Page 171 - 201811
P. 171
第 11 期 张冠军，等: 硫氮型苯硼酸酯的制备及摩擦学性能 ·1957·
硼酸酯作为新型润滑油添加剂不仅具有良好的 测定。采用 SEM、EDS 对四球实验的钢球摩擦面
抗磨作用，还表现出其他优异的性能，比如：减摩、 进行了分析。
抗腐蚀、抗氧化、无毒无臭等 [1-3] ，是公认的绿色环
1 实验部分
保型润滑油添加剂。普通的硼酸酯因分子中有缺失
电子的硼原子，易受水分子的攻击而水解 [4-5] ，导致
1.1 试剂及仪器
润滑油的抗磨性能下降，影响硼酸酯在润滑油中的 二正辛胺，AR，天津市福晨化学试剂厂；二硫
应用。因此，水解稳定性好的硼酸酯是当今研究重 化碳，AR，天津市风船化学试剂科技有限公司；苯
点。改变硼酸酯的结构，在其中引入 N 元素或苯环、 硼酸，AR，天津市百世化工有限公司；硼酸三丁酯，
长链烷基等 [6-7] 可使分子的空间位阻增大，避免硼原 AR，广州市江顺化工科技有限公司；环氧丙烷、甲
子的空轨道受到水分子的进攻，从而提高了硼酸酯 苯、氮气，均为 AR，天津市北方天医化学试剂厂；
的抗水解性能。 聚 α 烯烃（PAO），瑞士 INEOS 公司。
另外，在一些特殊领域，必须采用全合成基础 DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器，上海豫
油聚 α 烯烃（PAO）为主要成分来调和润滑油，而 康科教仪器设备有限公司；SHB-Ⅲ型循环水式多用
且对润滑油的极压性有较高的要求。但是传统的极 真空泵，山东鄄城华鲁电热仪器有限公司；RE-52AA
压抗磨添加剂往往与 PAO 基础油的相溶性不好，添 型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；DZF-6020 型
加量大时易出现浑浊和析出，影响润滑油的过滤性 真空干燥箱，上海申闲恒温设备厂；Vector22 型傅
和清洁性，添加量小时又不能满足润滑油极压抗磨 里叶变换红外光谱仪，德国 Bruker 公司；Vario El
性能的要求。有机硼酸酯由于具有酯类结构，可以 CUBE 型元 素分析 仪， 德国 Elementar 公司 ；
与 PAO 基础油有良好的相溶性，但是其极压抗磨性 MR-S10D 型四球摩擦磨损试验机、MM-W1B 型万
能弱于传统极压抗磨剂。因此，引入一个极压抗磨 能摩擦磨损试验机，济南时代试金试验机有限公司；
性好的活性元素提高有机硼酸酯的极压抗磨性能， JSM-IT300 型电子扫描显微镜（SEM），日本电子公
也是硼酸酯研究的一个新方向。硫元素作为最为出 司（JEOL）；X 射线能谱仪（EDS），英国 OXFORD
色的活性元素之一，能够改善硼酸酯的极压抗磨性 仪器公司。
能，用含硫元素的羟基化合物与硼酸化合物反应生 1.2 制备
成含硫的硼酸酯 [8-9] ，多用作极压抗磨剂并且具有较 1.2.1 含 S、N 长链醇（CNS）的合成
好的减摩性能。 称取 25.8 g 二正辛胺加入到 250 mL 三口瓶中，
本文采用二正辛胺和二硫化碳以及环氧丙烷为 将三口瓶固定在冰水浴内，开启搅拌控制转速在
原料，先合成含 S、N 的长链醇作为中间体，然后 80~85 r/min，采用分液漏斗分别滴加 12.6 g 二硫化
与苯硼酸反应，制得一种含 S、N 的苯硼酸酯。采 碳和 16.8 g 环氧丙烷，滴加过程中控制温度在 10 ℃
用红外光谱、元素分析对中间体和目标产物的结构 以下，滴加完后继续搅拌 1 h。然后升温至 90 ℃，
进行了表征，并考察了目标产物在 PAO 基础油中 继续反应 1.5 h，减压蒸出未反应的原料得到中间体
的水解稳定性和油溶性，采用四球摩擦试验机对其 二辛基二硫代氨基甲酸-2-羟基丙酯 CNS，收率为
在 PAO 基础油中的极压、抗磨、减摩性能进行了 69.5%。反应式如下所示。
1.2.2 含 S、N 苯硼酸酯（SNBA）的合成 棕色油状液体硫氮型苯硼酸酯，即为目标产物二（2-
称取中间体 CNS 7.22 g，苯硼酸 1.22 g，加入 羟丙基-二辛基二硫代氨基甲基）苯硼酸酯（SNBA），
到 250 mL 三口烧瓶中，以甲苯为溶剂，升温至 收率为 74.6%。反应式如下所示。
130 ℃，通氮气下反应 4 h，过滤，旋蒸，离心，得
