[发明专利]氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着不同类型的功能添加剂的研发，润滑剂的润滑性能不断提升，研究也越来越深入，使用范围也越来越广泛，然而，因润滑剂的泄露、爬移及挥发损失而导致润滑失效的实例较多，例如某石化公司的火灾正是由于润滑油渗漏引起的，因此润滑油的渗漏不只是效益上的损失，更是安全隐患。润滑油的泄露除了导致润滑失效外，还会对人体健康和环境造成危害，主要是因为润滑油很难自然降解，从而在环境中聚集而间接的危害人类和其他动物的健康。为此，开发绿色的润滑剂来有效的避免因润滑油的泄露或者爬移造成的润滑失效，显得尤为重要。

近些年来，低分子量有机小分子凝胶因子（LMWG）因其广泛的研究价值而逐渐的被材料科学家所关注。同时，利用低分子量有机凝胶因子所制备的凝胶具有不同的物理化学性质，表现出许多优异的性能也逐渐引起人们的关注。为此，我们设想能否利用低分子量的有机凝胶因子将润滑油制备成半流动状态的凝胶来有效的避免其爬移和泄露的问题。

低分子量的有机小分子凝胶因子可以通过氢键、范德华力、疏水相互作用、π–π堆积作用、配位键等相互作用发生超分子自组装形成三维网络或纤维结构而形成空穴，将液体润滑剂（如水，矿物油、合成润滑油、离子液体等）变成类似果胶状的凝胶。重要的是，这种类型的润滑材料具备很好的热可逆性及触变性能，在达到一定的温度或者在剪切作用的影响下，能够迅速的从凝胶态转变为液态，当外力作用消失或者温度降低后，又能够快速的变为凝胶态，从而有效的解决润滑油的爬移、蒸发损失或者泄露等缺陷，同时在一些特定的条件下，也能够作为润滑脂的替代品。

发明内容

本发明的目的在于提供氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子及其制备方法和应用。

氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子的结构如下所示：

式中 R₁代表碳原子数为8～32的烷基；R₂代表氢、甲基、异丙基、异丁基、苄基、巯基或者甲硫基；R₃代表碳原子数为4～12的烷基、芳基或烷基萘；X 代表氧原子或者硫原子。该氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子的制备反应方程式如下：

氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子的具体制备方法如下：

1）将烷基醇、一水合对甲苯磺酸（P-TSA）、氨基酸按摩尔比1：1.0~1.5：1.2~2.0混合后加入甲苯，回流反应8~12 h，然后减压蒸出溶剂，将油状残余物溶解到氯仿中，用碳酸钠溶液调节pH为中性，收集有机相并干燥；分离有机相并再次蒸出溶剂，将残余物溶于包含浓盐酸的丙酮溶液中，冷冻得到白色的氨基酸烷基醇酯盐酸盐；随后，将获得的氨基酸烷基醇酯盐酸盐再次溶解在丙酮溶液中，再次冷冻析出沉淀，然后将此沉淀溶于氯仿中，用碳酸钠溶液调节 pH为中性，收集有机相并干燥，之后减压蒸出溶剂获得纯的氨基酸烷基醇酯；

2）将异氰酸酯加到溶有氨基酸烷基醇酯的无水乙腈溶液中，室温搅拌2~3 h，然后继续回流反应8~12 h之后蒸出溶剂获得固体产物，将固体产物先用乙酸乙酯重结晶，然后再用体积比为1:8~10的乙腈和乙酸乙酯进行重结晶，得到氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子。

将氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子添加到基础润滑剂中加热使得凝胶因子完全溶解，然后自然冷却至室温，即得到相应的凝胶润滑剂组合物。

氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子与基础润滑剂的质量比为1：20~1：100。

基础润滑剂为基础润滑油或离子液体。

基础润滑油为液体石蜡、聚а烯烃（PAO10，PAO40）、矿物油（500SN，150BS）、聚乙二醇（PEG 200，PEG400）、多烷基环戊烷（MACS，Ultra S8）或双脂类油（A51）。

离子液体为1-甲基-3-丁基-咪唑六氟磷酸盐（LP104）、1-甲基-3-己基-咪唑六氟磷酸盐（LP106）、1-甲基-3-辛基-咪唑六氟磷酸盐（LP108）、1-甲基-3-丁基-咪唑六氟磷酸盐（LP104）、1-甲基-3-丁基-咪唑四氟硼酸盐（LB104）或1-丁基-3-己基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐（LF106）。

本发明所述的氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子及相应的凝胶润滑剂组合物热分析结果显示其具有较高的热稳定性。