一种具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂 |
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申请号 | CN201310389325.9 | 申请日 | 2013-08-30 | 公开(公告)号 | CN104419499A | 公开(公告)日 | 2015-03-18 |
申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 李韶辉; 汤正林; 黄东升; 崔海涛; 赵治宇; 官婷婷; 狄泽超; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂;摩擦改进剂分子为螺旋高分子,如下式结构;其螺旋高分子表示DNA、RNA、聚肽、 蛋白质 或多糖的天然大分子及它们的衍 生物 ,或者是聚烯 烃 、聚 硅 烷、聚异氰酸酯、聚乙炔、聚甲基 丙烯酸 酯、聚甲基丙烯酰胺、聚 醛 、聚苯撑、聚亚芳香基苯炔或聚异氰化物的合成螺旋高分子及它们的衍生物,P1和P2是独立存在的含有氮、 氧 、硫、磷、氟、 硼 或氯杂 原子 的极性基团;制备的具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂,其长链的功能化极性两端分别与 摩擦副 表面的金属配位,同时长链使摩擦副的两个金属表面完全隔开,防止两摩擦表面的直接 接触 ,实现无磨损摩擦,可为 润滑油 提供极佳的抗磨损性能。。 | ||||||
权利要求 | 1.一种具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂,其特征在于:所述的摩擦改进剂分子为螺旋高分子,如下式结构: |
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说明书全文 | 一种具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂技术领域背景技术[0002] 通常,有机摩擦改进剂是一种表面活性剂,分子的一端带有极性基团,另一端为非极性的烃类基团。摩擦改进剂能在摩擦表面上形成定向吸附膜,从而改善摩擦副的润滑状况,有效地减少机械的摩擦磨损,达到降低能耗和提高燃油经济性的作用。摩擦改进剂的极性基团决定摩擦改进剂与表面的结合强度,一般为含有氮、氧、硫、磷、硼等杂原子的化合物。 [0004] [0005] 其中,X为氧原子或硫原子,R1和R2是独立存在的氢或烃基。该摩擦改进剂的极性基团为酰胺或硫代酰胺,且与一起使用的官能流体如发动机油形成组合物,同时保持组合物的稳定性、澄清性和/或相容性。 [0006] 中国专利CN101323810A和美国专利US20070293406A1公开了一种琥珀酰亚胺类摩擦改进剂: [0007] [0008] 其中,R3和R4可以是氢,但不同时为氢,且其中的R3和/或R4可独立地为直链或支链的含有1~34个碳原子的烃基,使得R3和R4的碳原子总数为约11~35。该摩擦改进剂的极性基团为琥珀酰亚胺,且与基础油和添加剂组合物组成一种具有改进耐久性和提高摩擦性能的动力传递液。 [0010] [0011] 其中,n是6到28的整数。该摩擦改进剂的极性基团为脂肪酸山梨醇酐酯端,且具有长时间的减摩性能。 [0012] 经检索,未见具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂的相关报道。 发明内容[0013] 本发明的目的在于提供一种能实现无磨损摩擦的具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂。 [0014] 本发明的技术解决方案是:一种具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂,其特征在于所述的摩擦改进剂分子为螺旋高分子,包含下式结构: [0015] [0016] 其螺旋高分子表示DNA、RNA、聚肽、蛋白质或多糖的天然大分子及它们的衍生物,或者是聚烯烃、聚硅烷、聚异氰酸酯、聚乙炔、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酰胺、聚醛、聚苯撑、聚亚芳香基苯炔或聚异氰化物的合成螺旋高分子及它们的衍生物,P1和P2是独立存在的含有氮、氧、硫、磷、氟、硼或氯杂原子的极性基团,但不限于上述螺旋高分子及其衍生物。 [0017] 所述的摩擦改进剂长链的功能化极性两端分别与摩擦副表面的金属配位,同时长链使摩擦副的两个金属表面完全隔开。 [0018] 作为P1和P2所示的基团,表示氨基、酯基、羧基、羟基、酰胺基、硼酸基、腈基、硫醇基或磷酸酯基含有杂原子的极性基团及它们的衍生物,或者是五元和六元杂环及它们的衍生物。其中,作为五元杂环的极性基团表示呋喃、噻吩、四唑、三唑、吡唑、吡唑烷、咪唑、唑烷、噻唑烷、吡咯烷、吡咯啉或吡咯环及它们的衍生物,作为六元杂环的极性基团表示吡啶、嘧啶、哌嗪、吡嗪、硫代吗啉、噻嗪、吗啉、噁嗪或哌啶环及它们的衍生物,但不限于上述基团。 [0019] 本发明的特点是:与传统的一端带有极性基团,另一端为非极性烃类的摩擦改进剂分子相比,本发明制备的具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂,其长链的功能化极性两端分别与摩擦副表面的金属配位,同时长链使摩擦副的两个金属表面完全隔开,防止两摩擦表面的直接接触,实现无磨损摩擦,可为润滑油提供极佳的抗磨损性能。 具体实施方式[0020] 以下给出本发明典型具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂的实施例,但不限于以下实施例中的原理、工艺方法和使用的原料等。 [0021] 实施例1 [0022] 第1步进行螺旋聚丙氨酸的制备:将10.0mol丙氨酸加入150ml四氢呋喃THF中,然后在搅拌的同时加入10.0mol三氯氧磷,在40℃搅拌反应4h,用50ml水终止反应。将终止后的反应溶液旋蒸除去四氢呋喃THF并过滤分离,最后用反相制备型高效液相色谱法分离纯化,所得螺旋聚丙氨酸的结构如下: [0023] [0024] 第2步进行端氨基螺旋聚丙氨酸的制备:将步骤1中合成的螺旋聚丙氨酸和1倍当量N-Boc-对苯二胺溶解于四氢呋喃THF中,在搅拌的同时加入2倍当量4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐DMTMM,在室温条件下搅拌反应24h;反应结束后,用水清洗除去DMTMM,然后向其中加入三氟乙酸并在室温下搅拌2h,旋转蒸发除去溶剂,真空干燥,所得端氨基螺旋聚丙氨酸的结构如下: [0025] [0026] 第3步进行具有极性嘧啶基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的制备:将步骤2中合成的端氨基螺旋聚丙氨酸和2倍当量5-嘧啶羧酸溶解于四氢呋喃THF中,在搅拌的同时加入4倍当量4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐DMTMM,在室温条件下搅拌反应24h;反应结束后,用水清洗除去DMTMM,旋转蒸发除去溶剂,真空干燥,所得具有极性嘧啶基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的结构如下: [0027] [0028] 实施例2 [0029] 进行具有极性咪唑啉酮基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的制备:按实施例1中的第3步操作,区别是使用相应量的2-咪唑啉酮-4-羧酸替代5-嘧啶羧酸,所得具有极性咪唑啉酮基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的结构如下: [0030] [0031] 实施例3 [0032] 进行具有极性吡啶基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的制备:按实施例1中的第3步操作,区别是使用相应量的异烟酸替代5-嘧啶羧酸,所得具有极性吡啶基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的结构如下: [0033] [0034] 实施例4 [0035] 进行具有极性噻唑基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的制备:按实施例1中的第3步操作,区别是使用相应量的苯并噻唑-6-羧酸替代5-嘧啶羧酸,所得具有极性噻唑基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的结构如下: [0036] |