一種雙酚af基磷酸酯類化合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙酚AF基磷酸酯類化合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展、進(jìn)步和性能提高，處于工作狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)苛刻度也不 斷提高。為了適應(yīng)高速飛機(jī)對(duì)工作溫度范圍更寬的要求，出現(xiàn)了采用合成基礎(chǔ)油的合成航 空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)油。目前，在合成航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)油中，應(yīng)用最多的合成基礎(chǔ)油是PAO和酯類 油。其中，酯類油綜合性能好，是開發(fā)應(yīng)用最早的一類合成基礎(chǔ)油。目前，世界上航空渦輪 發(fā)動(dòng)機(jī)油基礎(chǔ)油仍以酯類油為主。然而，只有磷酸三甲酚酯（TCP)被用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)油的 潤(rùn)滑添加劑。但是，TCP具有很大的毒性。 近年來，隨著工業(yè)化水平不斷提升以及電器、冶金、食品、印染、玻璃、汽車、飛機(jī)等行 業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備向小型化、高負(fù)荷、高溫、高速、重載方向發(fā)展，越來越多的機(jī)械設(shè) 備處于高溫潤(rùn)滑環(huán)境。這促使了一些高溫潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的開發(fā)與應(yīng)用，如聚α-烯烴 (ΡΑ0)、聚醚（PAG)、全氟聚醚（PFPE)、二元酯類合成油、多元醇酯、硅油、硅酸酯、聚脲潤(rùn)滑 月旨、復(fù)合鋰基脂和復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂等。其中，聚脲潤(rùn)滑脂由于具有高的滴點(diǎn)、優(yōu)良的綜 合性能，在鋼鐵工業(yè)、汽車工業(yè)、電器設(shè)備、軍事工業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，已成為當(dāng)今 世界上高性能潤(rùn)滑脂品種的一個(gè)發(fā)展方向，且已成為衡量一個(gè)國(guó)家潤(rùn)滑脂工業(yè)水平的重要 標(biāo)志。然而，商品化的高溫潤(rùn)滑添加劑特別是減摩、抗磨添加劑品種有限，常見的有磷酸三 甲酚酯（TCP)、二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP)、二硫化鉬（MoS 2),阻礙了高溫潤(rùn)滑劑的廣泛應(yīng) 用。一些針對(duì)高溫潤(rùn)滑劑，特別是聚脲潤(rùn)滑脂減摩抗磨添加劑的研究報(bào)道也很有限，尤其關(guān) 于在潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂里均具有優(yōu)異摩擦學(xué)性能的添加劑更是少有報(bào)道。
[0003] 根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，蔡美榮等（Cai M. R. et al.，4?/?丄 Zoter/'aces， 2011，3,4580.)研究了含有苯并三氮唑基團(tuán)的咪唑離子液體作為聚乙二醇聚脲潤(rùn)滑脂添加 劑在150°C的減摩抗磨性能，且比較得出其性能優(yōu)于常用極壓抗磨添加劑二烷基二硫代磷 酸鋅（ZDDP)。但是，離子液體冗長(zhǎng)的合成步驟和高昂的成本限制了它們的廣泛應(yīng)用。吳新 虎等（WU X.H et al.，，2014,4,6074)合成報(bào)道了兩種苯基磷酸酯類高溫潤(rùn)滑脂 減摩抗磨添加劑，1-萘基二苯基磷酸酯（NDP)和1，5-二羥基萘二(二苯基磷酸酯）（DDP)， 并通過Optimol SRV-IV微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)考察了 200°C時(shí)它們?cè)诰勖眩≒AG)和聚脲潤(rùn)滑 脂里的摩擦學(xué)性能，結(jié)果表明，所合成的添加劑在所考察的試驗(yàn)條件下均具有優(yōu)異的摩擦 學(xué)性能。這兩種磷酸酯添加劑在聚醚中有很好的減摩抗磨性能，但是在聚脲脂中的摩擦學(xué) 性能卻不夠理想。除此之外，相關(guān)的高溫潤(rùn)滑油脂減摩抗磨添加劑的文獻(xiàn)幾乎很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種雙酚AF基磷酸酯類化合物及其制備方法和應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明所述的雙酚AF基磷酸酯類化合物為雙酚AF基二（二苯基磷酸酯），其結(jié)構(gòu) 式如下：
其制備方法如下： 在氮?dú)鈿夥障?，以雙酚AF和氯磷酸二苯酯為原料，以無水三氯化鋁為催化劑，以甲苯 作溶劑，在90-1KTC攪拌回流15-24h，然后過濾，用丙酮和水重結(jié)晶，IKTC干燥即得雙酚 AF基二(二苯基磷酸酯）。
[0006] 所述雙酚AF與氯磷酸二苯酯的摩爾比為1: 2~1: 3,催化劑的用量為原料總質(zhì) 量的1%~2%。
[0007] 所述雙酚AF基磷酸酯類化合物作為高溫潤(rùn)滑油脂減摩抗磨添加劑的應(yīng)用。
[0008] 所述雙酚AF基磷酸酯類化合物添加到季戊四醇油酸酯（PETO)中的添加量為 lwt%~3wt%，最佳量為2wt%，在200°C具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。
[0009] 所述雙酚AF基磷酸酯類化合物添加到三羥甲基丙烷油酸酯（TMPTO)中的添加量 為lwt%~4wt%，最佳量為3wt%，在150°C具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。
[0010] 所述雙酚AF基磷酸酯類化合物添加到聚醚（PAG)中的添加量為lwt%~3wt%，最 佳量為2wt%，在KKTC具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。
[0011] 所述雙酸AF基磷酸酯類化合物添加到聚脲脂（PG)中的添加量為lwt%~4wt%，最 佳量為3wt%，在KKTC具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。
[0012] 所述雙酚AF基磷酸酯類化合物添加到PAG和聚脲脂（PG)中，其減摩抗磨性能顯 著優(yōu)于ZDDP ;添加到季戊四醇油酸酯（PETO)和三羥甲基丙烷油酸酯（TMPTO)中，其減摩抗 磨性能顯著優(yōu)于TCP。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明所述雙酚AF基磷酸酯類化合物(記作BAFDP)的熱分解溫度曲線。
[0014] 圖2為濃度分別為Owt%、lwt%、2wt%、3wt%的BAFDP加入季戊四醇油酸酯（PETO)中 在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于200°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm的工況下摩 擦系數(shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。
[0015] 圖3為濃度Owt%、2wt% BAFDP和2wt% TCP加入季戊四醇油酸酯（PETO)中在 SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)于200°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長(zhǎng)磨30min 摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。
[0016] 圖4為濃度分別為Owt%、lwt%、2wt%、3wt%和4wt%的BAFDP加入三羥甲基丙烷油 酸酯（TMPTO)中在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于150°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅 Imm的工況下摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。
[0017] 圖5為濃度Owt%、3wt% BAFDP和3wt% TCP加入PAG中在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨損 試驗(yàn)機(jī)于150°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長(zhǎng)磨30min摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的 關(guān)系曲線。
[0018] 圖6為濃度分別為Owt%、lwt%、2wt%、3wt%的BAFDP加入PAG中在SRV-IV微振動(dòng) 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上于l〇〇°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm的工況下摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化 的關(guān)系曲線。
[0019] 圖7為濃度0wt%、2wt% BAFDP和2wt% ZDDP加入PAG中在SRV-IV微振動(dòng)摩擦磨 損試驗(yàn)機(jī)于l〇〇°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長(zhǎng)磨30min摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化 的關(guān)系曲線。
[0020] 圖8為濃度為Owt%、lwt%、2wt%、3wt%、4wt%的BAFDP加入聚脲脂中在SRV-IV微振 動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)于100 °C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長(zhǎng)磨30min摩擦系數(shù)隨 時(shí)間變化的關(guān)系曲線。
[0021] 圖9為濃度0wt%、3wt% BAFDP和3wt% ZDDP加入聚脲脂中在SRV-IV微振動(dòng)摩擦 磨損試驗(yàn)機(jī)于l〇〇°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長(zhǎng)磨30min摩擦系數(shù)隨時(shí)間變 化的關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1 在 150mL 三口燒瓶中加入 4.03g (12.0 mmol)雙酚 AF，6.45g (24.0 mmol)氯磷酸二 苯酯，〇. 2g無水氯化鋁，之后加入SOmL甲苯，三口燒瓶上分別接冷凝管，溫度計(jì)和雙通活塞 (連接氮?dú)馔ㄈ胙b置)，通入氮?dú)?