[发明专利]一种含多硫键的苯硼酸酯衍生物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于润滑油添加剂有机化合物技术领域，尤其涉及一种含多硫键的苯硼酸酯衍生物及其制备方法，以及作为润滑油添加剂的应用。

背景技术

现代摩擦学研究表明，世界上能量约三分之一是以各种形式消耗在无用的摩擦磨损上。润滑是减小摩擦、降低或避免磨损的最有效手段。传统添加剂会与金属基体直接发生化学反应，进而对摩擦副材料产生腐蚀性和选择性，为了提高润滑剂的综合摩擦学性能，需要向润滑剂中添加减摩剂、抗磨剂、极压剂和抗氧化剂等。

不同于传统添加剂，硼系添加剂不与金属基体直接发生化学反应，不会对摩擦副材料产生腐蚀性和选择性。另外，几乎所有的有机硼酸酯都具有减摩性及抗氧化性，有些还具有抗磨效果。作为添加剂，硼系添加剂的热稳定性非常好，在高温下对铜无腐蚀，对钢铁具有良好的防锈性能，同时还具有很好的密封适应性，无毒无臭，有利于环境保护，因此硼系添加剂应用广泛。

专利CN102887918A提供了环境友好的润滑油添加剂二烷基二硫代磷酸羟基衍生物及其硼酸酯的制备及应用。但硼酸酯类添加剂普遍存在水解稳定性差的缺点，制约了其的应用。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种含多硫键的苯硼酸酯衍生物及其作为润滑油添加剂的应用。本发明使用芳基硼酸来代替无机硼酸来制备硼系添加剂，可以解决其水解稳定性差的问题；为了增加添加剂的油溶性，以芳基硼酸为原料的同时，在分子中引入长链醇。另外，在芳基硼酸酯分子中引入活性元素S，可以很好地提高该添加剂的极压性。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种含多硫键的苯硼酸酯衍生物，其结构为：

其中R为碳原子个数大于8的烃基，X代表硫的数目，X＞2。

所述含多硫键的苯硼酸酯衍生物为十二烷基多硫化物的苯硼酸酯。

所述含多硫键的苯硼酸酯衍生物为十八烷基多硫化物的苯硼酸酯。

一种含多硫键的苯硼酸酯衍生物的制备方法，包括以下制备步骤：

a将硫化钠与升华硫按物质的量之比为1:(3～4)混合，在室温～100℃温度范围内反应1～6h，制得四硫化钠；

b将四硫化钠与2-卤代乙醇按物质的量之比为1:(2～3)混合，在乙醇或异丙醇中回流反应2～12h，生成二羟基多硫化物；

c将二羟基多硫化物与长链酸按物质的量之比为1:(0.9～1)混合，加入溶剂甲苯和脱水剂浓硫酸，加热回流，生成长链酸的含多硫键的单酯；

d将苯硼酸和长链酸的含多硫键的单酯按物质的量之比为1:(1～1.1)混合，加入溶剂，回流反应4～12h，生成含多硫键的苯硼酸酯衍生物。

所述步骤b中2-卤代醇为2-氯代乙醇、2-溴代乙醇、2-碘代乙醇。

所述步骤c中长链酸为碳原子个数大于8的羧酸。

所述步骤c中长链酸为油酸或月桂酸。

所述步骤d中溶剂为苯、甲苯或二甲苯。

将该种含多硫键的苯硼酸酯衍生物以质量分数为1％～5％的量加入到基础油中，作为润滑油添加剂的应用。

本发明具有以下优点：

本发明使用芳基硼酸来代替无机硼酸来制备硼系添加剂，可以解决其水解稳定性差的问题；为了增加添加剂的油溶性，以芳基硼酸为原料的同时，在分子中引入长链醇。另外，在芳基硼酸酯分子中引入活性元素S，可以很好地提高该添加剂的极压性。

该添加剂油溶性良好，水解稳定性良好，具有明显的极压性能，对铜片腐蚀作用不明显，没有明显气味，对环境友好。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例对本发明作进一步说明。

实施例1

a、向500ml三口烧瓶中加入0.4mol Na₂S·9H₂O，58℃水浴加热，搅拌熔融30min后加入1.2mol升华硫，保温1h后得红褐色透明四硫化钠水溶液；

b、向步骤a中的四硫化钠水溶液中加入200ml无水乙醇作为溶剂，搅拌下30min内滴加1.0mol的2-氯乙醇，保温1h后，升温回流继续反应5～6h，过滤除去过量的硫及生成的氯化钠等固体，减压除去大部分乙醇和水，水洗后用乙酸乙酯萃取，上层油层用无水硫酸钠干燥过夜，过滤后减压除去乙酸乙酯即得二羟基多硫化物；

c、将上述反应体系中的二羟基多硫化物与0.4mol的月桂酸混合，加入适量溶剂甲苯和脱水剂浓硫酸后，加热回流6h，减压蒸馏除去溶剂得月桂酸的含多硫键的单酯；