[发明专利]油溶性二硫代胺基甲酸铋的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油溶性二硫代胺基甲酸铋的制备方法。

背景技术

在过去，已经通过诸如三氯化铋的卤化铋以及硝酸铋直接与二硫代胺基甲酸反应制备二硫代胺基甲酸铋。该方法有两个明显的缺点：其一是生成氯化氢或硝酸副产物，这些对生产设备有腐蚀作用，其二是副产物氯化氢或硝酸会抑制反应平衡向右进行，反应物转化率不高，未反应完的二硫代胺基甲酸残留物会使产品呈酸性，因为会引起摩擦副的腐蚀磨损被认为是不利的。

USP5631214描述了一种利用高级羧酸铋和二硫代胺基甲酸盐之间的交换反应生产二硫代胺基甲酸铋的方法。但是这种交换反应转化率低，未反应完的两种原料及反应的副产物不易除去，所制得的产物不纯；它的含量受生产过程的影响严重也难以稳定；二硫代胺基甲酸铋与其中所含的杂质在摩擦学性能方面的相互影响又随着它们含量的变化而变化。综合以上三种原因，利用这种方法生产的二硫代胺基甲酸铋调制性能稳定的润滑油将会相当复杂。另外这种制备方法的温度也较高，需要75～80℃反应3小时。

CN1387510A提供了一种二硫代胺基甲酸铋的制备方法。通过氢氧化铋、氧化铋和羟基硝酸铋与二硫代胺基甲酸在80℃以上反应5小时来制备。这种方法的缺点是：铋源化合物在反应过程中会形成大量棕色的硫化铋副产物，这种副产物又不能循环利用来制备目标产物，会造成有限的铋资源的浪费；而且难溶于酸且不与酸反应的硫化铋副产物沉积在铋源化合物的外表面，抑制了其与二硫代胺基甲酸的进一步反应，降低了二硫代胺基甲酸的转化率，使得产品的酸性较高；进一步分离提纯时，未反应完的二硫代胺基甲酸难以回收利用，因而收率低；另外，利用这种方法生产的二戊基二硫代胺基甲酸铋、二辛基二硫胺基甲酸铋及二异辛基二硫代胺甲酸铋为棕色或红色液体，颜色很深，而且不纯，纯净物应为黄色固体；反应温度高，时间长，因而生产成本高。

USP5696063提供了一种通过硝酸锌与二烷基二硫代胺基甲酸钠反应制备二烷基二硫代胺基甲酸锌的方法，并将其外延至二烷基二硫代胺基甲酸铋的制备。然而硝酸铋极易水解而呈悬浊状或生成沉淀，其难以与二烷基二硫代胺基甲酸钠反应完全，因而收率不高，产物不纯，后处理复杂。也有用强酸辅助硝酸铋的溶解，但这会使后继复分解反应体系呈酸性，因而反应不完全，收率低。

铋元素由于其无毒以及特殊的物理化学性质，被广泛应用，而铋资源在自然界中的储量有限。

因而开发一种成本低，收率高、产物纯、制备简单、生产效率高能大规模化生产的制备技术有巨大的实际应用意义。

发明内容

本发明的目的在于克服以往制备技术中存在反应温度高、时间长、产率低、产物不纯、颜色深及对设备有腐蚀等不足，提供一种产率高、生产成本低、纯度高、颜色浅的油溶性二硫代胺基甲酸铋的制备方法。

本发明通过如下措施来实现：

一种油溶性二硫代胺基甲酸铋的制备方法，其特征在于该方法将铋化合物与促进剂溶于水，然后加入二硫代胺基甲酸盐水溶液，在有机溶剂或者无有机溶剂的情况下，0～50℃反应0.5～3个小时，采用萃取法或过滤法提取生成物；其中铋化合物选自硝酸铋或氯化铋；促进剂选自吗哪醇、格利克醇及格利瑟醇中的一种。

本发明采用萃取法或过滤法提取有机相。未反应完的原料以及副产物溶在水相中，将随着水一同被除去。有机相干燥后所得黄色固体即为产品油溶性二硫代胺基甲酸铋。

二硫代胺基甲酸盐选自式(I)化合物

其中M⁺为钠离子、钾离子或氨离子，R₁和R₂为相同或不同的烷基、环烷基、芳烷基或芳基。

本发明中，在反应过程中可以使用溶剂，但不是必要的。适合的有机溶剂有：三氯甲烷，二氯甲烷，丙酮，环己烷，正己烷或石油醚。

本发明铋化合物与促进剂的摩尔比为0.1～5∶1。

本发明铋化合物与二硫代胺基甲酸盐的摩尔比为0.8～1.2∶1。

本发明中油溶性二硫代胺基甲铋的化学式如下：

其中R₁～R₆为相同或不同的烷基、环烷基、芳烷基和芳基。

与现有的制备溶性二硫代胺基甲酸铋的技术相比，本制备方法具有以下特点：

1、收率为92～94％。

2、反应可在常温下进行，时间短。生产成本低。

3、未反应完的原料及副产物易于除去，制备过程简单，产物纯。可以方便用于润滑剂添加剂配方与性能稳定的润滑油的调制。