CN117917465A - 蜗轮蜗杆油组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种蜗轮蜗杆油组合物及其制备方法。本发明的蜗轮蜗杆油组合物,包括:(a)有机硫磷化合物;(b)含硫极压抗磨剂;(c)金属减活剂和/或防锈剂;(d)抗乳化剂;(e)抗泡剂;(f)润滑基础油;其中所述有机硫磷化合物的结构如式(I)所示:
Description
技术领域
本发明涉及润滑油领域,特别涉及一种蜗轮蜗杆油组合物及其制备方法。
背景技术
1948年美国石油学会(API)把蜗轮蜗杆油列入传动润滑油的分类之中。我国对蜗轮蜗杆油的研究始于1977年,目前将蜗轮蜗杆油分为普通型(L-CKE)和极压型(L-CKE/P)两大类。普通型蜗轮蜗杆油的质量指标参照MIL-L-15019E规格,而极压型蜗轮蜗杆油的质量指标参照MIL-L-18486B(OS)规格。
蜗轮蜗杆传动是齿轮传动的类型之一,因其具有体积小、传动速比大、运转平稳、噪音小、蜗轮输出转矩大的特点,因而得到了广泛应用。蜗轮蜗杆副多以青铜、黄铜蜗轮和钢质蜗杆相匹配,蜗杆润滑对蜗轮蜗杆传动有着举足轻重的影响,可以减小摩擦磨损,提高蜗轮副传动效率及使用寿命。因此蜗轮蜗杆油应具有良好的减摩性、极压抗磨性、抗腐防锈性、热氧化安定性和抗乳化等性能。蜗杆传动由于齿面间的滑动较大且齿的接触时间比齿轮传动相对较长,摩擦磨损情况突出,要求油品具有较高的综合性能。ZL200410071108.6公开了一种蜗轮蜗杆油组合物,该组合物采用了市售的酚型和胺型抗氧剂,可以调配成N100、N150、N220、N320、N460等不同粘度等级的蜗轮蜗杆油。
现有技术的蜗轮蜗杆油在减摩性能、极压抗磨性能、抗氧化性能等方面还存在改进的余地,以适应蜗轮蜗杆油综合性能优良的发展趋势。
发明内容
本发明提出了一种蜗轮蜗杆油组合物及其制备方法。
本发明的蜗轮蜗杆油组合物,包括:(a)有机硫磷化合物;(b)含硫极压抗磨剂;(c)金属减活剂和/或防锈剂;(d)抗乳化剂;(e)抗泡剂;(f)润滑基础油;其中所述有机硫磷化合物的结构如式(I)所示:
在式(I)中,存在a个L基团和b个含硫磷基团,a为1~8之间的整数,b为1~10之间的整数,a个L基团彼此相同或不同,各自独立地选自式(II)所示的基团;
在式(II)中,HO与苯环键合;y个R基团与苯环键合;y选自0~4之间的整数;R基团选自H和C1-10直链或支链烷基;n为1~5之间的整数;R1各自独立地选自C1-10直链或支链的亚烷基;n个重复单元中的R2彼此相同或不同,各自独立地选自单键和C1-10直链或支链的亚烷基;R3选自H和C1-10直链或支链烷基;n个重复单元中的A基团彼此相同或不同,各自独立地选自式(III)所示的基团和式(IV)所示的基团,
所述R4基团各自独立地选自H和C1-10直链或支链烷基;式(III)和式(IV)中的*代表与式(II)键合的结合端;
式(III)和式(IV)中的△代表与b个含硫磷基团键合的结合端;b个含硫磷基团中的各个X基团彼此相同或不同,各自独立地选自与a个L基团键合的结合端、H、OH、R’、OR’、SR’;b个含硫磷基团中的各个R0彼此相同或不同,各自独立地选自H、OH、R’、OR’、SR’;所述的R’选自C1-20的直链或支链烷基、C6-10的芳基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的C6-10的芳基、C1-20的含有氧原子或硫原子的杂烃基,所述R’任选被一个或多个选自卤素和羟基的基团取代;
在每个硫磷基团中,存在一个X或两个X选自与L基团键合的结合端;所述有机硫磷化合物中的各个基团之间符合成键规则。
根据本发明,优选地,在式(I)中,a为1~4之间的整数,b为1~6之间的整数;在式(II)中,HO位于苯环上R1所在链的间位,y为1~3之间的整数,y个R基团位于苯环上R1所在链的对位或邻位,R基团选自C1-4直链或支链烷基(优选叔丁基),n为1~3之间的整数,R1各自独立地选自C1-4直链或支链的亚烷基,n个重复单元中的R2各自独立地选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基,R3选自H和C1-4直链或支链烷基;所述R4基团各自独立地选自H和C1-4直链或支链烷基;所述的R’选自C1-10的直链或支链烷基、苯基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的苯基、C1-10的含有氧原子或硫原子的杂烃基。
根据本发明,每个硫磷基团中的两个X基团都选自与L基团键合的结合端时,所述的两个X基团可以与相同的一个L基团键合,也可以与两个不同的L基团分别键合。
根据本发明,式(III)或式(IV)中的两个与式(II)键合的结合端(即两个*)可以以任意方式与式(II)中的基团键合,例如可以沿一个方向与式(II)键合,也可以沿相反方向与式(II)键合。
在本发明的上下文中,所述杂烃基指的是烃基的碳链结构被一个或多个(比如1至5个、1至4个、1至3个、1至2个或者1个)选自-Sx-、和-O-中的杂基团中断而获得的基团,其中的x为1~5之间的整数(优选1~4之间的整数,更优选1、2或3);所述烃基可以为直链或支链烷基、直链或支链环烷基、直链或支链芳基或含有烷基、环烷基和芳基中的两种或多种基团的混合烃基。从结构稳定性角度出发,优选地,在存在多个杂基团时,任意两个所述杂基团之间不直接键合。
根据本发明,可以举出的所述有机硫磷化合物的例子包括以下结构化合物中的一种或多种:
根据本发明,所述有机硫磷化合物的制备方法包括以下步骤:
(1)使式(α)所示的化合物与过氧化物反应;
在式(α)中,HO与苯环键合;y个R基团与苯环键合;y选自0~4之间的整数;R基团选自H和C1-10直链或支链烷基;n为1~5之间的整数;R1各自独立地选自C1-10直链或支链的亚烷基;n个重复单元中的R2彼此相同或不同,各自独立地选自单键和C1-10直链或支链的亚烷基;R3选自H和C1-10直链或支链烷基;n个重复单元中的A”彼此相同或不同,各自独立地选自其中所述的R4基团各自独立地选自H和C1-10直链或支链烷基;
(2)使步骤(1)的反应产物与式(β)所示的化合物反应,收集产物;
在式(β)中,各个X’基团彼此相同或不同,各自独立地选自H、OH、R’、OR’、SR’;R0选自H、OH、R’、OR’、SR’;所述的R’选自C1-20的直链或支链烷基、C6-10的芳基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的C6-10的芳基、C1-20的含有氧原子或硫原子的杂烃基,所述R’任选被一个或多个选自卤素和羟基的基团取代;在式(β)中,至少存在一个X’基团选自OH。
根据本发明,优选地,HO位于苯环上R1所在链的间位,y为1~3之间的整数,y个R基团位于苯环上R1所在链的对位或邻位,R基团选自C1-4直链或支链烷基(更优选叔丁基),n为1~3之间的整数,R1各自独立地选自C1-4直链或支链的亚烷基,n个重复单元中的R2各自独立地选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基,R3选自H和C1-4直链或支链烷基;所述的R4基团各自独立地选自H和C1-4直链或支链烷基;所述的R’选自C1-10的直链或支链烷基、苯基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的苯基、C1-10的含有氧原子或硫原子的杂烃基。
根据本发明,在步骤(1)中,式(α)所示的化合物可以选自腰果酚、烷基化腰果酚,所述烷基化腰果酚可以通过腰果酚与烷基化剂反应得到,例如可以通过腰果酚与叔丁基氯反应得到叔丁基化腰果酚。
根据本发明,在步骤(1)中,所述过氧化物优选双氧水、过氧甲酸、过氧乙酸、过氧磺酸、间氯过氧苯甲酸、叔丁基过氧化氢、过氧乙酸叔丁酯、过氧化甲基乙基酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮中的一种或多种,更优选双氧水、过氧化甲酸、过氧乙酸和过氧磺酸中的一种或多种。
根据本发明,在步骤(2)中,式(β)所示的化合物可以选自烷氧基硫代磷酸、芳烃氧基硫代磷酸、烷硫基硫代磷酸、芳烃硫基硫代磷酸、烷氧基硫代膦酸、烷硫基硫代膦酸、羟基取代烷基硫代磷酸等,例如可以选用苯基硫代膦酸、乙基硫代膦酸、苯氧基硫代磷酸、乙硫基硫代磷酸、羟甲基硫代膦酸、苯硫基甲氧基硫代磷酸、硫代磷酸中的一种或多种。
根据本发明,式(α)所示的化合物与过氧化物、式(β)所示的化合物之间的当量比优选为1:0.5~10:0.5~10,更优选为1:2~5:2~5。
根据本发明,步骤(1)的反应温度优选为0~100℃,更优选为20~80℃;步骤(2)的反应温度优选为50~150℃,更优选为70~120℃。
根据本发明,在步骤(1)中可以加入催化剂,所述催化剂优选酸性催化剂,更优选路易斯酸催化剂,例如可以选用浓硫酸、氯化锌、三氯化铝、苯磺酸和钛酸酯中的一种或多种,所述催化剂的加入量优选为式(α)所示化合物的0.01%~3%。在步骤(1)反应结束之后,所述催化剂可以以碱洗或水洗方法除去。
根据本发明,在步骤(2)中可以加入催化剂,所述催化剂优选酸性催化剂,更优选路易斯酸催化剂,例如可以选用浓硫酸、氯化锌、三氯化铝、苯磺酸和钛酸酯中的一种或多种,所述催化剂的加入量优选为式(α)所示化合物的0.5%~10%。在步骤(2)反应结束之后,所述催化剂可以以碱洗或水洗方法除去。
根据本发明,所述反应步骤(1)、(2)可以在稀释剂和/或溶剂的存在下进行,也可以不使用稀释剂和/或溶剂。
根据本发明,所述稀释剂可以选用API I、II、III、IV和V类基础油中的一种或多种,常见的商品或牌号包括150SN、200SN、350SN、500SN、650SN、150BS、HVI-100、HVI-150、HVI-200、HVI-350、HVI-400、HVI-500、HVI-150BS、PAO4、PAO6、PAO8、PAO10、烷基苯、烷基萘等。
根据本发明,所述溶剂可以选用水、C6-20芳烃(比如苯、甲苯、二甲苯和异丙苯)、C6-10烷烃(比如正己烷、环己烷和石油醚)、溶剂汽油等。这些溶剂可以仅使用一种,也可以两种或多种组合使用。所述溶剂可在反应结束后,使用本领域技术人员公知的方式,例如在常压或减压条件下除去。
根据本发明的一个特别实施方式,所述稀释剂和/或溶剂可以在所述反应步骤的任何阶段按照本领域的常规用量加入,并没有特别的限定。
根据本发明,所述反应可以在惰性气体气氛的保护下进行。作为所述惰性气体,比如可以举出氮气和氩气等,并没有特别的限定。
根据本发明,通过前述的制备方法,作为反应产物,可以制造出单一的有机硫磷化合物,也可以制造出由多种有机硫磷化合物构成的混合物,或者由一种或多种有机硫磷化合物与前述稀释剂(如果使用的话)构成的混合物。这些反应产物都是本发明所预期的,其存在形式的不同并不影响本发明效果的实现。因此,本说明书上下文中不加区分地将这些反应产物均统称为有机硫磷化合物。鉴于此,根据本发明,并不存在进一步纯化该反应产物,或者从该反应产物中进一步分离出某一特定结构的有机硫磷化合物的绝对必要性。当然,该纯化或分离对于本发明预期效果的进一步提升而言是优选的,但于本发明并不必需。虽然如此,作为所述纯化或分离方法,比如可以举出通过柱层析方法或制备色谱等方法对所述反应产物进行纯化或分离等。
根据本发明,所述含硫极压剂优选选自硫化烯烃、二硫化二苄和烷基多硫化物中的一种或多种,更优选硫化异丁烯,例如可以选用国产的T321和Lubrizol公司的Anglamol-33。
根据本发明,所述金属减活剂和/或防锈剂优选选自苯三唑型金属减活剂、噻二唑型金属减活剂、杂环硫氮型金属减活剂、磺酸盐型防锈剂、羧酸型防锈剂、羧酸酯型防锈剂和杂环型防锈剂中的一种或多种,更优选选自苯三唑型金属减活剂、噻二唑型金属减活剂和磺酸盐型防锈剂中的一种或多种,例如可以选用苯三唑、苯三唑-醛-胺缩合物、噻二唑、噻二唑多硫化物、石油磺酸钙、石油磺酸镁、合成磺酸钙和合成磺酸镁中的一种或多种,商品牌号包括T706、T551、T561、T102、T103、T105、T106等。
根据本发明,所述抗乳化剂优选选自聚醇醚型抗乳化剂,例如可以选用胺与环氧乙烷的缩合物,常见的商品牌号如T1001。
根据本发明,所述抗泡剂优选选自甲基硅油和/或丙烯酸酯醚共聚物,常见的商品牌号包括T901、T903、T911、T912等。
根据本发明,所述润滑基础油优选选自矿物润滑基础油或/和合成润滑基础油。所述矿物润滑基础油优选选用石蜡基润滑油和/或中间基润滑油,例如100SN、150SN、200SN、250SN、350SN、500SN、650SN、90BS、120BS、150BS、150ZN、600ZN和140ZNZ中的一种或多种。所述合成润滑基础油可以选用合成酯、合成烃和聚亚烷基二醇中的一种或多种,更优选合成酯和/或聚α-烯烃(PAO)。所述润滑基础油的运动粘度可以根据使用需求而自由调整,并没有特别的限制。可以在所述润滑基础油中加入本领域技术人员所熟知的粘度指数改进剂和/或降凝剂,以配制不同粘度级别的润滑基础油。通常所述合成润滑润滑油的100℃运动粘度为3~100mm2/s,优选3~50mm2/s,或者40℃运动粘度为10~2000mm2/s,优选10~800mm2/s。一般选用多种粘度的润滑基础油来调配出不同粘度等级的润滑基础油。所述粘度等级包括N100、N150、N220、N320、N460等。
根据本发明,以质量分数计,在所述蜗轮蜗杆油组合物中,所述有机硫磷化合物的含量优选为0.03%~2.5%,更优选0.1%~1.5%;所述含硫极压抗磨剂的含量优选为0.05%~5.5%,更优选0.5%~2.5%;所述金属减活剂和/或防锈剂的含量优选为0.003%~1.0%,更优选0.005%~0.3%;所述抗乳化剂的含量优选为0.005%~1.0%,更优选0.01%~0.3%;所述抗泡剂的含量优选为0.0001%~0.02%,更优选0.001%~0.01%;所述润滑基础油构成所述蜗轮蜗杆油组合物的主要成分。
根据本发明,所述蜗轮蜗杆油组合物的制备方法包括将前面所述蜗轮蜗杆油组合物中的各组分混合的步骤。所述混合的温度优选40~90℃,混合的时间优选1~2h。
本发明的蜗轮蜗杆油组合物具有优良的氧化安定性、极压抗磨性、减摩性、抗乳化性、抗腐防锈性等性能,能够调配成N100、N150、N220、N320、N460等不同粘度等级并应用于各类蜗轮蜗杆齿轮箱的润滑。
附图说明
图1为实施例2产物的红外光谱谱图。
图2为实施例2产物的碳谱核磁谱图。
具体实施方式
在本说明书中,在基团的定义中有时使用术语“单键”。所谓“单键”,指的是该基团不存在。举例而言,假定结构式-CH2-A-CH3,其中基团A被定义为选自单键和甲基。鉴于此,若A是单键,则代表该基团A不存在,此时所述结构式即被相应简化为-CH2-CH3。
下面通过实施例对本发明做进一步说明,但并非构成对本发明的限制。
所用主要原料如下:
腰果酚,上海物竞化工科技有限公司,工业品
氯化锌,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
浓硫酸,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
双氧水(30%),国药集团化学试剂有限公司,分析纯
甲酸,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
苯基硫代膦酸,国药集团化学试剂有限公司,化学纯
乙基硫代膦酸,国药集团化学试剂有限公司,化学纯
乙硫基硫代磷酸,国药集团化学试剂有限公司,化学纯
叔丁基氯,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
甲苯,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
磷酸三甲酚酯(TCP),国药集团化学试剂有限公司,化学纯
三羟甲基丙烷酯,中石化润滑油公司重庆分公司,工业品
150SN基础油,中石化燕山石化分公司,工业品
聚α-烯烃降凝剂,T803,无锡南方石油添加剂有限公司,工业品
聚甲基丙烯酸酯,T602,无锡南方石油添加剂有限公司,工业品
硫化异丁烯,T321,辽宁天合精细化工股份有限公司,工业品
苯三唑-醛-胺缩合物,T551,北京兴普精细化工技术开发有限公司,工业品苯三唑,T706,南京金陵化工合成试剂厂,工业品
胺与环氧乙烷缩合物,T1001,丹阳市天宇石油添加剂厂,工业品
聚甲基硅油,T901,丹阳市天宇石油添加剂厂,工业品
聚α-烯烃油(PAO),上海纳克润滑技术有限公司,工业品
癸二酸二异辛酯,上海纳克润滑技术有限公司,工业品
润滑基础油F-1,包括25%的癸二酸二异辛酯、75%的聚α-烯烃油(PAO20),并且外加二者质量之和1.6%的聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂T602
润滑基础油F-2,包括17%的癸二酸二异辛酯、83%的聚α-烯烃油(PAO40),并且外加二者质量之和0.4%的聚α-烯烃降凝剂T803
润滑基础油F-3,包括32%的HVI 100SN矿物油和68%的HVI 120BS矿物油,并外加上述矿物油混合物总质量1.0%的T803和0.9%的T602
润滑基础油F-4,包括21%的聚α-烯烃油(PAO40)和79%的HVI 100SN,并外加上述矿物油混合物总质量0.8%的T803和0.5%的T602
对比抗磨剂,硫代磷酸复酯胺盐,牌号T307,锦州康泰润滑油有限公司对比抗磨剂,硫代磷酸三苯酯,牌号T309,沈阳维华化工油品有限公司对比抗氧剂,T512,石油化工科学研究院兴普公司
对比摩擦改进剂,苯三唑十八胺盐,牌号T406,淄博惠华化工有限公司实施例1叔丁基化环氧腰果酚的制备
取100g腰果酚、8g甲酸、0.3g硫酸、200g双氧水,加入带有机械搅拌、回流冷凝器及温控的三口烧瓶中,开启搅拌、加热。维持反应温度为70℃,反应3小时。反应结束后降温,得到棕红色透明液体。将反应产物过滤后用5%KOH溶液进行碱洗,然后用蒸馏水水洗至中性,将有机相在100Pa、150℃条件下减压蒸馏1h,除去水分及没反应的原料,得到橙红色透明液体环氧化腰果酚。
将35g环氧化腰果酚溶入100ml丙酮中,溶好后放入250ml三口反应烧瓶中,加入0.9g氯化锌催化剂,开启搅拌、加热。维持反应温度为60℃,将9.5g叔丁基氯缓慢滴加入反应烧瓶,滴加完毕后继续反应3小时。反应结束后降温,得到棕红色透明液体。将反应产物过滤后用5%KOH溶液进行碱洗,然后用蒸馏水水洗至中性,在1000Pa、120℃条件下减压蒸馏1h,除去溶剂、水分及没反应的原料,得到棕红色粘稠液体叔丁基化环氧腰果酚。
上述反应的示例反应式如下式所示。
实施例2
将2g实施例1制备的叔丁基化环氧腰果酚,0.02g浓硫酸,10g水,100g甲苯加入带有机械搅拌、回流冷凝器的三口烧瓶中,搅拌,加热,85℃下回流1h。然后滴加2g苯基硫代膦酸,滴加完毕后继续回流反应5h,停止反应。对产物水洗至中性,最后蒸除溶剂,得到本发明的有机硫磷化合物W-01。
由于反应物为单环氧、双环氧、三环氧等叔丁基化环氧腰果酚的混合物,因此反应产物为众多有机硫磷化合物的混合物,因此以单环氧叔丁基化环氧腰果酚反应的部分代表性的主要反应式示例如下。
将实施例2制备的产物进行红外光谱、核磁分析,红外光谱谱图见图1,分析结果见表1,核磁谱图见图2,分析结果见表2。
表1产物红外分析结果
表1中说明产物中存在C-OH伸缩振动峰、P=S伸缩振动峰、苯环骨架伸缩振动峰、P-O-C伸缩振动峰以及P-C伸缩振动峰等特征峰,可以表明合成产物为目标化合物。
表2产物核磁碳谱分析结果
表2中苯环上连OH的C元素归属表明产物中有酚的结构,P-C中C元素归属表明存在苯基磷化物的结构,O-C中C元素归属表明烷基链上连有酯基结构,叔丁基季C元素归属表明有叔丁基结构,各C元素归属可以表明合成产物为目标化合物。
实施例3
将2g实施例1制备的叔丁基化环氧腰果酚,0.01g浓硫酸,10g水,100g甲苯加入带有机械搅拌、回流冷凝器的三口烧瓶中,搅拌,加热,95℃下回流1h。然后滴加3.2g乙基硫代膦酸,滴加完毕后继续回流反应3h,停止反应。对产物水洗至中性,最后蒸除溶剂,得到有机硫磷化合物W-02。
实施例4
将2g实施例1制备的叔丁基化环氧腰果酚,0.05g浓硫酸,10g水,100g甲苯加入带有机械搅拌、回流冷凝器的三口烧瓶中,搅拌,加热,110℃下回流1h。然后滴加2.5g乙硫基硫代磷酸,滴加完毕后继续回流反应6h,停止反应。对产物水洗至中性,最后蒸除溶剂,得到有机硫磷化合物W-03。
蜗轮蜗杆油组合物的实施例5~8及比较例1~4
蜗轮蜗杆油组合物的实施例5~8以及比较例1~4的配方组成见表3。将各组分按比例加入到调和容器中,在50℃加热搅拌2小时,分别配制得到蜗轮蜗杆油组合物的实施例5~8以及比较例1~4。
分别对这些蜗轮蜗杆油组合物进行了运动粘度、粘度指数、铜片腐蚀、闪点(开口)、倾点、水分、机械杂质、液相锈蚀、抗乳化性、抗氧化性、减摩性和极压抗磨性试验,试验方法见表4,试验结果见表5。
表3
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表4主要试验方法
表5
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Claims (12)
1.蜗轮蜗杆油组合物,包括:(a)有机硫磷化合物;(b)含硫极压抗磨剂;(c)金属减活剂和/或防锈剂;(d)抗乳化剂;(e)抗泡剂;(f)润滑基础油;其中所述有机硫磷化合物的结构如式(I)所示:
在式(I)中,存在a个L基团和b个含硫磷基团,a为1~8之间的整数,b为1~10之间的整数,a个L基团彼此相同或不同,各自独立地选自式(II)所示的基团;
在式(II)中,HO与苯环键合;y个R基团与苯环键合;y选自0~4之间的整数;R基团选自H和C1-10直链或支链烷基;n为1~5之间的整数;R1各自独立地选自C1-10直链或支链的亚烷基;n个重复单元中的R2彼此相同或不同,各自独立地选自单键和C1-10直链或支链的亚烷基;R3选自H和C1-10直链或支链烷基;n个重复单元中的A基团彼此相同或不同,各自独立地选自式(III)所示的基团和式(IV)所示的基团,
所述R4基团各自独立地选自H和C1-10直链或支链烷基;式(III)和式(IV)中的*代表与式(II)键合的结合端;
式(III)和式(IV)中的△代表与b个含硫磷基团键合的结合端;
b个含硫磷基团中的各个X基团彼此相同或不同,各自独立地选自与a个
L基团键合的结合端、H、OH、R’、OR’、SR’;b个含硫磷基团中的各个R0彼此相同或不同,各自独立地选自H、OH、R’、OR’、SR’;所述的R’选自C1-20的直链或支链烷基、C6-10的芳基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的C6-10的芳基、C1-20的含有氧原子或硫原子的杂烃基,所述R’任选被一个或多个选自卤素和羟基的基团取代;
在每个硫磷基团中,存在一个X或两个X选自与L基团键合的结合端;
所述有机硫磷化合物中的各个基团之间符合成键规则。
2.按照权利要求1所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,在式(I)中,a为1~4之间的整数,b为1~6之间的整数;在式(II)中,HO位于苯环上R1所在链的间位,y为1~3之间的整数,y个R基团位于苯环上R1所在链的对位或邻位,R基团选自C1-4直链或支链烷基(优选叔丁基),n为1~3之间的整数,R1各自独立地选自C1-4直链或支链的亚烷基,n个重复单元中的R2各自独立地选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基,R3选自H和C1-4直链或支链烷基;所述R4基团各自独立地选自H和C1-4直链或支链烷基;所述的R’选自C1-10的直链或支链烷基、苯基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的苯基、C1-10的含有氧原子或硫原子的杂烃基。
3.按照权利要求1所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,所述有机硫磷化合物为以下结构化合物中的一种或多种:
4.按照权利要求1~3之一所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,所述有机硫磷化合物的制备方法包括以下步骤:
(1)使式(α)所示的化合物与过氧化物反应;
在式(α)中,HO与苯环键合;y个R基团与苯环键合;y选自0~4之间的整数;R基团选自H和C1-10直链或支链烷基;n为1~5之间的整数;R1各自独立地选自C1-10直链或支链的亚烷基;n个重复单元中的R2彼此相同或不同,各自独立地选自单键和C1-10直链或支链的亚烷基;R3选自H和C1-10直链或支链烷基;n个重复单元中的A”彼此相同或不同,各自独立地选自其中所述的R4基团各自独立地选自H和C1-10直链或支链烷基;
(2)使步骤(1)的反应产物与式(β)所示的化合物反应,收集产物;
在式(β)中,各个X’基团彼此相同或不同,各自独立地选自H、OH、R’、OR’、SR’;R0选自H、OH、R’、OR’、SR’;所述的R’选自C1-20的直链或支链烷基、C6-10的芳基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的C6-10的芳基、C1-20的含有氧原子或硫原子的杂烃基,所述R’任选被一个或多个选自卤素和羟基的基团取代;在式(β)中,至少存在一个X’基团选自OH。
5.按照权利要求4所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,HO位于苯环上R1所在链的间位,y为1~3之间的整数,y个R基团位于苯环上R1所在链的对位或邻位,R基团选自C1-4直链或支链烷基(更优选叔丁基),n为1~3之间的整数,R1各自独立地选自C1-4直链或支链的亚烷基,n个重复单元中的R2各自独立地选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基,R3选自H和C1-4直链或支链烷基;所述的R4基团各自独立地选自H和C1-4直链或支链烷基;所述的R’选自C1-10的直链或支链烷基、苯基、被一个或多个C1-10的直链或支链烷基取代的苯基、C1-10的含有氧原子或硫原子的杂烃基。
6.按照权利要求4所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,在步骤(1)中,式(α)所示的化合物选自腰果酚、烷基化腰果酚,所述过氧化物选自双氧水、过氧甲酸、过氧乙酸、过氧磺酸、间氯过氧苯甲酸、叔丁基过氧化氢、过氧乙酸叔丁酯、过氧化甲基乙基酮、过氧化二苯甲酰和过氧化环己酮中的一种或多种;在步骤(2)中,式(β)所示的化合物选自烷氧基硫代磷酸、芳烃氧基硫代磷酸、烷硫基硫代磷酸、芳烃硫基硫代磷酸、烷氧基硫代膦酸、烷硫基硫代膦酸、羟基取代烷基硫代磷酸中的一种或多种。
7.按照权利要求4所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,在步骤(1)中,所述过氧化物选自双氧水、过氧化甲酸、过氧乙酸和过氧磺酸中的一种或多种;在步骤(2)中,式(β)所示的化合物选自苯基硫代膦酸、乙基硫代膦酸、苯氧基硫代磷酸、乙硫基硫代磷酸、羟甲基硫代膦酸、苯硫基甲氧基硫代磷酸、硫代磷酸中的一种或多种。
8.按照权利要求4所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,式(α)所示的化合物与过氧化物、式(β)所示的化合物之间的当量比为1:0.5~10:0.5~10。
9.按照权利要求4所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,步骤(1)的反应温度为0~100℃;步骤(2)的反应温度为50~150℃。
10.按照权利要求1~9之一所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,所述含硫极压剂选自硫化烯烃、二硫化二苄和烷基多硫化物中的一种或多种;所述金属减活剂和/或防锈剂选自苯三唑型金属减活剂、噻二唑型金属减活剂、杂环硫氮型金属减活剂、磺酸盐型防锈剂、羧酸型防锈剂、羧酸酯型防锈剂和杂环型防锈剂中的一种或多种;所述抗乳化剂选自聚醇醚型抗乳化剂;所述抗泡剂选自甲基硅油和/或丙烯酸酯醚共聚物;所述润滑基础油选自矿物润滑基础油或/和合成润滑基础油。
11.按照权利要求10所述的蜗轮蜗杆油组合物,其特征在于,以质量分数计,在所述蜗轮蜗杆油组合物中,所述有机硫磷化合物的含量为0.03%~2.5%;所述含硫极压抗磨剂的含量为0.05%~5.5%;所述金属减活剂和/或防锈剂的含量为0.003%~1.0%;所述抗乳化剂的含量为0.005%~1.0%;所述抗泡剂的含量为0.0001%~0.02%;所述润滑基础油构成所述蜗轮蜗杆油组合物的主要成分。
12.权利要求1~11之一所述蜗轮蜗杆油组合物的制备方法,包括将其中各组分混合的步骤。
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