专利名称：磷酸酯胺盐及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及磷酸酯胺盐及其制备方法以及在自动传动液中的应用方法。
背景技术：
目前广泛使用的含磷抗磨添加剂有亚磷酸二正丁酯(T304)、硫磷酸含氮衍生物(T305)、磷酸三甲酚酯(T306)、硫代磷酸复酯胺盐(T307)等，T304虽有较强的化学活性，但热稳定性差，同时对金属的腐蚀和锈蚀也较大；其它几种抗磨剂的则抗磨性能不足。而使用硫化异丁烯(T321)、二苄基二硫化物(T322)等含硫极压抗磨添加剂，则会造成金属的严重腐蚀，在使用中对摩擦付的摩擦系数影响也较大。ZL 95106742.7提出了一种极压抗磨剂组合物，其是由一种抗磨剂和一种极压剂复合而成，适合于金属切削液。CN 91103460提出了一种硫代磷酸酯的制备方法，CN 98803628提出了一种含硫硼酸酯抗磨剂，US 5482521报道了一种用含氮杂环结构与羧酸类和胺类化合物反应制备的具有抗氧化性能的多效抗磨添加剂，但抗磨性能不够，它们都需要与含硫极压剂复合才有较好的极压抗磨性能。上述极压抗磨剂都不太适合作自动传动液这类工况的润滑油抗磨添加剂。
自动传动液是一种多功能、多用途的液体，它主要用于轿车和轻型卡车的自动变速系统。由于在自动变速器内装有液力变扭器、齿轮机构、液压机构、湿式离合器等，而只用一种油来润滑和传递能量，所以对自动传动液的要求很高。一般自动传动液需要添加粘度指数改进剂、降凝剂、清净剂、分散剂、抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、金属减活剂、摩擦改进剂、密封材料溶胀剂等多种添加剂。对于齿轮机构来说，要求自动传动液具有良好的抗磨性能。
发明内容
本发明提供一种具有新型结构的磷酸酯胺盐。
本发明还提供上述磷酸酯胺盐的制备方法。
本发明还提供上述磷酸酯胺盐在自动传动液中的应用方法。
本发明提供的磷酸酯胺盐具有以下结构
或 式中，R1、R2为相同或不相同的直链或支链的C1～20烷基、环烷基、芳基或芳烷基，优选C2～8的烷基，如乙基、正丁基、异丁基或正辛基。k为0或1。n+m等于2～16的整数，优选2～8的整数。R3为C8-26直链或支链的饱和或不饱和的烃基，优选C10～20的直链或支链的饱和或不饱和的烃基。x+y+z等于1～25的整数，优选1～10的整数。
本发明提供的磷酸酯胺盐是由(1)烃基磷酸酯或烃基亚磷酸酯与(2)乙氧基化烃基胺在60～100℃温度下反应而成。(1)和(2)的质量比为1∶0.1～10，优选1∶0.2～3.0。
烃基磷酸酯或亚磷酸酯的其通式为 (I)式中，R1、R2为相同或不相同的直链或支链的C1～20烷基、环烷基、芳基或芳烷基，优选C2～8的烷基，k为0或1。如亚磷酸二乙酯、亚磷酸二正丁酯、亚磷酸二异丁酯、亚磷酸二正辛酯。特别优选亚磷酸二正丁酯。
乙氧基化烃基胺的通式如(II)和(III)所示 (II)式中，R3为C8～26的直链或支链的饱和或不饱和烃基，优选C10-20的直链或支链的饱和或不饱和烃基。n+m等于2～16的整数，优选2～8的整数。适合于本发明的商品有乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于2)，牌号为Ethomeen T-12；乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于5)，牌号为Ethomeen T-15；乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于10)，牌号为Ethomeen T-20；乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于15)，牌号为Ethomeen T-25；乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于2)，牌号为Ethomeen C-12；乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于5)，牌号为Ethomeen C-15；乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于10)，牌号为Ethomeen C-20；乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于15)，牌号为EthomeenC-25；乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于2)，牌号为Ethomeen S-12；乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于5)，牌号为Ethomeen S-15；乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于7)，牌号为Ethomeen S-17；乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于10)，牌号为Ethomeen S-20；乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于12)，牌号为Ethomeen S-22；乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于15)，牌号为Ethomeen S-25。上述化合物都可从Akzo Nobel化学公司获得。其中优选乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于2)，乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于5)，乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于2)，乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于5)，乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于2)，乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于5)，乙氧基化大豆烷基胺(R3为C16-20，n+m等于7)，特别优选乙氧基化牛脂胺(R3为C16-18，n+m等于2)和乙氧基化椰油烷基胺(R3为C12-18，n+m等于2)。
(III)式中，R3为C8-26的直链或支链的饱和或不饱和的烃基，优选C10～20的直链或支链的饱和或不饱和的烃基。x+y+z等于1～25的整数，优选1～10的整数。可用于本发明的商品有乙氧基化牛脂二胺(R3为C16-18，x+y+z等于1)，牌号为Ethoduomeen T-11；乙氧基化牛脂二胺(R3为C16-18，x+y+z等于3)，牌号为Ethoduomeen T-13；乙氧基化牛脂二胺(R3为C16-18，x+y+z等于10)，牌号为Ethoduomeen T-20；乙氧基化牛脂二胺(R3为C16-18，x+y+z等于15)，牌号为Ethoduomeen T-25。上述化合物可从Akzo Nobel化学公司获得。
本发明提供的磷酸酯胺盐有很好的抗磨和减摩的作用，同时具有适度的化学活性和热稳定性，特别适用于自动传动液，应用方法为在不含抗磨剂的自动传动液基础液中加入本发明提供的磷酸酯胺盐，配制成自动传动液，以自动传动液重量为100％计，添加量为0.05～2.0重％，优选0.1～0.8重％。
自动传动液基础液一般是由基础油和多种添加剂复配而成的。基础油一般是深度脱蜡的矿物油、加氢处理基础油、聚α-烯烃，或其混合物。添加剂一般包括粘度指数改进剂、抗氧剂、无灰分散剂、金属清净剂、金属钝化剂、防锈剂、抗泡剂以及摩擦改进剂等。粘度指数改进剂主要是聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物。抗氧剂主要是胺类抗氧剂、酚类抗氧剂。无灰分散剂主要是丁二酰亚胺、丁二酸酯、经磷化或硼化的丁二酰亚胺和丁二酸酯。金属清净剂主要是磺酸盐和烷基酚盐。金属钝化剂主要是苯三唑型和噻二唑型金属钝化剂。防锈剂主要是磺酸盐、烯基丁二酸。抗泡剂主要是有机硅型和聚酯非硅型抗泡剂。摩擦改进剂主要是长链胺类、长链酯类。
上述基础油和添加剂在60～80℃下混合搅拌30～60分钟，冷却至室温就得到自动传动液基础液。
本发明提供的磷酸酯胺盐可用于配制各种组成的自动传动液。
具体实施例方式
下面通过实例对本发明作进一步说明，但下面的实例不是对本发明的限制，任何不超出本发明构思和范围的改动都在本发明的范围之内。
本发明关于润滑油磨损性能测定法(Falex试验机法，SH/T0188-92)润滑油的磨损性能是以总磨损量表示的，总磨损量越小，润滑油的抗磨性能越好。
实例1本实例为自动传动液基础液(不含抗磨剂)的制备。
将5重％聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂、4重％丁二酰亚胺无灰分散剂、0.08重％金属钝化剂、0.08重％防锈剂、0.35重％金属清净剂、0.2重％摩擦改进剂、0.5重％抗氧剂、0.03重％抗泡剂和余量的加氢基础油100N进行混合，在70～80℃下搅拌30～40分钟。
实例2取195g亚磷酸二正丁酯(商品牌号为T304)，加入150g乙氧基化牛脂胺(Ethomeen T-12，Akzo Nobel化学公司生产)，在80±5℃温度下搅拌1h，所得浅黄色清亮液体为抗磨添加剂C1。
将C1按0.5重％加入到实例1的自动传动液基础液中，得到自动传动液油品，进行Falex试验机评定，结果见表1。
实例3制备磷酸酯胺盐。加入300g乙氧基化牛脂胺(Ethomeen T-12，Akzo Nobel化学公司生产)，其余同实例2，所得浅黄色清亮液体为抗磨添加剂C2。
将C2按0.2重％加入到实例1的自动传动液基础液中，进行Falex试验机评定，结果见表1。
实例4制备磷酸酯胺盐。加入450g乙氧基化椰油烷基胺(Ethomeen C-12，AkzoNobel化学公司生产)，其余同实例2，所得清亮液体为抗磨添加剂C3。
将C3按0.8重％加入到实例1的自动传动液基础液中，进行Falex试验机评定，结果见表1。
实例5取350g亚磷酸二正丁酯，加入400g乙氧基牛脂二胺(Ethoduomeen T-13，AkzoNobel化学公司生产)，在70±5℃温度下搅拌2h，所得清亮液体为抗磨添加剂C4。
将C4按0.15重％加入到实例1的自动传动液基础液中，进行Falex试验机评定，结果见表1。
实例6取350g亚磷酸二正丁酯，加入425g乙氧基化椰油烷基胺(Ethomeen C-15，Akzo Nobel化学公司生产)，在80±5℃温度下搅拌2h，所得清亮液体为抗磨添加剂C5。
将C5按0.15重％加入到实例1的自动传动液基础液中，进行Falex试验机评定，结果见表1。
实例7制备磷酸酯胺盐。取300g亚磷酸二正辛酯(商品为Irgafos OPH，Ciba-Geigy公司生产)，其余同实例4，所得清亮液体为抗磨添加剂C6。
将C6按0.35重％加入到实例1的自动传动液基础液中，进行Falex试验机评定，结果见表1。
对比例将0.5重％亚磷酸二丁酯(T304)、0.5重％磷酸三甲酚酯(T306)、0.5重％硫代磷酸复酯胺盐(T307)分别加入到实例1的自动传动液基础液中，进行Falex试验机评定，结果见表1。
表1Falex试验机评定结果
从表1可以看出，本发明提供的磷酸酯胺盐应用到自动传动液中，抗磨效果明显好于对比例。
权利要求
1.一种磷酸酯胺盐，具有以下结构 或 式中，R1、R2为相同或不相同的直链或支链的C1～20烷基、环烷基、芳基或芳烷基，k为0或1，n+m为2～16的整数，R3为C8-26直链或支链的饱和或不饱和的烃基，x+y+z为1～25的整数。
2.按照权利要求1所述的磷酸酯胺盐，其特征在于，结构式(A)和(B)中，R1、R2为C2～8的烷基；n+m为2～8的整数；R3为C10-20烃基；x+y+z为1～10的整数。
3.权利要求1所述磷酸酯胺盐的制备方法，包括将烃基磷酸酯或烃基亚磷酸酯与乙氧基化烃基胺在60～100℃温度下反应，其中烃基磷酸酯或烃基亚磷酸酯与乙氧基化烃基胺的质量比为1∶0.1～10。
4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，烃基磷酸酯或烃基亚磷酸酯与乙氧基化烃基胺的质量比为1∶0.2～3.0。
5.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，烃基磷酸酯或亚磷酸酯的其通式为 (I)式中，R1、R2为相同或不相同的直链或支链的C1～20烷基、环烷基、芳基或芳烷基，k为0或1。
6.按照权利要求3或5所述的制备方法，其特征在于，烃基磷酸酯或烃基亚磷酸酯为亚磷酸二乙酯、亚磷酸二正丁酯、亚磷酸二异丁酯或亚磷酸二正辛酯。
7.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，乙氧基化烃基胺的通式为(II)和(III)所示 式中，R3为C8-26的直链或支链的饱和或不饱和烃基，n+m等于2～16的整数，x+y+z等于1～25的整数。
8.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，乙氧基化烃基胺为乙氧基化牛脂胺、乙氧基化椰油烷基胺或乙氧基牛脂二胺。
9.权利要求1所述磷酸酯胺盐的应用方法，包括将所述磷酸酯胺盐配制成自动传动液，以自动传动液重量为100％计，含量为0.05～2.0重％。
10.按照权利要求9所述的应用方法，其特征在于，所述磷酸酯胺盐在自动传动液中的添加量为0.1～0.8重％。
全文摘要
本发明提供一种具有新型结构的磷酸酯胺盐，如右式，所述磷酸酯胺盐是由烃基磷酸酯或烃基亚磷酸酯与乙氧基化烃基胺在60～100℃温度下反应而成。本发明还提供了上述磷酸酯胺盐在自动传动液中的应用方法。
文档编号C10N40/00GK1978450SQ20051012605
公开日2007年6月13日 申请日期2005年11月30日 优先权日2005年11月30日
发明者李勇, 李云鹏, 唐俊杰 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科, 学研究院