一种磁性纳米级树脂化合物及其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种磁性纳米级树枝分子化合物及其制备方法，其分子式如式I所示：Γ(CH2)3N(2n+1-1)R1（2n+2-2）R2（2n+1）I其中，Γ代表磁性纳米颗粒，所述(CH2)3N(2n+1-1)R1为具有树枝状结构的基团，所述R2为亲油性基团，0≤n≤100。本发明专利技术公开了一种含有所述磁性纳米级树枝分子化合物的润滑剂。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性纳米级树脂化合物及其制备方法及应用
本专利技术涉及一种磁性纳米级树脂化合物，具体地说，涉及可用于润滑剂的磁性纳米抗磨添加剂的磁性纳米级树脂化合物及制备方法，尤其涉及一种磁性纳米级聚酰胺-胺类化合物及制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业产品尤其是汽车工业产品的全面升级，使得对润滑油性能的要求越来越高。新的环保法规的出台，对含硫、磷、氯润滑油添加剂的使用量提出了严格的限制。目前传统的润滑油抗磨剂有硫类抗磨剂(如硫化烯烃、硫化酯、硫化油等)、磷类抗磨剂(如磷酸酯、亚磷酸酯、烷基膦酸酯等)、卤类抗磨剂(如氯化石蜡、氯代烃、氯代脂肪酸等)、有机金属类(如环烷酸铅、二烷基二硫代磷酸盐(ZnDDP)等)等。但随着现代工业的快速发展及人类对自生环境的要求和健康意识的不断提高，这些传统的抗磨剂已经越来越难满足苛刻工况及时代发展对它们的要求。如氯类抗磨剂对因其毒性问题已被有的国家如美国和西欧禁用；环烷酸铅也因生态和毒性问题逐渐被淘汰；硫类、磷类抗磨剂及ZnDDP因其含有的P和S会使尾气转化器中的三效催化剂中毒、影响氧气传感器测量准确性及对生态环境的毒性，已被国际规定限量使用。正是传统润滑油抗磨剂所面临的巨大挑战，纳米材料成为润滑油抗磨剂成为研究的热点。纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的新型材料，具有不同于微观原子、分子，也不同于宏观物质的超常特性，以纳米材料为基础制备的新型润滑材料作为润滑油添加剂，其对摩擦学性能的贡献并不像传统润滑油添加剂利用其结构上的特点来实现其抗磨减膜作用的，而是通过利用纳米颗粒本身特性来实现的。纳米粒子因粒度小而更容易进入摩擦表面,可能形成更厚的表面膜，使摩擦副表面能很好地分离,提高抗磨减摩效果。树枝状分子是具有高支度化的三维大分子，具有非常规整及可控制的结构，并且有大量功能性端基。自1978年Vogtle等首次报道了逐步重复以合成树枝状分子的概念，并随后由Tomalia小组合成了真正的树枝状大分子以来，逐步成为科学家们关注的热点。由于分子本身具有纳米尺寸，并且分子量分布可达单分散性，同时树枝状大分子表面具有以几何倍数增加的极易修饰的氨基官能团。这些结构特点使树枝大分子在润滑油中具有良好分散性成为可能，满足了润滑油纳米添加剂的最基本要求。但目前，树枝大分子作为润滑油抗磨添加剂尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型磁性纳米树枝状分子化合物。本专利技术的另一目的是提供该新型磁性纳米树枝状分子化合物的制备方法。本专利技术的再一目的是提供该新型磁性纳米树枝状分子化合物作为润滑油用磁性纳米抗磨添加剂中的应用。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：1）一种磁性纳米级树枝分子化合物，其分子式如式I所示：Γ(CH2)3N(2n+1-1)R1（2n+2-2）R2（2n+1）I其中，Γ代表磁性纳米颗粒，所述(CH2)3N(2n+1-1)R1（2n+2-2）为具有树枝状结构的基团，所述R2（2n+1）为亲油性基团，0≤n≤100。2）在本专利技术的第1）项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的一个实施方式中，所述磁性纳米颗粒含有Fe3O4、Ni或γ-Fe2O3中的至少一种。3）在本专利技术的第1）或2）项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的一个实施方式中，所述磁性纳米颗粒选自外层包覆有SiO2的核壳式的Fe3O4&SiO2磁性纳米粒子。4）在本专利技术的第1）-第3）项中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的一个实施方式中，所述磁性纳米颗粒选自硅烷偶联剂进行表面修饰的磁性纳米颗粒。5）在本专利技术的第4）项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的一个实施方式中，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三甲氧基硅烷。6）在本专利技术的第1）-第5）项中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的一个实施方式中，所述R1选自具有以式II的所示重复单元结构的聚酰胺-胺型树枝状高分子；—(CH2)2CONH(CH2)2NH—II。7）在本专利技术的第1）-第6）项中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的一个实施方式中，所述R2选自C1-18的支链或直链的烷基。在本专利技术的磁性纳米级树枝分子化合物中，优选为具有式III所示的分子式的磁性纳米级聚酰胺-胺类化合物，即所述树枝分子为聚酰胺-胺型树枝状高分子化合物（PAMAM）；Γ(CH2)3N(2n+1-1)[(CH2)2CONH(CH2)2NH](2n+2-2)（CmH2m+1）2n+1III其中，Γ为磁性纳米颗粒，0≤n≤10，1≤m≤18。优选地，所述磁性纳米颗粒Γ含有Fe3O4、Ni或γ-Fe2O3中的至少一种。更优选的，所述磁性纳米颗粒Γ外壳层具包覆有SiO2，由此构成核壳式的Fe3O4&SiO2磁性纳米粒子。最优选的，所述核壳式的Fe3O4&SiO2磁性纳米粒子还可经过硅烷偶联剂进行表面修饰的磁性纳米颗粒，硅烷偶联剂选自如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三甲氧基硅烷等类似化合物。具体地说，所述磁性纳米级树枝分子化合物优选为：0代聚磁性纳米级树枝分子化合物（0G，n=0，1≤m≤18）、1代磁性纳米级树枝分子化合物（1G，n=1，1≤m≤18）、2代磁性纳米级树枝分子化合物（2G，n=2，1≤m≤18）、3代磁性纳米级树枝分子化合物（3G，n=3，1≤m≤18）、4代磁性纳米级树枝分子化合物（4G，n=4，1≤m≤18）、5代磁性纳米级树枝分子化合物（5G，n=5，1≤m≤18）、6代磁性纳米级树枝分子化合物（6G，n=6，1≤m≤18）、7代聚磁性纳米级树枝分子化合物（7G，n=7，1≤m≤18）、8代磁性纳米级树枝分子化合物（8G，n=8，1≤m≤18）、9代磁性纳米级树枝分子化合物（9G，n=9，1≤m≤18）和10代磁性纳米级树枝分子化合物（10G，n=10，1≤m≤18）。8）一种本专利技术第1）-第7）项中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：i）提供磁性纳米颗粒；ii）使用硅烷偶联剂对所述磁性纳米颗粒的表面进行修饰，然后将修饰后的产物与所述树枝状分子反应，使得所述树枝状分子键合于所述磁性纳米颗粒；iii）将步骤ii）得到的树枝分子键合磁性纳米颗粒产物与带有亲油基团的化合物反应，得到所述磁性纳米级树枝分子化合物。9）在本专利技术的第8）项所述的制备方法的一个实施方式中，所述带有亲油基团的化合物为一卤代烷烃，优选为一碘代烷烃。10）一种含有本专利技术第1）-第7）项中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物在制备润滑剂用抗磨添加剂中的应用。11）一种含有本专利技术第1）-第7）项中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的润滑剂。12）在本专利技术的第11）项所述的润滑剂的一个实施方式中，所磁性纳米级树枝分子化合物在润滑油中的质量含量为100ppm～2％。13）在本专利技术的第11）或第12）项所述的润滑剂的一个实施方式中，所述磁性纳米级树枝分子化合物选自式III所示的磁性纳米级聚酰胺-胺类化合物，Γ(CH2)3N(2n+1-1)[(CH2)2CONH(CH2)2NH](2n+2-2)（CmH2m+1）2n+1III其中，Γ为所述磁性纳米颗粒，0≤n≤10，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性纳米级树枝分子化合物，其分子式如式I所示：Γ(CH2)3N(2n+1‑1)R1（2n+2‑2）R2（2n+1） I其中，Γ代表磁性纳米颗粒，所述(CH2)3N(2n+1‑1)R1（2n+2‑2）为具有树枝状结构的基团，所述R2（2n+1）为亲油性基团，0≤n≤100。

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米级树枝分子化合物，其分子式如式I所示：其中，Γ代表磁性纳米颗粒，所述为具有树枝状结构的基团；所述R1选自具有以式II的所示重复单元结构的聚酰胺-胺型树枝状高分子；—(CH2)2CONH(CH2)2NH—II；所述为亲油性基团，0≤n≤100；所述R2选自C1-18的支链或直链的烷基。2.根据权利要求1所述的磁性纳米级树枝分子化合物，其特征在于，所述磁性纳米颗粒含有Fe3O4、Ni或γ-Fe2O3中的至少一种。3.根据权利要求1所述的磁性纳米级树枝分子化合物，其特征在于，所述磁性纳米颗粒选自外层包覆有SiO2的核壳式的Fe3O4&SiO2磁性纳米粒子。4.根据权利要求1-3中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物，其特征在于，所述磁性纳米颗粒选自硅烷偶联剂进行表面修饰的磁性纳米颗粒。5.根据权利要求4所述的磁性纳米级树枝分子化合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三甲氧基硅烷。6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的磁性纳米级树枝分子化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：i)提供磁性纳米颗粒；ii)使...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄂红军，朱和菊，隋秀华，廖鹏飞，胡磊磊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11