專利名稱：節(jié)能抗磨劑雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能抗磨劑雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
室溫離子液體具有非常廣泛的用途，主要用作溶劑、催化劑及潤(rùn)滑劑等。離子液體 是指主要由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成、并在10(TC以下呈液態(tài)的熔鹽體系。它們
具有種類多、不可燃、液程范圍寬、蒸汽壓低、電化學(xué)窗口寬、溶解性能可調(diào)等綠色化學(xué)溶劑 特點(diǎn)。近年來，對(duì)離子液體的研究方興未艾，離子液體作為潛在的高性能潤(rùn)滑劑引起了人們 的極大關(guān)注。其中對(duì)烷基咪唑四氟硼酸鹽離子液體作為潤(rùn)滑劑的摩擦學(xué)性能研究較多，發(fā) 現(xiàn)其對(duì)多種摩擦副具有良好的潤(rùn)滑作用，減摩抗磨性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能抗磨劑雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物及 其制備方法。 —種節(jié)能抗磨劑雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物，該化合物是一種室溫離子
液體，具有式I分子結(jié)構(gòu)
-N個(gè)N
0
C一
入
R
R
I
R 其中R表示碳數(shù)為2-8的烷基，n表示二乙氧基個(gè)數(shù)，為2_10的整數(shù)。 我們制備了具有代表性的新穎的雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物有 雙磷酸二乙基酯多聚乙氧基雙咪唑鹽、雙磷酸二丁基酯多聚乙氧基雙咪唑鹽、雙
磷酸二己基多聚乙氧基雙咪唑鹽。 該化合物合成的原理如反應(yīng)方程式所示
o=plo/
o
一o
\
o=p——o
o
\
R
3<formula>formula see original document page 4</formula>
其中n為烷氧基鏈節(jié)數(shù)量，等于2-10 ;R表示碳數(shù)為1-8的烷基。 —種雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物的制備方法，其特征在于該方法將多
聚乙氧基雙咪唑化合物與磷酸酯按照化學(xué)劑量比混合均勻，通入氬氣，在50-20(TC下進(jìn)行
反應(yīng)生成產(chǎn)物雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物。 在雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物的制備方法中，反應(yīng)時(shí)間為2-24小時(shí)。
本發(fā)明的制備方法中，反應(yīng)結(jié)束后采用常規(guī)方法分離出產(chǎn)物多聚乙氧基雙咪唑鹽 化合物。 關(guān)于多聚乙氧基雙咪唑化合物，它具有多聚乙氧基醚和雙咪唑結(jié)構(gòu)，它的分子量
為100-400，分子結(jié)構(gòu)用式II表示<formula>formula see original document page 4</formula> 式II中n代表烷氧基鏈節(jié)數(shù)量，等于3-10。 我們使用的多聚乙氧基雙咪唑化合物，選自三聚乙氧基雙咪唑、四聚乙氧基雙咪 唑、六聚乙氧基雙咪唑或十聚乙氧基雙咪唑。 關(guān)于多聚乙氧基雙咪唑化合物的制備方法，它依次包括A和B兩個(gè)反應(yīng)步驟
A、反應(yīng)物采用聚乙二醇、三溴化磷或二氯亞砜，以苯作為反應(yīng)溶劑，進(jìn)行回流反應(yīng) 生成二鹵代聚乙二醚； B、反應(yīng)物采用二鹵代聚乙二醚、咪唑，以含有乙醇鈉的乙醇溶液作為反應(yīng)溶劑，進(jìn) 行回流反應(yīng)生成多聚乙氧基雙咪唑化合物。 由于常見的離子液體多采用四氟硼酸根或六氟磷酸根作為陰離子，該離子在水存 在下會(huì)產(chǎn)生氫氟酸，進(jìn)而作為潤(rùn)滑油使用時(shí)會(huì)對(duì)鋼體產(chǎn)生腐蝕，限制了它的應(yīng)用。而采用磷 酸酯作為陰離子，咪唑類作為陽離子的離子液體在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，也就不 會(huì)對(duì)鋼體產(chǎn)生腐蝕作用，同時(shí)磷酸酯具有非常優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，因此該離子液體應(yīng)該具有 非常優(yōu)秀的使用性能。而對(duì)于雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽的研究還未見報(bào)道。
雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑離子液體具有耐溫性好、抗氧化、凝固點(diǎn)低等特點(diǎn)，其 分解溫度可高達(dá)30(TC以上，而凝固點(diǎn)可小于_30°C，同時(shí)具有優(yōu)良的油溶性和水溶性?？勺鳛楣?jié)能抗磨劑使用，其在摩擦過程中可在摩擦副表面形成一層牢固的保護(hù)膜，起到減摩 抗磨的作用。前期離子液體多采用咪唑?yàn)槠潢栯x子組分，但其存在油溶性差、高溫條件下易 氧化等缺點(diǎn)。而雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽具有良好的油溶性和水溶性，且高溫化學(xué)穩(wěn) 定性好。此外由于該離子液體具有雙咪唑和雙磷酸酯結(jié)構(gòu)，其整體含氮量和含磷量較高，同 時(shí)含氧量高，具有很好的抗氧化作用，對(duì)摩擦過程也具有很好的促進(jìn)作用。


圖1為所合成離子液體和聚a烯烴合成油在相同條件下的磨斑直徑，實(shí)驗(yàn)條件 轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間30分鐘，載荷392牛，溫度室溫
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.雙磷酸二乙基酯多聚乙氧基雙咪唑鹽 取70g(lmo1)咪唑溶解于含有乙醇鈉的乙醇溶液中，另取二溴代聚乙二醚 160g(0. 5mol，n = 4)加入至該體系中，室溫下攪拌3小時(shí)，之后加熱回流，并維持?jǐn)嚢?2小 時(shí)后冷卻，過濾除去沉淀，加水終止反應(yīng)。最后以三氯甲烷對(duì)上述產(chǎn)物反復(fù)萃取多次，并以 三氯甲烷為流動(dòng)相，以硅膠為色譜柱進(jìn)行分離，收集相應(yīng)組分后蒸餾除去溶劑后即可得到 聚乙二醚雙咪唑產(chǎn)物。 取多聚乙氧基雙咪唑50g(0. lmol， n = 4)與磷酸三乙酯38g(0. 2mo1)混合均勻，
之后通入氬氣，再在攪拌下加熱至12(TC，反應(yīng)進(jìn)行18小時(shí)，使其充分反應(yīng)。其間通過監(jiān)測(cè)
反應(yīng)體系的粘度變化，直至粘度恒定為止，證明反應(yīng)結(jié)束。此后冷卻至室溫，用無水乙醚萃
取除去未參加反應(yīng)的化合物，然后，蒸餾除去乙醚即可得到目標(biāo)產(chǎn)物。產(chǎn)率85%。 該產(chǎn)品具有如下性質(zhì) 密度0. 9135g/cm3 折光率1.472 粘度437cst 凝固點(diǎn)小于-40。C 溶解性可溶于水，乙醇，丙酮等 實(shí)施例2.雙磷酸二丁基酯多聚乙氧基雙咪唑鹽 取70g(lmo1)咪唑溶解于含有乙醇鈉的乙醇溶液中，另取二溴代聚乙二醚 307g(0. 5mol， n = 10)加入至該體系中，室溫下攪拌3小時(shí)，之后加熱回流，并維持?jǐn)嚢?2 小時(shí)后冷卻，過濾除去沉淀，加水終止反應(yīng)。最后以三氯甲烷對(duì)上述產(chǎn)物反復(fù)萃取多次，并 以三氯甲烷為流動(dòng)相，以硅膠為色譜柱進(jìn)行分離，收集相應(yīng)組分后蒸餾除去溶劑后即可得 到聚乙二醚雙咪唑產(chǎn)物。 取多聚乙氧基雙咪唑60g(0. lmol，n = 10)與磷酸三乙酯55g(0. 2mo1)混合均勻， 之后通入氬氣，再在攪拌下加熱至13(TC，反應(yīng)進(jìn)行12小時(shí)，使其充分反應(yīng)。其間通過監(jiān)測(cè) 反應(yīng)體系的粘度變化，直至粘度恒定為止，證明反應(yīng)結(jié)束。此后冷卻至室溫，用無水乙醚萃 取除去未參加反應(yīng)的化合物，然后，蒸餾除去乙醚即可得到粘稠的目標(biāo)產(chǎn)物。產(chǎn)率94%。
該產(chǎn)品具有如下性質(zhì)
密度0. 9012g/cm3
折光率1.415 粘度358cst 凝固點(diǎn)小于-40。C 溶解性可溶于水，乙醇，丙酮等 實(shí)施例3.雙磷酸二己基多聚乙氧基雙咪唑鹽 取70g(lmo1)咪唑溶解于含有乙醇鈉的乙醇溶液中，另取二溴代聚乙二醚 230g(0. 5mol，n = 6)加入至該體系中，室溫下攪拌3小時(shí)，之后加熱回流，并維持?jǐn)嚢?2小 時(shí)后冷卻，過濾除去沉淀，加水終止反應(yīng)。最后以三氯甲烷對(duì)上述產(chǎn)物反復(fù)萃取多次，并以 三氯甲烷為流動(dòng)相，以硅膠為色譜柱進(jìn)行分離，收集相應(yīng)組分后蒸餾除去溶劑后即可得到 聚乙二醚雙咪唑產(chǎn)物。取多聚乙氧基雙咪唑43g(0. lmol， n = 6)與磷酸三己酯70g(0. 2mo1)混合均勻，
之后通入氬氣，再在攪拌下加熱至18(TC，反應(yīng)進(jìn)行12小時(shí)，使其充分反應(yīng)。其間通過監(jiān)測(cè)
反應(yīng)體系的粘度變化，直至粘度恒定為止，證明反應(yīng)結(jié)束。此后冷卻至室溫，用無水乙醚萃
取除去未參加反應(yīng)的化合物，然后，蒸餾除去乙醚即可得到粘稠的目標(biāo)產(chǎn)物。產(chǎn)率90%。 該產(chǎn)品具有如下性質(zhì) 密度0. 9053g/cm3 折光率1.473 粘度513cst 凝固點(diǎn)小于-35。C 溶解性可溶于水，乙醇，丙酮等 摩擦試驗(yàn) 試驗(yàn)采用四球試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，測(cè)定方法是GB3142-82。所用鋼球?yàn)镮I級(jí)GCrl5標(biāo)準(zhǔn) 鋼球，加載負(fù)荷為392牛，轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分，室溫，大氣條件，摩擦?xí)r間30分鐘。測(cè)試中進(jìn) 行了實(shí)施例1和2中所制備的產(chǎn)品及聚a烯烴合成油在相同條件下的摩擦試驗(yàn)。其結(jié)果 如圖l所示，可以看出，所制備的產(chǎn)品具有非常優(yōu)異的抗磨性能。其磨斑直徑相比較聚a 烯烴合成油可以降低50%以上。
權(quán)利要求
一種節(jié)能抗磨劑雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物，該化合物是一種室溫離子液體，具有式I分子結(jié)構(gòu)其中R表示碳數(shù)為2-8的烷基，n表示二乙氧基個(gè)數(shù)，為2-10的整數(shù)。F200810142995XC0000011.tif
2. 如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于化合物選自雙磷酸二乙基酯多聚乙氧基雙 咪唑鹽、雙磷酸二丁基酯多聚乙氧基雙咪唑鹽或雙磷酸二己基多聚乙氧基雙咪唑鹽。
3. 如權(quán)利要求1所述的烷基雙咪唑磷酸酯鹽化合物的制備方法，其特征在于該方法 將多聚乙氧基雙咪唑化合物與磷酸酯按照化學(xué)劑量比混合均勻，通入氬氣，在50-20(TC下 進(jìn)行反應(yīng)生成產(chǎn)物雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于反應(yīng)時(shí)間為2-24小時(shí)。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于多聚乙氧基雙咪唑化合物，它具有多聚乙氧 基醚和雙咪唑結(jié)構(gòu)，它的分子量為100-400，分子結(jié)構(gòu)用式II表示II式II中n代表烷氧基鏈節(jié)數(shù)量，等于3-10。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于多聚乙氧基雙咪唑化合物選自三聚乙氧基 雙咪唑、四聚乙氧基雙咪唑、六聚乙氧基雙咪唑或十聚乙氧基雙咪唑。)o\\o=p——o/o\R
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能抗磨劑雙磷酸酯多聚乙氧基雙咪唑鹽化合物及其制備方法。該化合物是一種室溫離子液體，具有式I分子結(jié)構(gòu)?；衔锿ㄟ^多聚乙氧基雙咪唑化合物與磷酸酯反應(yīng)生成?；衔锞哂心蜏匦院?、抗氧化、凝固點(diǎn)低等特點(diǎn)，其分解溫度可高達(dá)300℃以上，而凝固點(diǎn)可小于-30℃，同時(shí)具有優(yōu)良的油溶性和水溶性?？勺鳛楣?jié)能抗磨劑使用，其在摩擦過程中可在摩擦副表面形成一層牢固的保護(hù)膜，起到減摩抗磨的作用。
文檔編號(hào)C07D233/60GK101768120SQ20081014299
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者于廣臣, 馮大鵬, 劉淑杰, 劉維民, 徐斌, 王海忠 申請(qǐng)人:吉化集團(tuán)吉林市星云工貿(mào)有限公司;中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所