一种润滑油添加剂硫化植物油酸酯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机硫化物的制备方法，具体的讲，本发明是由一氯化硫和植物油酸 酯制备润滑油添加利硫化植物油酸酯的方法。
【背景技术】
[0002] 润滑油是机械和装置正常运行和维护的重要组成部分。随着现代机械设备向高精 度，高速度，高效率转化，传统的润滑油的质量和品种已不能完全满足其抗磨减摩性能的要 求。据统计，由于摩擦造成的能源损失占全球生产能源的50?70%。可见由于摩擦、磨损 所造成的经济损失不可估量，因此提高润滑油的性能以减少摩擦磨损对国民经济有重大的 意义。
[0003] 为了降低由于摩擦造成的经济损失和延长机器的使用寿命，人们合成了不同种类 的润滑油添加剂。其中含硫润滑油添加剂作为一种减摩性能较好的添加剂广泛使用在内燃 机油中。CN88100419. 7提出将一氯化硫和烯烃加成反应后再进行两次硫化脱氯反应所生成 的含硫废碱液用于下一批的第一次的硫化脱氯反应。CN1534019A公布了一种通过硫化脱氯 过程反应过程加入卤代烷来提高硫化烯烃的含硫量，从而增加了硫化烯烃作为润滑油添加 剂的极压抗磨性。
[0004] 然而含硫润滑油添加剂自身存在许多问题：传统的制备含硫润滑油添加剂的一般 采用硫磺硫化法，采用这种方法制备的含硫润滑油添加剂不仅外观上比较难看，并且气味 较臭；传统的含硫润滑油添加剂含硫量较高，转化后的产物会对环境造成污染；有机含硫 润滑油添加剂难以降解，对土壤造成污染。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服以前工艺的缺点，提出一种制备硫化植物油酸酯的新方 法，获得无臭的硫化植物油酸酯。而制备的无臭硫化植物油酸酯，不仅含硫量低，并且提高 了原有的含硫润滑油添加剂的抗磨性能，从而促进了极压性油品的升级。
[0006] 本发明的目的是通过以下方式实现。具体实施步骤为：所用原材料为植物油酸、 C4?C8的直链或支链醇和一氯化硫，其化学计量摩尔比为植物油酸：C4?C8的直链或支链 醇：一氯化硫=1 :1?1. 5 :1?2mol。工艺过程为：在烧瓶中按照摩尔量加入植物油酸和 C4?C8的直链或支链醇，一定温度下搅拌反应1?2h，反应结束后，将制备的产物经过过 滤，减压蒸馏和干燥制得植物油酸酯。然后将制备的植物油酸酯滴加入到一氯化硫中，在一 定温度下搅拌反应数小时即可制得含硫植物油酸酯。
[0007] 1?本产品发明原料
[0008]I. 1植物油酸：常温下为浅黄色透明油状液体的油酸，花生油酸，芥酸。
[0009] 1. 2-氯化硫：浅黄色油状液体，有刺激性、窒息性恶臭，使用时注意防水。
[0010] 1. 3长链醇：C4?C8的长链或支链醇。
[0011] 本发明产品与其他产品对比具有以下优点：
[0012] (1)产品含硫量较低，能减少对环境的污染。
[0013] (2)产品具有良好的油溶性，室温条件下能够长期保存。
[0014] ⑶在四球摩擦磨损试验中，表现出具有良好的抗磨减摩性能，是性能优良的润滑 油添加剂。
【附图说明】
[0015] 附图1为润滑油添加剂硫化植物油酸酯的生产方法的工艺流程图
[0016] 附图2为实施例1产物油酸正丁酯在润滑油中质量含量为1%，2%，3%，4%和 5 %的摩擦系数随时间变化曲线图
[0017]附图3a?f分别为实施例1产物硫化油酸正丁酯质量含量为 4%和5 %的磨斑扫描电镜图
【具体实施方式】
[0018] 实施例1硫化植物油酸正丁酯的合成
[0019] 称取0.Imol油酸和0. 14mol正丁醇加入到接有分水器，温度计，回流冷凝管的三 口烧瓶中，将分水器中加满正丁醇。油浴条件下控制反应温度在80?IKTC之间，当分水器 中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHCO3溶液和NaCl溶液洗涤，然后 用无水CaCl2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的正丁醇即得油酸正丁酯。
[0020] 将制备的油酸正丁酯滴加到0.Imol-氯化硫中，控制反应温度为40-70°C，搅拌 反应数小时即可制得硫化植物油酸正丁酯。
[0021] 实施例2硫化芥酸正己酯的合成
[0022] 称取0?Imol芥酸和0?Ilmol正己醇加入到接有分水器，温度计，回流冷凝管的三 口烧瓶中，将分水器中加满正己醇。油浴条件下控制反应温度在120?140°C之间，当分水 器中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHCO3溶液和NaCl溶液洗涤， 然后用无水CaCl2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的正己醇即得芥酸正己 酯。
[0023] 将制备的芥酸正己酯滴加到0. 15mol-氯化硫中，控制反应温度为40_70°C，搅拌 反应数小时即可制得硫化芥酸正己酯。
[0024] 实施例3硫化植物油酸正辛酯的合成
[0025] 称取0.Imol油酸和0. 12mol正辛醇加入到接有温度计，回流冷凝管的三口烧瓶 中。油浴条件下控制反应温度在175?210°C之间反应3?5h。所得反应产物依次用饱和 NaHCO3溶液和NaCl溶液洗涤，然后用无水CaCl2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程 中多余的正辛醇即得油酸正辛酯。
[0026] 将制备的油酸正辛酯滴加到0. 12mol-氯化硫中，控制反应温度为40_70°C，搅拌 反应数小时即可制得硫化植物油酸正辛酯。
[0027] 实施例4硫化植物油酸正戊酯的合成
[0028] 称取0?Imol油酸，0? 15mol正戊醇加入到接有分水器，温度计，回流冷凝管的三口 烧瓶中，将分水器中加满正戊醇。油浴条件下控制反应温度在110?140°C之间，当分水器 中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHCO3溶液和NaCl溶液洗涤，然后 用无水CaCl2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的正戊醇即得油酸正戊酯。
[0029] 将制备的油酸正戊酯滴加到0. 16mol-氯化硫中，控制反应温度为40_70°C，搅拌 反应数小时即可制得硫化植物油酸正戊酯。
[0030] 实施例5硫化芥酸异戊酯的合成
[0031] 称取0.Imol芥酸，0. 13mol异戊醇加入到接有分水器，温度计，回流冷凝管的三口 烧瓶中，将分水器中加满异戊醇。油浴条件下控制反应温度在125?150°C之间，当分水器 中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHCO3溶液和NaCl溶液洗涤，然后 用无水CaCl2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的异戊醇即得油酸异戊酯。
[0032] 将制备的芥酸异戊酯滴加到0. 2mol-氯化硫中，控制反应温度为40_70°C，搅拌 反应数小时即可制得硫化芥酸异戊酯。
[0033] 产品的摩擦学性能检测
[0034] 按照标准SH-T0762-2005对实施例1中制备的硫化植物油酸正丁酯在润滑油中的 摩擦系数进行测量。按照标准对实施例1中制备的硫化植物油酸正丁酯在润滑油中的抗磨 性能进行测量。
[0035] 油溶性试验：试样在室温或加热到65°C再冷却至室温。目测其透明度。试油透明 为溶解，稍浑或浑浊为部分溶解或不溶解。
【主权项】
1. 一种润滑油添加剂硫化油酸酯的制备方法，所述方法包括：所用原材料为植物油 酸、长链醇和一氯化硫，其化学计量摩尔比为植物油酸：长链醇：一氯化硫=1 :1?1. 5 : 1?2mol。工艺过程为：在烧瓶中按照摩尔量加入植物油酸和长链醇同时加入一定量的催 化剂，一定温度下搅拌反应1?2h，反应结束后，将制备的产物经过过滤，减压蒸馏和干燥 制得植物油酸酯。然后将制备的油酸酯加入到一氯化硫中，控制反应温度为40-70°C，搅拌 数小时即可制得含硫植物油酸酯，即可得成品。
2. 根据权利要求1所述的润滑油添加剂硫化油酸正丁酯的制备方法，其特征是：所用 原材料为油酸、正丁醇和一氯化硫，其化学计量摩尔比为油酸：正丁醇：一氯化硫=I :1. 4 : Imol。其工艺过程为：称取0. Imol油酸和0. Hmol正丁醇加入到接有分水器，温度计，回流 冷凝管的三口烧瓶中，将分水器中加满正丁醇。油浴条件下控制反应温度在80?IKTC之 间，当分水器中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHCO 3溶液和NaCl溶 液洗涤，然后用无水CaCl2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的正丁醇即得 油酸正丁酯。将制备的油酸正丁酯滴加到〇. Imol-氯化硫中，控制反应温度为40-70°C，搅 拌数小时即可制得硫化植物油酸正丁酯。
3. 根据权利要求1所述的润滑油添加剂硫化芥酸正己酯的制备方法，其特征是：所用 原材料为芥酸、正己醇和一氯化硫，其化学计量摩尔比为芥酸：正己醇：一氯化硫=I :1. 1 : 1. 5。其工艺过程为：称取0. Imol芥酸和0. Ilmol正己醇加入到接有分水器，温度计，回流 冷凝管的三口烧瓶中，将分水器中加满正己醇。油浴条件下控制反应温度在120?140°C之 间，当分水器中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHC03溶液和NaCl溶 液洗涤，然后用无水CaCl 2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的正己醇即得 芥酸正己酯。将制备的芥酸正己酯滴加到〇. 15mol -氯化硫中，控制反应温度为40-70°C， 搅拌数小时即可制得硫化芥酸正己酯。
4. 根据权利要求1所述的润滑油添加剂硫化油酸正戊酯的制备方法，其特征是：所用 原材料为油酸、正戊醇和一氯化硫，其化学计量摩尔比为油酸：正戊醇：一氯化硫=I :1. 5 : 1. 6。其工艺过程为：称取0. Imol油酸和0. 15mol正戊醇加入到接有分水器，温度计，回流 冷凝管的三口烧瓶中，将分水器中加满正戊醇。油浴条件下控制反应温度在110?140°C之 间，当分水器中不再有水生成时停止反应。所得反应产物依次用饱和NaHC03溶液和NaCl溶 液洗涤，然后用无水CaCl 2干燥，过滤，最后在减压蒸馏除去反应过程中多余的正戊醇即得 油酸正戊酯。将制备的油酸正戊酯滴加到〇. 16mol -氯化硫中，控制反应温度为40-70°C， 搅拌数小时即可制得硫化植物油酸正戊酯。
【专利摘要】本发明制备一种润滑油添加剂硫化植物油酸酯的制备方法，所述方法包括：所用原材料为植物油酸、长链醇和一氯化硫，其化学计量摩尔比为植物油酸：长链醇：一氯化硫＝1：1～1.5：1～2mol。工艺过程为：在烧瓶中按照摩尔量加入植物油酸和长链醇，一定温度下搅拌反应1～2h，反应结束后，将制备的产物经过过滤，加压蒸馏和干燥制得植物油酸酯。然后将制备的植物油酸酯加入到一氯化硫中，控制反应温度在40-70℃，搅拌反应数小时即可制得含硫植物油酸酯，即可得成品。
【IPC分类】C10M135-26, C07C319-22, C07C323-52, C10N30-06
【公开号】CN104557643
【申请号】CN201310485313
【发明人】张晨曦, 徐振, 衣守志, 郜鹏, 朱文彬, 张冠军
【申请人】天津科技大学, 天津舜能润滑科技股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月15日