保护机器元件的方法以及离子液体的用途与流程

文档序号:14747256发布日期:2018-06-21 22:37阅读:256来源:国知局

本发明涉及一种保护机器元件的方法,其中,在所述机器元件制造之后、且在其安装和/或投入运行之前把保护剂施加在所述机器元件的表面上。



背景技术:

为了防止对机器元件,特别是由钢合金构成的机器元件的损伤,常见的是,在制造之后用保护剂对此类机器元件进行处理,以便防止出现腐蚀。

在过去数年中,机器元件,特别是滚动轴承的新的损伤形成处于显著地位,其被称作“白色刻蚀裂缝”(WEC)或者被称作为形成所谓的白色蚀刻裂缝。该裂缝表现为在显微照片中表现为机器元件的受损区域,特别是滚动轴承的滚道的受损区域。在实践中,此类白色刻蚀裂缝的出现导致了,例如构建在风力发电机中的大的滚动轴承在个别情况下远在统计学的寿命预期之前就会失效,由此生成显著损伤。

在文献DE102007055575A1中建议了,通过产生压缩残余应力避免在滚道区域出现WEC,此类的压缩残余应力可以通过剥蚀材料的处理方法来产生。

在文献EP2123779A1中,为了提高疲劳强度并且为了降低出现白色蚀刻裂缝的风险建议了,由碳份额在0.4至0.8重量百分比之间的淬火钢来制造滚道和/或滚动体。

为了针对滚动轴承提高相对于白色蚀刻裂缝的坚固性,在文献EP2573195A1中建议了,由经改性的材料制造滚动体或者滚道的表面,其中,在轴承表面与化学添加剂接触的同时,使该滚动轴承在确定的时间内暴露于提高的温度下。

在文献WO2012/022601A1中建议了润滑剂组合物,通过它可以使滚动轴承的磨损力矩降低。该润滑剂组合物具有离子液体。

基于离子液体的润滑剂由文献WO2007/010845A1已知。

以类似的方式,在文献EP2022840A2中也已经建议了,针对风力发电机的零件使用润滑剂,其含有离子液体。

使用离子液体作为用于支承装置的润滑剂组分由文献US2009/0069204A1、由文献WO2005/035702A1以及由Ye等,化学通讯(Chem.Comm.),2001,2244-2245已知。

同样引用了下述公开:Uerdingen,M.2010,离子液体作为润滑剂,绿色化学手册,6:203-219。

在现有技术中已知,把用于机器元件的润滑剂,例如用于风力发电机的滚动轴承的润滑剂与离子液体相混合。然而为此所需要的量很高,由此导致了显著的费用。在文献WO2008/154998A1中描述了与底油的混合物中的0.5重量百分比至40重量百分比的采用量。此外,采用大量离子液体作为润滑剂组分导致了新的问题,譬如迄今未进行研究的毒性作用。此外,将离子液体匹配于所使用的润滑剂是必要的,所以必须将之前一直使用的标准油替换为能够与离子液体相混合的特殊的油。



技术实现要素:

本发明的任务因此在于,提供一种机器元件的保护方法,通过它可以抵抗“白色刻蚀裂缝”的出现。

为了解决该任务,根据本发明在开头所述类型的方法中设置了,把离子液体用作保护剂。

在本发明的框架内出乎预料地确定了,通过以下方式就可以抵抗白色刻蚀裂缝的出现,即,把离子液体用作机器元件的,譬如滚动轴承的保护剂。根据本发明,为此在制造机器元件之后、在安装或者把机器元件投入运行之前把离子液体施加在机器元件的表面上。

在安装或者把机器元件投入运行之后,可以把它用传统润滑剂,例如润滑油运行。相对少量的离子液体(其用作保护剂)导致了,得到了机器元件使用寿命的所期望的延长。在系列实验的框架内确定了,通过使用离子液体作为保护剂得到:在出现白色刻蚀裂缝之前使使用寿命提高4倍。

根据本发明的方法具有下述优势,即,仅需要少量的离子液体,其仅用于在安装之前保护机器元件的表面。在安装之后,施加在表面的离子液体量与润滑剂相混合。

根据本发明的方法的变型方案设置了,离子液体以纯的形式使用。在本发明的这种设计方案中,仅为机器元件的表面配设离子液体作为保护剂。替选地,在根据本发明的方法中设置了,离子液体作为保护剂添加剂与润滑剂相混合地使用。然而,该保护剂添加剂不是润滑剂添加剂,而是由离子液体和其它组分制成的混合物。优选,该润滑剂是与用于润滑在安装状态下的机器元件的润滑剂同样的润滑剂。对于构造为滚动轴承的机器元件,润滑剂可以是润滑油。

在离子液体具有至少0.3重量百分比的油溶性或者脂溶性时,得到根据本发明的方法的特别良好的可用性。相应地,离子液体的份额以至少0.3重量百分比(基于润滑剂的质量)的数量级来使用,由此不明显越过盐析界限。通过油溶性或者脂溶性的特性确保了与传统润滑剂或者添加剂的特别良好的相容性。根据本发明的方法也特别适合于非脂溶性的离子液体,其能够与其它基础油(譬如聚亚烷基二醇油)相混合。离子液体必须至少是油溶性的,然而不是必须是脂溶性的。

本发明的扩展方案设置了,针对离子液体的阳离子部分,使用季铵离子和/或季鏻离子和/或叔锍离子。

适合的季铵离子的示例通过式(1)描述:

[N(R1)4]+(1)

其中,

R1分别彼此独立地代表:

带有1-20个碳原子的直链或者支链的烷基,其中,一个或多个不邻接的且非α位的碳原子可以被-O-代替,或者

带有3-7个碳原子的环烷基,其可以被具有1-6个碳原子的直链或者支链的烷基基团取代,或者

两个取代基R1还可以以形成单环分子的方式连接。

适合的季鏻阳离子的示例通过式(4)描述:

[P(R2)4]+(2)

其中,

R2分别彼此独立地代表:

带有1-20个碳原子的直链或者支链的烷基,其中,一个或多个不邻接的且非α位的碳原子可以被-O-代替,或者

带有3-7个碳原子的环烷基,其可以被具有1-6个碳原子的直链或者支链的烷基基团取代。

适合的叔锍阳离子的示例通过式(3)描述:

[S(R3)3]+(3)

其中,

R3分别彼此独立地代表带有1-20个碳原子的直链或者支链的烷基。

带有1至18个碳原子的直链或者支链的烷基基团例如为:甲基、乙基、异丙基、丙基、丁基、仲丁基或者叔丁基,另外还有戊基、1-,2-或3-甲基丁基、1,1-、1,2-或者2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基或者正十八烷基。带有1至20个碳原子的直链或者支链的烷基基团因此由所提及的带有1至18个碳原子的烷基基团以及正十九烷基或者正二十烷基所成。如果没有进一步给出烷基基团类型,则涉及直链烷基基团。

带有3-7个碳原子的环烷基基团是:环丙基、环丁基、环戊基、环己基或者环庚基,其可以如前所述地被带有1至6个碳原子的直链或者支链的烷基基团取代。

式(1)或者(2)的阳离子形式的取代基R1和R2在此可以是相同或者不同的。对于式(1)的阳离子,优选所有取代基R1是相同的,或者三个取代基R1是相同的而一个取代基R1是不同的。式(1)的优选单环阳离子是吡咯烷鎓阳离子,其中,保留的取代基R1可以如此前所描述的那样是相同或者不同的。对于式(2)的阳离子,优选所有取代基R2是相同的,或者三个取代基R2是相同的而一个取代基R2是不同的。

取代基R1和R2特别优选为甲基、乙基、2-甲氧基-乙基、乙氧基-甲基、2-乙氧基-乙基、异丙基、3-甲氧基-丙基、丙基、正丁基、仲丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十四烷基。

式(3)的阳离子形式的取代基R3同样可以是相同或者不同的。对于式(3)的阳离子优选所有取代基R3是相同的,并且优选代表着带有1-8个碳原子的直链或者支链的烷基基团。

根据本发明,优选的季铵阳离子为三甲基(乙基)铵、三乙基(甲基)铵、三丙基(甲基)铵、三丁基(甲基)铵、三戊基(甲基)铵、三己基(甲基)铵、三庚基(甲基)铵、三辛基(甲基)铵、三壬基(甲基)铵、三癸基(甲基)铵、三(十二烷基)-甲基-铵、三己基(乙基)铵、乙基(三辛基)铵、丙基(二甲基)乙基铵、丁基(二甲基)乙基铵、甲氧基乙基(二甲基)乙基铵、甲氧基乙基(二乙基)甲基铵、甲氧基乙基(二甲基)丙基铵、乙氧基乙基(二甲基)乙基铵。

优选的单环季铵阳离子根据本发明为1,1-二甲基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-丙基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-丁基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-戊基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-己基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-甲基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二乙基吡咯烷鎓、1-乙基-1-丙基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-丁基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-戊基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-己基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-乙基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二丙基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-甲基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-丁基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-戊基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-己基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-丙基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二丁基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-甲基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-戊基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-己基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-癸基-吡咯烷鎓、1-丁基-1-十二烷基-吡咯烷鎓、1,1-二戊基-吡咯烷鎓、1-戊基-1-己基-吡咯烷鎓、1-戊基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-戊基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-戊基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-戊基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二己基-吡咯烷鎓、1-己基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-己基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-己基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-己基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二己基-吡咯烷鎓、1-己基-1-庚基-吡咯烷鎓、1-己基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-己基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-己基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二庚基-吡咯烷鎓、1-庚基-1-辛基-吡咯烷鎓、1-庚基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-庚基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二辛基-吡咯烷鎓、1-辛基-1-壬基-吡咯烷鎓、1-辛基-1-癸基-吡咯烷鎓、1,1-二壬基-吡咯烷鎓、1-壬基-1-癸基-吡咯烷鎓、或者1,1-二癸基-吡咯烷鎓。

根据本发明,特别优选的季铵阳离子为三辛基(甲基)铵、三(十二烷基)甲基铵、1-丁基-1-甲基-吡咯烷鎓或者1-丁基-1-十二烷基-吡咯烷鎓。

尤其特别优选的季铵阳离子根据本发明为三辛基(甲基)铵或者三(十二烷基)甲基铵。

优选的季-四烷基鏻-阳离子根据本发明为三甲基(乙基)鏻、三乙基(甲基)鏻、三丙基(甲基)鏻、三丁基(甲基)鏻、三戊基(甲基)鏻、三己基(甲基)鏻、三庚基(甲基)鏻、三辛基(甲基)鏻、三壬基(甲基)鏻、三癸基(甲基)鏻、三己基(乙基)鏻、乙基(三辛基)鏻、丙基(二甲基)乙基鏻、丁基(二甲基)乙基鏻、甲氧基乙基(二甲基)乙基鏻、甲氧基乙基(二乙基)甲基鏻、甲氧基乙基(二甲基)丙基鏻、乙氧基乙基(二甲基)乙基鏻。特别优选的季鏻阳离子是:三己基-十四烷基鏻和/或三辛基-甲基鏻。

根据本发明优选的叔锍阳离子为:三甲基锍、三乙基锍、三丙基锍、三丁基锍、三辛基锍、三(十二烷基)锍。

在本发明的框架内,针对离子液体的阴离子部分使用:磷酸根阴离子和/或硼酸根阴离子和/或三氟甲磺酸根阴离子和/或含钼酸根的阴离子和/或钒酸根阴离子。可选地,也可以替代或者补充地还使用萘二甲酸根阴离子。

适合的磷酸根阴离子的示例是:二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、二丙基磷酸根、二丁基磷酸根、二戊基磷酸根、二己基磷酸根、二辛基磷酸根或者双(2-乙基己基)磷酸根。

适合的硼酸根阴离子的示例是:四氰基硼酸根、单氟三氰基硼酸根、二氟二氰基硼酸根或者四(三氟甲基)硼酸根。

根据本发明,如此前所述那样优选磷酸根阴离子。

特别优选的磷酸根阴离子是二甲基磷酸根。

本发明的扩展方案设置了,针对离子液体的阳离子部分选出了如前所描述或者作为优选描述的阳离子,而且,针对离子液体的阴离子部分选出了如此前所描述或者作为优选描述的阴离子。

因此,根据本发明特别优选下述离子液体:三辛基(甲基)铵二甲基磷酸盐和三(十二烷基)甲基铵二甲基磷酸盐。

根据本发明所使用的离子液体例如可以商业获得或者可以按照对于合成离子液体的本领域技术人员已知的工艺制造。

优选地,根据本发明的离子液体根据下述方法制造,即,其避免了使用氯离子,以便排除含有氯离子的离子液体杂质。对于根据本发明的用途优选的是,该离子液体不含有氯离子。

该保护剂含有一种或者多种不含卤素的离子液体或者至少下述基本结构的盐:

[A]nm+[X]kl-

k、l、m、n可以取1、2、3和4的值。N和k仅代表离子的数量并且不一定针对相同的离子。因而,在离子液体中也可以存在不同的阴离子以及各不同的阳离子。

[A]nm+可以为锍离子、氧鎓离子、季铵离子或者季鏻离子。另外,还可以采用阳离子混合物,多重阳离子离子、譬如二阳离子或者三阳离子、以及多价阳离子,譬如金属阳离子。

[X]kl-代表阴离子、阴离子混合物或者多重阴离子离子,譬如乙二胺四乙酸盐。

优选的阳离子尤其是为:

环的以及非环的鏻离子,其带有下述通式结构:

其中,R’、R”、R”’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如由聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元构成的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、CSN、R-(CF2)n-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的、带有此前限定的基团的鏻阳离子是结构为R”PR’3的季鏻离子,譬如三己基-四(十二烷基)鏻、三辛基甲基鏻、三己基甲基鏻或者四丁基鏻。

-环的和非环的铵离子,其带有下述通式结构,

其中,R’、R”、R”’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、CSN、R-(CF2)n-CF3、R-CF3、R=CF2。

带有此前限定的基团的特别优选的铵阳离子是:吡咯烷鎓离子、吡啶鎓离子、咪唑啉鎓离子和结构为R”NR’3的叔铵离子,譬如三辛基甲基铵、三甲基十六烷基铵、三己基甲基铵或者四丁基铵。

-环形以及非环形的氧鎓离子和锍离子,其带有下述通式结构:

其中,R’、R”、R”’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、CSN、R-(CF2)n-CF3、R-CF3、R=CF2。

阴离子可以含有卤素,然而不允许含有卤化物(Cl-、Br-、F-和I-)。

优选的阴离子尤其为:

-环的以及非环的磷酸根、膦酸根和亚膦酸根阴离子,其带有下述通式结构:

Y=O或S

其中,R’、R”、R”’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、CSN、R-(CF2)n-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的磷酸根、膦酸根或亚膦酸根阴离子(其带有此前限定的基团)是磷酸根,譬如双(2-乙基己基)磷酸根、二己基磷酸根、二丁基磷酸根、二乙基磷酸根、二甲基磷酸根、二乙基二硫代磷酸根和聚亚烷基二醇基磷酸根;以及膦酸根,譬如甲基丁基膦酸根、甲基辛基膦酸根和甲基聚亚烷基二醇基膦酸根;以及亚膦酸根:譬如双(2,4,4-三甲基戊基)亚膦酸根、二异丁基二硫代亚膦酸根、二异辛基二硫代亚膦酸根和二丁基亚膦酸根。

-环的以及非环的硫酸根阴离子和磺酸根阴离子,其带有下述通式结构,

其中,R’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、CSN、R-(CF2)n-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的带有此前所限定的基团的硫酸根和磺酸根阴离子为:硫酸根,譬如十二烷基硫酸根、癸基硫酸根、辛基硫酸根、庚基硫酸根、己基硫酸根、丁基硫酸根、乙基硫酸根和甲基硫酸根;以及磺酸根,譬如十二烷基磺酸根、癸基磺酸根、辛基磺酸根、庚基磺酸根、己基磺酸根、丁基磺酸根、乙基磺酸根、甲基磺酸根、对甲苯基磺酸根和二辛基硫代琥珀酸钠。

-环的以及非环的酰胺阴离子,其通式结构为:

其中,R和R’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、R-CSN、R-SO2-(CF2)n-CF3、R-(CF2)n-CF3、R-SO2-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的带有前面限定的基团的酰胺阴离子是二氰胺、双(三氟甲基磺酰基)酰胺和双(五氟乙基磺酰基)酰胺。

-环的以及非环的碳烯阴离子,其通式结构为:

其中,R、R’、R”可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、R-CSN、R-SO2-(CF2)n-CF3、R-(CF2)n-CF3、R-SO2-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的带有此前限定基团的碳烯阴离子是三氰基甲基化物和Arduengo类型的碳烯阴离子。

-环的以及非环的羧酸根阴离子,其通式结构为:

其中,R可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、R-CSN、R-SO2-(CF2)n-CF3、R-(CF2)n-CF3、R-SO2-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的带有此前限定基团的羧酸根阴离子是:羧酸的阴离子,譬如脂肪酸的阴离子:二羧酸的阴离子,譬如癸二酸和琥珀酸的阴离子;四羧酸的阴离子,譬如乙二胺四乙酸的阴离子。

-环形以及非环的碳酸根阴离子,其通式为:

其中,R可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、R-CSN、R-SO2-(CF2)n-CF3、R-(CF2)n-CF3、R-SO2-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的、带有前面限定的基团的碳酸根阴离子是碳酸的阴离子,譬如甲基碳酸根、乙基碳酸根和碳酸氢根的阴离子。

-环的以及非环的碳酸根阴离子,其通式为,

其中,R、R’、R”和R”’可以代表下述基团:

氢、直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烷基链;直链或支链的带有1-20个碳氢单元的烯基链,其中,在链中存在至少一个双键;直链的或者支链的带有1-20个碳氢单元的炔基,其中,在链中存在至少一个三键;芳香基、取代的芳香基、杂环、取代的杂环、带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;取代的带有4到14个碳氢单元的脂肪族的环和多元环;带有4到14个碳氢单元的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;带有4到14个碳氢单元的取代的烯属的环和多元环,其中,在环中包含至少一个双键;例如包含聚亚烷基二醇单元、聚氨酯单元和聚酯单元的聚合物链;此前限定的基团的链或者环,其带有下述官能团:R-O-R、R-OH、R-O-CO-R、R-NH-R、R-NH2、R-SO3-R,R-SO2-R、R-SO4-R、R-SO-R、R-S-R、R-SH、R-N-CO-R、R-O-CO-OR、R-S-S-R、R-P-R、R-N=R、R-NR2、R-CO-R、R-O-C-N(CH3)3、R-O-C-C(CH3)3、R-CN、R-CSN、R-SO2-(CF2)n-CF3、R-(CF2)n-CF3、R-SO2-CF3、R-CF3、R=CF2。

特别优选的、带有前面限定的基团的硼酸根阴离子是:四(对甲苯基)硼酸根和四(4-联苯基)硼酸根。

-过渡金属阴离子

特别优选的过渡金属阴离子含有钒、钨和钼。

在离子液体相对于润滑剂中的份额近似为0.3至10重量百分比时,根据本发明的方法可以特别廉价地使用。已发现的是,更高份额的离子液体不会导致机器元件尤其是滚动轴承的更长的使用寿命。因此,比较微小的份额的离子液体是足够的。

此外,本发明涉及离子液体作为保护剂用于保护机器元件的用途,具体方式为,在所述机器元件制造之后、且在其安装和/或投入运行之前,将所述离子液体施加在机器元件的表面上。

不同于在现有技术中已知的方法,离子液体不是仅作为润滑剂的添加剂使用,取而代之的是,使用离子液体作为保护剂添加剂,其在制造之后立即施加。本发明的核心因此在于把已知的离子液体用于新的用途。

具体实施方式

本发明的实施例在下文中进一步描述。

由钢合金制成的机器元件,该机器元件为滚动轴承,其由外圈、内圈、和布置其间的构造为滚珠的滚动体构成,该机器元件在制造之后进行保护,具体方式为,把离子液体作为保护剂施加在滚动轴承的表面。在该实施例中所使用的离子液体为三辛基(甲基)铵二甲基磷酸盐。

该离子液体的优势在于,它在0.3到10重量百分比之间没有盐析地是脂溶性或者油溶性的。

通过施加离子液体保护机器元件的过程在制造机器元件之后由制造商进行。在受到保护的状态下,把机器元件,特别是滚动轴承递送给用户。在该实施例中,该滚动轴承用于支承风力发电机的能够转动的构件。该滚动轴承在装配好的状态下,必要时与其它的构件(像传动装置构件)一起被润滑油所包裹。施加在滚动轴承表面的离子液体在此与润滑剂混合,在其中在该实施例涉及标准油,从而该离子液体在滚动轴承运行期间以小的浓度包含在润滑剂中。该至少微量的离子液体浓度导致,避免了滚动轴承的,特别是在滚道或者滚动体区域的先前会发生的磨损。实验显示,通过根据本发明的方法,与其中未使用离子液体的机器元件相比,能预期提高四倍的使用寿命。

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