CN114874386B - 一种聚合物基离子型水基润滑添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚合物基离子型水基润滑添加剂及其制备方法和应用，属于工业润滑技术领域。本发明提供的聚合物基离子型水基润滑添加剂，阳离子为含有醚链基团的季铵阳离子，阴离子为羧酸根或氨基酸根，醚链基团具有增粘作用，且季铵阳离子为大分子量聚合物，能够提高水的运动粘度，将该水基润滑添加剂作为粘度改性剂低剂量添加到水中，即可极大增强水的运动粘度，有效的降低水的摩擦系数和磨损体积，改善水的润滑性能，表现出良好的减摩抗磨性能，媲美矿物质部分基础油，有望作为新型水基润滑添加剂应用在金属切削液、液压难燃液、机械加工和煤炭开采等领域。

Description

一种聚合物基离子型水基润滑添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及工业润滑技术领域，尤其涉及一种聚合物基离子型水基润滑添加剂及其制备方法和应用。
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、阻燃和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在于水的润滑性能改善。目前改善水基润滑剂的润滑性能的最为有效的途径之一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和提升其品质，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。一些学者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。但是小分子添加剂由于分子量低导致对于水的粘度的改性效果较差，大多只能应用在水-甘油或水-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分子设计调控性差。因此，亟需研究新型水基润滑添加剂，提高水基润滑产品的润滑性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚合物基离子型水基润滑添加剂及其制备方法和应用，具有优异的增粘效果和减摩抗磨能力，提高水基润滑产品的润滑性能。
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合物基离子型水基润滑添加剂，由季铵盐阳离子和阴离子组成；所述季铵盐阳离子具有式1所示结构：
Figure GDA0004086203590000021
式1中，m:n＝1:(1.5～2)；
所述阴离子包括
Figure GDA0004086203590000022
Figure GDA0004086203590000023
本发明提供了上述技术方案所述聚合物基离子型水基润滑添加剂的制备方法，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与[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；
将所述聚离子液体的溶液和有机酸盐溶液混合，进行离子交换，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂；
所述有机酸盐溶液中有机酸盐包括正丁酸盐、正己酸盐、正辛酸盐、L-组氨酸盐、L-苯丙氨酸盐或L-色氨酸盐。
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。
优选的，所述聚离子液体与有机酸盐的摩尔比为1:(4～5)。
优选的，所述正丁酸盐包括正丁酸钠；所述正己酸盐包括正己酸钠；所述正辛酸盐包括正辛酸钠；所述L-组氨酸盐包括L-组氨酸钠；所述L-苯丙氨酸盐包括L-苯丙氨酸钠；所述L-色氨酸盐包括L-色氨酸钠。
优选的，所述离子交换的时间为20h。
优选的，完成所述离子交换后，依次进行透析和冷冻干燥，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂。
本发明提供了上述技术方案所述聚合物基离子型水基润滑添加剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚合物基离子型水基润滑添加剂在液压难燃液、机械加工或煤炭开采领域中的应用。
本发明提供了一种聚合物基离子型水基润滑添加剂，阳离子为含有醚链基团的季铵阳离子，阴离子为羧酸根或氨基酸根，醚链基团具有增粘作用，且季铵阳离子为大分子量聚合物，能够提高水的运动粘度，将该水基润滑添加剂作为粘度改性剂低剂量添加到水中，即可极大增强水的运动粘度，有效的降低水的摩擦系数和磨损体积，改善水的润滑性能，表现出良好的减摩抗磨性能，媲美矿物质部分基础油。实施例的结果表明，本发明的聚合物基离子型水基润滑添加剂低剂量(2～10％)添加即可使水的运动粘度达到市面上商业水基添加量为25％时的水平，在具备良好的增粘效果同时具有优异的润滑性能，有望作为新型水基润滑添加剂应用在金属切削液、液压难燃液、机械加工和煤炭开采等领域。
本发明所述聚合物基离子型水基润滑添加剂的结构中引入无卤素的阴离子，且季铵阳离子能提高水的粘度，减少外界空气进入，减少空气和水对金属表面的锈蚀，从而能够提高其作为水基润滑剂的抗腐蚀性能，可作为绿色环保、无腐蚀水基润滑添加剂的增粘剂。
附图说明
图1为聚合物基离子型水基润滑添加剂PPM-Ba的核磁谱图；
图2为聚合物基离子型水基润滑添加剂PPM-Ha的核磁谱图；
图3为聚合物基离子型水基润滑添加剂PPM-Oa的核磁谱图；
图4为聚合物基离子型水基润滑添加剂PPM-His的核磁谱图；
图5为聚合物基离子型水基润滑添加剂PPM-Phe的核磁谱图；
图6为聚合物基离子型水基润滑添加剂PPM-Try的核磁谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种聚合物基离子型水基润滑添加剂，由季铵盐阳离子和阴离子组成；所述季铵盐阳离子具有式1所示结构：
Figure GDA0004086203590000041
式1中，m:n＝1:(1.5～2)；
所述阴离子包括
Figure GDA0004086203590000042
Figure GDA0004086203590000043
本发明提供了上述技术方案所述聚合物基离子型水基润滑添加剂的制备方法，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与[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；
将所述聚离子液体的溶液和有机酸盐溶液混合，进行离子交换，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂；
所述有机酸盐溶液中有机酸盐包括正丁酸盐、正己酸盐、正辛酸盐、L-组氨酸盐、L-苯丙氨酸盐、L-色氨酸盐。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明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。在本发明中，所述聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)与[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵(METAC)的投料摩尔比为1:2。
在本发明中，所述引发剂优选包括过硫酸铵；所述引发剂的质量优选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0.3～1％，更优选为0.5％。
本发明对所述水的用量没有特殊的限定，根据实际需求进行调整，能够保证反应顺利进行即可。
在本发明中，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、引发剂和水混合的过程优选在超声条件下进行；本发明对所述超声的过程没有特殊的限定，能够将物料充分分散即可。
完成所述混合后，本发明优选向所得混合物中通入氮气20min直至充分排除氧气，进行聚合反应；所述聚合反应的温度优选为75～85℃，更优选为80℃，时间优选为8～10h。
在本发明中，所述聚合反应的温度优选通过油浴锅提供，所述聚合反应优选在机械搅拌条件下进行；本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述聚合反应的反应式为：
Figure GDA0004086203590000061
完成所述聚合反应后，本发明优选将所得产物依次进行透析和冷冻干燥，得到聚离子液体。在本发明中，所述透析所用透析袋的分子量优选为3500，所述透析优选在去离子水中进行；所述透析的时间优选为48h。本发明对所述冷冻干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
得到聚离子液体后，本发明将所述聚离子液体的溶液和有机酸盐溶液混合，进行离子交换，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂。在本发明中，所述有机酸盐溶液中有机酸盐包括正丁酸盐、正己酸盐、正辛酸盐、L-组氨酸盐、L-苯丙氨酸盐或L-色氨酸盐；所述聚离子液体与有机酸盐的摩尔比优选为1:(4～5)，更优选为1:4。
在本发明中，所述正丁酸盐优选包括正丁酸钠；所述正己酸盐优选包括正己酸钠；所述正辛酸盐优选包括正辛酸钠；所述L-组氨酸盐优选包括L-组氨酸钠；所述L-苯丙氨酸盐优选包括L-苯丙氨酸钠；所述L-色氨酸盐优选包括L-色氨酸钠。
在本发明中，所述聚离子液体的溶液优选为聚离子液体水溶液；本发明对所述聚离子液体水溶液的浓度没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可；在本发明的实施例中，所述聚离子液体水溶液的质量浓度优选为10％。本发明对所述聚离子液体的溶液的配制过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程得到所需浓度的聚离子液体的溶液即可。
在本发明中，所述有机酸盐溶液的制备方法优选包括：将有机酸、金属氢氧化物和水-乙醇混合溶液混合，进行中和，得到有机酸盐溶液；所述水-乙醇混合溶液中水和乙醇的体积比优选为1:1；所述有机酸和金属氢氧化物的摩尔比优选为1:2。在本发明中，所述金属氢氧化物优选为氢氧化钠；本发明对所述有机酸盐溶液的浓度没有特殊的限定，根据实际需求调整满足有机酸盐与聚离子液体的比例即可；在本发明的实施例中，所述有机酸盐溶液的浓度为0.0004mol/mL。
在本发明中，所述中和优选在搅拌条件下进行，所述中和的时间优选为5h；完成所述中和后，本发明优选不进行任何处理，直接将所得有机酸盐溶液进行后续反应即可。
在本发明中，所述聚离子液体的溶液和有机酸盐溶液混合以及进行离子交换的过程优选为将1/4体积的有机酸盐溶液和聚离子液体的溶液倒入透析袋中在去离子水中边透析边进行离子交换反应；每隔5h在透析袋中加入1/4体积的有机酸盐溶液，直至将有机酸盐溶液添加完毕。在本发明中，所述透析袋的分子量优选为3500。
在本发明中，所述离子交换的时间优选为20h。在所述离子交换过程中，聚离子液体PPM中的氯离子被置换为有机酸根离子，能够提高水基润滑剂的防腐性能。
完成所述离子交换后，依次进行透析和冷冻干燥，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂。所述透析优选为继续在去离子水中透析48h。本发明对所述冷冻干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
本发明提供了上述技术方案所述聚合物基离子型水基润滑添加剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚合物基离子型水基润滑添加剂在液压难燃液、机械加工或煤炭开采领域中的应用。本发明对所述应用的方法没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法应用即可。
在本发明中，当所述有机酸盐为正丁酸盐、正己酸盐或正辛酸盐时，所述聚合物基离子型水基润滑添加剂在水中的质量浓度优选为2～6％。
当所述有机酸盐为L-组氨酸盐、L-苯丙氨酸盐或L-色氨酸盐时，所述聚合物基离子型水基润滑添加剂的在水中的质量浓度优选为6～10％。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
称取18.722g(0.02mol)聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)、6.231g(0.03mol)[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵(METAC)、过硫酸铵(APS)0.125g和145g纯水在三口烧瓶中混合，在室温下，进行超声分散直至完全溶解，通入氮气20分钟排除氧气后，设置水冷凝管置于80℃油浴锅中，在机械搅拌持续搅拌下反应8h，采用分子量为3500的透析袋收集样品，在去离子水中透析48h，冷冻干燥，得到聚离子液体20.162g，产率为80.8％；
称取10g(0.007mol)聚离子液体PPM在水中溶解，得到质量浓度为10％的聚离子液体溶液；
称取2.64g(0.03mol)正丁酸和2.40g氢氧化钠(0.06mol)在70mL的水-乙醇溶液(水和乙醇体积比为1:1)中搅拌反应5h，将所得产物溶液取1/4体积和上述聚离子液体溶液一起倒入分子量为3500的透析袋中，在去离子水中边透析边反应，每隔5h在透析袋中加入1/4体积产物溶液，直至用完，反应结束后，继续在去离子水中透析48h，冷冻干燥后，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂，记为PPM-Ba，结构式为：
Figure GDA0004086203590000081
实施例2
称取10g(0.007mol)聚离子液体PPM在水中溶解，得到质量浓度为10％的聚离子液体溶液；
称取3.48g(0.03mol)正己酸和2.40g氢氧化钠(0.06mol)在70mL的水-乙醇溶液(水和乙醇体积比为1:1)中搅拌反应5h，将所得产物溶液取1/4体积和上述聚离子液体溶液一起倒入分子量为3500的透析袋中，在去离子水中边透析边反应，每隔5h在透析袋中加入1/4体积产物溶液，直至用完，反应结束后，继续在去离子水中透析48h，冷冻干燥后，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂，记为PPM-Ha，结构式为：
Figure GDA0004086203590000091
实施例3
称取10g(0.007mol)聚离子液体PPM在水中溶解，得到质量浓度为10％的聚离子液体溶液；
称取4.23g(0.03mol)正辛酸和2.40g氢氧化钠(0.06mol)在70mL的水-乙醇溶液(水和乙醇体积比为1:1)中搅拌反应5h，将所得产物溶液取1/4体积和上述聚离子液体溶液一起倒入分子量为3500的透析袋中，在去离子水中边透析边反应，每隔5h在透析袋中加入1/4体积产物溶液，直至用完，反应结束后，继续在去离子水中透析48h，冷冻干燥后，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂，记为PPM-Oa，结构式为：
Figure GDA0004086203590000092
实施例4
称取10g(0.007mol)聚离子液体PPM在水中溶解，得到质量浓度为10％的聚离子液体溶液；
称取4.65g(0.03mol)L-组氨酸和2.40g氢氧化钠(0.06mol)在70mL的水-乙醇溶液(水和乙醇体积比为1:1)中搅拌反应5h，将所得产物溶液取1/4体积和上述聚离子液体溶液一起倒入分子量为3500的透析袋中，在去离子水中边透析边反应，每隔5h在透析袋中加入1/4体积产物溶液，直至用完，反应结束后，继续在去离子水中透析48h，冷冻干燥后，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂，记为PPM-His，结构式为：
Figure GDA0004086203590000101
实施例5
称取10g(0.007mol)聚离子液体PPM在水中溶解，得到质量浓度为10％的聚离子液体溶液；
称取4.96g(0.03mol)L-苯丙氨酸和2.40g氢氧化钠(0.06mol)在70mL的水-乙醇溶液(水和乙醇体积比为1:1)中搅拌反应5h，将所得产物溶液取1/4体积和上述聚离子液体溶液一起倒入分子量为3500的透析袋中，在去离子水中边透析边反应，每隔5h在透析袋中加入1/4体积产物溶液，直至用完，反应结束后，继续在去离子水中透析48h，冷冻干燥后，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂，记为PPM-Phe，结构式为：
Figure GDA0004086203590000111
实施例6
称取10g(0.007mol)聚离子液体PPM在水中溶解，得到质量浓度为10％的聚离子液体溶液；
称取6.13g(0.03mol)L-色氨酸和2.40g氢氧化钠(0.06mol)在70mL的水-乙醇溶液(水和乙醇体积比为1:1)中搅拌反应5h，将所得产物溶液取1/4体积和上述聚离子液体溶液一起倒入分子量为3500的透析袋中，在去离子水中边透析边反应，每隔5h在透析袋中加入1/4体积产物溶液，直至用完，反应结束后，继续在去离子水中透析48h，冷冻干燥后，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂，记为PPM-Try，结构式为：
Figure GDA0004086203590000112
表征及性能测试
1)对实施例1～6制备的聚合物基离子型水基润滑添加剂进行核磁表征，所得结果见图1～6，图1～6中标注的基团位置在1H谱图对应的位置出峰，说明上述结构的添加剂成功合成。
2)摩擦学性能测试
使用德国Optimol油脂公司的SRV-IV微动摩擦磨损试验机，在温度为25℃，载荷为100N，频率为25Hz，振幅为1mm条件下进行30min摩擦系数评价试验。实验所用钢球为的GCr15轴承钢，下试样所用块体为直径24mm、高7.9±0.1mm的GCr15钢块(平均硬度748.45HV)。
将实施例1制备的添加剂PPM-Ba直接溶于水中，得到不同质量浓度(2％、3％、4％、5％和6％)的润滑剂，进行摩擦学性能测试，并与水对比，所得结果见表1。
表1不同浓度的水基润滑添加剂PPM-Ba的平均摩擦系数
溶液类型 平均摩擦系数
水 0.354
2％PPM-Ba 0.189
3％PPM-Ba 0.185
4％PPM-Ba 0.187
5％PPM-Ba 0.188
6％PPM-Ba 0.188
由表1可知，与水相比，含有PPM-Ba的润滑剂摩擦系数明显减小，表明PPM-Ba极大地提高了水的减摩性能。
将实施例2制备的添加剂PPM-Ha直接溶于水中，得到不同质量浓度(2％、3％、4％、5％和6％)的润滑剂进行摩擦学性能测试，并与水对比，所得结果见表2。
表2不同浓度的水基润滑添加剂PPM-Ha的平均摩擦系数
Figure GDA0004086203590000121
Figure GDA0004086203590000131
由表2可知，与水相比，含有PPM-Ha的润滑剂摩擦系数明显减小，表明PPM-Ha极大地提高了水的减摩性能。
将实施例3制备的添加剂PPM-Oa直接溶于水中，得到不同质量浓度(2％、3％、4％、5％和6％)的润滑剂进行摩擦学性能测试，并与水对比，所得结果见表3。
表3不同浓度的水基润滑添加剂PPM-Oa的平均摩擦系数
溶液类型 平均摩擦系数
水 0.354
2％PPM-Oa 0.142
3％PPM-Oa 0.138
4％PPM-Oa 0.131
5％PPM-Oa 0.131
6％PPM-Oa 0.137
由表3可知，与水相比，含有PPM-Oa的润滑剂摩擦系数明显减小，表明PPM-Oa极大地提高了水的减摩性能。
将实施例4制备的添加剂PPM-His直接溶于水中，得到不同质量浓度(6％、7％、8％、9％和10％)的润滑剂进行摩擦学性能测试，并与水对比，所得结果见表4。
表4不同浓度的水基润滑添加剂PPM-His的平均摩擦系数
溶液类型 平均摩擦系数
水 0.354
6％PPM-His 0.193
7％PPM-His 0.190
8％PPM-His 0.197
9％PPM-His 0.216
10％PPM-His 0.202
由表4可知，与水相比，含有PPM-His的润滑剂摩擦系数明显减小，表明PPM-His极大地提高了水的减摩性能。
将实施例5制备的添加剂PPM-Phe直接溶于水中，得到不同质量浓度(6％、7％、8％、9％和10％)的润滑剂进行摩擦学性能测试，并与水对比，所得结果见表5。
表5不同浓度的水基润滑添加剂PPM-Phe的平均摩擦系数
溶液类型 平均摩擦系数
水 0.354
6％PPM-Phe 0.188
7％PPM-Phe 0.186
8％PPM-Phe 0.187
9％PPM-Phe 0.189
10％PPM-Phe 0.186
由表5可知，与水相比，含有PPM-Phe的润滑剂摩擦系数明显减小，表明PPM-Phe极大地提高了水的减摩性能。
将实施例6制备的添加剂PPM-Try直接溶于水中，得到不同质量浓度(6％、7％、8％、9％和10％)的润滑剂进行摩擦学性能测试，并与水对比，所得结果见表6。
表6不同浓度的水基润滑添加剂PPM-Try的平均摩擦系数
溶液类型 平均摩擦系数
水 0.354
6％PPM-Try 0.124
7％PPMD-Try 0.118
8％PPM-Try 0.119
9％PPM-Try 0.119
10％PPM-Try 0.122
由表6可知，与水相比，含有PPM-Try的润滑剂摩擦系数明显减小，表明PPM-Try极大地提高了水的减摩性能。
3)通过SYP1003-III运动粘度测定器测试在25℃和40℃温度下，水、商业增粘剂SDN45、APE30和4％PPM-Ba、4％PPM-Ha、4％PPM-Oa、7％PPM-His、7％PPM-Phe、7％PPM-Try的运动粘度。根据GB/T 6144-2010标准，采用铸铁片腐蚀试验评价上述润滑剂的耐腐蚀性能，所得结果见表7。
表7水、商业增粘剂SDN45、APE30和4％PPM-Ba、4％PPM-Ha、4％PPM-Oa、7％PPM-His、7％PPM-Phe和7％PPM-Try的摩擦系数、运动粘度和腐蚀等级
Figure GDA0004086203590000151
由表7可知，商业增粘剂不具备减摩效果，有一定的抗磨能力；与水和商业增粘剂相比，聚合物基离子型水基润滑添加剂的摩擦系数和磨损体积明显下降，具有良好的减摩抗磨效果。羧酸类的PPM-Ba、PPM-Ha、PPM-Oa在质量浓度达到4％时即能媲美商业水基APE30和SDN45添加量为25％时的粘度，氨基酸类的PPM-His、PPM-Phe和PPM-Try在质量浓度达到7％时即能媲美APE30和SDN45添加量为25％时的粘度。根据腐蚀比色评价指南，水和商业水基的抗腐蚀性能较差，为D，含聚离子液体的润滑剂抗腐蚀性能明显提升，评价为A。这说明本发明的聚合物基离子型水基润滑添加剂具有优异的增粘效果、减摩抗磨能力和抗腐蚀性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚合物基离子型水基润滑添加剂，其特征在于，由季铵盐阳离子和阴离子组成；所述季铵盐阳离子具有式1所示结构：
Figure FDA0004086203580000011
式1中，m:n＝1:(1.5～2)；
所述阴离子包括
Figure FDA0004086203580000012
Figure FDA0004086203580000013
2.权利要求1所述聚合物基离子型水基润滑添加剂的制备方法，其特征在于，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与[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；
将所述聚离子液体的溶液和有机酸盐溶液混合，进行离子交换，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂；
所述有机酸盐溶液中有机酸盐包括正丁酸盐、正己酸盐、正辛酸盐、L-组氨酸盐、L-苯丙氨酸盐或L-色氨酸盐。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，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％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为75～85℃，时间为8～10h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚离子液体与有机酸盐的摩尔比为1:(4～5)。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述正丁酸盐包括正丁酸钠；所述正己酸盐包括正己酸钠；所述正辛酸盐包括正辛酸钠；所述L-组氨酸盐包括L-组氨酸钠；所述L-苯丙氨酸盐包括L-苯丙氨酸钠；所述L-色氨酸盐包括L-色氨酸钠。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述离子交换的时间为20h。
8.根据权利要求2或7所述的制备方法，其特征在于，完成所述离子交换后，依次进行透析和冷冻干燥，得到聚合物基离子型水基润滑添加剂。
9.权利要求1所述聚合物基离子型水基润滑添加剂或权利要求2～8任一项所述制备方法制备得到的聚合物基离子型水基润滑添加剂在液压难燃液、机械加工或煤炭开采领域中的应用。
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