CN108409583A - 一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法 - Google Patents

一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:1)将二苯胺和催化剂置于反应釜内,在90℃的温度下搅拌0.5‑2h;2)将反应釜升高至温度为110‑140℃,不断进行高速搅拌,然后在10分钟内向反应釜中匀速滴加1‑壬烯,反应3‑10h;3)反应完毕,将反应产物进行过滤,滤出催化剂;4)将过滤后的滤液进行减压蒸馏去除未反应的1‑壬烯,制得乙烯化二苯胺抗氧剂。本发明提供的二壬基二苯胺的制备方法,采用二苯胺和1‑壬烯为原料,以γ‑氧化铝为催化剂,副产物少,产率高,二壬基二苯胺的最高产率可达92%,而且催化剂催化能力强,重复利用率高。

Description

一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法
技术领域
本发明属于化学合成领域,特别涉及一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法。
背景技术
目前,无论是航空航天润滑油,还是发动机润滑油,以及工业润滑油(如高温链条油、压缩机油、导热油等),都对高性能的抗氧剂提出了要求,而且这种要求是越来越苛刻。
一般发动机油中的抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)已不能满足环保及高温性能的要求,需要发展新的高温抗氧剂。
上述需求可由抗氧剂烷基化二苯胺来满足。烷基化二苯胺能有效用于涡轮机、飞行器以及高操作温度下各种应用的油品、润滑剂,也可用于高分子橡胶制品中,防止橡胶热氧化和弹性曲挠老化。胺类抗氧剂不仅具有良好的高温抗氧性能,而且具有无灰无磷的特点和良好的油溶性能,从而在内燃机油和透平油等油品中得到广泛应用。随着油品使用温度的提高,对抗氧剂的热稳定性也提出了更高的要求。
二壬基二苯胺由于具有较多的双取代甚至多取代的烷基化产物,热稳定性得到较大提高,使得二壬基二苯胺在高档内燃机油中具有越来越广泛的应用。中国专利200610104991.3公开了一种通过烷基化反应制备二壬基二苯胺的工艺,该工艺是采用壬烯和二苯胺为原料,在三氯化铝作为催化剂下进行烷基化反应,生成粗制的二壬基二苯胺,然后通入辅助性助剂异丁烯,在温度80℃~140℃下继续反应3~5小时,最后经酸、碱、水洗、脱色、过滤及减压蒸馏精制工序,得到二壬基二苯胺产品,从而使产品外观透亮,由深蓝色液体变为棕红色透明液体。但该制备方法二壬基二苯胺的产率比较低。中国专利200680052083.2采用离子液体为催化剂使二苯胺与烷基化剂反应,反应温度为80~220℃,在惰性气体环境下进行,烷基化剂选自线性、支化或环状烯烃或芳烯烃,其中二苯胺与壬烯反应所得产物中二壬基二苯胺含量接近80%,但采用水洗方法处理催化剂,导致产品收率损失较大。
发明内容
为克服现有技术中存在的二壬基二苯胺产率不高的问题,本发明提供了一种新的催化剂和二壬基二苯胺新的制备方法,从而提高了二壬基二苯胺的产率。
本发明的技术方案是:一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
1)将二苯胺和催化剂置于反应釜内,在90℃的温度下搅拌0.5-2h;
2)将反应釜升高至温度为110-140℃,不断进行高速搅拌,然后在10分钟内向反应釜中匀速滴加1-壬烯,反应3-10h;
3)反应完毕,将反应产物进行过滤,滤出催化剂;
4)将过滤后的滤液进行减压蒸馏去除未反应的1-壬烯,即制得乙烯化二苯胺抗氧剂。
进一步,所述催化剂为γ-氧化铝。
进一步,所述的γ-氧化铝是由无定型氧化铝在300℃-700℃度下焙烧制成的。
进一步,所述催化剂的质量分数为二苯胺质量的6-10%,优选为9%
进一步,所述γ-氧化铝经过酸性溶剂预处理,所述的酸性溶剂为钼磷酸、磷铬酸一种。
进一步,所述γ-氧化铝的酸处理方法为:将γ-氧化铝置于浓度5%-15%的酸性溶液中,在50-65℃的条件下,静止20-30min,然后过滤,在110℃下干燥。
进一步,所述制备方法中二苯胺与1-壬烯的摩尔比为1∶(2-5),优选为1∶4。
进一步,所述焙烧过程为分段焙烧,即焙烧时先以300℃--450℃预烧2-3h,在500℃的条件下保温1h,再以550℃-650℃的条件下焙烧3h-5h。
进一步,所述γ-氧化铝为空心球,所述空心球的空腔直径为10~60μm,所述空心球的壳层厚度为50~500nm。
进一步,所述γ-氧化铝比表面积为160-250m2/g。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明提供的二壬基二苯胺的制备方法,采用二苯胺和1-壬烯为原料,以本发明的γ-氧化铝为催化剂,副产物少,产率高,二壬基二苯胺的最高产率可达92%。
(2)本发明提供的4-氨基二苯胺的合成方法,催化剂催化能力强,而且催化剂重复利用率高。
具体实施方式
以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
1)将二苯胺和催化剂置于反应釜内,在90℃的温度下搅拌0.5h;
2)将反应釜升高至温度为130℃,不断进行高速搅拌,然后在10分钟内向反应釜中匀速滴加1-壬烯,反应8h;
3)反应完毕,将反应产物进行过滤,滤出催化剂;
4)将过滤后的滤液进行减压蒸馏去除未反应的1-壬烯,制得乙烯化二苯胺抗氧剂。
在本实施例1制备方法中,催化剂为γ-氧化铝,该γ-氧化铝是由无定型氧化铝在300℃-700℃度下焙烧制成的。在本实施例中,催化剂为γ-氧化铝的焙烧过程为分段焙烧,即焙烧时先以400℃预烧2h,在500℃的条件下保温1h,再以650℃的条件下焙烧3h。
在本实施例1的制备方法中,催化剂的质量分数为二苯胺质量的9%。
发明人也对γ-氧化铝作为催化剂制备二壬基二苯胺抗氧剂的用量进行了研究,以γ-氧化铝作为反应的催化剂为例,催化剂的用量为苯胺质量的6-10%,具体数值分别为6%、7%、8%、9%、10%,在130℃的温度下反应6h,所获得的产率分别如下表1所示。
表1 催化剂的用量对二壬基二苯胺产率的影响
催化剂用量 6% 7% 8% 9% 10%
二壬基二苯胺产率 86% 89% 90% 92% 92%
从上表可清晰看出,当催化剂的用量为苯胺9%时,可以获得较高的产率,增加催化剂的用量到10%时,其产率没有提高,考虑到经济成本的因素,以当催化剂的用量为苯胺质量的8%时为最优的方案。而且发明人在实践中也发现,采用分子筛作为催化剂时,催化剂可以重复利用,进一步降低了生产成本。
在本实施例1的制备方法中,γ-氧化铝经过酸性溶剂预处理,采用的酸性溶剂为钼磷酸,具体的γ-氧化铝的酸处理方法为:将γ-氧化铝置于浓度5%-15%的钼磷酸溶液中,在50-65℃的条件下,静止20-30min,然后过滤,在110℃下干燥。
在本实施例1的制备方法中,二苯胺与1-壬烯的摩尔比为1∶4。
发明人也对γ-氧化铝作为催化剂时,二苯胺与1-壬烯投料比进行了研究,以二苯胺与1-壬烯投料的摩尔比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5为例,以相同的条件下进行反应,获得的二壬基二苯胺的产率分别如下表2所示:
表2 二苯胺与1-壬烯的投料比(摩尔比)对二壬基二苯胺产率的影响
二苯胺∶1-壬烯 1∶1 1∶2 1∶3 1∶4 1∶5
二壬基二苯胺产率 90% 91% 92% 92% 92%
从上表可清晰看出,当二苯胺与1-壬烯的投料比(摩尔比)为1∶4时,二壬基二苯胺的产率达到92%,继续增加二苯胺与1-壬烯的投料比,二壬基二苯胺的产率没有继续增加,考虑到经济成本的因素,以二苯胺与1-壬烯的投料比(摩尔比)为1∶4时为最优的方案。
实施例2
一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
1)将二苯胺和催化剂置于反应釜内,在90℃的温度下搅拌2h;
2)将反应釜升高至温度为120℃,不断进行高速搅拌,然后在10分钟内向反应釜中匀速滴加1-壬烯,反应6h;
3)反应完毕,将反应产物进行过滤,滤出催化剂;
4)将过滤后的滤液进行减压蒸馏去除未反应的1-壬烯,制得乙烯化二苯胺抗氧剂。
在本实施例2制备方法中,催化剂为γ-氧化铝,该γ-氧化铝是由无定型氧化铝在300℃-700℃度下焙烧制成的。在本实施例2中,催化剂为γ-氧化铝的焙烧过程为分段焙烧,即焙烧时先以300℃预烧3h,在500℃的条件下保温1h,再以600℃的条件下焙烧4h。
在本实施例2的制备方法中,催化剂的质量分数为二苯胺质量的8%。
在本实施例2中,γ-氧化铝的酸处理方法为:将γ-氧化铝置于浓度5%-15%的磷铬酸溶液中,在50-65℃的条件下,静止20-30min,然后过滤,在110℃下干燥。
在本实施例2中,制备方法中二苯胺与1-壬烯的摩尔比为1∶5。
在本实施例2中,γ-氧化铝为空心球,空心球的空腔直径为10~60μm,所述空心球的壳层厚度为50~500nm,制备的γ-氧化铝比表面积为160-250m2/g。
实施例3
一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
1)将二苯胺和催化剂置于反应釜内,在90℃的温度下搅拌1h;
2)将反应釜升高至温度为140℃,不断进行高速搅拌,然后在10分钟内向反应釜中匀速滴加1-壬烯,反应10h;
3)反应完毕,将反应产物进行过滤,滤出催化剂;
4)将过滤后的滤液进行减压蒸馏去除未反应的1-壬烯,制得乙烯化二苯胺抗氧剂。
在本实施例3制备方法中,催化剂为γ-氧化铝,该γ-氧化铝是由无定型氧化铝在300℃-700℃度下焙烧制成的。在本实施例中,催化剂为γ-氧化铝的焙烧过程为分段焙烧,即焙烧时先以400℃预烧3h,在500℃的条件下保温1h,再以650℃的条件下焙烧5h。
在本实施例2的制备方法中,催化剂的质量分数为二苯胺质量的10%。在本实施例2中,制备方法中二苯胺与1-壬烯的摩尔比为1∶3。γ-氧化铝为空心球,空心球的空腔直径为10~60μm,空心球的壳层厚度为50~500nm,制备的γ-氧化铝比表面积为160-250m2/g。
本发明提供的二壬基二苯胺的制备方法,采用二苯胺和1-壬烯为原料,以本发明的γ-氧化铝为催化剂,副产物少,产率高,二壬基二苯胺的最高产率可达92%。本发明提供的4-氨基二苯胺的合成方法,催化剂催化能力强,而且催化剂重复利用率高。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例,如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
1)将二苯胺和催化剂置于反应釜内,在90℃的温度下搅拌0.5-2h;
2)将反应釜升高至温度为110-140℃,不断进行高速搅拌,然后在10分钟内向反应釜中匀速滴加1-壬烯,反应3-10h;
3)反应完毕,将反应产物进行过滤,滤出催化剂;
4)将过滤后的滤液进行减压蒸馏去除未反应的1-壬烯,即制得乙烯化二苯胺抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述催化剂为γ-氧化铝。
3.根据权利要求2所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述γ-氧化铝经过酸性溶剂预处理,所述的酸性溶剂为钼磷酸、磷铬酸一种。
4.根据权利要求2所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述的γ-氧化铝是由无定型氧化铝在300℃-700℃度下焙烧制成的。
5.根据权利要求3所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述γ-氧化铝的酸处理方法为:将γ-氧化铝置于浓度5%-15%的酸性溶液中,在50-65℃的条件下,静止20-30min,然后过滤,在110℃下干燥。
6.根据权利要求1所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述二苯胺与1-壬烯的摩尔比为1∶(2-5)。
7.根据权利要求4所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述焙烧过程为分段焙烧,即焙烧时先以300℃--450℃预烧2-3h,在500℃的条件下保温1h,再以550℃-650℃的条件下焙烧3h-5h。
8.根据权利要求2所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述催化剂的质量分数为二苯胺质量的6-10%。
9.根据权利要求2所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述γ-氧化铝为空心球,所述空心球的空腔直径为10~100μm,所述空心球的壳层厚度为50~500nm。
10.根据权利要求2所述的二壬基二苯胺抗氧剂的制备方法,其特征在于:所述γ-氧化铝比表面积为160-250m2/g。
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