[发明专利]二烷基二硫代氨基甲酸羟基衍生物及其硼酸酯的制备与应用

说明书

技术领域：

本发明涉及含二烷基二硫代氨基甲酸的羟基衍生物及其硼酸酯的制备，以及二者用作环境友好润滑油载荷添加剂。属润滑油领域。

背景技术：

为了减少汽车尾气中氮氧化物(NO_X)等有害气体的排放，各大OEM(原设备制造商)开始在汽油机上使用三元催化转化器。但是，工业界发现P元素对汽油机上三元催化转化器有害，含磷的沉淀物尤其是磷酸锌会使三效催化剂中毒及影响氧气传感器，随之出台的内燃机油品规格开始对P元素含量要进行限制规定。由此，使用ZDDP的局限性开始出现，随着ILSAC新出台的GF-4规格即将全面强制实施，这一矛盾将会显得更加突出。到目前为止，虽然ZDDP仍在继续普遍使用，但针对ZDDP的局限性，降低润滑油配方中ZDDP的用量以及开发新的载荷添加剂以替代ZDDP，对从事润滑油及摩擦化学研究的工作者来说，是一项迫在眉睫的任务。

硼酸酯因其自身无毒无臭、环境适应性好、热稳定性高以及一定的抗磨减摩特性，其作为潜在的ZDDP替代物以及绿色润滑油添加剂业已引起人们越来越多的关注。分子中仅含C、H、O的有机硼酸酯作为润滑油添加剂的研究起步较早(见美国专利US5759965、US5482591、US4584115及US5062975等)，但这类硼酸酯除B外，不含其他活性元素，故而其功能相对较为单一，难以满足日益复杂的工况条件的需要，这使其应用受到了一定的限制。近些年来，各种不同分子结构以及不同摩擦学特性的硼酸酯添加剂相继被报道，如US004474670中报道了使用位阻酚、羟基胺与硼化剂生成的一种混合硼酸酯，并通过低速摩擦试验机(LVFA)考察了其摩擦学性能，发现其是一种有效的减摩剂；热氧化稳定性实验表明其还是一种优良的抗氧剂。专利US6001779、US5169547、USRE032295也报道了类似的结构。

二烷基二硫代氨基甲酸因其结构中同时含N、S活性元素，以其为基体合成的各种载荷添加剂已成为研究的一个热点，最常见的是硫代氨基甲酸盐(MDTC)，如二烷基二硫代氨基甲酸铋(BiDTC)、二烷基二硫代氨基甲酸锑(SbDTC)、二烷基二硫代氨基甲酸镧(LaDTC)、二烷基二硫代氨基甲酸锌(ZnDTC)、二烷基二硫代氨基甲酸硫化氧钼(MoDTC)等。此外，US 537080549、CN 00107809.7、CN 01102237.x等报道了二烷基二硫代氨基甲酸酯的制备方法以及其作为载荷添加剂的使用。专利CN 03132774.5报道了硫代氨基甲酸酯的制备方法以及其在单体聚合中控制聚合度方面的用途。专利CN 03121785.0报以及CN 02147080.4道了一种组合物，其应用于低磷曲轴箱用润滑油：其中一种组分为含烷硫基和羟基的硫代胺基甲酸酯，生产过程中其使用碱金属或碱土金属氢氧化物做催化剂，难于回收，不适用于工业化生产。由二烷基二硫代氨基甲酸羟基衍生物制备的硼酸酯用作环境友好润滑油载荷添加剂，并未见专利报道。

发明内容：

本发明的目的是提供含S、N活性元素(见式I)及含S、N、B活性元素(见式II)的两种可用于环境友好润滑油的载荷添加剂。

本发明的另一个目的提供上述两种载荷添加剂的制备方法，这种制备方法适合工业化生产。

本发明提供的含S、N(见式I)及含S、N、B(见式II)两种化合物分别具有如下结构：

两式中R₁、R₂为相同或不同的、碳原子个数为4-16的直链或支链的烷烃；R₁、R₂亦可为相同或不同的、苯环上带有不少于四个碳原子支链的芳环官能团。化合物I及化合物II均可作为环境友好润滑油载荷添加剂。

本发明提供上述两种化合物的制备方法。

化合物(I)的制备方法：