专利名称：：一种离子液体高温润滑剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种离子液体高温润滑剂。
背景技术：
：自从1992年Wikes小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的l-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体以来，离子液体的研究取得了日新月异的发展。由于离子液体具有极低的挥发性，不燃性，高的热稳定性和化学稳定性，高的离子传导性，宽广的电化学窗口，阴、阳离子的可调节性等优点，离子液体异军突起，迅速成为有机合成、电化学、纳米化学、催化化学和高分子化学等领域的研究热点。随着航空航天及空间技术的发展，对润滑剂特别是高性能润滑剂提出了越来越高的要求，传统的润滑油已很难满足一些特殊机械在苛刻条件下的润滑与防护。高负荷、高性能飞行飞机的出现，所带来的一个问题是润滑系统必须在较高的温度条件下工作。估计马赫数为2.5时，主体润滑油温度约为204'C;当马赫数为3时，主体润滑油温度约为26(TC。液体润滑剂在这种温度下工作时，可预料的困难是润滑剂的氧化安定性、热稳定性、高挥发性。(王九，董浚修。合成润滑材料，2000，27(1):25-29)。美国国防部、国家航空航天局提出的"综合高性能涡轮发动机技术"(G.Pezzella,RA.Warner.HighTemperatureLiquidLubricantRequirementsforAdvancedHighPerformanceTurbineEngines.AIAA/SAE/ASME/ASEE26thJointPropulsionConference,1990.)，其目的是为了满足21世纪涡轮发动机增加一倍推力的要求。这些技术中一个关键的要求是开发新的高性能润滑油，能够耐受发动机的高温工作环境。但是目前常用的空间润滑剂膦腈(X-1P)和全氟聚醚(PFPE)在300多摄氏度的时候已完全分解。而离子液体具有一些特殊的性质，如极低的挥发性、很高的热稳定性、不可燃、熔点低等，这正是理想润滑剂所必不可少的。2001年，叶承峰等首次发现离子液体是一类性能优异的多用途润滑剂(C.F.Ye,W.M.Liu,Y.X.Chen,L.G.Yu，Chem.Commun，21(2001)2244-2245.)。自此离子液体以及功能化离子液体作为高性能润滑剂的研究为我们打开了一个全新的窗口，并且已经取得了与传统合成润滑剂不同的鼓舞人心的结果(H.Z.Wang,Q.M.Lu，C.F.Ye,W.M.Liu,Z丄Cui,Wear,256(2004)44-48;X.Q.Liu，F.Zhou,Y.M.Liang，W.M.Liu,Wear,261(2006)1174—1179;Z.G.Mu,W.M.Liu,S.X.Zhang,F.Zhou,Chem.Lett,33(2004)524-525;200310117751.3;200410097689.0)。尽管目前报道的离子液体具有非常高的热分解温度，但是这些离子液体的化学稳定性比较差，高温下容易发生分解，从而导致润滑油润滑性能的降低和长时间工作条件下的润滑实效，因此大大限制了其在实际中的应用。本发明的目的在于提供一种高化学稳定性和热稳定性，极低挥发性，具有优良减摩抗磨性能，且对基底的腐蚀性非常低的离子液体高温润滑剂。一种离子液体润滑剂，由质量分数为1%-99%分子式(I)的单咪唑离子液体以及质量分数为99%-1%分子式(II)的双咪唑离子液体组成，其中，式(I)中R代表C4至d2的烷基；式(II)中n选自8至12的整数。本发明的润滑剂的制备方法首先将质量分数为1%-99°/。分子式(I)的单咪唑离子液体以及质量分数为99%-1%分子式(II)的双咪唑离子液体通过溶剂溶解，然后震荡、超声处理使其混合均匀，最后通过旋转蒸发蒸干溶剂并真空干燥得到润滑剂。制取分子式(I)的参考文献P.BonMte，A.Dias,N.Papageorgiou,K.Kalyanasundaram,M.Gr壯zel,Inorg.Chem.35(1996)1168-1178.
发明内容2N(CF3S02)，4制取分子式(II)的参考文献J丄.Anderson,R.F.Ding,A.Ellem,D.W.Armstrong,J.Am.Chem.Soc.127(2005)593-604.经STA449CTG-DSC同步热分析仪测得该润滑剂在空气中具有特别高的热分解温度，因此本发明大大提高了空间润滑油的使用温度，具有很好的应用前景。表1:所发明的润滑剂和l-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸盐(L-P106)在空气中的热分解温度(升温速率10°C/min)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>所发明的润滑剂除了具有非常高的热稳定性外，其还具有优良的粘温性能。表2:所发明的润滑剂和l-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸盐(L-P106)的物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用德国optimol油脂公司生产的SRV-IV微振动摩擦磨损试验机评价了所发明的润滑剂的摩擦磨损性能，并用普通离子液体l-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸盐(L-P106)作对比。选用频率20Hz，振幅lmm，实验时间30min，温度250。C，实验上试球为Si3N4陶瓷球，下试样为W18Cr4V工具钢块。实验结果表明L-P106作为润滑剂摩擦系数极不稳定并不断升高，磨损体积非常大，对下试样的腐蚀特别严重。而所发明的润滑剂具有非常低的摩擦系数和极小的磨损体积以及优异的摩擦平稳性，对下试样仅造成非常轻微的腐蚀。表3:所发明的润滑剂和l-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸盐(L-P106)在上述条件下的磨损体积和平均摩擦系数<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>从上述结果可以判断，本发明的润滑剂具有非常高的化学稳定性和热稳定性、极低的挥发性和优良的粘温性能，同时具有优异的高温减摩抗磨性能，适用于高温下多种摩擦副润滑体系。具体实施例方式为了更好地理解本发明，通过实施例进行说明。实施例l:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、一种离子液体润滑剂，由质量分数为1％-99％分子式(I)的单咪唑离子液体以及质量分数为99％-1％分子式(II)的双咪唑离子液体组成，其中，式(I)中R代表C4至C12的烷基；式(II)中n选自8至12的整数。2、如权利要求1所述润滑剂的制备方法，其特征在于首先将质量分数为1%-99%分子式(I)的单咪唑离子液体以及质量分数为99%-1%分子式(II)的双咪唑离子液体通过溶剂溶解，然后震荡、超声处理使其混合均匀，最后通过旋转蒸发蒸干溶剂并真空干燥得到润滑剂。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>全文摘要本发明公开了一种离子液体高温润滑剂，该润滑剂由质量分数为1％-99％分子式(I)的单咪唑离子液体以及质量分数为99％-1％的分子式(II)的双咪唑离子液体组成。它具有非常高的化学稳定性和热稳定性、极低的挥发性和优良的粘温性能，同时具有优异的高温减摩抗磨性能，适用于高温下多种摩擦副润滑体系。文档编号C10M105/72GK101643682SQ20081015066公开日2010年2月10日申请日期2008年8月8日优先权日2008年8月8日发明者凡明锦,刘维民,夏延秋,姚美焕,梁永民申请人:中国科学院兰州化学物理研究所