CN1070407A - 具有良好水解安定性能的二烷基二硫代磷酸锌的制备工艺 - Google Patents

具有良好水解安定性能的二烷基二硫代磷酸锌的制备工艺 Download PDF

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雷耀君
孟言俊
曹镭
艾红
李剑群
叶文英
李秀荣
瞿庆范
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Abstract

本发明叙述分批加入五硫化二磷的方法制备二 烷基二硫代磷酸锌的新工艺。所制备的产品能有效 地提高抗磨液压油的水解安定性能。

Description

本发明叙述制备具有良好水解安定性能的二烷基二硫代磷酸锌的制备工艺。
二烷基二硫代磷酸锌是一种广泛应用于润滑油的添加剂，它具有抗氧化性能、抗磨损性能以及水解安定性能等。对于不同类型的润滑油，需要添加不同类型的二烷基二硫代磷酸锌。抗磨液压油必须具备良好的抗磨损性能和水解安定性能，故需加入水解安定性能好的二烷基二硫代磷酸锌。二烷基二硫代磷酸锌的制备方法很多，在美国专利3，014，940，4，101，428，4，577，037中都介绍了制备方法。但没有谈及五硫化二磷分次加入的工艺。
本发明的特点就是在合成二烷基二硫代磷酸锌的工艺中，将原料五硫化二磷分次加入反应系统中，用这种方法所制得的产品将比五硫化二磷一次加入所制得产品的水解安定性能好。
本发明提出了五硫化二磷分次加入的概念，所谓分次加的意思是：在醇与五硫化二磷的反应系统中，将理论当量或略高于理论当量的五硫化二磷分几次加入。在二烷基二硫代磷酸锌的研究和制备过程中，研究者认识到：当醇的加入量高于理论当量时，会得到含杂质少，结构稳定和水解安定性能好的二烷基二硫代磷酸锌产品;但醇过量会给后处理造成很大困难，因为醇与相应的二烷基二硫代磷酸锌有很好的混溶性，很难蒸馏出来。即使分离出醇，这部份醇也不宜重复使用，因为其中含有水份，不符合反应的要求。当五硫化二磷的加入量高于理论当量时，醇就会反应完全，通过过滤即可重新回收使用过量的固体五硫化二磷，但这样会影响产品的使用性能，而分次加入五硫化二磷的方法解决了这个矛盾。即先加入低于理论当量的五硫化二磷以保证在大部份反应时间内，反应系统中的醇是过量的，等到反应的后期再加入一部份五硫化二磷以反应掉前期反应系统中过量的醇。当然后期加入的五硫化二磷可再分次加到反应系统中。
二烷基二硫代磷酸锌的合成反应可示为：
Figure 911090436_IMG1
其中烷基R的碳数为3至15
本发明的产品适用于调制抗磨液压油，其基础油的粘度级别为：40～70赛氏通用秒（98.9℃），所添加二烷基二硫代磷酸锌的重量百分比为0.25～2.00%。
本发明所采用的水解安定性评定方法代号为SY2686，它有三项指标：铜片失重（≯0.5mg/cm2）;水层酸度（≯6.0mgKOH）和铜片外观（无灰黑色）。前两项指标数据越小则水解安定性能越好。
本发明使用的主要原材料性质为：
①异辛醇：纯度99%，水份0.03%。
②五硫化二磷：硫含量64.3%，磷含量18.7%。
③氧化锌：纯度99%，灼烧减重0.48%。
以上均为重量百分比。
本发明的制备工艺比较简单，在一般实验室均可实施。
例一，在一耐热的三口瓶中，加入固体五硫化二磷40～50克，异辛醇100～125克，放置于加热套中搅拌升温到80～90℃。在氮气保护和恒温条件下反应4～6小时后，过滤除去未反应的五硫化二磷渣子。得二烷基二硫代磷酸，其理化分析结果是：S  15.32%;P  7.41%;酸值165.09mgKOH/g。
例二，在一耐热的三口瓶中，加入固体五硫化二磷34～42克，异辛醇100～125克，放置于加热套中搅拌升温至80～90℃，在氮气保护与恒温条件下反应2～4小时后，再加入6～8克五硫化二磷，在同样反应条件下反应0.5～2小时，过滤除去未反应的五硫化二磷渣子，得到二烷基二硫代磷酸，其理化分析结果是：
S  15.36%;P  7.65%;酸值155.0mgKOH/g。
例三，在一耐热的三口瓶中，加入例一的二烷基二硫代磷酸100～120克，氧化锌15～22克，放置于加热套中搅拌升温至75～85℃，反应3～5小时后，将温度升至100～110℃，再反应1～2小时后，过滤即得二异辛基二硫代磷酸锌产品，其理化分析结果为：
S  15.36%;P  7.34%;Zn  9.28%;PH：5.90。
例四、操作步骤同例三，用例二所合成的二烷基二硫代磷酸。产品的理化分析结果为：
S  15.21%;P  7.36%;Zn  9.78%;PH：5.90。
例五、在粘度级别为70赛氏通用秒（98.9℃）的抗磨液压油基础油中，加入8.5%复合添加剂，再加入1.0～1.5%的例四产品，可制得抗磨液压油。用SY2686方法评定了水解安定性，结果如下表。
表，抗磨液压油的水解安定性
编号 基础油粘度赛氏通用秒（98.9℃) 五硫化二磷加料方式 加入量1％重量 水解安定性
铜片失重mg/cm2 水层酸度mgKOH 铜片外观
1＃油 70 一次加料 例三产品 0.83 3.18 无灰黑色
2＃油 70 分次加料 例四产品 0.33 1.18 无灰黑色
3＃油 70 分次加料 例四产品与8.5%的复合剂 0.02 1.37 无灰黑色
数据结果证明：采用分批加入五硫化二磷的方法所制得的二烷基二硫代磷酸锌有效地提高了抗磨液压油的水解安定性。

Claims (5)

1、本发明为具有良好水解安定性能的二烷基二硫代磷酸锌的制备工艺。
2、根据权项1的要求，本发明中的醇为C1～C15的脂肪族一元醇。
3、根据权项1的要求，本发明中的P2S5分两次加入反应体系，第一和第二次分别加入P2S5总重量的85%、15%。
4、根据权项1的要求，本发明中第一次加入P2S5后，硫磷化在80～90℃反应2～4小时，再加入剩余的P2S5，并在80～90℃反应0.5～2小时。
5、根据权项要求1，本发明中锌化反应在75～85℃进行1～2小时，再升温至100～110℃，反应1～2小时。
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