一種含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物及其制備方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明屬于潤滑油添加劑有機化合物技術領域，尤其涉及一種含多硫鍵的苯硼酸 酯衍生物及其制備方法，以及作為潤滑油添加劑的應用。
【背景技術】
[0002] 現代摩擦學研宄表明，世界上能量約三分之一是以各種形式消耗在無用的摩擦磨 損上。潤滑是減小摩擦、降低或避免磨損的最有效手段。傳統添加劑會與金屬基體直接發 生化學反應，進而對摩擦副材料產生腐蝕性和選擇性，為了提高潤滑劑的綜合摩擦學性能， 需要向潤滑劑中添加減摩劑、抗磨劑、極壓劑和抗氧化劑等。
[0003] 不同于傳統添加劑，硼系添加劑不與金屬基體直接發生化學反應，不會對摩擦副 材料產生腐蝕性和選擇性。另外，幾乎所有的有機硼酸酯都具有減摩性及抗氧化性，有些還 具有抗磨效果。作為添加劑，硼系添加劑的熱穩定性非常好，在高溫下對銅無腐蝕，對鋼鐵 具有良好的防銹性能，同時還具有很好的密封適應性，無毒無臭，有利于環境保護，因此硼 系添加劑應用廣泛。
[0004] 專利CN102887918A提供了環境友好的潤滑油添加劑二烷基二硫代磷酸羥基衍生 物及其硼酸酯的制備及應用。但硼酸酯類添加劑普遍存在水解穩定性差的缺點，制約了其 的應用。
【發明內容】
[0005] 鑒于上述，本發明的目的旨在提供一種含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物及其作為潤滑 油添加劑的應用。本發明使用芳基硼酸來代替無機硼酸來制備硼系添加劑，可以解決其水 解穩定性差的問題；為了增加添加劑的油溶性，以芳基硼酸為原料的同時，在分子中引入長 鏈醇。另外，在芳基硼酸酯分子中引入活性元素 S，可以很好地提高該添加劑的極壓性。
[0006] 本發明的目的通過以下技術方案來實現：
[0007] 一種含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物，其結構為：
[0008]
[0009] 其中R為碳原子個數大于8的烴基，X代表硫的數目，X > 2。
[0010] 所述含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物為十二烷基多硫化物的苯硼酸酯。
[0011] 所述含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物為十八烷基多硫化物的苯硼酸酯。
[0012] -種含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物的制備方法，包括以下制備步驟：
[0013] a將硫化鈉與升華硫按物質的量之比為1: (3~4)混合，在室溫~100°C溫度范圍 內反應1~6h，制得四硫化鈉；
[0014] b將四硫化鈉與2-鹵代乙醇按物質的量之比為I: (2~3)混合，在乙醇或異丙醇 中回流反應2~12h，生成二羥基多硫化物；
[0015] c將二羥基多硫化物與長鏈酸按物質的量之比為1: (0. 9~1)混合，加入溶劑甲苯 和脫水劑濃硫酸，加熱回流，生成長鏈酸的含多硫鍵的單酯；
[0016] d將苯硼酸和長鏈酸的含多硫鍵的單酯按物質的量之比為I: (1~I. 1)混合，加入 溶劑，回流反應4~12h，生成含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物。
[0017] 所述步驟b中2-鹵代醇為2-氯代乙醇、2-溴代乙醇、2-碘代乙醇。
[0018] 所述步驟c中長鏈酸為碳原子個數大于8的羧酸。
[0019] 所述步驟c中長鏈酸為油酸或月桂酸。
[0020] 所述步驟d中溶劑為苯、甲苯或二甲苯。
[0021] 將該種含多硫鍵的苯硼酸酯衍生物以質量分數為1 %~5%的量加入到基礎油 中，作為潤滑油添加劑的應用。
[0022] 本發明具有以下優點：
[0023] 本發明使用芳基硼酸來代替無機硼酸來制備硼系添加劑，可以解決其水解穩定性 差的問題；為了增加添加劑的油溶性，以芳基硼酸為原料的同時，在分子中引入長鏈醇。另 外，在芳基硼酸酯分子中引入活性元素 S，可以很好地提高該添加劑的極壓性。
[0024] 該添加劑油溶性良好，水解穩定性良好，具有明顯的極壓性能，對銅片腐蝕作用不 明顯，沒有明顯氣味，對環境友好。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合實施例和對比例對本發明作進一步說明。
[0026] 實施例1
[0027] a、向500ml三口燒瓶中加入0. 4mol Na2S ·9Η20,58?水浴加熱，攪拌熔融30min后 加入I. 2mol升華硫，保溫Ih后得紅褐色透明四硫化鈉水溶液；
[0028] b、向步驟a中的四硫化鈉水溶液中加入200ml無水乙醇作為溶劑，攪拌下30min 內滴加 1.0 mol的2-氯乙醇，保溫Ih后，升溫回流繼續反應5~6h，過濾除去過量的硫及生 成的氯化鈉等固體，減壓除去大部分乙醇和水，水洗后用乙酸乙酯萃取，上層油層用無水硫 酸鈉干燥過夜，過濾后減壓除去乙酸乙酯即得二羥基多硫化物；
[0029] c、將上述反應體系中的二羥基多硫化物與0. 4mol的月桂酸混合，加入適量溶劑 甲苯和脫水劑濃硫酸后，加熱回流6h，減壓蒸餾除去溶劑得月桂酸的含多硫鍵的單酯；
[0030] d、在裝有分水器的500mL三口瓶中加入0· 3mol苯硼酸、0· 3mol月桂酸的含多硫 鍵的單酯和300mL苯，升溫至回流，氮氣保護下回流4~8h，待分水器中無水產生時反應結 束，過濾后蒸出溶劑得淡黃色粘稠液體，即為十二烷基多硫化物的苯硼酸酯，其結構式為
[0031]
[0032] 實施例2
[0033] a、向500ml三口燒瓶中加入0. 4mol Na2S ·9Η20,58?水浴加熱，攪拌熔融30min后 加入I. 6mol升華硫，保溫Ih后得紅褐色透明四硫化鈉水溶液；
[0034] b、向上述體系中加入200ml無水乙醇作為溶劑，攪拌下30min內滴加 I. 2mol 2-溴乙醇，保溫Ih后，升溫回流繼續反應5~6h，過濾除去過量的硫及生成的氯化鈉等固 體，減壓除去大部分乙醇和水，水洗后用乙酸乙酯萃取，上層油層用無水硫酸鈉干燥過夜， 過濾后減壓除去乙酸乙酯即得二羥基多硫化物；
[0035] c、將上述反應體系中的二羥基多硫化物與0. 36mol的油酸混合，加入適量溶劑甲 苯和脫水劑濃硫酸后，加熱回流6h，減壓蒸餾除去溶劑得油酸的含多硫鍵的單酯；
[0036] d、在裝有分水器的500mL三口瓶中加入0· 3mol苯硼酸、0· 33mol油酸的含多硫鍵 的單酯和300mL苯，升溫至回流，氮氣保護下回流4~8h，待分水器中無水產生時反應結束， 過濾后蒸出溶劑得淡黃色粘稠液體，即為十八烷基多硫化物的苯硼酸酯，其結構式為
[0037]
[0038] 為了更好地說明本發明的性能，特引入對比例1和對比例2對實施例進行對比。
[0039] 對比例1
[0040] a、向500ml三口燒瓶中加入0. 4mol Na2S ·9Η20,58?水浴加熱，攪拌熔融30min后 加入I. 2mol升華硫，保溫Ih后得紅褐色透明四硫化鈉水溶液；
[0041] b、向上述體系中加入200ml無水乙醇作為溶劑，攪拌下30min內滴加0. 8mol 2-氯乙醇，保溫Ih后，升溫回流繼續反應5~6h，過濾除去過量的硫及生成的氯化鈉等固 體，減壓除去大部分乙醇和水，水洗后用乙酸乙酯萃取，上層油層用無水硫酸鈉干燥過夜， 過濾后減壓除去乙酸乙酯即得二羥基多硫化物；
[0042] c、將上述反應體系中的二羥基多硫化物與0