[发明专利]苯并三氮唑铵盐、其制备方法以及应用

说明书

发明领域

本发明涉及一种苯并三氮唑铵盐、其制备方法以及作为油性添加剂的应用。

背景技术

齿轮油是一种极压性车辆和工业用油品，它主要用于车辆和工业设备的闭式齿轮润滑系统。齿轮传动系统通常需要承受高扭矩、高速冲击以及高剪切所产生的负荷，并且齿轮表面易发生疲劳、剥落、点蚀等问题。因此，对齿轮油的要求较高，通常需要其具有良好的极压性能、抗磨损性能和抗氧化性能等。一般通过向齿轮油中添加极压剂、抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、金属减活剂、摩擦改进剂等多种添加剂来改善它的性能。而油性添加剂由于集金属减活剂、摩擦改进剂等多种添加剂的性能于一身而备受关注。

目前在齿轮油等工业润滑油中广泛使用的油性添加剂有膦酸酯衍生物(T451)、硫化烯烃棉子油(T405)和苯并三氮唑十八铵盐(T406)等。这些油性添加剂均具有抗磨、防锈等多种效能。但其中T405和T451与极压剂的协同效应不足，并对润滑油的防腐蚀性能有负面作用。而T406虽然与极压剂有协同效应，但在常温下呈固体状态，油溶性差，并且与其它添加剂的配伍性差，致使润滑油油品的制造工艺复杂化。

US 5482521报道了一种由含氮杂环结构化合物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添加剂，它需要与含硫极压剂复合才能具有较好的极压抗磨性能和使用效果，并且其制备过程中需要加入甲苯和乙醇作为溶剂，导致合成工艺复杂。

上述油性添加剂，均存在与极化剂的协同效应较低、油溶性不足或与其他添加剂的配伍性差等问题。因此，需要开发一种新的油性添加剂以解决这些问题。

发明内容

本发明一方面提供一种苯并三氮唑铵盐类化合物，其结构如下式(I)所示，

其中，

R代表H、直链或支链的C_1-20烷基、环烷基、芳基或芳烷基；R₁、R₂、R₃各自独立地代表C_1-12直链或支链的饱和或不饱和的烃基。该化合物在常温下呈液态，可用作油性添加剂。

本发明另一方面涉及制备式(I)化合物的方法，包括使摩尔比为1∶0.1～10的式(II)化合物与式(III)的化合物在100～150℃温度下反应；

其中，R、R₁、R₂和R₃定义如上。

该制备方法简单，并且不需要致癌性的苯类物质作为溶剂，改善了操作人员的工作环境。

发明人意外地发现，上述苯并三氮唑铵盐类化合物可直接用作油性添加剂。

因此，本发明还提供一种油性添加剂，它含有上述式(I)的苯并三氮唑铵盐类化合物。该油性添加剂在常温下呈液态，油溶性好，并且与其它添加剂有极好的配伍性，与主要的齿轮油添加剂硫化异丁烯之间具有显著的协同增效作用。它是一种无硫的含氮添加剂，具有适度的化学活性，对金属的腐蚀和锈蚀无不良影响。

本发明还提供含有上述油性添加剂的润滑油。该润滑油中的油性添加剂与主添加剂硫化异丁烯产生协同效应，导致润滑油的承载能力显著提高。

附图说明

图1为本发明一种式(I)化合物的红外光谱图。

具体实施方式

本发明一方面提供一种苯并三氮唑铵盐类化合物，其结构如下式(I)所示，

其中，

R代表H、直链或支链的C_1-20烷基、环烷基、芳基或芳烷基，优选代表H、甲基、丁基或苯基，更优选代表H或甲基，极优选代表H；

R₁、R₂、R₃各自独立地代表C_1-12直链或支链的饱和或不饱和的烃基；优选地，R₁、R₂和R₃均选自甲基和正壬基，且不同时为甲基或正壬基；更优选地，R₁、R₂和R₃中有两个基团为甲基，另一个基团为正壬基。

特别优选地，一种式(I)的苯并三氮唑铵盐类化合物中，R代表H；且R₁、R₂和R₃中有两个基团为甲基，另一个基团为正壬基。

本发明另一方面涉及制备式(I)化合物的方法，包括使摩尔比为1∶0.1～10的式(II)化合物与式(III)化合物在100～150℃温度下反应，