一种润滑油组合物及其制备方法与流程

本发明涉及润滑油领域，具体地，涉及一种含有特定添加剂的润滑油组合物及其制备方法。
背景技术：
：目前已知能够有效起到抗氧化作用的润滑油添加剂主要包括酚类和胺类化合物。酚类化合物含有一个或多个受阻酚官能团，胺类化合物则含有一个或多个氮原子，这些特殊的官能团能够捕捉氧化过程生成的自由基化合物，从而阻止氧化过程的继续发生。由于当前机械设备的工作条件趋于强烈，往往会加速氧化速率，缩短润滑油的使用寿命，因此对抗氧剂的效率和经济性提出了更高的要求。美国专利US4824601A报道了二苯基胺和二异丁烯在酸活化的碱土金属催化剂(earthcatalyst)作用下形成的烷基化胺混合物，它在润滑油和其它功能流体中抗氧化能力表现优异。美国专利US2005230664A1报道了一种以下通式的抗氧剂9,10-二氢化吖啶的合成方法，它是使用烷基化二苯基胺与醛或酮在酸性催化剂作用下缩合制备。专利CN1191340C采用受阻叔丁基酚类、醛、二硫化碳和二烷基胺发生缩合制备化合物，该化合物具有较强的捕捉自由基和分解过氧化物的能力，能给油品氧化安定性提供更有效的保护，还可起到抗磨作用。专利US4225450报道了一种由受阻叔丁基酚类与烷基二硫代氨基甲酸 盐反应制备的多硫化物酚类抗氧剂，具有较好的抗氧化作用和抗磨作用。技术实现要素：本发明的目的是为了满足对润滑油组合物的抗氧化能力的高要求，提供一种润滑油组合物及其制备方法。本发明的发明人在研究中发现，润滑油组合物含有式(I)所示结构的化合物：能够使润滑油组合物具有优良的抗氧化性能。因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种润滑油组合物，以润滑油组合物的重量为基准，所述润滑油组合物含有以下组分：90-99.99重量％的润滑油基础油、0.01-10重量％的抗氧多效添加剂，所述抗氧多效添加剂为式(I)所示结构的化合物：优选地，以润滑油组合物的重量为基准，所述润滑油组合物含有以下组分：96-99.9重量％的润滑油基础油、0.1-4重量％的抗氧多效添加剂。另一方面，本发明提供了一种润滑油组合物的制备方法，所述方法包括：将含有润滑油基础油和抗氧多效添加剂的原料混合均匀得到润滑油组合物，其中，以润滑油组合物的重量为基准，润滑油基础油的用量为90-99.99重量％，抗氧多效添加剂的用量为0.01-10重量％，所述抗氧多效添加剂为式(I) 所示结构的化合物：优选地，以润滑油组合物的重量为基准，润滑油基础油的用量为96-99.9重量％，抗氧多效添加剂的用量为0.1-4重量％。本发明的润滑油组合物具有优异的抗氧化性能，可抑制高温氧化沉积物的生成。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是制备抗氧多效添加剂的步骤(a)的反应方程式。图2是制备抗氧多效添加剂的步骤(b)的反应方程式。图3是制备抗氧多效添加剂的步骤(c)的反应方程式。图4是制备例制备的抗氧多效添加剂的氢谱谱图。图5是制备例制备的抗氧多效添加剂的碳谱谱图。图6是制备例制备的抗氧多效添加剂的质谱谱图。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。一方面，本发明提供了一种润滑油组合物，以润滑油组合物的重量为基准，润滑油组合物含有以下组分：90-99.99重量％的润滑油基础油、0.01-10重量％的抗氧多效添加剂，所述抗氧多效添加剂为式(I)所示结构的化合物：本发明中，以润滑油组合物的重量为基准，润滑油基础油的含量优选为95-99.98重量％，更优选为96-99.9重量％；抗氧多效添加剂的含量优选为0.02-5重量％，更优选为0.1-4重量％。本发明旨在通过润滑油组合物中含有式(I)所示结构的化合物而实现发明目的，即使润滑油组合物具有优良的抗氧化等性能。因此，对于润滑油组合物中各常规组分的选择，均没有特定的限制。本发明中，润滑油基础油可以为本领域常规使用的润滑油基础油，例如可以为矿物润滑油和/或合成润滑油。矿物润滑油在粘度上可以从轻馏分矿物油到重馏分矿物油，包括液体石蜡油和加氢精制的、溶剂处理过的链烷、环烷和混合链烷-环烷型矿物润滑油，通常分为I、II、III类基础油，常见的商品牌号包括I类150SN、600SN，II类100N、150N、350N等。合成润滑油可以包括聚合烃油、烷基苯及其衍生物，聚合烃油具体的例子包括但不限于聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化的聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)，常见的商品牌号包括PAO4、PAO6、PAO8、PAO10等，烷基苯及其衍生物具体的例子包括但不限于十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯，烷基苯的衍生物包括烷基化的二苯醚和烷基化的二苯硫及其衍生物、类似物和同系物等。合成润滑油的另一适合类型可以为酯类油，包括二羧酸(如苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、反丁烯二酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸，烷基丙二酸、烯基丙二酸)与 各种醇(如丁醇、己醇、十二烷基醇、2-乙基己基醇、乙二醇、丙二醇)发生缩合反应生成的酯或复合酯。这些酯的具体例子包括但不限于己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、反丁烯二酸酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二异辛酯、壬二酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、癸二酸二(廿烷基)酯、亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯等。合成润滑油的另一适合类型可以为费托法合成烃油以及对这种合成烃油通过加氢异构、加氢裂化、脱蜡等工艺处理得到的润滑油基础油。本发明中，润滑油基础油优选粘度指数大于80、饱和烃含量大于90重量％、硫含量小于0.03重量％的润滑油基础油。本发明的润滑油组合物还可以含有防锈剂和/或抗泡剂。防锈剂可以选自咪唑类和/或烯基丁二酸酯类，优选为4,5-二氢咪唑、烯基咪唑啉丁二酸盐和烯基丁二酸酯中的至少一种，例如可以选用锦州康泰润滑油添加剂有限公司生产的T746、T703、T747。抗泡剂可以选用聚硅氧烷型抗泡剂，例如可以为硅油和/或聚二甲基硅氧烷。对于防锈剂、抗泡剂的含量无特殊要求，可以为本领域常规的含量，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。本发明中，式(I)所示结构的化合物的制备方法优选包括：(a)将2,6-二叔丁基苯酚、甲醛和苯进行缩合反应，生成式(II)所示的中间体M，(b)将步骤(a)得到的中间体M与溴化试剂接触进行溴代反应，生成式(III)所示的溴代产物，(c)使步骤(b)得到的溴代产物与式(IV)所示的化合物接触进行偶联反应，生成式(I)所示的抗氧剂，本发明步骤(a)中，缩合反应的条件优选包括：在惰性气氛下，在第一溶剂中，在第一催化剂的存在下，将2,6-二叔丁基苯酚、甲醛和苯在-20-0℃下反应0.5-1.5h后升至15-30℃，然后加热至70-80℃反应1-3h。本发明中，惰性气氛可以为本领域常规的惰性气氛，例如可以由氮气、氩气等气体提供。本领域技术人员应该理解的是，为了使反应稳定进行，在-20-0℃下反应0.5-1.5h后升至15-30℃，应该缓慢升温至15-30℃，例如，可以将在-20-0℃下反应0.5-1.5h后的体系置于15-30℃的环境温度下，使反应体系自身缓慢升温至15-30℃。本发明中，第一溶剂优选选自甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺和乙腈中的至少一种，更优选为甲醇和/或乙腈，更进一步优选为甲醇。本发明中，第一催化剂可以为无机酸或有机酸，优选选自醋酸、对甲基苯甲酸和苯磺酸中的至少一种，更优选为醋酸。本发明中，2,6-二叔丁基苯酚、甲醛和苯的用量基本上为等摩尔量，但甲醛和苯可以适当过量。2,6-二叔丁基苯酚、甲醛和苯的摩尔比优选为0.9-1.5:0.9-10:0.9-10。本发明步骤(a)中，第一催化剂的用量可以为催化量，以2,6-二叔丁基苯酚的摩尔数为基准，第一催化剂的用量优选为5-100摩尔％，更优选为10-30摩尔％。本领域技术人员应该理解的是，本发明步骤(a)中，为了得到较纯净的中间体M，还需要对反应后的体系进行后处理，后处理的方式可以包括减压除去溶剂，然后经溶剂稀释、洗涤、干燥、减压再除去溶剂，例如，将反应后的体系在0.01-0.05MPa、40-60℃下除去溶剂，然后倒入1-10倍体积的乙酸乙酯(或二氯甲烷)中，分别用蒸馏水和饱和食盐水洗涤，然后在15-30℃下加入无水氯化钙或者无水硫酸钠等干燥剂，保持10-60min。过滤除去干燥剂后，在0.01-0.05MPa、40-60℃下除去溶剂，以得到中间体M。本发明步骤(a)中，2,6-二叔丁基苯酚、甲醛和苯进行缩合反应的反应方程式如图1所示，图1中，第一溶剂采用的是甲醇，第一催化剂采用的是醋酸，仅为举例说明的目的，不对本发明的范围构成限制。本发明步骤(b)中，溴代反应的条件优选包括：在惰性气氛下，在第二溶剂中，在第二催化剂的存在下，在避光条件下，将步骤(a)得到的中间体M与溴化试剂在15-30℃下反应1-2h，然后用淬灭剂淬灭。“惰性气氛”如前所述，在此不再赘述。本领域技术人员应该理解的是，为了反应更稳定地进行，优选向中间体M中缓慢加入溴代试剂。本发明中，第二溶剂优选选自四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿和乙醚中的至少一种，更优选为四氢呋喃。本发明中，第二催化剂优选选自硝酸铵、过氧化苯甲酰(BPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)中的至少一种。本发明中，溴化试剂优选为N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)和/或Br2，更优选为NBS。本发明步骤(b)中，用淬灭剂进行淬灭，淬灭剂可以为本领域常用的淬灭剂，例如可以为饱和食盐水。本发明步骤(b)中，中间体M与溴化试剂的用量基本上为等摩尔量，但溴化试剂一般可以适当过量，达到反应底物的1.1-3倍当量。中间体M与溴化试剂摩尔比优选为0.9-1.2:0.9-3.0。本发明步骤(b)中，第二催化剂的用量可以为催化量，以中间体M的摩尔数为基准，第二催化剂的用量优选为10-100摩尔％，更优选为40-60摩尔％。本发明方法步骤(b)中，中间体M与溴化试剂接触进行溴代反应的反应方程式如图2所示，图2中，溴化试剂采用的是NBS，仅为举例说明的目的，不对本发明的范围构成限制。本发明步骤(b)中，除了生成式(III)所示的溴代产物外，还有微量邻位的溴代产物生成，没有间位的溴代产物生成，但邻位的溴代产物的量很微少，对后续反应没有实质影响，可以忽略不计。本领域技术人员应该理解的是，本发明步骤(b)中，为了得到较纯净的溴代产物，还需要对淬灭后的体系进行后处理，后处理的方式可以包括水洗、干燥、减压除去溶剂，例如，将淬灭后的体系用蒸馏水洗涤，然后在15-30℃下加入无水氯化钙或者无水硫酸钠等干燥剂，保持10-60min。过滤除去干燥剂后，在0.01-0.05MPa、40-60℃下除去溶剂，以得到溴代产物。本发明步骤(c)中，偶联反应的条件优选包括：在惰性气氛下，在第三溶剂中，在第三催化剂的存在下，将步骤(b)得到的溴代产物与式(IV)所示的化合物在80-100℃下反应4-8h。“惰性气氛”如前所述，在此不再赘述。本发明中，为了使反应稳定进行，优选逐渐升温至80-100℃，然后在80-100℃下反应4-8h。本发明中，第三溶剂优选选自二氯甲烷、氯仿、甲苯和四氢呋喃中的至少一种，更优选为二氯甲烷。本发明中，第三催化剂优选包括钯盐、配体和碱。钯盐优选选自醋酸钯和/或钯-二亚苄基丙酮络合物[Pd2(dba)3]；配体优选选自三叔丁基磷、联萘酚(BINAP)和双(二苯基膦基)二茂铁(dppf)中的至少一种；碱优选选自叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸铯和碳酸钠中的至少一种。本发明步骤(c)中，步骤(b)得到的溴代产物与式(IV)所示的化合物的用量基本上为等摩尔量，但式(IV)所示的化合物可以适当过量。步骤(b)得到的溴代产物与式(IV)所示的化合物的摩尔比优选为0.9-1.5:0.9-2.5。本发明步骤(c)中，催化剂的用量可以为催化量，以溴代产物的摩尔数为基准，钯盐的用量优选为5-50摩尔％，更优选为5-20摩尔％，更进一步优选为5-10摩尔％；配体的用量优选为5-50摩尔％，更优选为10-30摩尔％；碱的用量优选为5-50摩尔％，更优选为10-30摩尔％。本发明步骤(c)中，步骤(b)得到的溴代产物与式(IV)所示的化合物接触进行偶联反应的反应方程式如图3所示，图3中，钯盐采用的是醋酸钯，仅为举例说明的目的，不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是，为了得到较纯净的最终产物，即式(I)所示的抗氧剂，本发明方法优选还包括对反应后的体系进行后处理，后处理的方式可以包括过滤、溶剂稀释、水洗、干燥、减压除去溶剂，例如，将反应后的体系过滤后的滤液倒入1-10倍体积的乙酸乙酯(或二氯甲烷)中，然后用蒸馏水洗涤，然后在15-30℃下加入无水氯化钙或者无水硫酸钠等干燥剂，保持10-60min。过滤除去干燥剂后，在0.01-0.05MPa、40-60℃下除去溶剂，以得到式(I)所示的抗氧剂。本发明中制备式(I)所示结构的化合物的方法的各步骤优选在搅拌下进行，对于搅拌速度无特殊要求，可以为本领域常规的搅拌速度，例如，搅 拌速度可以为100-800rpm。本发明制备式(I)所示结构的化合物的方法中，对于第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂的量无特殊要求，可以为本领域常规的溶剂用量，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。如上所述，本发明旨在通过润滑油组合物中含有式(I)所示结构的化合物而实现发明目的，即使润滑油组合物具有优良的抗氧化等性能。因此，对于润滑油组合物的制备方法无特殊要求，可以采用本领域常规使用的方法，例如，第二方面，本发明还提供了一种润滑油组合物的制备方法，该方法包括：将含有润滑油基础油和抗氧多效添加剂的原料混合均匀得到润滑油组合物，其中，以润滑油组合物的重量为基准，润滑油基础油的用量为90-99.99重量％，抗氧多效添加剂的用量为0.01-10重量％，所述抗氧多效添加剂为式(I)所示结构的化合物：本发明方法中，优选地，以润滑油组合物的重量为基准，润滑油基础油的用量为95-99.98重量％，更优选为96-99.9重量％；抗氧多效添加剂的用量为0.02-5重量％，更优选为0.1-4重量％。如前所述，本发明方法中，原料还可以含有防锈剂和/或抗泡剂。本发明方法中，对于混合的方式无特殊要求，例如可以将除润滑油基础油的各原料组分分别加入到润滑油基础油中，也可以将除润滑油基础油的各组分混合制成浓缩物再加入到润滑油基础油中。本发明方法中，混合的条件优选包括：温度为40-90℃，时间为1-6h。润滑油基础油、抗氧多效添加剂、防锈剂、抗泡剂如前所述，在此不再 赘述。实施例以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。在以下实施例和对比例中：产物的理化分析方法：通过电感耦合等离子体离子发射光谱法测定元素含量。结构表征方法：核磁共振法(1H氢谱，13C碳谱)，高分辨质谱。制备例在带有电磁搅拌子(搅拌速度为200rpm)的500ml烧瓶中充入氮气保护，加入150ml的甲醇和0.01mol的醋酸，在冰水浴中充分冷却后，然后分别加入0.1mol的2,6-二叔丁基苯酚，0.2mol的甲醛和0.3mol的苯。反应1小时后移去冰水浴，升至25℃后加热至75℃持续回流2小时后停止反应，将反应后的体系在0.03MPa、50℃下蒸出溶剂，然后加入250ml乙酸乙酯，并转入分液漏斗中，分别用100ml蒸馏水(两次)和50ml饱和食盐水洗涤，并加入10g无水氯化钙在25℃下干燥20min，过滤后的滤液在40℃、0.03MPa下蒸除溶剂，得到中间体产物M1。在带有电磁搅拌子(搅拌速度为200rpm)的500ml烧瓶中充入氮气保护，加入150ml的干燥四氢呋喃，然后溶入中间体产物M1，并加入0.05mol的硝酸铵，在避光条件下慢慢加入0.1mol溴代试剂NBS。在25℃下搅拌反应1.5h，然后用饱和食盐水淬灭，然后用100ml蒸馏水(两次)洗涤，并加入10g无水硫酸钠在25℃下干燥20min。过滤后的滤液在40℃、0.03MPa下蒸除溶剂，得到溴代产物。在带有电磁搅拌子(搅拌速度为200rpm)的500ml烧瓶中充入氮气保 护，加入150ml的二氯甲烷作为溶剂，分别加入上述溴代产物和0.12mol的苯三唑化合物，随后加入0.02mol的三叔丁基磷，0.02mol的叔丁醇钠和0.005mol的Pd(OAc)2。逐渐升温至90℃，持续搅拌6h。然后将反应后的体系过滤后的滤液加入250ml乙酸乙酯，并转入分液漏斗中，用100ml蒸馏水(两次)洗涤，并加入10g无水硫酸钠在25℃下干燥20min。过滤后的滤液在40℃、0.03MPa下蒸除溶剂，得到最终产物S1。S1的理化分析数据如下：氮含量，11.2％。将S1进行结构表征，分别得到氢谱、碳谱和高分辨率质谱谱图，分别见图4、图5和图6。从上述制备例的理化分析数据、图4、图5和图6可以看出，S1具有式(I)所示的结构。实施例1本实施例用于说明本发明的润滑油组合物及其制备方法。将0.1重量份的S1加入到99.9重量份的600SN润滑油基础油(粘度指数为87，饱和烃含量为92重量％，硫含量为0.02重量％)中，在60℃下搅拌3h，混合均匀得到润滑油组合物A1。实施例2本实施例用于说明本发明的润滑油组合物及其制备方法。将2.5重量份的S1加入到42重量份的PAO10和55.5重量份的PAO4的混合润滑油基础油中，在40℃下搅拌6h，混合均匀得到润滑油组合物A2。实施例3本实施例用于说明本发明的润滑油组合物及其制备方法。将2.5重量份的S1加入到46重量份的Yubase4和51.5重量份的Yubase6的混合润滑油基础油中，在40℃下搅拌6h，混合均匀得到润滑油组合物A3。实施例4本实施例用于说明本发明的润滑油组合物及其制备方法。将4重量份的S1加入到96重量份的300SN润滑油基础油(粘度指数为91，饱和烃含量为92重量％，硫含量为0.01重量％)中，在90℃下搅拌1h，混合均匀得到润滑油组合物A4。对比例1按照实施例2的方法制备润滑油组合物，不同的是，将S1替换为等重量份的二丁基二硫代氨基甲酸锌，得到润滑油组合物D1。对比例2按照实施例3的方法制备润滑油组合物，不同的是，将S1替换为等重量份的二丁基二硫代氨基甲酸锌，得到润滑油组合物D2。测试例对润滑油组合物A1-A4、D1-D2分别进行如下测试：采用TA5000-DSC2910差热分析仪进行起始氧化温度的测定；采用高压差热扫描量法(PDSC)进行氧化诱导期的测定；表1A1A2A3A4D1D2起始氧化温度，℃201231227252218214氧化诱导期，min18.252.745.264.535.834.5本领域技术人员应该理解的是，起始氧化温度越高，润滑油的热稳定性越好；氧化诱导期越长，润滑油的抗氧化性能越好。将A2与D1进行比较，将A3与D2进行比较，可以看出，本发明的润滑油组合物具有更好的热稳定性、抗氧化性。本发明的润滑油组合物具有优异的抗氧化性能，可抑制高温氧化沉积物的生成。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3