CN104016965A

CN104016965A - 一种硫化芥酸及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104016965A
Application number: CN201410130029.1A
Authority: CN
Inventors: 闵春光
Original assignee: DONGHAO OIL GROUP Co Ltd
Current assignee: DONGHAO OIL GROUP Co Ltd
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-09-03

Abstract

本发明提供一种硫化芥酸及其制备和应用方法，该硫化芥酸的化学结构式如下所示：

Description

一种硫化芥酸及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体地，涉及一种硫化芥酸及其制备方法和应用。

背景技术

就现有的技术可知，在润滑剂领域中，润滑油的发展必将推动基础油向高品质发展。为满足高档润滑油的高质量、高节能、延长换油期和低排放的需求，要求基础油具有低粘度、低挥发度、高粘度指数、良好的抗氧化安定性等特点。

而加氢基础油正是通过加氢工艺（加氢处理、加氢裂化、加氢异构化、加氢精制、催化脱蜡），以此来改变基础油的化学组成，从而带来很多优点，如：粘度指数高、低温性好、粘温性好；热稳定性、抗氧化安定性好；挥发性低；毒性低等。

正式因为上述优点，加氢基础油得到了越来越广泛的使用。但是，在近几年来的研究中发现，由于目前润滑剂市场使用的硫化动植物油脂，受其选择的制备用的原料、反应的条件等的影响，其产品大多为褐色，甚至更为暗沉的颜色，且其与加氢基础油复配使用的效果不佳。如：此类添加剂，由于其本身的化学结构决定了其在加氢基础油内油溶性差；此外，由于其本身的颜色过深，严重影响了油品整体的颜色等。正是由于上述缺陷的存在，一方面无法到达高品质油的效果，另一方面其使用领域也受到较大的限制。

故而，一种浅色的、在加氢基础油中，具有良好油溶性，且具有优良的抗磨、减摩的硫化剂，因其具有广泛的应用前景，其研发成果迫在眉睫。

发明内容

本发明旨在提供一种浅色的硫化剂，该硫化剂具有优良的抗磨减摩性能，无论在I类还是II类以上基础油保护合成油中均有优良的油溶性。

本发明提供的一种硫化芥酸，其特征在于，该硫化芥酸的化学结构式如下所示：

本发明还提供了上述硫化芥酸的制备方法，其特征在于:采用一氯化硫和芥酸，在保护气保护的条件下进行低温硫化反应，制得浅色的硫化芥酸。

其具体的反应方程式如下所示：

其具体的工艺步骤如下所示：

步骤一、在带搅拌器的反应器中加入芥酸；

步骤二、在保护气保护、15℃-25℃的恒温水浴条件下，滴加一氯化硫，反应2-5个小时，得到硫化芥酸；

其中，芥酸与一氯化硫的反应摩尔比为1：0.3-2，优选为1：0.9-2，更优选为1：0.9-1。

此处所指的保护气可选自氮气、氩气、氦气等常用保护气体。

此外，由于该反应为放热反应，在步骤二中，滴加一氯化硫的速度，应当以将反应温度控制在15℃-25℃为准。其反应时间视滴加的速度、反应的温度而定，优选的反应时间为3-4小时。

另外，由于在反应中产生大量氯化氢气体，在步骤二中，反应终点的判断应当以不再放出气体为准。从环保及安全生产的角度考虑，应将尾气进行碱中和、吸收处理。

由于该反应的活性较大，且反应速度迅捷，一般来说，当反应比例接近1：1的情况下，多生成以上述硫化芥酸为主的纯产品。当对反应比例进行调整时，可以为单加成和双加成的混合产物。

此外，本发明提供的上述硫化芥酸，还具有这样的特点：上述硫化芥酸可以作为一种润滑油抗磨减摩添加剂。以任意比例的与市售的、润滑剂领域中可选择的任意基础油进行混合，得到一种抗磨减摩润滑剂。

值得注意的是，作为本发明的衍生产品，在上述制备过程中的芥酸可以被替换为任一长链不饱和脂肪酸。优选为长链不饱和脂肪烯酸。

其具体方程式如下所示：

其中，R₁和R₂可以为C₅-C₂₀的烷基及其衍生物。

本发明的作用和效果：

根据本发明采用的制造工艺和原料的选择，其产品的硫化产物，不同于传统工艺产品，克服了传统工艺中复杂的工艺流程及制造出的产品颜色深、性能不佳的缺陷。本发明提供了的硫化芥酸，颜色浅，抗磨减摩性能优异。无论在I类还是II类以上基础油保护合成油中均有优良的油溶性。

且由于其即具备长碳链，又具备含硫的结构特点，使此类产品能适应不同的温度环境，不会由于制造或使用时的温度过高或温度过低的缘故，而影响其最终的效果。

此外，由于其较好的色泽，更能被应用于高品质油的复配中，解决了传统复配过程中，由于添加剂的颜色太深沉而造成的油品品质降低，或由于添加剂过于昂贵导致的制造成本过高的问题。

另外，也由于两端硫化加成的结构特点，使其较常规硫化剂具有更为突出的耐磨抗磨特点。

具体实施例

在本实施例中选用的芥酸为工业级芥酸（含量97%），理化指标如下：

芥酸	指标
		碘值	74.98
折射率	1.4534
		中和值	165.72
相对密度	0.860

在本实施例中选用的一氯化硫为分析纯，理化指标如下：

一氯化硫	指标
		馏出物（130-140℃，以重量记），%	96.8%
活性率，%重量百分比	52.1%
		密度，g/cm³	1.674

实施例一、

在本实施例一中，芥酸：一氯化硫的摩尔比为1：0.9。

具体步骤如下：

步骤一、称取芥酸，倾入烧瓶中，将烧瓶置于恒温水浴槽中（温度控制在15±1℃）；

步骤二、通过分液漏斗逐滴加入一氯化硫，搅拌速度为600转/分，进行低温硫化，反应至通入氢氧化钠溶液（质量百分比浓度为20%）的导管口不再有气泡产生后，在反应15分钟，停止反应；

步骤三、将产物用5%的氢氧化钠溶液充分洗涤，静置分液后出去水层；

步骤四、用蒸馏水洗涤两次；

步骤五、降压蒸馏得到淡黄色的硫化芥酸产物1#。

实施例二、

在本实施例二中，芥酸：一氯化硫的摩尔比为1：1。

具体步骤如下：

步骤一、称取芥酸，倾入烧瓶中，将烧瓶置于恒温水浴槽中（温度控制在20±1℃）；

步骤二、通过分液漏斗逐滴加入一氯化硫，搅拌速度为650转/分，进行低温硫化，反应至通入氢氧化钠溶液（质量百分比浓度为15%）的导管口不再有气泡产生后，在反应15分钟，停止反应；

步骤三、将产物用10%的氢氧化钠溶液充分洗涤，静置分液后出去水层；

步骤四、用蒸馏水洗涤两次；

步骤五、降压蒸馏得到淡黄色的硫化芥酸产物2#。

实施例三、

在本实施例三中，芥酸：一氯化硫的摩尔比为1：2。

具体步骤如下：

步骤一、称取芥酸，倾入烧瓶中，将烧瓶置于恒温水浴槽中（温度控制在25±1℃）；

步骤二、通过分液漏斗逐滴加入一氯化硫，搅拌速度为600转/分，进行低温硫化，反应至通入氢氧化钠溶液（质量百分比浓度为15%）的导管口不再有气泡产生后，在反应15分钟，停止反应；

步骤四、用蒸馏水洗涤两次；

步骤五、降压蒸馏得到淡黄色的硫化芥酸产物3#。

实施例四、

在本实施例四中，芥酸：一氯化硫的摩尔比为3：1。

具体步骤如下：

步骤四、用蒸馏水洗涤两次；

步骤五、降压蒸馏得到淡黄色的硫化芥酸产物4#。

实施例的作用和效果：

1、1#硫化芥酸的理化指标如下：

测试项目	测试结果
		密度，g/cm³	0.894
运动黏度，40℃，mm²/s	32.3
		含硫量，%	12.3
倾点，℃	-5
		闪点（开口），℃	235

*其他硫化芥酸产物的理化指标相近，此处不再做重复阐述。

2、将上述1#-4#的硫化芥酸产物与不同的市售基础油进行不同浓度（硫化芥酸产物占基础油的质量比为5%，10%，25%，35%，50%，80%）的混合复配，其油溶性好，复配后的产品透明、清澈、无析出份。

其中，以5%w.t的1#硫化芥酸在各类基础油中的油溶性实验为例，其结果如下：

组合物	调配后外观	放置1年后外观
			上海炼油厂产350SN+5%w.t硫化芥酸	清澈、透明无析出	清澈、透明无析出
大连石化产150SN+5%w.t硫化芥酸	清澈、透明无析出	清澈、透明无析出
			台塑产250N+5%w.t硫化芥酸	清澈、透明无析出	清澈、透明无析出
韩国双龙产500N+5%w.t硫化芥酸	清澈、透明无析出	清澈、透明无析出
			海南阳光产70N+5%w.t硫化芥酸	清澈、透明无析出	清澈、透明无析出
美孚产PAO8+5%w.t硫化芥酸	清澈、透明无析出	清澈、透明无析出

如上表所示，本发明的硫化芥酸稳定性好，油溶性佳，复配后无析出，且适用于不同型号、不同生产商的多种油品。即使将其放置一年以上也不会发生性变，仍旧能保持透明的色泽，且无析出物的产生。

3、将上述1#-4#的硫化芥酸产物与不同的市售基础油进行不同浓度（硫化芥酸产物占基础油的质量比为5%，10%，25%，35%，50%，80%）的混合复配后，对其抗磨、减摩性能进行了测试，发现，复配的润滑油，其抗磨、减摩性能远高于未复配的油品的同时，也优于传统复配技术中的常规复配产品。

其中，以5%w.t的1#硫化芥酸在基础油中的抗磨、减摩性能测试对比实验为例，其结果如下：

测试油样	摩擦系数	磨斑直径（294N，45min）
			大连石化产150SN基础油	0.056	0.68
大连石化产150SN+5%w.t硫化棉籽油	0.042	0.47
			大连石化产150SN+5%w.t硫化芥酸	0.038	0.42

如上表所示，本发明的硫化芥酸具有优良的抗磨、减摩性能，较之传统的硫化剂如：硫化棉籽油具有更好的工作性能。

Claims

1.一种硫化芥酸，其特征在于，该硫化芥酸的化学结构式如下所示：

2.如权利要求1所述的一种硫化芥酸的制备方法，其特征在于:采用一氯化硫和芥酸，在保护气保护的条件下进行低温硫化反应，制得浅色的硫化芥酸。

3.如权利要求2所述的一种硫化芥酸的制备方法，其特征在于，其具体的工艺步骤如下所示：

步骤一、在带搅拌器的反应器中加入芥酸；

其中，所述芥酸与一氯化硫的摩尔比为1：0.3-2。

4.如权利要求3所述的一种硫化芥酸的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，反应温度应当控制在15℃-25℃。

5.如权利要求3所述的一种硫化芥酸的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，反应终点的判断以不再放出气体为准。

6.如权利要求3所述的一种硫化芥酸的制备方法，其特征在于：所述芥酸与一氯化硫的反应摩尔比为1：0.9-1。

7.如权利要求1-6任一所述的一种硫化芥酸，其特征在于：所述硫化芥酸可以作为一种润滑油抗磨减摩添加剂。

8.如权利要求1-6任一所述的一种硫化芥酸，其特征在于：所述硫化芥酸可以以任意比例的与基础油进行混合，得到一种抗磨减摩润滑剂。

9.如权利要求2-6任一所述的一种硫化芥酸的制备方法，其特征在于：所述芥酸可以被替换为任一长链不饱和脂肪酸。