[发明专利]一种聚离子液体及其制备方法和应用、润滑增粘添加剂、超分子凝胶润滑剂

说明书

本发明提供了一种聚离子液体及其制备方法和应用、润滑增粘添加剂、超分子凝胶润滑剂，属于工业润滑技术领域。本发明所述聚离子液体既可作为水基润滑的粘度指数改性剂，低剂量添加即能极大增强水的运动粘度，使水的运动粘度媲美部分矿物基础油；将其与缓蚀剂复配加入水中所形成的润滑增粘添加剂表现出良好的抗腐蚀性和减摩抗磨性能，能够促使水基润滑进入混合润滑状态和全膜润滑状态，可以解决现有水基润滑粘度低、润滑性能差的问题，应用于机械加工和煤炭开采等领域。此外，所述聚离子液体也可作为凝胶因子使用，添加入水中可形成超分子凝胶润滑剂，与缓蚀剂共同使用，展现出良好的抗腐蚀性和减摩抗磨性能，有望发展为易清洗的绿色水基润滑脂。

技术领域

本发明涉及工业润滑技术领域，尤其涉及一种聚离子液体及其制备方法和应用、润滑增粘添加剂、超分子凝胶润滑剂。

背景技术

水是自然界最为环保廉价的材料，因此很多学者开始尝试进军水润滑领域。相对于矿物油润滑剂，水基润滑剂具有绿色、阻燃以及更加优异的降温性能的突出特点。但是水基润滑剂也具有很多弊端：粘度低，防腐蚀性能、润滑性以及低温流动性较差。水基润滑的发展与应用的关键症结就在于水的润滑性能改善。目前，最为有效的途径之一就是开发高效的水溶性添加剂。现有的水基润滑剂因缺乏有效的水溶性添加剂而存在润滑性和防锈性差等问题，限制了水基润滑剂的应用。为了改变水基润滑产品润滑性能不足等缺点并提升其品质，研究开发高性能的水溶性润滑添加剂对机械加工、煤矿、船舶和冶金等行业的发展具有重要的现实意义。

离子液体在21世纪初开始被引入作为油基润滑添加剂使用，许多学者已经在此领域做出了大量研究，并开始将离子液体应用于水基润滑，合成了很多含有羧酸根、季铵盐或者含有氮、磷元素的小分子离子液体添加剂应用于陶瓷界面和金属界面的润滑。但是小分子添加剂对于水的粘度的改性效果较差，大多只能应用在水-甘油、水-乙二醇等复合体系中。高分子聚合物对于水的粘度的改善有较好的效果，但是传统的高分子聚合物的水溶性普遍较差，并且分子设计调控性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚离子液体及其制备方法和应用、润滑增粘添加剂、超分子凝胶润滑剂，所述聚离子液体水溶性优异，能显著增强水的粘度，且能通过结构改变发挥不同功能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚离子液体，具有式I所示结构：

式I中，m:n＝1:(1.5～2)或(1.5～2):1。

本发明提供了上述技术方案所述聚离子液体的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵、引发剂和水混合，进行聚合反应，得到聚离子液体；所述聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵的投料摩尔比为1:2或2:1。

优选的，所述引发剂包括过硫酸铵；所述引发剂的质量为所述聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵总质量的0.003～1％。

优选的，所述聚合反应的温度为75～85℃，时间为8～10h。

本发明提供了上述技术方案所述聚离子液体或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚离子液体在水基润滑领域中的应用。

本发明提供了一种聚合物基离子型润滑增粘添加剂，包括以下质量百分含量的组分：聚离子液体1～6％，缓蚀剂1％，水93～98％；所述聚离子液体为上述技术方案所述聚离子液体或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚离子液体，且m:n＝1:(1.5～2)。

优选的，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。