸性硫代磷酸酯为原料制备2种润滑油添加剂。采用SRV试验机研究2种添
加剂在三羟甲基丙烷多元醇酯中的减摩、抗磨性能,利用四球试验机测试其最大无卡咬负荷。实验结果表明,2种添
加剂质量分数为!%时能够显著降低体系的摩擦因数与磨损体积,磨损体积最低可降至基础油润滑时的1/10。采用扫
8描电镜与X射线光电子能谱仪对下试盘磨痕表面的形粮及元素化学状态进行表征,结果表明2种添加剂在摩擦过程中8
与摩擦副表面发生摩擦化学反应生成了铁的氧化物、硫化物和磷化物从而起到良好的减摩抗磨作用。
关键词:环氧大豆油;合成酯;减摩;抗磨;极压
中图分类号:TH17.2文献标志码:A文章编号:0254-0150(2016)08-014-05
Tribological Performance of Epoxidized Soybean Oil Derivative in
Polyol Ester Base Fluid
GONG Kuiliang LI Weimin WANG Xiaobo
( State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Lanzhou Gansu 730000, China
Abstract: Two kinds of lubricating additives were synthesized via the reaction of acidic phosphate and acidic thiophos-
phate with epoxidized soybean oils respectively. The friction reducing and anti-wear properties of the additives in ester oi
were investigated by SRV friction machine. The maximum non seizure load values of the lubricant were carried out using
four ball machine. The results show that the additives with mass fraction of 1% in ester can dramatically reduce the friction
coefficient and wear volume, and the minimum wear volume is only the 1/10 of that of the base fluid lubrication. The mor-
phology and chemical composition of the rubbing surface were analyzed by scanning electron microscope and X-ray photoe
lectron spectroscopy. The result shows that the excellent friction redueing and anti-wear properties of the lubricant additive
can be attributed to the formation of iron oxides, iron sulfide, and iron phosphate during the rubbing process
Keywords: epoxidized soybean oil; synthetic ester; friction reducing; anti-wear; extreme pressure
合成酯具有优异的热氧化安定性、润滑性、低加剂在合成酯中的减摩抗磨性能并不明显,因此设计
毒、原料可再生并易生物降解等优良性能,作为高性开发适用于合成酯类基础油的减摩抗磨润滑添加剂显
能合成润滑油脂基础油已应用于多个工业领域。得尤为重要。
与矿物型基础油以及烃类基础油如聚α烯烃等不同,
环氧大豆油( Epoxidized Soybean Oil,简称ESO)
合成酯分子结构中酯基官能团的存在使其具有较强的是用精炼大豆油采用过氧化物处理而制得的一种化工
分子极性。合成酯的极性结构一方面使其对常规添加产品。环氧大豆油具有良好的耐热性、耐光性、互渗
剂具有良好的溶解性,另一方面又会在金属表面与抗性、低温柔韧性、低挥发性以及无毒等诸多优点。由
磨、减摩、极压、防锈等化学活性添加剂产生竟争吸于具有良好的生物降解性以及高温稳定性,改性环氧
附从而影响添加剂的性能,这也就意味着传统润滑添大豆油作为可生物降解润滑油基础油以及高性能添加
剂的研究逐渐受到人们的重视?。本文作者采用酸
*基金项目:国家自然科学基金项目(51505460):国家重点基性磷酸酯、酸性硫代礫酸酯与环氧大豆油进行开环反
础研究发展规划(973计划)项目(2013CB632301)
应制备了2种环氧大豆油衍生物,并研究了其在三羟
收稿日期:2016-02-16
甲基丙烷酯( Croda3970)中的摩擦学性能。
作者简介:宮奎亮(1982-),男,助理研究员,研究方向为合
试验部分
成润滑材料.E-mail:gongkuiliangd@icp.cas.cn
1.1基础油与添加剂
通信作者:托晓波(1976-),男,博士,研究员,研究方向为
试验所选用的基础油为 Croda公司生产的三羟甲
润滑油脂及添加剂,E-mai:wangsa@licp.cas.cn
基丙烷酯(3970基础油),其理化性能指标如表1所