一種長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)展和可開采利用原油的減少，很多機(jī)械對潤滑劑的要求越來越 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)的潤滑油已不能滿足發(fā)展的需 求。醋類合成潤滑油具有優(yōu)良的粘溫性、良好的熱氧化穩(wěn)定性、潤滑性和可生物降解性， 可W更好地滿足當(dāng)前工業(yè)發(fā)展對于新型潤滑材料的要求。其中，新戊基多元醇醋(簡稱多元 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)特點而具 有優(yōu)異的高低溫性能、黏溫性能、熱氧化安定性、潤滑性、低揮發(fā)性等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用在 航空器、汽車發(fā)動機(jī)、制冷和壓縮、二沖程發(fā)動機(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機(jī)酸及其鹽類如硫酸、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，應(yīng)用此工藝時產(chǎn)物后處理比較復(fù)雜。近年來， 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)報道，自2002年ColeA.C.等設(shè)計合成并提出了具有-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，同時會有催化劑的殘留，對產(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水 硫酸儀除雜，過濾，旋蒸，真空干燥得到N-十四烷基咪挫； 2) 離子液體的制備：在氮氣氣氛下，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，所合成的[TDEHIM]巧EH門可溶于 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。
【附圖說明】
[0014] 圖1為用[TDEHIM]巧EH門作催化劑合成Ξ徑甲基丙烷油酸醋時，不同反應(yīng)參數(shù)對 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微振動摩擦磨損試驗機(jī)上于150°C，頻率25化，載荷lOON，振幅1mm的工況下長磨30min摩擦系數(shù)隨時間變化的關(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微振動摩擦磨損試驗機(jī)上于150°C，頻率25化，載荷100N，振幅1mm 的工況下長磨30min磨斑的磨損體積。
[0018]圖5為濃度為Owt%，5wt%的[TDEHIM]Q)EH門加入Ξ徑甲基丙烷Ξ油酸醋中在 SRV-IV微振動摩擦磨損試驗機(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微振動摩擦磨損試驗機(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微振動摩擦磨損試驗機(jī)上于150°C，頻率25化，載荷100N，振幅1mm的工況下長 磨30min磨斑的掃描電鏡圖（SEM)，其中曰，b是基礎(chǔ)油TMPT0長磨后磨斑的沈Μ圖（80x和 400x)，C，d是添加 5wt%[TDEHIM]Q)EHP]的TMPT0 長磨后磨斑的沈Μ圖（80x和 400x)。
【具體實施方式】
[00川 實施例1 在不斷攬拌時，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 水硫酸儀除雜。過濾，大部分二氯甲燒通過旋蒸除去，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。在氮氣氣氛下，將上述得到的N-十四烷基咪挫加入到等 摩爾的憐酸Ξ異辛醋中，150乂氮氣保護(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 實施例2 在不斷攬拌時，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