作为润滑剂添加剂的含硫双核钼酸季铵制造技术

本发明专利技术涉及润滑组合物，其包含式I的化合物：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为润滑剂添加剂的含硫双核钼酸季铵专利
本专利技术涉及可用作减少摩擦、减少磨损和/或极压性能的润滑剂和油脂中的添加剂的化合物。本文描述了用作润滑剂中的添加剂的高度硫化的双核钼酸盐的开发。该类化合物可由下式表示：其中制备包含两种抗衡阳离子(Q1和Q2)和双核含硫钼酸根阴离子(Y)的钼盐。对相关技术的讨论与比较本专利技术涉及首先在Coucouvanis等人(Inorg.Chem.1988，27，3272-3273)中所述的一类化合物在润滑剂中作为添加剂用于减少摩擦、减少磨损和极压性能的应用。Coucouvanis等人教导了用[Mo2S2O2]2+核和可替换的不稳定配体合成硫代氧钼基配合物。Bhattacharyya等人证明了基于(Me4N)-和(Et4N)的化合物的制备并且提供了用X-射线晶体学对[Mo2S2O2]2+核进行另外的确认(Inorg.Chem.1991，30，3948-3955)。本申请的专利技术人扩大了先前所述的抗衡阳离子的范围，产生具有较低熔点的化合物。在某些情况下，获得室温离子液体。根据第4,370,245号美国专利，含有至少约15个碳原子的某些四烃基硫代钼酸铵(例如三辛基甲基硫代钼酸铵)增强了经取代增稠的脲油脂的极压性质。本文所述的本专利技术中所用的化合物与‘245专利的化合物的不同之处在于，含硫钼酸盐结构的核不同于硫代钼酸盐(MoS4)2-。本文所述的该类化合物的钼核相对于钼是双核的并且由氧和/或硫组成。第3,356,702号美国专利描述了一类具有通式MoO2(SCSNR2)2的二硫代氨基甲酸盐。本文所述的本专利技术中所用的化合物与‘702专利的化合物的不同之处在于，本文所述的化合物是含钼盐而不是中性的有机金属化合物。此外，含钼盐具有比二硫代氨基甲酸钼技术更高的硫与钼的比率。这类添加剂通过增加硫与钼的比率改进现有技例如二硫代氨基甲酸钼和二硫化钼。这些高度含硫的添加剂在减少摩擦、减少磨损和/或极压性质的方面表现出良好的性能。此外，选择适当的季铵抗衡阳离子可以得到为低熔点固体或室温离子液体的产物。本申请的专利技术人改进了Coucouvanis等人和Recatalá等人(DaltonTrans.，2013，42，12947-12955)中所述的含钼盐的制备方法，以改进未反应的元素硫的去除。本文所述的制备方法用适当的溶剂(即乙腈或二硫化碳)从反应混合物中去除过量的硫，并且避免重结晶步骤。萃取溶剂和未反应的硫可以通过蒸馏来分离并且在该工艺中再循环。专利技术概述本专利技术涉及包含式I的化合物的润滑组合物：其中R1至R4和R5至R8独立地选自烃基和含杂原子的烃基，使得来自抗衡离子Q1和Q2的总碳原子是8至76，并且钼酸根阴离子(Y)是选自[Mo2S8O2]2-、[Mo2S9O]2-、[Mo2S10]2-及其混合物的双核含硫二价阴离子，优选为[Mo2S8O2]2-，其中式I的化合物的总钼含量为约10％至约31％。含有作为单一组分或与其它添加剂组合的式I的化合物的润滑剂在减少摩擦、减少磨损和/或极压性质方面表现出改进的性能。本专利技术还涉及如上所定义的式I的化合物，其中来自抗衡离子Q1和Q2的总碳原子是12至76并且式I的化合物的总钼含量为10％至28％。专利技术详述润滑剂通常需要多种添加剂以改进整体性能。本申请中所述的该类化合物当用作单一组分添加剂或与其它润滑剂添加剂组合使用时，赋予相对于基础润滑剂改进的减少摩擦、减少磨损和/或极压性能。这种新的含硫钼酸季铵盐技术的一个优点是它允许使用较少的总添加剂来赋予极压和抗磨损改进。另一个益处是它可以递送高水平的钼和硫用于提高极压和抗磨损性能。高度硫化的双核钼酸盐本文描述了用作润滑剂中的添加剂的高度硫化的双核钼酸盐的开发。含有作为单一组分或与其它添加剂组合的这些添加剂的润滑剂已在减少摩擦、减少磨损和/或极压性质方面表现出改进的性能。这类化合物可由下式表示：其中制备包含两个抗衡阳离子(Q1和Q2)和双核含硫钼酸根阴离子(Y)的钼盐。对于抗衡阳离子，Q1和Q2是包含独立地选自烃基和/或含杂原子(例如氧、氮和硫)的烃基的基团R1至R4和R5至R8的季铵离子，使得来自Q1和Q2的总碳原子是8个至76个碳原子，优选8个至32个碳原子。烃基可以各自是0个至18个、优选1个至18个或优选2个至16个或1个至4个碳原子的直链、支链或环状烃以及饱和或不饱和的烃。季铵抗衡阳离子可以相同(Q1＝Q2)、不同(Q1≠Q2)，或可变比率(范围为Q1∶Q2＝100∶0至0∶100)的两种不同抗衡阳离子的混合物。另外，R1-3和R5-7可如上所定义，并且R4和R8可以一起作为单环氧烷或聚环氧烷(例如单-或聚-环氧乙烷或环氧丙烷)，使得Q1和Q2连接。钼酸根阴离子(Y)是由[Mo2S8O2]2-、[Mo2S9O]2-、[Mo2S10]2-或其混合物组成的双核含硫二价阴离子。本文还描述了如上定义的式I的化合物，其中来自抗衡离子Q1和Q2的总碳原子为12至76，并且式I的化合物的总钼含量为10％至28％。在具体的实施方案中，高度硫化的双核钼酸盐包括化合物，其中Q1＝Q2＝四甲基铵(Me4N)、四乙基铵(Et4N)、四-正丁基铵(nBu4N)、四-正辛基铵(nOct4N)、甲基三-正辛基铵(MenOct3N)、十六烷基三甲基铵(CetylMe3N)和二(脱氢牛油基烷基)二甲基铵(DitallowMe2N)并且Y＝[Mo2S8O2]2-，其可以按0.1重量％至10.000重量％、优选0.5重量％至5.00重量％、更优选1重量％至4.00重量％并且又更优选2重量％至4.00重量％或3重量％至4.00重量％的处理率用作润滑剂添加剂。在特别优选的实施方案中，高度硫化的双核钼酸盐可以为双(四甲基铵)氧代硫代钼酸盐(Me4N)2[Mo2S8O2]和/或双(四乙基铵)氧代硫代钼酸盐(Et4N)2[Mo2S8O2]或双(四丁基铵)氧代硫代钼酸盐(Bu4N)2[Mo2S8O2]。双(四甲基铵)氧代硫代钼酸盐(Me4N)2[Mo2S8O2]是优选的，因为其作为添加剂可递送非常高水平的钼和硫至润滑油组合物。双(四丁基铵)氧代硫代钼酸盐(Bu4N)2[Mo2S8O2]是优选的，因为其作为室温离子液体存在。在实施方案中，含钼添加剂可以按足以递送100ppm至15,000ppm、优选1000ppm至10,000ppm、更优选2,800ppm至14,000ppm并且又更优选2,800ppm至8,400ppm的钼至成品的处理率使用。这类化合物是来自七钼酸铵四水合物、硫和由季铵抗衡阳离子(Q1和/或Q2)和阴离子组成的季铵盐的反应的产物。选择阴离子，使得在反应结束时产生的副产物铵盐是水溶性的。阴离子的实例包括但不限于卤离子(氟离子、氯离子、溴离子和/或碘离子)、氢氧根、硼酸根、硫酸根、烷基硫酸根、亚硫酸氢根、亚硫酸根、碳酸氢根、碳酸根、氯酸根、溴酸根和/或羧酸根(如乙酸根)。根据Q1和Q2的特性，产物含硫钼酸季铵盐可以是粉末、低熔点固体(≤50℃温度的熔点)或室温离子液体。在实施例1中提供了制备本专利技术的该类化合物的代表性实例。来自这类分子的各个化合物可以按0.1重量％至10.000重量％、优选0.5重量％至5.00重量％、更优选1重量％至4.00重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.润滑组合物，包含至少90重量％的润滑剂基础油或油脂，和式I的化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.23 US 62/298,7431.润滑组合物，包含至少90重量％的润滑剂基础油或油脂，和式I的化合物：其中R1至R4和R5至R8独立地选自烃基，使得来自抗衡离子Q1和Q2的总碳原子为8至76，并且钼酸根阴离子(Y)是选自[Mo2S8O2]2-、[Mo2S9O]2-和[Mo2S10]2-及其混合物的双核含硫二价阴离子，其中所述式I的化合物以足以向所述润滑组合物提供约100ppm至15,000ppm钼的量存在。2.如权利要求1所述的润滑组合物，其中所述烃基各自是1个至18个碳原子的直链、支链或环状烃以及饱和或不饱和的烃。3.如权利要求2所述的润滑组合物，其中所述烃基各自具有1个至4个碳原子。4.如权利要求1所述的润滑组合物，其中Q1和Q2相同。5.如权利要求1所述的润滑组合物，其中R4和R8一起是单环氧烷或聚环氧烷，使得Q1和Q2连接。6.如权利要求1所述的润滑组合物，其中Q1和Q2独立地选自烷基三甲基铵、二烷基二甲基铵、三烷基甲基铵、烷基三乙基铵、二烷基二乙基铵和三烷基乙基铵。7.如权利要求1所述的润滑组合物，其中所述Q1和Q2独立地选自四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵、四辛基铵、十四烷基铵、甲基三辛基铵、鲸蜡基三甲基铵和二甲基二牛油基铵。8.如权利要求7所述的润滑组合物，其中Q1＝Q2并且Y＝[Mo2S8O2]2-。9.如权利要求1所述的润滑组合物，其中所述式I的化合物的量足以将约2800ppm至14,000ppm的钼递送至所述润滑组合物。10.如权利要求1所述的润滑组合物，还包含一定量的二烷基二硫代氨基甲酸钼，使得二烷基二硫代氨基甲酸钼与式I的化合物的组合结合为递送总共100ppm至15,000ppm的钼至所述润滑组合物。11.如权利要求10所述的润滑组合物，其中所述二烷基二硫代氨基甲酸钼是二丁基二硫代氨基甲酸钼。12.如权利要求1所述的润滑组合物，还包含0.005重量％至10.000重量％的含磷或含锌的抗磨损化合物。13.如权利要求12所述的润滑组合物，其中所述含磷或含锌的抗磨损化合物选自二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸酯和酸性磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·M·凯西，文森特·J·加托，
申请(专利权)人：范德比尔特化学品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US