技术领域

本发明涉及一种润滑油添加剂，特别是一种具 有极性两端的螺旋高分子摩擦 改进剂。

背景技术

通常， 有机摩擦改进剂是一种表面活性剂， 分子的一端带有极性基团， 另一 端为非极性的烃类基团。摩擦改进剂能在摩擦 表面上形成定向吸附膜， 从而改善 摩擦副的润滑状况， 有效地减少机械的摩擦磨损， 达到降低能耗和提高燃油经济 性的作用。摩擦改进剂的极性基团决定摩擦改 进剂与表面的结合强度， 一般为含 有氮、 氧、 硫、 磷、 硼等杂原子的化合物。

中国专利 CN 102725385 A和美国专利 US 20120283158 A1公开了一种含有 一个或多个酰胺官能团的摩擦改进 ：

其中， X为氧原子或硫原子， ！^和 R ₂ 是独立存在的氢或烃基。 该摩擦改进 剂的极性基团为酰胺或硫代酰胺，且与一起使 用的官能流体如发动机油形成组合 物， 同时保持组合物的稳定性、 澄清性和 /或相容性。

中国专利 CN 101323810 A和美国专利 US 20070293406 A1公开了一种琥珀 酰亚胺类摩擦改进剂：

其中， R ₃ 和 R4可以是氢， 但不同时为氢， 且其中的 R ₃ 和 /或 F 可独立地为直 链或支链的含有 1〜34个碳原子的烃基， 使得 和1 4的碳原子总数为约 11〜35。 该摩擦改进剂的极性基团为琥珀酰亚胺，且与 基础油和添加剂组合物组成一种具 有改进耐久性和提高摩擦性能的动力传递液。

美国专利 US 20100210487 A1公开了一种脂肪酸山梨醇酐酯类摩擦改进剂� ��

其中， n是 6到 28的整数。 该摩擦改进剂的极性基团为脂肪酸山梨醇酐酯 端， 且具有长时间的减摩性能。

经检索， 未见具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂的 相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现无磨损摩擦 的具有极性两端的螺旋高分 子摩擦改进剂。

本发明的技术解决方案是： 一种具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进剂， 其 特征在于所述的摩擦改进剂分子为螺旋高分子 ， 包含下式结构：

其螺旋高分子表示 DNA、 RNA、 聚肽、 蛋白质或多糖的天然大分子及它们 的衍生物， 或者是聚烯烃、 聚硅垸、 聚异氰酸酯、 聚乙炔、 聚甲基丙烯酸酯、 聚 甲基丙烯酰胺、 聚醛、 聚苯撑、 聚亚芳香基苯炔或聚异氰化物的合成螺旋高分 子 及它们的衍生物， ？,和！^是独立存在的含有氮、 氧、 硫、 磷、 氟、 硼或氯杂原 子的极性基团， 但不限于上述螺旋高分子及其衍生物。

所述的摩擦改进剂长链的功能化极性两端分别 与摩擦副表面的金属配位，同 时长链使摩擦副的两个金属表面完全隔开。

作为？ ₁ 和？ ₂ 所示的基团， 表示氨基、 酯基、 羧基、 羟基、 酰胺基、 硼酸基、 腈基、硫醇基或磷酸酯基含有杂原子的极性基 团及它们的衍生物， 或者是五元和 六元杂环及它们的衍生物。 其中， 作为五元杂环的极性基团表示呋喃、 噻吩、 四 唑、 三唑、 吡唑、 吡唑垸、 咪唑、 唑烷、 噻唑烷、 吡咯垸、 吡咯啉或吡咯环及它 们的衍生物， 作为六元杂环的极性基团表示吡啶、嘧啶、 哌嗪、吡嗪、硫代吗啉、 噻嗪、 吗啉、 噁嗪或哌啶环及它们的衍生物， 但不限于上述基团。

具体实施方式

以下给出本发明典型具有极性两端的螺旋高分 子摩擦改进剂的实施例，但不 限于以下实施例中的原理、 工艺方法和使用的原料等。 实施例 1

第 1步进行螺旋聚丙氨酸的制备： 将 10.0 mol內'氨酸加入 150 ml四氢呋喃 THF屮， 然后在搅拌的同时加入 10.0 mol二氣氧磷， 在 40°C搅拌反应 4 h， 用 50 ml水终止反应。将终止后的反应溶液旋蒸除去� ��氢呋喃 THF并过滤分离， 最 后用反相制备型高效液相色谱法分离纯化， 所得螺旋聚丙氨酸的结构如下：

_H 0 _H o _H o

H ₂ N-C- C斗 NH C - C j _n NH-C - C- OH

CH3 CH3 CH3 第 2步进行端氨基螺旋聚丙氨酸的制备：将步骤 1中合成的螺旋聚丙氨酸和 1倍当量 N-Boc-对苯二胺溶解于四氢呋喃 THF中， 在搅拌的同时加入 2倍当量 4-(4,6-二甲氧基三嗪 -2-基） -4-甲基吗啉盐酸盐 DMTMM,在室温条件下搅拌反应 24 h; 反应结束后， 用水清洗除去 DMTMM, 然后向其中加入三氟乙酸并在室温 下搅拌 2 h， 旋转蒸发除去溶剂， 真空干燥， 所得端氨基螺旋聚丙氨酸的结构如 下：

H ^ , H ° . - H ₂ N C C- (- NH- C- C -NH-C-C-NH— 一 NH ₂

CH3 CH3 CH3 第 3步进行具有极性嘧啶基两端的螺旋高分子摩� �改进剂的制备： 将步骤 2 中合成的端氨基螺旋聚丙氨酸和 2倍当量 5-嘧啶羧酸溶解于四氢呋喃 THF中， 在搅拌的同时加入 4 倍当量 4-(4,6-二甲氧基三嗪 -2-基） -4-甲基吗啉盐酸盐 DMTMM, 在室温条件下搅拌反应 24 h; 反应结束后， 用水清洗除去 DMTMM, 旋转蒸发除去溶剂， 真空干燥， 所得具有极性嘧啶基两端的螺旋高分子摩擦改 进 剂的结构如下：

实施例 2 进行具有极性咪唑啉酮基两端的螺旋高分子摩 擦改进剂的制备： 按实施例 1 中的第 3步操作， 区别是使用相应量的 2-咪唑啉酮 -4-羧酸替代 5-嘧啶羧酸， 所 得具有极性咪唑啉酮基两端的螺旋高分子摩擦 改进剂的结构如下：

实施例 3

进行具有极性吡啶基两端的螺旋高分子摩擦改 进剂的制备：按实施例 1中的 第 3步操作， 区别是使用相应量的异烟酸替代 5-嘧啶羧酸， 所得具有极性吡啶基 两端的螺旋高分子摩擦改进剂的结构如下：

实施例 4

进行具有极性噻唑基两端的螺旋高分子摩擦改 进剂的制备：按实施例 1中的 第 3步操作， 区别是使用相应量的苯并噻唑 -6-羧酸替代 5-嘧啶羧酸， 所得具有 极性噻唑基两端的螺旋高分子摩擦改进剂的结 构如下：

通过低速摩擦试验机 （LVFA ) 和原子力显微镜 （AFM ) 的实验证明， 本发 明提供的具有极性两端的螺旋高分子摩擦改进 剂可以与基础油及其它所需的润 滑油添加剂组成润滑油组合物， 显示出优良的减摩抗磨损润滑效果， 并实现了无 磨损摩擦。

工业实用性

本发明的特点是： 与传统的一端带有极性基团， 另一端为非极性烃类的摩擦 改进剂分子相比， 本发明制备的具有极性两端的螺旋高分子摩擦 改进剂， 其长链 的功能化极性两端分别与摩擦副表面的金属配 位，同时长链使摩擦副的两个金属 表面完全隔开， 防止两摩擦表面的直接接触， 实现无磨损摩擦， 可为润滑油提供 极佳的抗磨损性能。