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)動機技術(shù)發(fā)展、進步和性能提高，處于工作狀態(tài)下發(fā)動機苛刻度也不 斷提高。為了適應(yīng)高速飛機對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)動機油。目前，在合成航空渦輪發(fā)動機油中，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)動機油基礎(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)動機油的 潤滑添加劑。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、飛機等行 業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代機械設(shè)備向小型化、高負荷、高溫、高速、重載方向發(fā)展，越來越多的機械設(shè) 備處于高溫潤滑環(huán)境。這促使了一些高溫潤滑油和潤滑脂的開發(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、聚脲潤滑 月旨、復(fù)合鋰基脂和復(fù)合磺酸鈣基潤滑脂等。其中，聚脲潤滑脂由于具有高的滴點、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 世界上高性能潤滑脂品種的一個發(fā)展方向，且已成為衡量一個國家潤滑脂工業(yè)水平的重要 標(biāo)志。然而，商品化的高溫潤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),阻礙了高溫潤滑劑的廣泛應(yīng) 用。一些針對高溫潤滑劑，特別是聚脲潤滑脂減摩抗磨添加劑的研究報道也很有限，尤其關(guān) 于在潤滑油和潤滑脂里均具有優(yōu)異摩擦學(xué)性能的添加劑更是少有報道。
[0003] 根據(jù)文獻調(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的咪唑離子液體作為聚乙二醇聚脲潤滑脂添加 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)合成報道了兩種苯基磷酸酯類高溫潤滑脂 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微動摩擦磨損試驗機考察了 200°C時它們在聚醚（PAG)和聚脲潤滑 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)的高溫潤滑油脂減摩抗磨添加劑的文獻幾乎很少。

【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： 在氮氣氣氛下，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微振動摩擦磨損試驗機上于200°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm的工況下摩 擦系數(shù)隨時間變化的關(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微振動摩擦磨損試驗機于200°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長磨30min 摩擦系數(shù)隨時間變化的關(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微振動摩擦磨損試驗機上于150°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅 Imm的工況下摩擦系數(shù)隨時間變化的關(guān)系曲線。
[0017] 圖5為濃度Owt%、3wt% BAFDP和3wt% TCP加入PAG中在SRV-IV微振動摩擦磨損 試驗機于150°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長磨30min摩擦系數(shù)隨時間變化的 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 摩擦磨損試驗機上于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微振動摩擦磨 損試驗機于l〇〇°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長磨30min摩擦系數(shù)隨時間變化 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 動摩擦磨損試驗機于100 °C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長磨30min摩擦系數(shù)隨 時間變化的關(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微振動摩擦 磨損試驗機于l〇〇°C，頻率25Hz，載荷100N，振幅Imm工況下長磨30min摩擦系數(shù)隨時間變 化的關(guān)系曲線。
【具體實施方式】
[0022] 實施例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，溫度計和雙通活塞 (連接氮氣通入裝置)，通入氮氣