[发明专利]硫代磷酸酯的制备方法和用途

说明书

技术领域：

本发明涉及一种硫代磷酸酯及其制备方法和用途。

背景技术：

众所周知，二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)具有良好的抗氧、抗腐和抗磨等多种性能，长期以来在内燃机油、齿轮油和液压油等润滑油中得到了广泛的应用，但在实际应用中也存在一些缺点。例如，ZDDP型抗磨液压油对含有银和铅部件的液压系统有腐蚀作用，其水解安定性、抗乳化性及氧化安定性远不能满足现代液压系统发展的要求；内燃机油所含ZDDP中的Zn在燃烧过程中以ZnO的形式沉积在内燃机中，对发动机运行产生不良影响。因此开发新型无灰多功能含磷添加剂具有重要的应用价值。

近年来已有不少关于新型无灰极压抗磨润滑油添加剂的合成及其摩擦学性能研究的报道，如专利CN1036593C、US5395538等，指出一些硫代磷酸的杂环衍生物作为润滑油添加剂具有优异的极压抗磨性能，但是这些化合物分子结构比较复杂，合成起来较为困难，从而增加了产品开发的成本。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种新颖的硫代磷酸酯类化合物及其制备方法和用途。

本发明通过如下措施来实现：

新颖的具有通式(I)的硫代磷酸酯已被发现：式(I)中R为C4、C8的直链或支链烷基，Y为O或S。

制备式(I)的具体方法包括：

一、使用式(II)的三氯硫磷与式(III)的化合物，

    PSCl₃(II)                 RYH(III)式(III)中的R为C4、C8的直链或支链烷基，Y为O(或S)；

二、在反应介质存在下；

三、室温-80℃反应2-12小时。

制备式(I)的方法中，所用反应介质为吡啶、苯。

制备式(I)的方法中，式(II)和式(III)的摩尔比为1∶2.9-3.1。

制备式(I)的方法中，式(II)的三氯硫磷和反应介质吡啶的摩尔比为1∶3.3-3.6。

本发明所涉及的硫代磷酸酯的合成可以用下面的化学反应式表示：

    

本发明提供的通式(I)硫代磷酸酯可作为无锌、多功能润滑油添加剂使用。

本发明的化合物(I)可单独使用，添加到矿物油、合成油或天然植物油中构成润滑体系，可获得较好的抗磨、极压性能和很高的承载能力。

本发明的式(I)化合物在润滑油中的添加量为质量分数1-5％。

本发明的式(I)化合物也可以和其它润滑油添加剂复合使用，可达到增效作用。

本发明式(I)化合物是一类非常有效的无锌、多功能润滑油添加剂，具体合成的产物包括：

一、三正丁烷基四硫代磷酸酯。

二、三正辛烷基一硫代磷酸酯。

三、三正辛烷基四硫代磷酸酯。

为了更好地理解本发明，通过实例进行说明。

具体实施方式：

实施例1：

在250mL三口烧瓶中加入正丁硫醇(0.45mol)、40mL吡啶和45mL苯，机械搅拌并用冰盐浴冷却至10℃以下，然后滴加三氯硫磷(0.15mol)，1小时滴完，室温下继续搅拌一定时间后水浴加热回流2小时，反应液自然冷却至室温后加入80mL 10.0％NaHCO₃(质量分数)水溶液洗涤，分出的油层再水洗两次，加入一定量无水硫酸钠干燥一段时间后，所得产物常压蒸馏除去溶剂苯、再减压蒸馏，收集194～196℃馏分所得无色透明液体即为三正丁基四硫代磷酸酯(添加剂1)。

实施例2：

在250mL三口烧瓶中加入正辛醇(0.30mol)、25mL吡啶和30mL苯，机械搅拌并用冰盐浴冷却至10℃以下，然后滴加三氯硫磷(0.10mol)，1h滴完，室温下继续搅拌一定时间后水浴加热回流2h，反应液自然冷却至室温后加入80mL 10.0％NaHCO₃(质量分数)水溶液洗涤，分出的油层再水洗两次，加入一定量无水硫酸钠干燥一段时间后，所得产物常压蒸馏除去溶剂苯、再减压蒸馏除去其它杂质后即得三正辛烷基一硫代磷酸酯(添加剂2)。

实施例3：