[發(fā)明專利]一種無腐蝕性離子液體水基潤滑添加劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111222212.0
• 申請日: 2021-10-20
• 公開（公告）號: CN113816915B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高鵬;王鵬;凡明錦;董瑞;馬琳;韓云燕
• 申請（專利權(quán)）人: 寶雞文理學(xué)院
• 主分類號: C07D257/04
• 分類號: C07D257/04;C07C211/63;C07C215/40;C07C209/68;C07C213/08;C07F9/54;C10M133/06;C10M133/08;C10M133/44;C10M137/12;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 北京精金石知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 強紅剛

本發(fā)明提供了一種無腐蝕性的離子液體水基潤滑添加劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于金屬潤滑劑技術(shù)領(lǐng)域。該離子液體水基潤滑添加劑為PTN₂₂₂₂,PTN₄₄₄₄,PTP₄₄₄₄或PTCh，其對摩擦基底沒有腐蝕性，能夠大幅度提高水在鋼/鋼摩擦副上的減摩抗磨性能，同時能夠提高水在鋼/鋼摩擦副上的極壓承載能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬潤滑劑技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水基潤滑添加劑，尤其涉及一種無腐蝕性的離子液體水基潤滑添加劑及其制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)背景

水基潤滑劑是以水為主要成分的潤滑劑，相對于石油基潤滑劑，水基潤滑添加劑具有來源廣泛、成本低廉、生物降解性良好等優(yōu)點，這使其成為摩擦領(lǐng)域的研究熱點之一。目前，水基潤滑添加劑已被廣泛應(yīng)用于金屬壓延、切削、拉撥、沖壓、磨削、攻絲等工業(yè)生產(chǎn)之中，特別是在金屬切削和生物潤滑領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍。由于純水在摩擦副上很難表現(xiàn)出優(yōu)異的摩擦學(xué)性能，并且易于引發(fā)的嚴重腐蝕，因此，使用有效的添加劑來提高水基潤滑劑的摩擦學(xué)性能就成為解決該問題的方法之一。

傳統(tǒng)水基潤滑添加劑雖然具有良好的減摩抗磨性能，但大多都是基于油基潤滑添加劑的改性而得到的，其在水中溶解度低、合成步驟復(fù)雜、成本較高，并且在使用過程中常常會伴有腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)離子液體可作為水基潤滑添加劑使用，并且具有較好的潤滑性能，但仍存在以下兩方面的問題：(1)離子液體的陰離子多數(shù)含有S、P、F、Cl等活性元素，對金屬基底有著一定的腐蝕性；(2)離子液體的合成過程較為復(fù)雜，應(yīng)用成本較高。因此，開發(fā)一種合成工藝簡單、成本低廉、無腐蝕性的新型多功能水基潤滑添加劑就成為解決以上問題的關(guān)鍵。

多年來，本發(fā)明人一直致力于高性能離子液體潤滑劑及潤滑添加劑的研究與開發(fā)，先后申報了眾多發(fā)明專利，部分專利如表1所示。

表1

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上技術(shù)需求，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種離子液體化合物，該離子液體可作為水基潤滑添加劑使用，表現(xiàn)出對金屬摩擦基底無腐蝕性和優(yōu)異的減摩抗磨性能。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，發(fā)明人通過大量試驗研究和不懈探索，最終獲得了如下技術(shù)方案：一種離子液體化合物，該離子液體化合物為PTN₂₂₂₂,PTN₄₄₄₄,PTP₄₄₄₄或PTCh，具體為如下所示結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明的第二個目的在于提供上述離子液體化合物的制備方法，該方法包括如下步驟：為了合成PTN₂₂₂₂,PTN₄₄₄₄,PTP₄₄₄₄和PTCh，首先，將5-苯基四氮唑與四乙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四丁基氫氧化磷或膽堿按照摩爾比為1:1混合，室溫下攪拌反應(yīng)12-36h；然后，在58-62℃下減壓蒸餾0.8-1.5h，并在58-62℃下真空干燥12-36h，獲得最終產(chǎn)物PTN₂₂₂₂,PTN₄₄₄₄,PTP₄₄₄₄或PTCh。

本發(fā)明第三個目的在于提供上述離子液體化合物作為金屬間摩擦副水基潤滑添加劑的應(yīng)用。尤其是，作為金屬間摩擦副水基潤滑添加劑，上述離子液體對摩擦基底表現(xiàn)出的無腐蝕性能，以及提高水在鋼/鋼摩擦副上摩擦學(xué)性能的應(yīng)用。

進一步地，本發(fā)明人通過大量試驗研究，篩選了該離子液體化合物在水中的最優(yōu)添加量，以實現(xiàn)其最佳摩擦學(xué)性能。結(jié)果顯示，該離子液體化合物作為水基潤滑添加劑時的使用濃度，可以為0.1-10.0％(質(zhì)量分數(shù)，下同)，進一步優(yōu)選為0.5-10.0％，最佳添加濃度為3.0％。另外，本發(fā)明提供的離子液體水基潤滑添加劑可以在鋼/鋼摩擦副上進行應(yīng)用，并且沒有表現(xiàn)出腐蝕性。