功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一系列功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 作为润滑体系中的重要一员，润滑油脂在不同的服役工况中均扮演着举足轻重的 角色。然而，随着现代航空航天及空间技术的不断发展，对润滑油脂的润滑性能又提出了新 的要求。传统的润滑油脂已不能满足润滑部件在苛刻条件下的润滑与防护要求，为此，设计 合成新型高效的润滑剂越来越多的受到人们的关注。离子液体作为21世纪较为重要的一 类材料在许多领域得到了广泛应用。申请人于2001年首次报道了运类具有低挥发性、不燃 性、高的热稳定性、低的烙点和良好的导电性的材料作为润滑剂具有十分优异的润滑性能 (C.F.Ye，W.M.Liu,Y.X.Chen,L.G.化，Chem.Commu，21 (2001) 2244-2245.)。
[0003] 此后，关于离子液体作润滑剂及添加剂的科学研究已经独立成为一个全新的 研究方向被国际同行广泛关注。离子液体用作高性能润滑剂具有优良的减摩抗磨性 能，并且具有很好的承载能力（W.M.Liu，C.F.Ye，Z.F.Zhang，L.G.化.Wear 252 (2002) 394-400 ;比Z.Wang,Q.Μ.Lu，C.F.Ye，W.Μ.Liu,Z.J.Cui.Wear256 但004) 44;M. &^o，M.J.Fan，Y.M，Liang，F.aiou，Y.A)(ia，Wear268 (2010) 67 -71) ;X.化Liu,F.Zhou,Y.M.Liang，W.M.Liu,Wear261 (2006) 1174 - 1179;)作为 润滑油、脂的添加剂能大大提高基础润滑剂的减摩抗磨性能（M.H.化o，Y.M.Liang,Y. Q.Xia，F.Zhou,ACSAppl.Mater.Inte;rfaces1 (2009) 467 - 471;M.R.Cai，Z. 化曰〇，Y.M.Liang,F.aiou，W.M.Liu,Tribol.Lett. 40 (2010) 215-224;)申请人长 期致力于功能化离子液体的合成及性能研究，申请人将憐脂类官能团通过分子设计的手段 嫁接到咪挫环上，制备得到的此类离子液体对金属侣表现出了非常高效的润滑性能狂.G. Mu,F.Zhou,S.X.Zhang，Υ.Μ.Liang，W.Μ.Liu，Effectofthefunctionalgroups inionicliquidmoleculesonthefrictionandwearbehaviorofaluminumalloy inlubricatedaluminum-on-steelcontact.Tribol.Inter. 2005,38 (8)，725-731.)。 众所周知，横酸盐是一类非常高效的分散清净剂，申请人于2014年首次制备得到了一类具 有横酸根阴离子的咪挫类离子液体，其对钢/钢、钢/铜、钢/侣均具有非常好的润滑性能， 且表现出了很高的积碳清净性能。（M.J.Fan，Z.H.Song,Y.M.Liang,F.Zhou,W. Μ.Liu，Laxativeinspiredionicliquidlubricantswithgooddetergencyandno corrosion.ACSAppl.Mater.Inte;rfaces6 (2014) 3233-41.)。尽管离子液体与其它 合成润滑油相比具有较好的减摩抗磨性能，但是在离子液体的应用研究过程中，发现其作 为润滑剂添加剂仍存在一些问题，例如：制备成本高、腐蚀金属基底、与常用润滑油相容性 差等问题极大的制约其工业化应用。经过调研发现目前还没有报道同时具有良好抗腐蚀性 和油溶性的功能化离子液体。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一系列功能化油溶性离子液体，该离子液体为憐酸醋功能化 季憐、季锭油溶性离子液体，其阳离子为带有憐酸醋官能团的不同烷基链长的季憐或者季 锭阳离子，阴离子为二异辛基憐酸根巧DHPA)、异戊二辛醋横酸根（DOSS)、0,0-二乙基二硫 代憐酸根值DSS巧和月桂酸根（SL)。该离子液体能够有效的降低基础油对金属的腐蚀，抑 制积碳的生成，改善润滑油的润滑性能。
[0005] 本发明的另一目的在于提供功能化油溶性离子液体的制备方法。
[0006] 本发明的又一目的在于提供功能化油溶性离子液体的用途。
[0007] 功能化油溶性离子液体，其特征在于该离子液体的通式如下：
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，η为0或1;X代 表（a)、化）、（C)或（d)的阴离子，其中（a)为DEHPA，化）为D0SS，（C)为DDSSP，（d)为化。
[0008] DEHPA为阴离子的离子液体： 阳匿扣EHPA] :Z=N，R=C化7,n=l，X=a; 的2i2i2p[DEHPA] :Z=N，1?=〔12&5,n=l，X=a; 的6161日P扣EHPA] :Z=N，R=Ci品3,n=l，X=a;
[Psssp[DEHPA] :Z=P，R=CsHi7,n=l，X=a;
[Pi2i2i2P巧EHPA] :Z=P，尺=。2&5,n=l，X=a;
[Pieiei日p[DEHPA] :Z=P，R=CigH33,n=l，X=a。
[0009] DOSS为阴离子的离子液体： 机細P巧OSS] :Z=N，R=C化7,n=l，X=b; 的21212P巧OS。：Z=N，1?=。化5,n=l，X=b; 的6161邸巧OS。：Z=N，R=CieH33,n=l，X=b;
[P匿[DOS。：Z=P，R=CsHi7,n=l，X* ;
[Pl21212P巧OSS] :Z=P，尺=。2&5,n=l，X=b;
[P16I61邸巧OSS] :Z=P,尺=。6&3,n=l,X=b。
[0010] DDSSP为阴离子的离子液体： 机細p扣DSSP] :Z=N，R=CsHi7,n=l，X=c; 的21212P[孤SSP] :Z=N，1?=〔12&日，n=l，X=c; 的6i6i6p[DDSS門：Z=N，R=Ci6H33，n=l，X=c;
[Psssp[孤SS門：Z=P，R=站[口，n=l，X=c;
[Pl21212P巧DSS門：Z=P，n=l，X=c;
[P16I61邸脚)SS門：Z=N，R=CieH33,n=l，X=c。
[0011] 化为阴离子的离子液体： 机細P[SL] :Z=N，R=CsHi7,n=l，X=d;
[Ni2i2i2ptSU:Z二N!R二n二 1!X二d; 的冊邸咖：Z=N，尺=。6&3,n=l，X=d; 化細p[SL] :Z=P，R=CsHi7,n=l，X=d;
[Pi21212P[SL] :Z=P，尺=。2&5,n=l，X=d;
[Pi61616p[SL] :Z=P，R=CieH33,n=l，X=d。
[0012] 本发明所述离子液体的制备反应方程式如下：
式中Z代表N原子或P原子，R代表己基、辛基、十二烷基、十六烷基，n=0，1。X代表DEHPA、DOSS、孤SSP或化。反应方程式中，3-漠丙（乙）基憐酸二乙醋合成参考文献：狂. G.Mu,W.M.Liu,S.X.Zhang，F.Zhou.QiemistryLetters33 (2004) 524-525.)。反 应方程式中，二异辛基憐酸醋钢盐值EHPANa)根据文献合成：Φ.Jiang，L.Τ.化，化P. Feng.TribolLett(2011) 41:417 - 424 ) 具体制备方法为：在惰性气氛保护下，ΚΞ烷基胺或Ξ烷基麟与3-漠丙/乙基憐酸二 乙醋为原料，乙腊为溶剂，60-70 °C加热回流4-8个小时后蒸出溶剂得到亮黄色油状粘稠 液体；油状粘稠液体用乙醇溶解，加入DOSS化、DEHPANa、孤SSP化或SLNa于50-70。C下 揽拌反应4-8小时后减压蒸出溶剂得到油状液体，即为油溶性离子液体的粗产品；用去离 子水反复洗涂除去未完全反应的DOSS化、DEHPANa、孤SSP化或SLNaW及离子交换产生的盐 至去离子水相澄清，有机相用无水硫酸钢干燥，然后旋干溶剂即得功能化油溶性离子液体。
[0013] 所述Ξ烷基胺或Ξ烷基麟与3-漠丙/乙基憐酸二乙醋的摩尔比为1:1. 2-2. 0。
[0014] 所述DOSS化、DEHPANa、孤SSP化或SLNa与Ξ烷基胺或Ξ烷基麟的摩尔比为 1:1.2-2.0。
[0015] 如上所述油溶性离子液体作为基础润滑油添加剂的应用。
[0016] 所述基础润滑油为500SN或PA010。
[0017] 本发明所述功能化油溶性离子液体具优异的溶解性，能够充分溶解于不同极性的 有机溶剂如氯仿、甲醇、丙酬、正己烧、石油酸等。此外运类油溶性离子液体也能够有效的溶 解于常用的基础润滑油如500SN、PA010等。
[0018] 本发明所述功能化油溶性离子液体具有很好的抗腐蚀性能，通过铜片腐蚀实验可 知，本发明所述离子液体作为500SN的添加剂，