硼酸鈦的合成及其極壓抗磨性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的潤滑油添加劑多是含磷、硫、氯的化合物，這些傳統(tǒng)抗磨添加劑由于其嚴(yán)重的環(huán)境問題已不能滿足社會的要求。近年來，被譽(yù)為新型高效多功能無毒的硼系節(jié)能潤滑油添加劑，已引起人們的廣泛關(guān)注。
　　本文以硫酸氧鈦和硼砂為原料，采用濕化學(xué)法合成出一種新型硼酸鈦，考察了反應(yīng)物配比、反應(yīng)物濃度、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度等因素對硼酸鈦合成的影響。結(jié)果表明硼酸鈦適宜的合成條件為:室溫下，1.0mol/L硼砂溶液、0.9mol/L硫酸氧鈦溶液、原料配比Ti∶

2、B=1∶5(摩爾比)、時間15～20min。通過化學(xué)分析、ICP以及TG/DTG分析確定了硼酸鈦中B2O3、TiO2和H2O的含量;產(chǎn)物的IR以及Raman光譜分析表明硼酸根離子以(B2O5)4-基團(tuán)形式存在;經(jīng)計(jì)算得出硼酸鈦分子式為(TiO)2B2O5·4H2O，純度為82％。對合成的硼酸鈦分別進(jìn)行了XRD、SEM表征，XRD衍射分析表明:所合成的硼酸鈦是一種無定形結(jié)構(gòu);掃描電鏡分析表明:所合成的硼酸鈦為顆粒尺寸在1～10μm的塊狀粉

3、體，部分顆粒出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　分別以硬脂酸和油酸為改性劑對硼酸鈦進(jìn)行親油改性，結(jié)果表明經(jīng)硬脂酸或油酸改性的硼酸鈦親油度值明顯增加，得到硬脂酸改性的最佳條件為:5wt％（占溶劑質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）硬脂酸、70℃水浴下攪拌1.5h，親油度值達(dá)到88.15％;油酸改性的最佳條件為:5wt％（占溶劑質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）油酸、70℃水浴下攪拌1.0h，親油度值達(dá)到77.27％。通過XRD、IR、SEM對改性后的硼酸鈦進(jìn)行了表征。改性后的硼酸鈦XRD譜

4、圖沒有發(fā)生變化表明:硬脂酸（或油酸）沒有改變其結(jié)構(gòu)特征;IR譜圖得出硬脂酸（或油酸）以單分子層吸附在硼酸鈦粉體表面;從SEM照片可以看出改性后的硼酸鈦顆粒變得均勻且尺寸明顯減小。
　　對添加有0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.7wt％、0.9wt％硬脂酸或油酸改性后的硼酸鈦的150SN基礎(chǔ)油進(jìn)行了極壓抗磨性能測試。結(jié)果顯示基礎(chǔ)油的最大無卡咬負(fù)荷提高，磨斑直徑降低，說明硼酸鈦能夠提高潤滑油的極壓抗磨性能。添加0.1wt％