一种有机含硼离子化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于添加剂技术领域，具体涉及一种有机含硼离子化合物及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的有机含硼离子化合物，包括有机阳离子和有机阴离子；所述有机阳离子由季铵盐或季膦盐提供，由季铵盐提供的有机阳离子的结构式如式1所示，由季膦盐提供的有机阳离子的结构式如式2所示；所述有机阴离子的结构式如式3所示；其中R1～R

【技术实现步骤摘要】
一种有机含硼离子化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于添加剂
，具体涉及一种有机含硼离子化合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]润滑油添加剂能够赋予润滑油一些特殊的性能，是润滑油的重要部分。传统的磷酸酯添加剂由于磷元素含量过高已难以满足环保要求。
[0003]近年来，含硼化合物添加剂因其具有无毒无臭、对金属无腐蚀性、良好的摩擦磨损性能，已成为润滑油添加剂研究的重要方向。现有的含硼添加剂虽然显现出很好的摩擦学性能，但其在润滑油的基础油中分散性差，大多用于水基润滑添加剂。例如中国专利CN105238499A公开了一种含硼添加剂，所述含硼添加剂用于金属表面处理，具有良好的防锈性能、抗磨性能和水解稳定性。由于现有含硼添加剂易水解，在基础油中不易分散会出现不溶或者沉淀现象，在油基基础油中的使用受到很大限制。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种有机含硼离子化合物及其制备方法和应用，本专利技术提供的有机含硼离子化合物在油相中具有良好的溶解性，能够均匀分散于润滑油中。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种有机含硼离子化合物，包括有机阳离子和有机阴离子；所述有机阳离子具有如式1或式2所示结构：
[0006][0007]所述有机阴离子的结构式如式3所示：
[0008][0009]其中R1～R
10
独立的为碳原子数为8～30的直链烷基。
[0010]优选的，R1～R
10
独立的包括辛基、十二烷基或十六烷基。
[0011]优选的，有机阳离子包括如式4～9所示结构式的阳离子中的一种：
[0012][0013]优选的，有机阴离子包括如式10～12所示结构式的阴离子中的一种：
[0014][0015]本专利技术提供了上述技术方案所述有机含硼离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将季铵盐或季膦盐、烷基取代丙二酸硼酸盐和水混合，得到反应溶液；所述季铵盐、季膦盐和烷基取代丙二酸硼酸盐中的烷基独立的为碳原子数为8～30的直链烷基；
[0017]将所述反应溶液进行置换反应，得到所述有机含硼离子化合物。
[0018]优选的，所述混合包括以下步骤：
[0019]将季铵盐或季膦盐溶解于水中，得到有机阳离子溶液；
[0020]将烷基取代丙二酸硼酸盐溶解于水中，得到有机阴离子溶液；
[0021]将所述有机阳离子溶液和有机阴离子溶液混合，得到反应溶液。
[0022]优选的，所述烷基取代丙二酸硼酸盐的制备方法包括以下步骤：
[0023]将卤代烷烃、丙二酸乙酯、催化剂和相转催化剂分散于乙醇进行取代反应，得到烷基取代丙二酸乙酯；
[0024]将所述烷基取代丙二酸乙酯和碱溶液混合进行分解反应，得到烷基取代丙二酸；
[0025]将所述烷基取代丙二酸、硼酸和强碱溶解于甲苯进行缩合反应，得到烷基取代丙二酸硼酸盐。
[0026]优选的，所述季铵盐或季膦盐和烷基取代丙二酸硼酸盐的摩尔比为0.8～1.2:1。
[0027]优选的，所述置换反应的温度为25～60℃，时间为10～14h。
[0028]本专利技术提供了上述技术方案所述有机含硼离子化合物或按照上述技术方案所述制备方法制备得到的有机含硼离子化合物作为油基润滑添加剂的应用。
[0029]本专利技术提供了一种有机含硼离子化合物，包括有机阳离子和有机阴离子；所述有机阳离子具有式1或式2所示结构；所述有机阴离子的结构式如式3所示：
[0030]其中R1～R
10
独立的为碳原子数为8～30的直链烷基。本专利技术提供的有机含硼离子化合物中的有机阳离子和有机阴离子包含长链的烷基，长链烷基提高了有机含硼离子化合物在油基润滑基础油中的溶解性，能够均匀分散于油基润滑基础油中，可以作为油基润滑添加剂。
[0031]本专利技术还提供了上述技术方案所述有机含硼离子化合物的制备方法，包括以下步骤：将季铵盐或季膦盐、烷基取代丙二酸硼酸盐和水混合，得到反应溶液；所述季铵盐、季膦盐和烷基取代丙二酸硼酸盐中的烷基独立的为碳原子数为8～30的直链烷基；将所述反应溶液进行置换反应，得到所述有机含硼离子化合物。在本专利技术中，季铵盐或季膦盐提供有机阳离子，烷基取代丙二酸硼酸盐提供有机阴离子；本专利技术经过简单的置换反应制备得到有机含硼离子化合物，本专利技术提供的制备方法简单易行，可大规模生产。
附图说明
[0032]图1为以实施例4～6制备的有机含硼离子化合物作为添加剂的润滑油静置48h后的实物图。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供了一种有机含硼离子化合物，包括有机阳离子和有机阴离子；所述有机阳离子具有如式1或式2所示结构：
[0034][0035]所述有机阴离子的结构式如式3所示：
[0036][0037]其中R1～R
10
独立的为碳原子数为8～30的直链烷基。
[0038]在本专利技术中，所述有机阳离子由季铵盐或季膦盐提供。在本专利技术中，所述季膦盐优选包括卤化季膦盐或四烷基三氟甲磺酸膦；所述卤化季膦盐优选包括四烷基取代氯化膦或四烷基取代溴化膦；在本专利技术的实施例中，卤化季膦盐优选包括四辛基氯化膦、三辛基一十二烷基氯化膦或三辛基一十六烷基溴化膦。在本专利技术中，当有机阳离子由季膦盐提供时，有机阳离子的结构式如式2所示：
[0039][0040]在本专利技术中，所述R5～R8独立的优选包括碳原子数为8～30的烷基，更优选为碳原子数为12～20的烷基，更进一步优选为辛基、十二烷基或十六烷基。
[0041]由季膦盐提供的有机阳离子优选包括如式4～6所示的结构式的阳离子中的一种，更优选为如式5或式6所示的结构式的阳离子：
[0042][0043]在本专利技术中，所述季铵盐优选包括卤化季铵盐或四烷基三氟甲磺酸铵，更优选为卤化季铵盐；所述卤化季铵盐优选包括四烷基取代氯化铵或四烷基取代溴化铵；在本专利技术的实施例中，卤化季铵盐优选包括四辛基氯化铵、三辛基一十二烷基氯化铵或三辛基一十六烷基溴化铵。在本专利技术中，当有机阳离子由季铵盐提供时，有机阳离子的结构式如式1所示：
[0044][0045]在本专利技术中，所述R1～R4独立的优选包括碳原子数为8～30的烷基，更优选为碳原子数为12～20的烷基，更进一步优选为辛基、十二烷基或十六烷基。
[0046]由季膦盐提供的有机阳离子优选包括如式7～9所示的结构式的阳离子中的一种，更优选为如式8或式9所示结构式的阳离子：
[0047][0048]在本专利技术中，所述有机阴离子的结构式如式3所示：
[0049][0050]在本专利技术中，所述R9、R
10
独立的优选包括碳原子数为8～30的烷基，更优选为碳原
子数为12～20的烷基，更进一步优选为辛基、十二烷基或十六烷基。
[0051]在本专利技术中，所述有机阴离子优选包括如式10～12所示结构式的阴离子，更优选为如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机含硼离子化合物，包括有机阳离子和有机阴离子；所述有机阳离子具有如式1或式2所示结构：所述有机阴离子的结构式如式3所示：其中R1～R
10
独立的为碳原子数为8～30的直链烷基。2.根据权利要求1所述有机含硼离子化合物，其特征在于，R1～R
10
独立的包括辛基、十二烷基或十六烷基。3.根据权利要求1或2所述有机含硼离子化合物，其特征在于，有机阳离子包括如式4～9所示结构式的阳离子中的一种：4.根据权利要求1或2所述有机含硼离子化合物，其特征在于，有机阴离子包括如式10～12所示结构式的阴离子中的一种：～12所示结构式的阴离子中的一种：5.权利要求1～4任一项所述有机含硼离子化合物的制备方法，包括以下步骤：将季铵盐或季膦盐、烷基取代丙二酸硼酸盐和水混合，得到反应溶液；所述季铵盐、季
膦盐和烷基取代丙二酸硼酸盐中的烷基独立的为碳原子数为8～30的直链烷基；将所述反应溶液进行置换反应，得到所述有机含硼离子化合物。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡美荣，周峰，危得全，于强亮，刘维民，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：