CN104987304B - N‑(4‑苯胺基苯基)‑酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂 - Google Patents

N‑(4‑苯胺基苯基)‑酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂 Download PDF

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Abstract

本发明为一种N‑(4‑苯胺基苯基)‑酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂，其特征在于针对宽温域条件(120℃～230℃)下应用的酯类油的需求，本发明提出了一类N‑(4‑苯胺基苯基)‑酰胺基硫醚类化合物作为高效/多效型润滑油抗氧剂，改进润滑油的抗氧化性能。该类型化合物的结构是一类如图1所示的N‑(4‑苯胺基苯基)‑酰胺基硫醚类化合物，R1，R2基团选自烷基，R3，R4基团选自氢或烷基。该类型化合物的使用将有助于提高润滑油的使役性能。

Description

N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂
技术领域
本发明涉及润滑油抗氧添加剂，特别涉及N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物作为高效/多效型润滑油抗氧剂，提高润滑油在宽温域条件下的抗氧化性能。
背景技术
高温条件下，酯类润滑油易发生氧化失效，影响设备的安全使用。为了提高润滑油的抗氧反应能力,合成并运用一类高效型/多效型抗氧剂是非常重要的解决途径。针对酯类油高温氧化行为的一般规律，抗氧剂可针对酯类润滑油氧化过程中所产生的自由基进行捕获并促使自由基反应的链反应终止，所以抗氧剂分子结构中可设计具有自由基捕获功能的基团；同时还可以在分子结构中设计具有还原反应能力的基团对润滑油氧化过程中所产生的过氧化物进行分解。因此，为了保障高温条件下酯类润滑油使用可靠性，有必要在润滑油中加入高效/多效型润滑油抗氧添加剂。
发明内容
本发明为了满足相关机器的使用要求，延长润滑油的使用寿命，提高润滑油的抗氧反应能力，有效延缓润滑油发生氧化反应的时间，并在其使用过程中增强润滑油抗氧化反应的能力，降低因长期使用发生的氧化反应导致的油品失效问题，提供了一种N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂。
所述一种N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂，其特征在于：
选自下式化合物的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物：
式中
R1基团选自烷基；
R2基团选自烷基；
R3基团选自氢或烷基；
R4基团选自氢或烷基。
所述抗氧剂添加在润滑油中使用，优选的添加于酯类基础油中使用。
所述抗氧剂能够在120～230℃内使用。
N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物，作为高效/多效型润滑油抗氧剂用于酯类润滑基础油中，达到有效控制酯类润滑油氧化变质的效果。N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物是一类具有促进自由基终止功能和过氧化物分解功能的双重功能官能团的化合物，可以和润滑油中的自由基或过氧化物反应，使之变成稳定物质，终止自由基连锁反应并分解过氧化物，有效减少润滑油的氧化变质，其抗氧效果较单官能团抗氧剂也有大幅度的提高，将有效延长设备使用寿命。同时，由于N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的使用温度范围较宽，油溶性好，分子结构稳定，可广泛用作宽温域下酯类润滑油抗氧添加剂。
本发明的有益效果是：发明一种N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂，能有效提高润滑油的起始氧化温度，在作为润滑油抗氧添加剂的使用过程中，能有效延长润滑油的氧化诱导时间，能有效溶解于润滑基础油中，使用温度范围较宽，可于120～230℃时使用。作为润滑油抗氧添加剂用于润滑基础油中，达到有效控制润滑油氧化变质的效果。本方法是将有效降低酯类润滑油氧化变质的风险，提高酯类润滑油的使役性能；但不仅限于酯类润滑油使用，在合适的情况下也能作为非酯类润滑油的抗氧添加剂，提高非酯类润滑油的使役性能。
附图
图1是本发明N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物结构式；
图2是本发明N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚结构式；
图3是本发明润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚的润滑油动态DSC曲线(A：基础油三羟甲基丙烷油酸酯；B：1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚+基础油三羟甲基丙烷油酸酯)；
图4是本发明N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚结构式；
图5是本发明润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚的润滑油动态DSC曲线(C：基础油三羟甲基丙烷油酸酯；D：1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚+基础油三羟甲基丙烷油酸酯)；
图6是本发明润滑基础油偏苯三酸酯及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚的润滑油动态DSC曲线(E：基础油偏苯三酸酯；F：1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚+基础油偏苯三酸酯)；
图7是本发明润滑基础油PAO10及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚的润滑油动态DSC曲线(G：基础油PAO10；F：1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚+基础油PAO10)。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例详细描述本发明提供的技术方案。
本发明所述的一种N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂，其特征在于：
选自下式化合物的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物：
式中
R1基团选自烷基；
R2基团选自烷基；
R3基团选自氢或烷基；
R4基团选自氢或烷基。
所述抗氧剂添加在润滑油中使用，优选的添加于酯类基础油中使用。优选的，添加比例为0.1％～2％。
所述抗氧剂能够在120～230℃内使用。
N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物，作为高效/多效型润滑油抗氧剂用于酯类润滑基础油中，达到有效控制酯类润滑油氧化变质的效果。N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物是一类具有促进自由基终止功能和过氧化物分解功能的双重功能官能团的化合物，可以和润滑油中的自由基或过氧化物反应，使之变成稳定物质，终止自由基连锁反应并分解过氧化物，有效减少润滑油的氧化变质，其抗氧效果较单官能团抗氧剂也有大幅度的提高，将有效延长设备使用寿命。同时，由于N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的使用温度范围较宽，油溶性好，分子结构稳定，可广泛用作宽温域下酯类润滑油抗氧添加剂。
实施例1
将合成的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚(如图2)，作为润滑油抗氧添加剂，以其1％浓度溶解于润滑油基础油三羟甲基丙烷油酸酯中，用差示扫描量热法(DSC)来检测这种基础油以及含抗氧剂的基础油的起始氧化温度和氧化诱导期，根据起始氧化温度的高低判断抗氧剂的抗高温氧化能力，根据氧化诱导期的长短判断抗氧剂的稳定性。
利用DSC-Q10型差示扫描量热仪进行测试，动态DSC试验条件：氮气流量30mL/min，氧气流量20mL/min，升温速率20℃/min，记录100-400℃的数据。试验开始时先通入氮气，当温度达到设定温度100℃时，系统自动转换成氧气，开始记录100-400℃时热量与温度的关系。
图3为润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚的润滑油动态DSC曲线。结果表明：三羟甲基丙烷油酸酯的起始氧化温度为233.65℃，添加了1％浓度的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚后，润滑油的起始氧化温度为259.36℃，有效提高了润滑油的抗氧化性能。
静态DSC试验条件：氮气流量30mL/min，升温速率20℃/min，升温至210℃时，切换成氧气，氧气流量20℃/min，恒温保持一定时间。试验结果表明210℃恒温时，润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯在氧气刚切换时即发生氧化反应，含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚的润滑油在210℃恒温时于14.6min时开始氧化反应。该试验结果说明抗氧添加剂N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚能有效的延长酯类润滑油的氧化诱导时间，抗氧剂的稳定性好。
实施例2
将合成的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚(如图4)，作为润滑油抗氧添加剂，以其1％浓度溶解于润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯中，利用动态DSC测定其中特定润滑基础油中的起始氧化温度。试验仪器和试验条件与实施例1一致。动态DSC的试验结果如图5，该结果表明：添加了N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬烷基硫醚后，润滑油的起始氧化温度为272.86℃，有效提高了润滑油的抗氧化性能(相同试验条件下，润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯的起始氧化温度为233.65℃)。
利用静态DSC测定含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬烷基硫醚的润滑油在210℃恒温时的氧化诱导时间。静态DSC氧化反应试验条件与试验仪器与实施例1一致。试验结果表明210℃恒温时，润滑基础油三羟甲基丙烷油酸酯在氧气刚切换时即发生氧化反应，含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚的润滑油在210℃恒温时于6.7min时开始氧化反应。该试验结果说明抗氧添加剂N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚能有效的延长酯类润滑油的氧化诱导时间，抗氧剂的稳定性好。
实施例3
图6为润滑基础油偏苯三酸酯及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚的润滑油动态DSC曲线。试验仪器和试验条件与实施例1，2一致。动态DSC试验结果表明：偏苯三酸酯的起始氧化温度为243.61℃，添加了1％浓度的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚后，润滑油的起始氧化温度为285.27℃，有效提高了润滑油的抗氧化性能。
利用静态DSC测定含润滑基础油偏苯三酸酯及1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬烷基硫醚+偏苯三酸酯的润滑油在230℃恒温时的氧化诱导时间。静态DSC氧化反应试验条件：氮气流量30mL/min，升温速率20℃/min，升温至230℃时，切换成氧气，氧气流量20℃/min，恒温保持一定时间。含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚的润滑油在230℃恒温时于70min时开始氧化反应，而润滑基础油偏苯三酸酯的氧化诱导时间为2.6min。该试验结果说明抗氧添加剂N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基壬基硫醚能有效的延长酯类润滑油的氧化诱导时间，抗氧剂的稳定性好。
实施例4
图7为非酯类润滑基础油PAO 10及含1％N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚的润滑油动态DSC曲线。试验仪器和试验条件与实施例1，2和3一致。结果表明：PAO10的起始氧化温度为205.05℃，添加了1％浓度的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基-亚甲基十二烷基硫醚后，润滑油的起始氧化温度为247.43℃，有效提高了非酯类润滑油的抗氧化性能。
本发明的有益效果是：发明一种N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂，能有效提高润滑油的起始氧化温度，在作为润滑油抗氧添加剂的使用过程中，能有效延长润滑油的氧化诱导时间，能有效溶解于润滑基础油中，使用温度范围较宽，可于120～230℃时使用。作为润滑油抗氧添加剂用于润滑基础油中，达到有效控制润滑油氧化变质的效果。本方法将有效降低酯类润滑油氧化变质的风险，提高酯类润滑油的使役性能；但不仅限于酯类润滑油使用，在合适的情况下也能作为非酯类润滑油的抗氧添加剂，提高非酯类润滑油的使役性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物的抗氧剂，其特征在于：
选自下式化合物的N-(4-苯胺基苯基)-酰胺基硫醚类化合物：
式中
R1基团选自烷基；
R2基团选自烷基；
R3基团选自氢或烷基；
R4基团选自氢或烷基；
但除去以下化合物：
所述抗氧剂在120～230℃内添加在润滑油中使用，优选的添加于酯类基础油中使用。
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