基本信息
- 项目名称：
- 二乙烯三胺基硼磷酸二丁酯的开发及应用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 国内用在润滑油中的有机硼化物，基本上都是B-O键结构的硼酸酯，该类产品在水基溶液中易水解，稳定性差。本项目设计、发明的目的就是要解决硼酸酯的水解问题，并在此基础上进一步提高有机硼化物的润滑性和抗极压性能。经过实验设计合成一种二乙烯三胺基硼磷酸二丁酯的物质，在保证原有性质基础上具有较好的稳定性，可以很好地应用在水基环境中。
- 详细介绍：
- 本作品的主要研究内容包括可用于水基金属加切削液的硼基多功能添加剂的合成及应用。硼化物类化合物是目现在在油基金属加工液中使用的比较好的以极压为主的多功能型添加剂，但由于目前全球对环保意识的增强，金属加工液趋向于以水基来代替油基。硼化物类化合物是具有性能优良的环保型添加剂，但由于其分子中B-O的存在使其在水基环境中容易发生水解反应而失效。为了解决这个问题，我们通过分子设计并改变传统的合成路线使B于N之间形成稳定的B-N键，通过实验我们合成了一种名为胺基硼的化合物。实践证明该种化合物能够稳定地在水基环境中存在。为了提高该种添加剂的效果，我们将极压元素P元素引进分子中，合成了一种名为二乙烯基三胺基硼磷酸二丁酯的化合物。 经复配工艺，将合成的二乙烯基三胺基硼磷酸二丁酯应用到水基金属加工液中， 经过试切，其应用性能已达到或超过了国内外同类产品的技术水平。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 目前，国内用在润滑油中的有机硼化物，基本上都是B-O键结构的硼酸酯，该类产品在水基溶液中易水解，稳定性差。本项目设计、发明的目的就是要解决硼酸酯的水解问题，并在此基础上进一步提高胺基硼化物的润滑性和抗极压性能。 基本思路： 首先，以膦化物、甲醛、有机胺为原料，在催化剂存在下利用曼尼斯（mannich）反应将P元素引入分子中；然后利用硼元素（B）的化学活性，让硼化剂与曼尼斯反应产物发生进一步的缩合反应，使B元素接枝到分子中，得到二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯。 创新点： （1）利用化学手段，将磷、氮、硼元素引入分子中，合成了新的有机硼化物二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯。这是一种极压性好同时具有润滑、防锈性的添加剂。 （2）通过工艺设计，使有机硼化物中的B-O键变成B-N键，提高了胺基硼类产品的稳定性和抗水解能力。 （3）以二乙烯三胺基硼膦酸二丁酯为添加剂，制得硼基金属加工液。 经查新证实：“以有机膦化物、醛、有机胺和硼化剂为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为主要添加剂制备的硼基金属加工液”目前在国内公开发表的中文文献中，未见相同文献报道。 主要技术指标： 二乙烯基三胺基硼膦酸二丁酯的水解稳定性、防锈性、抗极压性、润滑性。
科学性、先进性
- 国内现有的有机硼化物一般是由羧酸、醇等与硼酸反应生成的硼酸酯，分子中存在的是B-O键结构，该类产品在水性介质中易发生水解，B-O键断裂，重新生成羟基化合物和硼酸，失去润滑性和防锈性。本项目研究的产品，通过分子结构设计和新的工艺过程合成了B-N键结构的胺基硼类化合物。由于分子中含有B-N键不会发生水解，因此其产品的水解稳定性、润滑性和防锈性明显好于普通的硼酸酯。因此胺基硼类化合物在水基加工液中有着广泛的应用前景。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术转让
作品可展示的形式
- 实物 产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 二乙烯三胺基硼膦酸酯是硼酸酯的换代产品，由于其分子中含有P、B、N等元素，在润滑油中具有很好的极压性，将其添加到水基金属加工液中，可以提高加工液的润滑性、防锈性和切削速度。 以二乙烯三胺基硼膦酸酯为主要原料制备的硼基金属加工液，经试切，其应用性能已达到或超过了国内外同类产品的技术水平。完全可以满足金属加工工艺的技术要求。 本项目开发的二乙烯三胺基硼膦酸酯和硼基金属加工液是自主研发的新产品，目前市场上还没有商品供应。据权威研究机构发布的调查结果显示，目前，我国每年使用的各种金属加工液已经超过230万吨，因此市场前景看好，是值得推广的产品。 每吨硼基金属加工液按4万元计，如替代千分之一的加工液市场，每年可实现销售收入920亿元人民币，可创利税1840万元
同类课题研究水平概述
- （1）国外情况： 美国在上世纪90年代硼精细化工产品就有150多种，日本也有100多种。据资料介绍美国有八大类硼产品，日本也有六大类硼产品。目前，各国都在大力开发硼精细化工产品。如美国的斯坦福公司一家就拥有自主开发的硼化合物40多个；日本虽然没有硼资源，但一些公司围绕着新兴产业和新技术领域而开发的含硼新材料也很有特色，如日本住友公司生产的钕铁硼永磁材料。各国硼工业发展的侧重点根据本国的需要具有相当大的差别。 （2）国内情况 我国发展硼产业的重点主要放在硼资源的开发方面，硼精细化工产品种类很少，市场销售量也很小。硼精细化工产品在我国发展的很慢，现有的硼化工产品很难满足某些行业的要求，一些企业只能根据应用要求，被迫进口硼精细化工产品以满足使用需求。开发新的硼精细化工产品是我国硼工业今后发展的重点和方向。
