一种羧酸类质子型离子液体及其制备方法和作为润滑油添加剂的应用技术

本发明专利技术提供了一种羧酸类质子型离子液体及其制备方法和作为润滑油添加剂的应用，属于润滑添加剂技术领域。在本发明专利技术中，三(3,6

【技术实现步骤摘要】
一种羧酸类质子型离子液体及其制备方法和作为润滑油添加剂的应用


[0001]本专利技术涉及润滑添加剂
，特别涉及一种羧酸类质子型离子液体及其制备方法和作为润滑油添加剂的应用。

技术介绍

[0002]机械设备的运动部件在运行过程中将产生不同程度的摩擦和磨损，据统计，约80％的机械零件损坏是由磨损引起的，而且发生的机械设备恶性事故中50％以上是由零部件过度磨损和润滑失效引起的。因此，正确合理地使用润滑剂能有效地减小机械设备的摩擦磨损，在提高机械设备的能源利用率同时，延长机械部件的使用寿命。
[0003]离子液体是一种由有机阳离子与有机或无机阴离子通过静电相互作用组成的在室温下呈现液态的离子化合物。2001年中国科学院兰州化学物理研究所刘维民研究员在国际上首次报道了以离子液体作为多种摩擦副的润滑剂。之后，离子液体作为润滑剂的研究得到迅速发展。离子液体添加剂可以很好地在金属摩擦副表面形成边界润滑膜(物理/化学吸附膜和化学反应膜)从而起到了减摩抗磨作用。
[0004]质子型离子液体是通过质子转移制备得到的，制备极其简单，容易规模化制备。然而，现有的质子型离子液体，如AOTA，SDBA或P
‑
IL等，多含有磷、硫元素，会污染环境，不符合绿色环保的理念；且现有的质子型离子液体油溶性较差，摩擦学性能不理想，这大大限制了其发展。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种羧酸类质子型离子液体及其制备方法和作为润滑油添加剂的应用，本专利技术提供的羧酸类质子型离子液体不含磷、硫元素，油溶性好，用作润滑油添加剂具备优良的减摩、抗磨性能。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种羧酸类质子型离子液体，结构通式为A
+
B
‑
，其中A
+
代表有机阳离子，B
‑
代表有机阴离子；
[0008]所述A
+
具有式I所示结构：
[0009][0010]所述B
‑
为脂肪酸阴离子。
[0011]优选的，所述B
‑
为碳链长度为4～18之间的脂肪酸阴离子。
[0012]优选的，所述B
‑
包括直链脂肪酸阴离子和/或支链脂肪酸阴离子；
[0013]所述直链脂肪酸阴离子包括正己酸根阴离子、正庚酸根阴离子、正辛酸根阴离子、月桂酸根阴离子和硬脂酸根阴离子中的一种或几种；
[0014]所述支链脂肪酸阴离子包括异辛酸根阴离子。
[0015]本专利技术提供了上述羧酸类质子型离子液体的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺和脂肪酸加热混合，得到羧酸类质子型离子液体。
[0017]优选的，所述加热混合的温度为30～120℃，时间为2～20h。
[0018]优选的，所述三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺与脂肪酸的摩尔比为0.9～1.2:1。
[0019]本专利技术提供了上述羧酸类质子型离子液体作为润滑油添加剂的应用。
[0020]优选的，所述润滑油为白油、150SN、150BS、150N、500N、Yubase6、PAO2、PAO10、PAO40、SDYZ
‑
1、SDM
‑
03C、OSP32、Esterex A32、Esterex A34、Esterex A41、Esterex A51、EsterexNP343和EsterexNP451中的一种或几种。
[0021]优选的，所述润滑油中羧酸类质子型离子液体的添加量为0.1～20wt％。
[0022]本专利技术提供了一种润滑油产品，包括基础润滑油和上述羧酸类质子型离子液体。
[0023]本专利技术提供了一种羧酸类质子型离子液体，结构通式为A
+
B
‑
，其中A
+
代表有机阳离子，B
‑
代表有机阴离子；所述有机阳离子具有式I所示结构：所述有机阴离子为脂肪酸阴离子。本专利技术以三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺阳离子作为离子液体的有机阳离子，从结构上看三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺既是一种长链叔胺，又具有聚氧乙烯
‑
CH2CH2O
‑
的结构，兼具三级胺和王冠化合物相近的结构特征与性能，稳定性好，具有弱碱性，相对容易制备，是优良的表面活性剂和相转移催化剂。脂肪酸中的羧基具有酸性，有机阴阳离子能够通过简单的质子交换合成羧酸类质子型离子液体；三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺本身为相转移催化剂，在基础油中均具有良好的溶解性，其制得的离子液体在矿物基础油、合成基础油以及植物油基础油等基础润滑油中均具有良好的溶解性。本专利技术以羧酸离子为有机阴离子，其能有效地吸附到金属摩擦副上，提供良好的润滑性能和抗腐蚀能力。本专利技术提供的羧酸类质子型离子液体不含磷、硫元素，不污染环境，绿色环保。实施例结果表明，在载荷392N下，本专利技术提供的羧酸类质子型离子液体在基础润滑油中的平均摩擦系数为0.066～0.115，平均磨斑直径为0.072～1.032mm。
[0024]同时，本专利技术提供的离子液体合成所需的原料来源广泛，成本低，制备方法简单，易于实现工业化批量生产。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种羧酸类质子型离子液体，结构通式为A
+
B
‑
，其中A
+
代表有机阳离子，B
‑
代表有机阴离子；
[0026]所述A
+
具有式I所示结构：
[0027][0028]所述B
‑
为脂肪酸阴离子。
[0029]在本专利技术中，所述B
‑
优选为碳链长度为4～18之间的脂肪酸阴离子，更优选为6～15，进一步优选为8～12。
[0030]在本专利技术中，所述脂肪酸阴离子优选包括直链脂肪酸阴离子和/或支链脂肪酸阴离子；
[0031]所述直链脂肪酸阴离子优选包括正己酸根阴离子、正庚酸根阴离子、正辛酸根阴离子、月桂酸根阴离子和硬脂酸根阴离子中的一种或几种；
[0032]所述支链脂肪酸阴离子优选包括异辛酸根阴离子。
[0033]本专利技术提供了上述羧酸类质子型离子液体的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺和脂肪酸加热混合，得到羧酸类质子型离子液体。
[0035]在本专利技术中，所述脂肪酸优选为碳链长度为4～18的脂肪酸，更优选为6～15，进一步优选为8～12。在本专利技术中，所述脂肪酸优选包括直链脂肪酸和/或支链脂肪酸。在本专利技术中，所述直链脂肪酸阴离子优选包括正己酸、正庚酸、正辛酸、月桂酸和硬脂酸中的一种或几种；所述支链脂肪酸阴离子优选包括异辛酸。
[0036]在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羧酸类质子型离子液体，结构通式为A
+
B
‑
，其中A
+
代表有机阳离子，B
‑
代表有机阴离子；所述A
+
具有式I所示结构：所述B
‑
为脂肪酸阴离子。2.根据权利要求1所述的羧酸类质子型离子液体，其特征在于，所述B
‑
为碳链长度为4～18之间的脂肪酸阴离子。3.根据权利要求1或2所述的羧酸类质子型离子液体，其特征在于，所述B
‑
包括直链脂肪酸阴离子和/或支链脂肪酸阴离子；所述直链脂肪酸阴离子包括正己酸根阴离子、正庚酸根阴离子、正辛酸根阴离子、月桂酸根阴离子和硬脂酸根阴离子中的一种或几种；所述支链脂肪酸阴离子包括异辛酸根阴离子。4.权利要求1～3任意一项所述羧酸类质子型离子液体的制备方法，包括以下步骤：将三(3,6
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二氧杂庚基)胺和脂肪酸加热混合，得到羧酸类质子型离子液体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述加热混合的温度为30～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡美荣，刘骁，周峰，刘维民，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：