N-氢化牛脂基-1,3-丙二胺：高稳定性烷基胺的界面增效体

——基于氢化牛脂链的氧化稳定性与性能边界解析

N-氢化牛脂基-1,3-丙二胺（CAS 68603-64-5），作为饱和牛脂烷基修饰的双胺化合物，凭借高疏水链稳定性与双氨基活性位点，在高温润滑、长效缓蚀等场景中展现明确应用价值。本文基于实验数据与产业实践，客观分析其特性与适用边界。

一、化学特性与生产控制

1. 分子构成

   • 结构式：R-NH-(CH₂)₃-NH₂（R=C16-C18饱和牛脂烷基）
   • 物理性质：白色至浅黄色蜡状固体（25℃粘度 450-600 mPa·s，倾点 25℃，密度 0.89 g/cm³）
   • 胺值：≥240 mg KOH/g（GB/T 14074.14）

2. 生产工艺

   • 合成路径：
     → 牛脂烯加氢制饱和牛脂基氯（H₂压力 2MPa，温度 180℃）
     → 与1,3-丙二胺缩合（摩尔比1:1.1，温度 90-110℃）
   • 质控关键：
     → 碘值 ≤5 g I₂/100g（GB/T 5532，反映加氢完全度）
     → 游离胺含量 ≤3%（电位滴定法）

二、功能验证与数据支撑

1. 高温润滑性能

• 氧化稳定性：120℃烘箱老化7天粘度增长＜10%（GB/T 265）
• 极压性能：四球试验PB值≥1100N（GB/T 12583）

2. 金属加工液应用

• 长效缓蚀：1%水溶液使铸铁在中性盐雾中耐蚀＞200h（GB/T 10125）
• 乳化稳定性：3%添加量乳液高温（80℃）贮存30天无析油

3. 原油破乳

• 高粘原油脱水：100ppm添加量脱水率＞99.5%（SY/T 5281，60℃）
• 动态界面张力：0.1 s⁻¹剪切速率下张力≤0.2 mN/m（悬滴法）

三、典型应用场景

1. 高温润滑剂

• 齿轮油配方：5%复配体系FZG试验通过12级（GB/T 19936.1）
• 热氧化稳定性：旋转氧弹试验＞300min（GB/T 12581）

2. 金属轧制液

• 铝板轧制：表面粗糙度Ra≤0.1μm（GB/T 2523）
• 带钢退火：退火清净性评级A级（ASTM D4627）

3. 工业防腐

• 管线缓蚀：0.5%添加量CO₂腐蚀速率＜0.01 mm/a（NACE TM0169）
• 盐水体系：3% NaCl溶液中缓蚀效率＞95%（电化学阻抗谱法）

四、性能局限与优化路径

1. 客观限制

   • 低温流动性：＜30℃需加热至60℃泵送（固态特性显著）
   • 生物降解性：28天降解率仅25%（OECD 301D）

2. 改进方案

   • 乙氧基化改性：引入8-10个EO基团，生物降解率提升至＞60%
   • 复配降凝剂：与聚异丁烯（1:0.3）混合，倾点降至5℃

五、成本效益分析（以高温齿轮油为例）

结语：饱和烷基链的工业适配方案

N-氢化牛脂基-1,3-丙二胺在高温工况润滑、严苛缓蚀等场景中具备不可替代性，其氢化链赋予卓越氧化稳定性但需应对低温操作性挑战。推荐在钢铁热轧、高温齿轮润滑或需长周期运行的工业体系中优先选用，储存温度建议＞30℃。