新的硫桥连化合物、其用途和其生产方法技术

本发明专利技术涉及新的硫桥连化合物、其用途和其生产方法。在所述硫桥连化合物中，分子内有至少一个脂肪酸通过至少一个硫桥键合到至少一个聚亚烷基二醇酯，该聚亚烷基二醇酯为脂肪酸与聚亚烷基二醇的反应产物，以及这些具有按重量计8至29％的含硫量。本发明专利技术还涉及这些作为硫载体和润滑剂添加剂的用途以及所述化合物的生产。

【技术实现步骤摘要】
新的硫桥连化合物、其用途和其生产方法
本专利技术涉及新的硫桥连化合物，其中，分子内有至少一个脂肪酸通过至少一个硫桥键合到至少一个聚亚烷基二醇酯，所述聚亚烷基二醇酯为脂肪酸与聚亚烷基二醇的反应产物，以及这些具有按重量计8至29％的含硫量，涉及这些(硫桥连化合物)作为硫载体和润滑剂添加剂的用途以及所述化合物的生产。
技术介绍
据LubricantAdditives，2003，第259和260页中所述，硫载体属于有机化合物类，其中硫的氧化态为0或-1，并且硫原子被键合到烃或硫原子。此外还阐述了硫载体除氧外没有其他杂原子。硫载体通过将硫加入至包含双键的任何类型的不饱和化合物而产生。硫载体主要用作润滑剂中的添加剂。根据润滑剂添加剂的习惯分类，硫载体在优越有效性的基础上与高压添加剂(＝EP添加剂)类归为一类。硫载体主要防止与彼此摩擦接触的两种金属材料的熔合，且特别在高载荷和高温下。据LubricantsandLubrication，2001，第107页中所述，存在的硫与金属表面反应，此反应发生的温度一般高于600℃。由该反应产生的低摩擦层通过一类受控的磨损方法连续地剪下，且这样可防止金属表面的熔合。硫载体也减少与彼此摩擦接触的金属材料之间的摩擦，这样的效果主要在低载荷和低温下是重要的。硫载体的润滑能力是摩擦减少的决定性因素。据LubricantAdditives,2003,第277页中所述，硫载体的润滑能力一般随着极性增加而上升。由硫桥连的甘油三酸酯和/或脂肪酸烷基酯组成的硫载体由随后被硫桥连的不饱和甘油三酸酯和/或不饱和脂肪酸烷基酯产生。硫桥连的甘油三酸酯和/或脂肪酸烷基酯具有与水不混溶的缺点。因此，当它们用于与水混溶润滑剂时有必须加入乳化剂。由硫桥连的脂肪酸组成的硫载体由被硫桥连的不饱和脂肪酸产生。硫桥连的脂肪酸主要用作与水混溶的润滑剂的添加剂。在与水混溶的润滑剂的生产中，硫桥连的脂肪酸通常被中和得到肥皂，因为标准程序加入了碱，例如三乙醇胺或含水氢氧化钾溶液，以便产生碱性pH。所得的硫桥连肥皂是与水混溶的并且不需要加入乳化剂，而且其本身可以充当乳化剂。此外，它们是强极性的并且具有很高的对金属材料的润滑能力。然而，硫桥连肥皂具有在硬水中可产生皂垢沉积的缺点，如通过例如在LubricantAdditives,2003,第281页中描述的方法。迄今已发现，例如调节润滑剂制剂至适应规定的水硬度范围或使用络合剂的各种溶液方法，仅提供了部分解决方案。将硫桥连的脂肪酸满意地用作添加剂用于与水混溶的润滑剂通常仅在高成本下是可能的。这大大限制了其使用。在US-A4172800和US-A3822299中，不饱和脂肪酸首先被乙氧基化，然后与硫反应得到硫桥连的脂肪酸聚亚烷基二醇酯。所述产品没有羧酸单元。这些产物因为具有小于按重量计8％的低含硫量、和/或不充分与水混溶而不能成本效益地使用。在US-A3822299的实施例2中达到了按重量计10.9％的相当高的含硫量。根据W.C.Griffin的HLB值计算给出了7.5的HLB值。因此，当来自实施例2的产物已在水中稀释时，其形成了半稳定的乳液，因此，其是不充分与水混溶的。迄今已知的所有硫载体需要加入乳化剂用于充分混溶于水和/或具有低极性和/或易于在硬水中形成皂垢沉积和/或具有低含硫量。就本专利技术而言，硬水意味着以德国度(Germandegree)表示的至少8.4°dH的硬度水平。这对应于根据德国“Wasch-undReinigungsmittelgesetz[WashingandCleansingAgentsAct]”,2007所述的“中等”和“硬”的硬度范围。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供硫桥连的化合物，其充分与水混溶而无需加入乳化剂，此外其具有强极性，在硬水中没有或无显著形成皂垢沉积的倾向并且具有按重量计至少8％的含硫量。出乎意料地，现在已经发现，该目的可经由硫桥连的化合物达到，在该硫桥连的化合物中，分子内有至少一个脂肪酸通过至少一个硫桥键合到至少一个聚亚烷基二醇酯，脂肪酸与聚亚烷基二醇的反应产物，而且由于硫桥，这些化合物具有按重量计8至29％的含硫量。本专利技术提供了硫桥连的化合物，其中，分子内有至少一个脂肪酸通过至少一个硫桥键合到至少一个聚亚烷基二醇酯，脂肪酸与聚亚烷基二醇的反应产物，而且由于硫桥，这些化合物具有按重量计8至29％的含硫量。聚亚烷基二醇酯优选为聚乙二醇酯、聚丙二醇酯、聚丁二醇酯和/或其中氧化乙烯(ethyleneoxide)单元、氧化丙烯单元和/或氧化丁烯单元随机和/或嵌段(blockwise)排列的聚亚烷基二醇酯。特别优选的是聚乙二醇酯。在下文中，用于聚亚烷基二醇酯的另一个术语是聚亚烷基二醇酯化的脂肪酸。基于单官能聚乙二醇和单不饱和一元羧酸的本专利技术的硫桥连化合物可由下式(I)示出：基于双官能聚乙二醇和单不饱和一元羧酸的本专利技术的硫桥连化合物可由下式(II)示出：基于三官能聚乙二醇和单不饱和一元羧酸的本专利技术的硫桥连化合物可由下式(III)示出：基于四官能聚乙二醇和单不饱和一元羧酸的本专利技术的硫桥连化合物可由下式(IV)示出：对于示出的角标(index)，优选下面的数值范围：角标数值范围优选数值范围a3到295到12b3到295到12c3到295到12d3到295到12角标数值范围优选数值范围e3到295到12f3到295到12g3到295到12h3到295到12p3到295到12q3到295到12r3到295到12s3到295到12t3到295到12u3到295到12v3到295到12w3到295到12n2到104到8m4到208到16k2到104到8j2到104到8x1到102到4y2到104到8式II、式III和式IV还可包括另外的单元，例如聚乙二醇酯、硫桥和/或饱和一元羧酸。所有结构式中表示的硫桥连化合物是基于聚乙二醇的。本专利技术还涵盖，聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇和/或其中氧化乙烯单元、氧化丙烯单元和/或氧化丁烯单元随机和/或嵌段排列的聚亚烷基二醇。此外，可以以混合物的形式使用单官能、双官能、三官能和四官能聚亚烷基二醇。也可以使用具有任何期望数量的双键、三键和/或羧酸单元的单不饱和一元羧酸、不饱和脂肪酸。本专利技术的硫桥连化合物可以通过下面详细说明的3个实施方式的方式来产生，此处优选第一个实施方式：1)硫桥连化合物可经由不饱和脂肪酸与硫和/或硫化氢反应得到硫桥连的脂肪酸、优选硫桥连的饱和脂肪酸，以及随后这些硫桥连的脂肪酸与聚亚烷基乙二醇的反应而获得。2)硫桥连化合物可经由不饱和脂肪酸与聚亚烷基二醇反应得到由不饱和聚亚烷基二醇酯和未酯化的不饱和脂肪酸组成的中间产物，以及随后该中间产物与硫和/或硫化氢的反应而获得。3)硫桥连化合物可经由混合不饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸聚亚烷基二醇酯，以及随后该混合物与硫和/或硫化氢的反应而获得，该不饱和脂肪酸聚亚烷基二醇酯由不饱和脂肪酸与聚亚烷基二醇或与亚烷基氧化物(alkyleneoxide)反应而产生。就本专利技术而言，聚亚烷基二醇是单官能、双官能、三官能和/或四官能的聚亚烷基二醇。单官能聚亚烷基二醇优选为具有一个羟基的直链聚亚烷基二醇，其中亚烷基优选为亚乙基、亚丙基和/或亚丁基，特别优选亚乙基。单官能聚亚烷基二醇的摩尔质量优本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫桥连化合物，其特征在于，分子内有至少一个脂肪酸通过至少一个硫桥键合到至少一个聚亚烷基二醇酯，所述聚亚烷基二醇酯为至少一种脂肪酸与聚亚烷基二醇的反应产物，以及这些具有按重量计8至29％的含硫量。

【技术特征摘要】
2013.04.24 EP 13165029.31.硫桥连化合物，其特征在于，分子内有至少一个脂肪酸通过至少一个硫桥键合到至少一个聚亚烷基二醇酯，所述聚亚烷基二醇酯为至少一种脂肪酸与聚亚烷基二醇的反应产物，以及这些具有按重量计8至29％的含硫量；所述聚亚烷基二醇酯为聚乙二醇酯，聚丙二醇酯，聚丁二醇酯和/或其中氧化乙烯单元、氧化丙烯单元和/或氧化丁烯单元随机和/或嵌段排列的聚亚烷基二醇酯；该脂肪酸为不饱和一元羧酸。2.根据权利要求1所述的硫桥连化合物，其特征在于，它们符合下式：和/或和/或式(III)和/或式(IV)其中a、b、c、d、e、f、g、h、p、q、r、s、t、u、v和w相互独立地对应3到29的值，以及n、k、j和y相互独立地对应2到10的值，m＝4到10，x＝1到10。3.根据权利要求1所述的硫桥连化合物，其特征在于，所述聚亚烷基二醇酯为聚乙二醇酯。4.根据权利要求2所述的硫桥连化合物，其特征在于，a、b、c、d、e、f、g、h、p、q、r、s、t、u、v和w相互独立地对应5到12的值，n、k、j和y相互独立地对应4到8的值，m＝8到16，以及x＝2到4。5.混合物，包含至少一种根据权利要求1至4中任一项所述的硫桥连化合物以及另外的润滑剂添加剂和/或载体液体。6.用于生产根据权利要求1至4中任一项所述的硫桥连化合物的方法，其特征在于，使不饱和脂肪酸首先与硫和/或硫化氢反应得到硫桥连脂肪酸，然后使...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·拉雷姆，桑德拉·奥尔斯特曼，托马斯·罗斯鲁克尔，马库斯·库尔德，米夏埃尔·柯尼希，
申请(专利权)人：莱茵化学莱瑙有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE