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基本信息

項目名稱：
二乙烯三胺基硼磷酸二丁酯的開發(fā)及應(yīng)用研究
小類：
能源化工
簡介：
國內(nèi)用在潤滑油中的有機硼化物，基本上都是B-O鍵結(jié)構(gòu)的硼酸酯，該類產(chǎn)品在水基溶液中易水解，穩(wěn)定性差。本項目設(shè)計、發(fā)明的目的就是要解決硼酸酯的水解問題，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高有機硼化物的潤滑性和抗極壓性能。經(jīng)過實驗設(shè)計合成一種二乙烯三胺基硼磷酸二丁酯的物質(zhì)，在保證原有性質(zhì)基礎(chǔ)上具有較好的穩(wěn)定性，可以很好地應(yīng)用在水基環(huán)境中。
詳細(xì)介紹：
本作品的主要研究內(nèi)容包括可用于水基金屬加切削液的硼基多功能添加劑的合成及應(yīng)用。硼化物類化合物是目現(xiàn)在在油基金屬加工液中使用的比較好的以極壓為主的多功能型添加劑，但由于目前全球?qū)Νh(huán)保意識的增強，金屬加工液趨向于以水基來代替油基。硼化物類化合物是具有性能優(yōu)良的環(huán)保型添加劑，但由于其分子中B-O的存在使其在水基環(huán)境中容易發(fā)生水解反應(yīng)而失效。為了解決這個問題，我們通過分子設(shè)計并改變傳統(tǒng)的合成路線使B于N之間形成穩(wěn)定的B-N鍵，通過實驗我們合成了一種名為胺基硼的化合物。實踐證明該種化合物能夠穩(wěn)定地在水基環(huán)境中存在。為了提高該種添加劑的效果，我們將極壓元素P元素引進(jìn)分子中，合成了一種名為二乙烯基三胺基硼磷酸二丁酯的化合物。 經(jīng)復(fù)配工藝，將合成的二乙烯基三胺基硼磷酸二丁酯應(yīng)用到水基金屬加工液中， 經(jīng)過試切，其應(yīng)用性能已達(dá)到或超過了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。

作品圖片

  • 二乙烯三胺基硼磷酸二丁酯的開發(fā)及應(yīng)用研究
  • 二乙烯三胺基硼磷酸二丁酯的開發(fā)及應(yīng)用研究

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的： 目前，國內(nèi)用在潤滑油中的有機硼化物，基本上都是B-O鍵結(jié)構(gòu)的硼酸酯，該類產(chǎn)品在水基溶液中易水解，穩(wěn)定性差。本項目設(shè)計、發(fā)明的目的就是要解決硼酸酯的水解問題，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高胺基硼化物的潤滑性和抗極壓性能。 基本思路： 首先，以膦化物、甲醛、有機胺為原料，在催化劑存在下利用曼尼斯（mannich）反應(yīng)將P元素引入分子中；然后利用硼元素（B）的化學(xué)活性，讓硼化劑與曼尼斯反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生進(jìn)一步的縮合反應(yīng)，使B元素接枝到分子中，得到二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯。 創(chuàng)新點： （1）利用化學(xué)手段，將磷、氮、硼元素引入分子中，合成了新的有機硼化物二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯。這是一種極壓性好同時具有潤滑、防銹性的添加劑。 （2）通過工藝設(shè)計，使有機硼化物中的B-O鍵變成B-N鍵，提高了胺基硼類產(chǎn)品的穩(wěn)定性和抗水解能力。 （3）以二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯為添加劑，制得硼基金屬加工液。 經(jīng)查新證實：“以有機膦化物、醛、有機胺和硼化劑為原料合成的二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯”及“以二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯為主要添加劑制備的硼基金屬加工液”目前在國內(nèi)公開發(fā)表的中文文獻(xiàn)中，未見相同文獻(xiàn)報道。 主要技術(shù)指標(biāo)： 二乙烯基三胺基硼膦酸二丁酯的水解穩(wěn)定性、防銹性、抗極壓性、潤滑性。

科學(xué)性、先進(jìn)性

國內(nèi)現(xiàn)有的有機硼化物一般是由羧酸、醇等與硼酸反應(yīng)生成的硼酸酯，分子中存在的是B-O鍵結(jié)構(gòu)，該類產(chǎn)品在水性介質(zhì)中易發(fā)生水解，B-O鍵斷裂，重新生成羥基化合物和硼酸，失去潤滑性和防銹性。本項目研究的產(chǎn)品，通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和新的工藝過程合成了B-N鍵結(jié)構(gòu)的胺基硼類化合物。由于分子中含有B-N鍵不會發(fā)生水解，因此其產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性、潤滑性和防銹性明顯好于普通的硼酸酯。因此胺基硼類化合物在水基加工液中有著廣泛的應(yīng)用前景。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

實驗室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實物 產(chǎn)品

使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測

二乙烯三胺基硼膦酸酯是硼酸酯的換代產(chǎn)品，由于其分子中含有P、B、N等元素，在潤滑油中具有很好的極壓性，將其添加到水基金屬加工液中，可以提高加工液的潤滑性、防銹性和切削速度。 以二乙烯三胺基硼膦酸酯為主要原料制備的硼基金屬加工液，經(jīng)試切，其應(yīng)用性能已達(dá)到或超過了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。完全可以滿足金屬加工工藝的技術(shù)要求。 本項目開發(fā)的二乙烯三胺基硼膦酸酯和硼基金屬加工液是自主研發(fā)的新產(chǎn)品，目前市場上還沒有商品供應(yīng)。據(jù)權(quán)威研究機構(gòu)發(fā)布的調(diào)查結(jié)果顯示，目前，我國每年使用的各種金屬加工液已經(jīng)超過230萬噸，因此市場前景看好，是值得推廣的產(chǎn)品。 每噸硼基金屬加工液按4萬元計，如替代千分之一的加工液市場，每年可實現(xiàn)銷售收入920億元人民幣，可創(chuàng)利稅1840萬元

同類課題研究水平概述

（1）國外情況： 美國在上世紀(jì)90年代硼精細(xì)化工產(chǎn)品就有150多種，日本也有100多種。據(jù)資料介紹美國有八大類硼產(chǎn)品，日本也有六大類硼產(chǎn)品。目前，各國都在大力開發(fā)硼精細(xì)化工產(chǎn)品。如美國的斯坦福公司一家就擁有自主開發(fā)的硼化合物40多個；日本雖然沒有硼資源，但一些公司圍繞著新興產(chǎn)業(yè)和新技術(shù)領(lǐng)域而開發(fā)的含硼新材料也很有特色，如日本住友公司生產(chǎn)的釹鐵硼永磁材料。各國硼工業(yè)發(fā)展的側(cè)重點根據(jù)本國的需要具有相當(dāng)大的差別。 （2）國內(nèi)情況 我國發(fā)展硼產(chǎn)業(yè)的重點主要放在硼資源的開發(fā)方面，硼精細(xì)化工產(chǎn)品種類很少，市場銷售量也很小。硼精細(xì)化工產(chǎn)品在我國發(fā)展的很慢，現(xiàn)有的硼化工產(chǎn)品很難滿足某些行業(yè)的要求，一些企業(yè)只能根據(jù)應(yīng)用要求，被迫進(jìn)口硼精細(xì)化工產(chǎn)品以滿足使用需求。開發(fā)新的硼精細(xì)化工產(chǎn)品是我國硼工業(yè)今后發(fā)展的重點和方向。
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