CN1144223A - 一种二烷基二硫代磷酸锌盐的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种润滑油添加剂制备方法，特别是叙述了二烷基二硫代磷酸锌盐(ZDDP)系列产品的新型制备方法。该方法以二烷基二硫代磷酸及氧化锌为原料，在促进剂浓氨水的作用下，以一定的比例组合进行反应，合成了pH值6-7的二烷基二硫代磷酸锌盐。该合成工艺适合不同烷基的二烷基二硫代磷酸锌盐的制备。本发明合成的产品除了保持ZDDP原有的抗氧化、抗腐蚀、抗磨损等性能外，还使产品的pH值、色度有很大改善，增强了产品的市场竞争能力。

Description

一种二烷基二硫代磷酸锌盐的制备方法
本发明涉及一种二烷基二硫代磷酸锌盐(ZDDP)系列产品的新制备方法，属于润滑油添加剂领域，国际专利分类号为C10M。
众所周知，二烷基二硫代磷酸锌盐产品，具有优良的抗氧化、抗腐蚀能力，还兼有一定的抗磨损能力，广泛应用在内燃机油中。近几年，随着汽车工业的迅猛发展，对润滑油添加剂(包括ZDDP)提出了越来越苛刻要求，传统方法制备的ZDDP产品在性质(诸如产品pH值)和性能上已不能满足现代内燃机油的质量要求。追究其原因，ZDDP合成工艺过程是影响ZDDP性质及性能的主要因素。前人研究的合成工艺(例如：us 4,101,428,DD 296950等)都使用冰醋酸，醋酸铵，醋酸锌等作为锌化反应(熟化反应)的促进剂。但是这些物质的引入即是少量也将影响到润滑油使用，甚至可能使ZDDP在短时间内衰败，从而影响油品使用周期。
本发明的目的是提供一种新型的制备二烷基二硫代磷酸锌盐的方法，该方法可提高ZDDP本身的质量，从而确保油品的使用性能的发挥。
本发明所述的二烷基二硫代磷酸锌盐的制备方法如下：将带有电动搅拌及脱水器的三口瓶安装好，投入计量的二烷基二硫代磷酸，并开启搅拌器，在室温条件下，投入计量的氧化锌，使搅拌均匀，进行反应，待温度降至40-50℃时，投入计量的浓氨水(27-28％(重))，观察温度有升高现象，同时瓶内的反应物逐渐由淡青色变为纯白色，在40-50℃的条件下，继续反应1小时。尔后，升温至90-100℃，开口脱水反应2小时。冷却后，加溶剂稀释离心，最后脱除溶剂，得产品。
一种二烷基二硫代磷酸锌盐的新型制备方法，其特征在于：将计量的二烷基二硫代磷酸投入反应器中，开启搅拌，在室温条件下，投入计量的氧化锌，待反应器内的温度降至40-50℃条件下，然后才投入计量的浓氨水，并在40-50℃条件下，反应1小时。再升温至90-100℃条件下，开口脱水反应2小时，反应结束后，稀释离心，蒸馏得产品。促进剂使用浓氨水，这就是本发明的特点。各组份的配料比有一定的比例，以100份(重)烷基硫代磷酸计，氧化锌为16-20份，氨水为5-12份。以氧化锌计，促进剂的量为氧化锌的30-80％(重)。反应温度控制在40-50℃(最好45℃)以及90-100℃(最好95℃)，促进剂的加入温度控制在40-50℃。该反应分为二步，也就是在两个温度段上的反应。该反应体系所用的原料均为工业品。反应后稀释溶剂为60-100℃的汽油。反应原料烷基硫代磷酸的结构式为：
Figure A9510881400041
式中R为C3-C8的烷烃。合成的产品不改变其原有的使用性能，且pH值由原来的5.5左右提到6-7，色度也比原来有所降低。
促进剂是浓氨水，最好是新配制的浓氨水溶液，适宜的加入量为5-6克/100克二烷基二硫代磷酸。
本发明的二烷基二硫代磷酸锌盐新型合成反应路线如下：
反应是在常温或在一定温度条件下进行，加入促进剂氨水的目的是使不均匀的氧化锌颗粒生成均匀的粒径较小的氧化锌，并使部分生成的氢氧化锌能够均匀分散，有利于二烷基二硫代磷酸锌盐的生成。最后在升温脱水反应时生成氧化锌成为碱式烷基硫代磷酸锌盐。其次，该反应体系的设置有利于提高碱式盐中氧化锌胶核和二烷基二硫代磷酸锌所形成胶束的稳定性。
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明进行限制。本发明的精神和保护范围列于权利要求书中。
实施例1 将100克的(正丁基异辛基)二烷基二硫代磷酸加入500ml的三口瓶中，开启搅拌，在室温条件下，加入17克氧化锌，待三口瓶内的温度降至45℃条件下，然后投入8.5克的浓氨水，这时观察温度有4-5℃的升温现象，保持40-50℃的温度，反应1小时。然后升温至90-100℃，继续反应2小时，反应结束。然后降温至室温，加200ml(60-100℃)汽油稀释，在3500转/分×40分的条件下离心，在95℃×2h，真空度20-40mmHg柱条件下蒸馏，得产品。产品的锌含量9.64％(重)，硫含量18.28％(重)，磷含量8.91％(重)，PH值6.23。
实施例2 按实施例1的方法，将100克(异辛基)二烷基二硫代磷酸，18克氧化锌，5克氨水加入反应器中反应，最后得产品。产品的锌含量8.61％(重)，硫含量15.41％(重)，磷含量7.63％(重)，PH值6.29。
实施例3 实验中对不同工艺合成的产品的PH值，色度等进行比较。结果见表1：
表1：不同工艺的ZDDP产品PH值及色度比较
    名称 PH值 色度
本发明产品现有技术工艺产品OLOA-267  6.295.55.7     ＜1.01.01.0
由表1中结果看出，本发明方法的产品的PH值较现有技术工艺产品有较大幅度的提高。采用新工艺后可望提高现行生产的二烷基二硫代磷酸锌盐系列产品的PH值，以解决长期以来制约二烷基二硫代磷酸锌盐产品销路的问题；同时也使产品的使用性能有较大的提高，将有较好的经济效益和社会效益。

Claims (6)

1.一种二烷基二硫代磷酸锌盐的制备方法。其特在于：将计量的二烷基二硫代磷酸及氧化锌投入反应器中，搅拌反应，待温度降至40-50℃时，投入计量的浓氨水，维护此温度反应1小时，升温至90-100℃脱水反应2小时，降温加溶剂稀释、离心蒸馏脱溶剂得产品。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：促进剂用浓氨水，最好是新鲜的浓氨水溶液，浓度为27～28％(重)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：促进剂的加入量以二烷基二硫代磷酸计，100份二烷基二硫代磷酸，氨水加入量为5-12份；以氧化锌计，氨水的加入量为氧化锌的30-80％(重)。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：促进剂氨水的加入温度为40-50℃，反应脱水温度为90-100℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应原料二烷基二硫代磷酸的结构式为：
Figure A9510881400021
式中R为C3-C8烷烃。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于：合成的二烷基二硫代磷酸锌盐保持原有的性质，且PH值为6～7、色度＜1.0。
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