一種長(zhǎng)鏈烷基咪唑磷酸酯離子液體及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種長(zhǎng)鏈烷基咪挫憐酸醋離子液體及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和可開(kāi)采利用原油的減少，很多機(jī)械對(duì)潤(rùn)滑劑的要求越來(lái)越 苛刻，在一些持續(xù)高溫、低溫條件下，W傳統(tǒng)礦物油為基礎(chǔ)的潤(rùn)滑油已不能滿(mǎn)足發(fā)展的需 求。醋類(lèi)合成潤(rùn)滑油具有優(yōu)良的粘溫性、良好的熱氧化穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性和可生物降解性， 可W更好地滿(mǎn)足當(dāng)前工業(yè)發(fā)展對(duì)于新型潤(rùn)滑材料的要求。其中，新戊基多元醇醋(簡(jiǎn)稱(chēng)多元 醇醋）主要包括新戊二醇醋、Ξ徑甲基丙烷醋和季戊四醇醋，因其特殊的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而具 有優(yōu)異的高低溫性能、黏溫性能、熱氧化安定性、潤(rùn)滑性、低揮發(fā)性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在 航空器、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷和壓縮、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)油、內(nèi)燃機(jī)柴油、液壓油、鏈銀油、冷凍油、 金屬加工油、傳輸油W及紡織皮革助劑的中間體和紡織油劑等領(lǐng)域。
[0003] 多元醇醋主要通過(guò)脂肪酸與新戊醇醋化脫水而得。酸常作為醋化反應(yīng)的催化 劑。工業(yè)上常用的催化劑有無(wú)機(jī)酸及其鹽類(lèi)如硫酸、憐酸；有機(jī)酸如烷基苯橫酸、憐酸醋； Lewis酸如四烷基鐵酸、錯(cuò)酸醋、辛酸錫；金屬氧化物如氧化鋒、氧化錫。但是存在著產(chǎn)品質(zhì) 量差、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、廢酸污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，應(yīng)用此工藝時(shí)產(chǎn)物后處理比較復(fù)雜。近年來(lái)， 離子液體W優(yōu)良的性能作為反應(yīng)溶劑和催化劑得到了廣泛研究，在醋化反應(yīng)方面的應(yīng)用 也取得了顯著效果。
[0004] 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，自2002年ColeA.C.等設(shè)計(jì)合成并提出了具有-SO3H基團(tuán)的 化0nsted型離子液體，之后的許多化0nsted型離子液體被用作醋化反應(yīng)的催化劑。Zhou F.Y等合成并用（[MimCsSOs田出SO4])和（[MinASOs田出SO4])做溶劑和催化劑合成芳香簇酸 醋。LiuX.Μ等合成了五種不同陰離子的雙丙橫酸基咪挫離子液體，催化丙Ξ醇和乙酸的醋 化反應(yīng)，并考察了陰離子對(duì)離子液體催化性能的影響。LiR.J等考察了陰離子為雜多酸根 的橫酸基離子液體用于催化合成Ξ徑甲基丙烷油酸醋的性能表現(xiàn)，結(jié)果表明，所選的雜多 酸離子液體具有較高的催化活性。但是，綜上所述的離子液體催化劑在醋化反應(yīng)結(jié)束后需 要分離，而且伴隨的副反應(yīng)較多，同時(shí)會(huì)有催化劑的殘留，對(duì)產(chǎn)物性能有影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)鏈烷基咪挫憐酸醋離子液體及其制備方法和應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明所述的長(zhǎng)鏈烷基咪挫憐酸醋離子液體為1-十四烷基-3-(2-乙基己基)-咪 挫憐酸二異辛醋(記作[TDEHIM]巧EHP])，其結(jié)構(gòu)如下所示：
其制備方法為： 1) N-十四烷基咪挫的合成：將咪挫與氨氧化鋼在90°(Μ20Τ攬拌反應(yīng)20-2化生成咪 挫鋼（化Im) 四氨巧喃為溶劑，咪挫鋼與漠代十四燒在65乂回流反應(yīng)15-24h，過(guò)濾出去 生成的漠化鋼，旋蒸濾液得到粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物溶解在二氯甲燒中，依次加入活性炭和無(wú)水 硫酸儀除雜，過(guò)濾，旋蒸，真空干燥得到N-十四烷基咪挫； 2) 離子液體的制備：在氮?dú)鈿夥障?，將上述得到的N-十四烷基咪挫加入到憐酸Ξ異辛 醋中，于130°C~180乂反應(yīng)10-1化，得到淡黃色離子液體1-十四烷基-3-(2-乙基己基)-咪 挫憐酸二異辛醋。
[0007] 所述咪挫與氨氧化鋼的摩爾比為1:1~1:1. 2。
[000引所述咪挫鋼與漠代十四燒的摩爾比為1:1~1:1. 2。
[0009] 所述N-十四烷基咪挫與憐酸Ξ異辛醋的摩爾比為1:1~1. 2。
[0010] 所述1-十四烷基-3- (2-乙基己基)-咪挫憐酸二異辛醋離子液體作為Ξ徑甲基 丙烷（TMP)與油酸（0A)醋化反應(yīng)的催化劑的應(yīng)用，同時(shí)可作為反應(yīng)后產(chǎn)物即Ξ徑甲基丙 燒油酸醋的減摩抗磨添加劑。
[0011] 所述1-十四烷基-3- (2-乙基己基)-咪挫憐酸二異辛醋離子液體用作Ξ徑甲基 丙烷與油酸醋化反應(yīng)的催化劑，其添加量為反應(yīng)底物總質(zhì)量的3wt%~7wt%，原料TMP與0A 的摩爾比為1:1~1:4,在140~180乂反應(yīng)溫度下可獲得較好的催化性能。
[0012] 所述1-十四烷基-3- (2-乙基己基)-咪挫憐酸二異辛醋離子液體用作Ξ徑甲基 丙烷油酸醋（TMPT0)的減摩抗磨添加劑，其添加量為基礎(chǔ)油總質(zhì)量的3wt%~7wt%，最佳量 為5wt%，在150°C下具有顯著的減摩、抗磨性能。
[0013] 本發(fā)明所述離子液體具有一定催化活性；同時(shí)，所合成的[TDEHIM]巧EH門(mén)可溶于 Ξ徑甲基丙烷油酸醋，即醋化反應(yīng)后省略了催化劑的分離，可大大降低工業(yè)生產(chǎn)的成本。更 值得注意的是，溶于Ξ徑甲基丙烷Ξ油酸醋中的離子液體具有優(yōu)異的減摩抗磨效果，可顯 著提高基礎(chǔ)油的摩擦學(xué)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為用[TDEHIM]巧EH門(mén)作催化劑合成Ξ徑甲基丙烷油酸醋時(shí)，不同反應(yīng)參數(shù)對(duì) 醋化活性的影響。
[0015] 圖2為本發(fā)明所述1-十四烷基-3- (2-乙基己基)-咪挫憐酸二異辛醋離子液體 的熱分解溫度曲線。
[0016] 圖3為濃度分別為Owt%，3wt%，5wt%和7wt%的[TDEHIM]巧EHP]加入Ξ徑甲基丙 燒Ξ油酸醋中在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于150°C，頻率25化，載荷lOON，振幅1mm的工況下長(zhǎng)磨30min摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。
[0017] 圖4為濃度分別為Owt%，3wt%，5wt%和7wt%的[TDEHIM]巧EHP]加入Ξ徑甲基丙 燒Ξ油酸醋中在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于150°C，頻率25化，載荷100N，振幅1mm 的工況下長(zhǎng)磨30min磨斑的磨損體積。
[0018]圖5為濃度為Owt%，5wt%的[TDEHIM]Q)EH門(mén)加入Ξ徑甲基丙烷Ξ油酸醋中在 SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于150°C，頻率25化，振幅1mm，載荷100-500N的工況下摩 擦系數(shù)隨載荷變化的關(guān)系曲線。
[001引圖6為濃度為Owt%，5wt%的[TDEHIM]郵町加入；徑甲基丙烷；油酸醋中，在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于150°C，頻率25化，振幅1mm，載荷100-500N的工況下磨 斑的磨損體積。
[0020] 圖7為[TDEHIM]Q)EHP]添加濃度分別為Owt%，5wt%的Ξ徑甲基丙烷Ξ油酸醋中， 在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于150°C，頻率25化，載荷100N，振幅1mm的工況下長(zhǎng) 磨30min磨斑的掃描電鏡圖（SEM)，其中曰，b是基礎(chǔ)油TMPT0長(zhǎng)磨后磨斑的沈Μ圖（80x和 400x)，C，d是添加 5wt%[TDEHIM]Q)EHP]的TMPT0 長(zhǎng)磨后磨斑的沈Μ圖（80x和 400x)。
【具體實(shí)施方式】
[00川 實(shí)施例1 在不斷攬拌時(shí)，等摩爾的咪挫與氨氧化鋼在110乂反應(yīng)24h生成咪挫鋼（化Im);w四氨 巧喃為溶劑，咪挫鋼與等摩爾的漠代十四燒在65乂回流反應(yīng)2地，過(guò)濾出去生成的漠化鋼， 旋蒸濾液得到粗產(chǎn)物N-十四烷基咪挫。將粗產(chǎn)物溶解在二氯甲燒中，依次加入活性炭和無(wú) 水硫酸儀除雜。過(guò)濾，大部分二氯甲燒通過(guò)旋蒸除去，剩余少量在60°C真空干燥除去，最終 得到想要的產(chǎn)物N-十四烷基咪挫。在氮?dú)鈿夥障拢瑢⑸鲜龅玫降腘-十四烷基咪挫加入到等 摩爾的憐酸Ξ異辛醋中，150乂氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)12h，得到淡黃色離子液體[TDEHIM]巧EHP]， 分子量為698. 6,產(chǎn)率83%。
[002引 實(shí)施例2 在不斷攬拌時(shí)，等摩爾的咪挫與氨氧化鋼在110乂反應(yīng)24h生成咪挫鋼（化Im);W四氨 巧喃為溶劑，咪挫鋼與等摩爾的漠代十四燒在65乂回流反應(yīng)1地，過(guò)濾出去生成的漠化鋼， 旋蒸濾液得到粗產(chǎn)物N-十四烷基咪挫。將粗產(chǎn)物溶解在二氯甲