专利名称：节能抗磨剂双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种节能抗磨剂双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物及其制备方法。
背景技术：
室温离子液体具有非常广泛的用途，主要用作溶剂、催化剂及润滑剂等。离子液体 是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成、并在10(TC以下呈液态的熔盐体系。它们
具有种类多、不可燃、液程范围宽、蒸汽压低、电化学窗口宽、溶解性能可调等绿色化学溶剂 特点。近年来，对离子液体的研究方兴未艾，离子液体作为潜在的高性能润滑剂引起了人们 的极大关注。其中对烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体作为润滑剂的摩擦学性能研究较多，发 现其对多种摩擦副具有良好的润滑作用，减摩抗磨性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能抗磨剂双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物及 其制备方法。 —种节能抗磨剂双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物，该化合物是一种室温离子
液体，具有式I分子结构
-N个N
0
C一
入
R
R
I
R 其中R表示碳数为2-8的烷基，n表示二乙氧基个数，为2_10的整数。 我们制备了具有代表性的新颖的双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物有 双磷酸二乙基酯多聚乙氧基双咪唑盐、双磷酸二丁基酯多聚乙氧基双咪唑盐、双
磷酸二己基多聚乙氧基双咪唑盐。 该化合物合成的原理如反应方程式所示
o=plo/
o
一o
\
o=p——o
o
\
R
3<formula>formula see original document page 4</formula>
其中n为烷氧基链节数量，等于2-10 ;R表示碳数为1-8的烷基。 —种双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物的制备方法，其特征在于该方法将多
聚乙氧基双咪唑化合物与磷酸酯按照化学剂量比混合均匀，通入氩气，在50-20(TC下进行
反应生成产物双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物。 在双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物的制备方法中，反应时间为2-24小时。
本发明的制备方法中，反应结束后采用常规方法分离出产物多聚乙氧基双咪唑盐 化合物。 关于多聚乙氧基双咪唑化合物，它具有多聚乙氧基醚和双咪唑结构，它的分子量
为100-400，分子结构用式II表示<formula>formula see original document page 4</formula> 式II中n代表烷氧基链节数量，等于3-10。 我们使用的多聚乙氧基双咪唑化合物，选自三聚乙氧基双咪唑、四聚乙氧基双咪 唑、六聚乙氧基双咪唑或十聚乙氧基双咪唑。 关于多聚乙氧基双咪唑化合物的制备方法，它依次包括A和B两个反应步骤
A、反应物采用聚乙二醇、三溴化磷或二氯亚砜，以苯作为反应溶剂，进行回流反应 生成二卤代聚乙二醚； B、反应物采用二卤代聚乙二醚、咪唑，以含有乙醇钠的乙醇溶液作为反应溶剂，进 行回流反应生成多聚乙氧基双咪唑化合物。 由于常见的离子液体多采用四氟硼酸根或六氟磷酸根作为阴离子，该离子在水存 在下会产生氢氟酸，进而作为润滑油使用时会对钢体产生腐蚀，限制了它的应用。而采用磷 酸酯作为阴离子，咪唑类作为阳离子的离子液体在使用过程中不会产生酸性物质，也就不 会对钢体产生腐蚀作用，同时磷酸酯具有非常优异的润滑性能，因此该离子液体应该具有 非常优秀的使用性能。而对于双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐的研究还未见报道。
双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑离子液体具有耐温性好、抗氧化、凝固点低等特点，其 分解温度可高达30(TC以上，而凝固点可小于_30°C，同时具有优良的油溶性和水溶性。可作为节能抗磨剂使用，其在摩擦过程中可在摩擦副表面形成一层牢固的保护膜，起到减摩 抗磨的作用。前期离子液体多采用咪唑为其阳离子组分，但其存在油溶性差、高温条件下易 氧化等缺点。而双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐具有良好的油溶性和水溶性，且高温化学稳 定性好。此外由于该离子液体具有双咪唑和双磷酸酯结构，其整体含氮量和含磷量较高，同 时含氧量高，具有很好的抗氧化作用，对摩擦过程也具有很好的促进作用。
图1为所合成离子液体和聚a烯烃合成油在相同条件下的磨斑直径，实验条件 转速1450转/分钟，时间30分钟，载荷392牛，温度室温
具体实施例方式
实施例1.双磷酸二乙基酯多聚乙氧基双咪唑盐 取70g(lmo1)咪唑溶解于含有乙醇钠的乙醇溶液中，另取二溴代聚乙二醚 160g(0. 5mol，n = 4)加入至该体系中，室温下搅拌3小时，之后加热回流，并维持搅拌12小 时后冷却，过滤除去沉淀，加水终止反应。最后以三氯甲烷对上述产物反复萃取多次，并以 三氯甲烷为流动相，以硅胶为色谱柱进行分离，收集相应组分后蒸馏除去溶剂后即可得到 聚乙二醚双咪唑产物。 取多聚乙氧基双咪唑50g(0. lmol， n = 4)与磷酸三乙酯38g(0. 2mo1)混合均匀，
之后通入氩气，再在搅拌下加热至12(TC，反应进行18小时，使其充分反应。其间通过监测
反应体系的粘度变化，直至粘度恒定为止，证明反应结束。此后冷却至室温，用无水乙醚萃
取除去未参加反应的化合物，然后，蒸馏除去乙醚即可得到目标产物。产率85%。 该产品具有如下性质 密度0. 9135g/cm3 折光率1.472 粘度437cst 凝固点小于-40。C 溶解性可溶于水，乙醇，丙酮等 实施例2.双磷酸二丁基酯多聚乙氧基双咪唑盐 取70g(lmo1)咪唑溶解于含有乙醇钠的乙醇溶液中，另取二溴代聚乙二醚 307g(0. 5mol， n = 10)加入至该体系中，室温下搅拌3小时，之后加热回流，并维持搅拌12 小时后冷却，过滤除去沉淀，加水终止反应。最后以三氯甲烷对上述产物反复萃取多次，并 以三氯甲烷为流动相，以硅胶为色谱柱进行分离，收集相应组分后蒸馏除去溶剂后即可得 到聚乙二醚双咪唑产物。 取多聚乙氧基双咪唑60g(0. lmol，n = 10)与磷酸三乙酯55g(0. 2mo1)混合均匀， 之后通入氩气，再在搅拌下加热至13(TC，反应进行12小时，使其充分反应。其间通过监测 反应体系的粘度变化，直至粘度恒定为止，证明反应结束。此后冷却至室温，用无水乙醚萃 取除去未参加反应的化合物，然后，蒸馏除去乙醚即可得到粘稠的目标产物。产率94%。
该产品具有如下性质
密度0. 9012g/cm3
折光率1.415 粘度358cst 凝固点小于-40。C 溶解性可溶于水，乙醇，丙酮等 实施例3.双磷酸二己基多聚乙氧基双咪唑盐 取70g(lmo1)咪唑溶解于含有乙醇钠的乙醇溶液中，另取二溴代聚乙二醚 230g(0. 5mol，n = 6)加入至该体系中，室温下搅拌3小时，之后加热回流，并维持搅拌12小 时后冷却，过滤除去沉淀，加水终止反应。最后以三氯甲烷对上述产物反复萃取多次，并以 三氯甲烷为流动相，以硅胶为色谱柱进行分离，收集相应组分后蒸馏除去溶剂后即可得到 聚乙二醚双咪唑产物。取多聚乙氧基双咪唑43g(0. lmol， n = 6)与磷酸三己酯70g(0. 2mo1)混合均匀，
之后通入氩气，再在搅拌下加热至18(TC，反应进行12小时，使其充分反应。其间通过监测
反应体系的粘度变化，直至粘度恒定为止，证明反应结束。此后冷却至室温，用无水乙醚萃
取除去未参加反应的化合物，然后，蒸馏除去乙醚即可得到粘稠的目标产物。产率90%。 该产品具有如下性质 密度0. 9053g/cm3 折光率1.473 粘度513cst 凝固点小于-35。C 溶解性可溶于水，乙醇，丙酮等 摩擦试验 试验采用四球试验机进行，测定方法是GB3142-82。所用钢球为II级GCrl5标准 钢球，加载负荷为392牛，转速1450转/分，室温，大气条件，摩擦时间30分钟。测试中进 行了实施例1和2中所制备的产品及聚a烯烃合成油在相同条件下的摩擦试验。其结果 如图l所示，可以看出，所制备的产品具有非常优异的抗磨性能。其磨斑直径相比较聚a 烯烃合成油可以降低50%以上。
权利要求
一种节能抗磨剂双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物，该化合物是一种室温离子液体，具有式I分子结构其中R表示碳数为2-8的烷基，n表示二乙氧基个数，为2-10的整数。F200810142995XC0000011.tif
2. 如权利要求1所述的化合物，其特征在于化合物选自双磷酸二乙基酯多聚乙氧基双 咪唑盐、双磷酸二丁基酯多聚乙氧基双咪唑盐或双磷酸二己基多聚乙氧基双咪唑盐。
3. 如权利要求1所述的烷基双咪唑磷酸酯盐化合物的制备方法，其特征在于该方法 将多聚乙氧基双咪唑化合物与磷酸酯按照化学剂量比混合均匀，通入氩气，在50-20(TC下 进行反应生成产物双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于反应时间为2-24小时。
5. 如权利要求3所述的方法，其特征在于多聚乙氧基双咪唑化合物，它具有多聚乙氧 基醚和双咪唑结构，它的分子量为100-400，分子结构用式II表示II式II中n代表烷氧基链节数量，等于3-10。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于多聚乙氧基双咪唑化合物选自三聚乙氧基 双咪唑、四聚乙氧基双咪唑、六聚乙氧基双咪唑或十聚乙氧基双咪唑。)o\\o=p——o/o\R
全文摘要
本发明公开了一种节能抗磨剂双磷酸酯多聚乙氧基双咪唑盐化合物及其制备方法。该化合物是一种室温离子液体，具有式I分子结构。化合物通过多聚乙氧基双咪唑化合物与磷酸酯反应生成。化合物具有耐温性好、抗氧化、凝固点低等特点，其分解温度可高达300℃以上，而凝固点可小于-30℃，同时具有优良的油溶性和水溶性。可作为节能抗磨剂使用，其在摩擦过程中可在摩擦副表面形成一层牢固的保护膜，起到减摩抗磨的作用。
文档编号C07D233/60GK101768120SQ20081014299
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者于广臣, 冯大鹏, 刘淑杰, 刘维民, 徐斌, 王海忠 申请人:吉化集团吉林市星云工贸有限公司;中国科学院兰州化学物理研究所