[发明专利]一种极压抗磨剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及润滑油添加剂领域，具体涉及一种极压抗磨剂及其制备方法和应用。

技术背景

目前，广泛使用的润滑油(脂)的无灰抗磨添加剂主要有亚磷酸二正丁酯(T304)，磷酸三甲酚酯(T306)、硫磷酸-甲醛-胺缩合物(T305)、硫磷酸复酯胺盐(T307)、磷酸酯胺盐(T308B)等，品种不多，且各有优缺点，如亚磷酸二正丁酯活性太高，使用中腐蚀较严重；磷酸三甲酚酯油膜强度不高；硫磷酸-甲醛-胺缩合物、硫磷酸复酯胺盐有很臭的气味；磷酸酯胺盐极压抗磨性能和热安定性能较差等。

CN1465581A报道了一种有机磷酰胺盐的农药杀虫剂，其通式为

CN1176298A报道了一种硫代磷酰胺酯抗磨剂，其通式为

US 5430105和CN 00129836.4报道了抗氧型无灰分散剂硼化丁二酰亚胺的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种低气味的抗磨性能优良的磷酸酯类极压抗磨添加剂，本发明的另一个目的是提供该添加剂的制备方法及应用方法。

本发明的思路是，制备有机磷极压抗磨剂，遵循以下原则：(1)选用低分子有机基团，烷基基团越小，极压性能越高；(2)引入有机胺成盐，降低磷添加剂的酸值，改善其热安定性；(3)改善磷酸盐的油溶性和抗磨性，在分子设计中，引入油溶性基团。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种极压抗磨剂，具有以下通式结构：

式中R₁、R₂、R₃分别为C₄～C₂₀直链或支链的烷基、芳基或芳烷基，优选C₄～C₁₆直链或支链的烷基、芳基或芳烷基。

一种极压抗磨剂的制备方法，其特征在于步骤如下：

(1)三氯氧磷与C₁～C₂₀醇在-10℃～60℃下反应生成中间体磷酸酯；

(2)将磷酸酯热解、水解生成烷氧基磷酸；

(3)在-10℃～40℃下滴加有机胺，升温至40～60℃加入苯三唑；

(4)升温至100℃～150℃反应至生成产物。

而且，所述步骤(1)、(2)、(3)和(4)中通入氮气保护。

而且，所述步骤(1)、(2)、(3)中加入缚酸剂，加入量是三氯氧磷摩尔数的1～4倍。

而且，所述的缚酸剂是有机碱或无机碱。

而且，所述的缚酸剂选自氢氧化钠、四丁基溴化铵、三乙胺中的一种或几种的混合。

而且，所述的步骤(3)中加入的苯三唑为微细粉末。

具体地说，本发明提供的极压抗磨剂可以按照以下方法制备：

(1)在有机溶剂的存在下，由三氯氧磷、C1～C20醇类于-10℃～60℃下反应1～4h。该步反应是快速放热反应，为了确保最终产物的纯度，最好在低温下并控制三氯氧磷与C1～C20醇的摩尔数为1∶2，必要时加入缚酸剂。减压蒸馏收集250Pa下馏程在110-120℃范围内的液体，即为二烷氧基磷酸酯中间体。为了防止磷酸酯中间体在反应和蒸馏过程中氧化，可以通入氮气保护。

(2)在有机溶剂的存在下，在中间体二烷氧基磷酸酯滴加有机胺，缓慢升温至10℃～40℃继续反应1～4小时生成烷氧基磷酸酯胺盐。为了提高最终产物的收率，反应体系中可以加入缚酸剂。为了防止产物在反应中氧化，可以通入氮气保护。

(3)在有机溶剂的存在下，在二烷氧基磷酸酯胺盐中加入苯三唑，升温至100℃～150℃反应1～4h，生成产物。为防止反应中生成沉渣，苯三唑可以制成微细粉末。为防止产物在反应中氧化，可以通入氮气保护。

反应完毕，洗涤、干燥、脱溶剂后得到目标物粗品。粗品可以用硅胶柱色谱或减压蒸馏进行分离提纯。

三氯氧磷与苯三唑的理论摩尔比为1∶1，但苯三唑可以过量5～10％，以使磷酰氯完全反应。

所说的有机溶剂是能溶解三氯氧磷的溶剂，例如乙醚、四氢呋喃、甲苯、乙基苯中的一种或几种，溶剂的用量以完全溶解反应物为宜。上述制备方法的反应方程式如下：

本发明抗磨剂在润滑油、润滑脂中的推荐用量为0.1～2.0w％，以润滑油、润滑脂的重量为基准。

本发明的优点及有益效果：