磷酸酯润滑剂制造技术

通式Ⅰ的有机磷酸酯作为润滑剂，特别是用于牵引传装置的应用，＆其中每个Ｒ＋［１］基各自代表由一个或多个烷基，特别是甲基，任意取代的饱和的脂环基，最好是环己基，Ｒ＋［２］代表Ｒ＋［１］或烷基或芳基。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本过程涉及作为润滑剂的某些磷酸酯化合物的应用，特别是它们在牵引传动装置中的应用。这些润滑剂可以用于各种各样的工程应用中，在牵引传动装置中是特别有价值的。牵引被概括地定义为物体在其运动表面上的粘附摩擦。牵引传动装置是这样一个装置，在这个装置中转动力矩通过名义上的点或线的接触而从输入元件传递到输出元件，该名义上的点或线的接触一般通过接触元件间的牵引而具有滚动作用。而牵引元件通常说成是处于接触状态，普遍认为在其间存在流体膜。几乎所有的牵引传动装置都需要流体以除去热、避免接触表面摩损并润滑轴承和其它与传动有关的运动部件。因而，代替金属与金属之间的滚动接触，有一层引入接触区并介于金属元件间的流体膜。这种流体的特性在很大程度上决定了性能的限度和传动的能力。大多数牵引传动装置设计成用牵引流体来操作，这种牵引流体最好具有牵引系数约0.06以上，在40℃--20℃的温度范围内具有的粘度范围约为4-20，000毫帕·秒(mpa.s)，并具有良好的热稳定性和氧化稳定性。该流体也应不腐蚀普通制作材料并且具有良好的承载性能和低摩损速率性能。矿物基础油是颇不令人满意的牵引传动装置的润滑剂，因为一般它们的牵引(摩擦)系数低，这意味着对于齿轮上的任意给定负载，可由摩擦轮传递的最大切向力是低的。现在已经发现某些有机磷酸酯是良好的润滑剂和牵引液。因此，本专利技术提供了通式Ⅰ的有机磷酸酯作为润滑剂，特别是作为牵引液的应用 其中，每个R1基各自代表由一个或多个烷基任意取代的饱和脂环基，最好是C5-7环烷基，R2代表R1或一个烷基或芳基。作为R1基上的取代基的烷基可以是直链烷基或支链烷基，并且最好含1-6个碳原子，含有高达4个碳原子的基团提供了特别合适的物理性质和物质成本的组合。当R2是烷基或芳基时，优选的基是C1-6烷基，最好是C4-6支链烷基，例如，新戊基，或者是任意有一个或多个烷基取代的苯基，例如，甲苯基。优选的通式Ⅰ的有机磷酸酯是其中R1为任意烷基取代的环己基的那些化合物。最好R1是环己基或甲基环己基，R2是环己基、甲基环己基、甲苯基或C4-6支链烷基。特别优选的通式Ⅰ的酯是其中R1和R2是分别选自2-甲基环己基和3-甲基环己基的那些化合物。有机磷酸酯是公知的化合物，因而可以用公知的方法来制备，如在碱(如吡啶或三乙胺)存在下，并且也适当地存在一种溶剂下，磷酰氯与适当的醇反应来制备。自然，最佳反应条件要根据所用的醇而具体变化。在环己醇与磷酰氯反应的情况下，认为在二氯甲烷溶剂中在温度不超过25℃下进行反应，所得产物用结晶法从二乙醚中提纯会得到好的结果。对于甲基环己基类似物可使用类似的反应条件，并用薄膜蒸发器提纯是有效的。人们认为上述酯化合物的粘度特性是极适用于例如摩擦轮传动装置(牵引传动装置)，在这种用途中，它们可以与常规的润滑脂增稠剂掺合。这些增稠剂可以是通常用来增稠矿物油至润滑粘度的任何量的物质，包括有机和无机组合物，如金属皂、合成聚合物、有机硅氧烷、白土、膨润土和胶体氧化硅。适宜地，要用于牵引传动装置的化合物的粘度性质是这样，以使该化合物在-30-150℃可运转。为达到这种情况，在根据本专利技术的润滑剂中的酯化合物的粘度在40℃时至多1000，最好250mm2/s，在100℃时至少1，最好3mm2/s是有利的。这些化合物在各种工程使用中可以用作润滑剂。因为上述酯化合物在牵引传动中表现出优良的润滑性能，因而本专利技术具体地提供了这些酯化合物作为牵引液的应用，而且也提供了这些酯作为牵引液的牵引传动装置的操作。本专利技术的这些酯化合物本身可以用作润滑剂。它们可以与其它润滑剂混合，例如矿物油或合成油，并且可以将各种添加剂，例如VI改进剂、降凝剂、分散剂、清净剂、抗氧化剂等等加到这些酯化合物中。可能对牵引液应用具有特殊意义的混合物是与聚烯烃，具体的是聚α-烯烃，特别是聚异丁烯的掺合物，因为聚合物的存在可以有效提高液体掺合物的牵引系数。这些聚烯烃掺合物组分的分子量在500-10000范围内是合适的，合适的聚异丁烯的具体实例是“Hyvis”，聚烯烃的比例可以在0-70%(重量)变化。下面的实施例说明了本专利技术所用的代表性化合物的制备，同时也说明了它们的摩擦性质和其它物理性质。实施例Ⅰ磷酸三环己酯在干燥的氮气氛下搅拌环己醇(751.2g，7.5m)和吡啶(595.0g，7.5m)在二氯甲烷(3.5L)中的溶液，并且在1-2小时内滴加磷酰氯(382.5g，2.5m)，而在整个加料期间保持该反应混合物的温度于15-25℃。加完料时，继续在环境温度下再搅拌18小时，然后过滤得到的混合物，然后用水(3×5L)洗涤该有机溶液并干燥(在MgSO4上)。在真空中于30℃蒸发出溶剂，得到静置时缓慢固化的淡黄色粘稠的油(730.3g)。将该粗油搅拌溶于二乙醚(750ml)中，并且在干冰/丙酮冷却浴中搅拌冷却到-40--50℃。过滤沉淀物并在真空中于25℃使之干燥得到磷酸三(环己基)酯(520.0g)，其为灰白色固体，熔点48-50℃。实施例Ⅱ磷酸三(甲基环己基)酯在干燥的氮气氛下搅拌在二氯甲烷(10L)中的甲基环己醇(工业级、含异构体混合物;2.08kg、18.2m)和吡啶(1.44kg，18.2m)的溶液，并且在1.5小时内滴加磷酰氯(930.2g，6.07m)，而在整个加料期间将搅拌的反应混合物的温度维持在15-25℃。加完料时，于环境温度下连续再搅拌18小时，然后过滤生成的混合物，用水(4×6L)洗涤，并干燥(在MgSO4上)，在其空中于30℃蒸发出溶剂得到粗产品，其为粘稠的油。该粗油在室温下静置过夜，然后过滤，用KDL-4薄膜蒸发器蒸发(在85℃和0.8mmHg(107帕)下)除去未反应的甲基环己基醇和其它挥发性杂质，得到含各种异构体的混合物的透明的粘稠油产物(1.75kg)。实施例Ⅲ-Ⅴ采用实施例Ⅱ的方法，但是分别用2-甲基环己醇、3-甲基环己醇和4-甲基环己醇(在每种顺-和反-异构体的混合物的情况下)代替工业级的甲基环己醇，制备有Ⅲ-磷酸三(2-甲基环己基)酯(油)Ⅳ-磷酸三(3-甲基环己基)酯(油)Ⅴ-磷酸三(4-甲基环己基)酯(油)实施例Ⅵ磷酸双(甲基环己基)单(甲基苯基)酯在干燥的氮气氛下于15℃搅拌在二氯甲烷(750ml)中的磷酰氯(115.0g，0.75m)和甲酚(异构体的工业混合物)的混合物。在20-30分钟内滴加吡啶(59.3g，0.75m)，而在这整个期间保持反应混合物的温度低于20℃。于环境温度下搅拌混合物18小时，然后再加入吡啶(118.7g，1.5m)。将混合物冷却至10-15℃，并且在30分钟内加入甲基环己醇(如实施例Ⅱ那样的工业级)(205.5g，1.8m)，而在这整个期间使反应混合物的温度维持在15-20℃。连续搅拌一个晚上，然后混合物用水(4×500ml)洗涤并干燥(在硫酸镁上)，在真空下蒸发出溶剂。生成的粗油(315g)通过薄膜蒸发器(在150℃和0.8mmHg压力(107帕)下)以除去挥发性杂质，得到所要的磷酸双(甲基环己基)单(甲基苯基)酯(230g)，其为含各种异构体的混合物的棕色油。实施例Ⅶ磷酸双(甲基环己基)单新戊基酯在干燥的氮气氛下于15℃搅拌在二氯甲烷(500ml)中的磷酰氯(76.7g，0.5m)的溶液，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式Ｉ的有机磷酸酯作为润滑剂的应用＊＊＊Ｉ其中每个Ｒ↑［１］基各自代表一个饱和的由一个或多个烷基任意取代的脂环基，Ｒ↑［２］代表Ｒ↑［１］或烷基或芳基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丁菲利普达埃德华，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]