[發明專利]功能化油溶性離子液體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510789114.3
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN105254667A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 周峰;于強亮;蔡美榮;黃國威;劉維民
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C07F9/54
• 分類號: C07F9/54;C07F9/11;C07F9/40;C07C309/17;C07C303/32;C07C53/126;C07C51/41;C10M137/12;C10M135/10;C10M137/04;C10M129/40;C10N30/12;C10N30/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

技術領域

本發明涉及一系列功能化油溶性離子液體及其制備方法和應用。

背景技術

作為潤滑體系中的重要一員，潤滑油脂在不同的服役工況中均扮演著舉足輕重的角色。然而，隨著現代航空航天及空間技術的不斷發展，對潤滑油脂的潤滑性能又提出了新的要求。傳統的潤滑油脂已不能滿足潤滑部件在苛刻條件下的潤滑與防護要求，為此，設計合成新型高效的潤滑劑越來越多的受到人們的關注。離子液體作為21世紀較為重要的一類材料在許多領域得到了廣泛應用。申請人于2001年首次報道了這類具有低揮發性、不燃性、高的熱穩定性、低的熔點和良好的導電性的材料作為潤滑劑具有十分優異的潤滑性能(C.F.Ye，W.M.Liu，Y.X.Chen，L.G.Yu，Chem.Commu，21(2001)2244-2245.)。

此后，關于離子液體作潤滑劑及添加劑的科學研究已經獨立成為一個全新的研究方向被國際同行廣泛關注。離子液體用作高性能潤滑劑具有優良的減摩抗磨性能，并且具有很好的承載能力(W.M.Liu，C.F.Ye，Z.F.Zhang，L.G.Yu.Wear252(2002)394-400；H.Z.Wang，Q.M.Lu，C.F.Ye，W.M.Liu，Z.J.Cui.Wear256(2004)44；M.H.Yao，M.J.Fan，Y.M，Liang，F.Zhou，Y.Q.Xia，Wear268(2010)67–71)；X.Q.Liu，F.Zhou，Y.M.Liang，W.M.Liu，Wear261(2006)1174–1179；)作為潤滑油、脂的添加劑能大大提高基礎潤滑劑的減摩抗磨性能(M.H.Yao，Y.M.Liang，Y.Q.Xia，F.Zhou，ACSAppl.Mater.Interfaces1(2009)467–471；M.R.Cai，Z.Zhao，Y.M.Liang，F.Zhou，W.M.Liu，Tribol.Lett.40(2010)215-224；)申請人長期致力于功能化離子液體的合成及性能研究，申請人將磷脂類官能團通過分子設計的手段嫁接到咪唑環上，制備得到的此類離子液體對金屬鋁表現出了非常高效的潤滑性能(Z.G.Mu，F.Zhou，S.X.Zhang，Y.M.Liang，W.M.Liu，Effectofthefunctionalgroupsinionicliquidmoleculesonthefrictionandwearbehaviorofaluminumalloyinlubricatedaluminum-on-steelcontact.Tribol.Inter.2005，38(8)，725-731.)。眾所周知，磺酸鹽是一類非常高效的分散清凈劑，申請人于2014年首次制備得到了一類具有磺酸根陰離子的咪唑類離子液體，其對鋼/鋼、鋼/銅、鋼/鋁均具有非常好的潤滑性能，且表現出了很高的積碳清凈性能。(M.J.Fan，Z.H.Song，Y.M.Liang，F.Zhou，W.M.Liu，Laxativeinspiredionicliquidlubricantswithgooddetergencyandnocorrosion.ACSAppl.Mater.Interfaces6(2014)3233-41.)。盡管離子液體與其它合成潤滑油相比具有較好的減摩抗磨性能，但是在離子液體的應用研究過程中，發現其作為潤滑劑添加劑仍存在一些問題，例如：制備成本高、腐蝕金屬基底、與常用潤滑油相容性差等問題極大的制約其工業化應用。經過調研發現目前還沒有報道同時具有良好抗腐蝕性和油溶性的功能化離子液體。

發明內容

本發明目的在于提供一系列功能化油溶性離子液體，該離子液體為磷酸酯功能化季磷、季銨油溶性離子液體，其陽離子為帶有磷酸酯官能團的不同烷基鏈長的季磷或者季銨陽離子，陰離子為二異辛基磷酸根(EDHPA)、異戊二辛酯磺酸根(DOSS)、O，O-二乙基二硫代磷酸根(DDSSP)和月桂酸根(SL)。該離子液體能夠有效的降低基礎油對金屬的腐蝕，抑制積碳的生成，改善潤滑油的潤滑性能。

本發明的另一目的在于提供功能化油溶性離子液體的制備方法。

本發明的又一目的在于提供功能化油溶性離子液體的用途。

功能化油溶性離子液體，其特征在于該離子液體的通式如下：

其中Z代表N原子或P原子，R代表己基、辛基、十二烷基或十六烷基，n為0或1；X代表(a)、(b)、(c)或(d)的陰離子，其中(a)為DEHPA，(b)為DOSS，(c)為DDSSP，(d)為SL。

DEHPA為陰離子的離子液體：