一种离子液体组合物的制作方法

本发明涉及一种离子液体组合物。

背景技术：

本世纪初，中国科学院兰州化学物理研究所率先进行了离子液体作为润滑剂的应用研究，离子液体被证明是一类性能优异的多用途润滑材料，随后引起了广大研究人员的重视，离子液体作为一种特殊的润滑剂逐渐成为摩擦学领域的研究热点之一。离子液体具有不易挥发、高的热稳定性、较宽的液态稳定范围、合适的粘度、良好的导电性、高极性和优异的溶解能力等特点，离子液体种类繁多，已报道的可作为润滑剂的离子液体一般是季胺、季磷、吡啶、咪唑类为阳离子的离子液体，而研究较多的阴离子有Cl⁻、 SnCl₃⁻、NO₃⁻、 PO₄^–、 BF₄⁻、 PF₆⁻、 SbF₆⁻、 AsF₆⁻、 CF₃SO₂⁻、 CF₃SO₃^–、 C₄F₉SO₃^–、 (CF₃SO₂)₃C^–、CF₃COO^–、 C₃F₇COO^–、 (CF₃SO₂)₂N^–、 (C₂F₅SO₂)₂N^–等。研究人员通过将具有特殊功能的基团引入到离子液体的阳离子或阴离子上，从而获得具有特殊性能的离子液体。

酯类油是一类广泛应用的合成基础油，上世纪40年代至今，酯类润滑油伴随着航空发动机性能的提升而不断发展。随着航空涡轮发动机的进一步发展，涡轮前温度不断提高，工况条件愈加苛刻，如极端高温（＞260℃）条件下，酯类润滑剂的氧化安定性、热稳定性能已经难以满足需求，如何突破酯类油的高温性能极限，引起许多研究人员的关注。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高温性能优异的离子液体组合物。

一种离子液体组合物，其特征在于该离子液体组合物是由93 wt%-96 wt%的合成酯离子液体基础油、1 wt %～3 wt %的抗氧剂、1 wt %～5 wt %的抗磨剂和0.05 wt %～0.3 wt %的抗腐蚀防锈剂组成；所述合成酯离子液体基础油是季戊四醇饱和酯与双（三氟甲磺酰亚胺）锂在70℃～110℃反应8～20h获得。

所述季戊四醇饱和酯与双（三氟甲磺酰亚胺）锂的摩尔比为1/1.5～1/0.04。

所述季戊四醇饱和酯的结构如下：

，

其中X为正丁基、正己基、正庚基或正壬基。

所述抗氧剂为辛/丁基二苯胺、N-苯基-α-萘胺、二辛基二苯胺、N-（辛基-苯基）-α-萘胺中的一种或两种。

所述抗磨剂为磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、硫代磷酸三苯酯、磷酸酯胺盐中的一种或两种。

所述抗腐蚀防锈剂为N,N’-二烷基氨基亚甲基苯三唑、苯并三氮唑、甲基苯三唑、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑中的一种。

所述季戊四醇饱和酯40℃粘度为24.5，100℃粘度为5.05，倾点为-60，闪点为260。抗氧化及润滑性能如下表：

a）N₂：3.5MPa，O₂：100ml/min，升温速率：10K/min。

b）载荷：392N，温度：200℃，转速：1200rpm/min，时间：60min。

本发明所述离子液体组合物制备方法简单，具有优异的抗氧化性能及高温抗磨减摩性能，是作为新型航空发动机油的理想组合物。

附图说明

图1为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备离子液体组合物的起始氧化温度曲线，测试条件为：N₂压力3.5MPa，O₂流速100ml/min，升温速率10K/min。离子液体组合物的起始氧化温度相比季戊四醇酯均明显升高，最大提高了68.6℃。

图2为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备离子液体组合物的摩擦系数曲线，测试条件：392N，200℃，1200rpm/min，60min。离子液体组合物的摩擦系数相比季戊四醇酯均下降，最小为0.067。

图3为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备离子液体组合物的磨斑大小，测试条件：392N，200℃，1200rpm/min，60min。离子液体组合物的磨斑相比季戊四醇酯均减小，最小为0.456，减小一半以上。

具体实施方式

实施例1

在250mL单口烧瓶中加入0.25mol季戊四醇酯、0.01mol双（三氟甲磺酰亚胺）锂，加热至70℃密封搅拌8h，得到季戊四醇酯离子液体。取该离子液体93g，加入1.95g N-苯基-α-萘胺、5g磷酸三甲酚酯、0.05g苯并三氮唑，在80℃条件下搅拌30min得到离子液体组合物1。

实施例2

在250mL单口烧瓶中加入0.20mol季戊四醇酯、0.04mol双（三氟甲磺酰亚胺）锂，加热至90℃密封搅拌12h，得到季戊四醇酯离子液体。取该离子液体96g，加入1g二辛基二苯胺、1g磷酸三甲酚酯、1.9g硫代磷酸三苯酯、0.1g N,N’-二烷基氨基亚甲基苯三唑，在80℃条件下搅拌30min得到离子液体组合物2。

实施例3

在250mL单口烧瓶中加入0.2mol季戊四醇酯、0.1mol双（三氟甲磺酰亚胺）锂，加热至100℃密封搅拌16h，得到季戊四醇酯离子液体。取该离子液体95.7g，加入1.5g辛/丁基二苯胺、1.5g N-（辛基-苯基）-α-萘胺、1g磷酸三苯酯、0.3g、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，在80℃条件下搅拌30min得到离子液体组合物3。

实施例4

在250mL单口烧瓶中加入0.2mol季戊四醇酯、0.3mol双（三氟甲磺酰亚胺）锂，加热至110℃密封搅拌20h，得到季戊四醇酯离子液体。取该离子液体94.8g，加入0.5g N-苯基-α-萘胺、1g N-（辛基-苯基）-α-萘胺、1.5g磷酸三甲酚酯、2g磷酸酯胺盐、0.2g甲基苯三唑，在80℃条件下搅拌30min得到离子液体组合物4。