CN100335600C - 一种离子液体润滑剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子液体润滑剂。离子液体润滑剂具有挥发性极低、热稳定性和粘温性俱佳的特点。作为钢/钢、钢/铝、钢/铜、钢/单晶硅、钢/陶瓷、陶瓷/陶瓷等摩擦副的润滑剂，无论在室温或高温、高低负荷下都具有优良的减摩和抗磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种离子液体润滑剂。
发明背景
具有极低蒸气压、高热稳定性和优良的低温流动性的润滑剂一直是空间机械追寻的目标。对于大部分空间机械，其窗内的温度范围为-10～60℃，通常在10～50℃之间，环境特点是微重力、高真空。微重力对于润滑是有利的，但高真空的环境对润滑剂将产生严峻的考验。虽然飞船或卫星可以采用固体润滑膜、软金属涂层、润滑脂来润滑，但一般来说，使用寿命超过一年的空间机械，大部分都有液体润滑装置。随着技术的发展，空间机械的使用寿命要求越来越长，20世纪60年代早期为6个月到1年，60年代中期为3～5年，70年代中期一般要求7～10年，而90年代以后，空间站技术要求20年的设计寿命，10～20年的使用寿命。20世纪60年代早期，硅油(G.E.Versilube F-50)在10-7～10-9Torr的真空下对于不锈钢AISI 440C轴承的失效寿命在1000～4600小时之间，但在当时来说就足以满足要求。60年代中期，还实验过石蜡基的矿物油，轴承寿命超过12000小时，而在相同条件下，双酯不超过3600小时就由于挥发而失效。70年代，英国开发了两种空间用润滑油：超精制矿物油BP110和三酯油BP135，高蒸气压和高的脱气量当时是用分子密封、抗迁移屏障和蓄油池技术来解决的。目前全氟聚醚(PFPE)是空间机械中应用最广泛的润滑剂，其中最常用的有Krytox 143AC和Fomblin Z25。但FomblinZ25在摩擦过程中易降解，作为更长设计寿命空间机械的润滑剂，PFPE的性能还有待进一步提高。
同时，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℃；当马赫数为3时，主体润滑油温度约为260℃。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。美国国防部、国家航空航天局提出“综合高性能涡轮发动机技术”，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挥发性极低、热稳定性、粘温性能好的离子液体润滑剂。
一种离子液体润滑剂，含有5-95wt％分子式(I)的离子液体和95-5wt％分子式(II)的季膦盐离子液体；
分子式(I)中R1为含有1～4个碳原子的烷基，R2为含有2～20个碳原子的烷基；X选自四氟硼酸根，六氟磷酸根，三氟甲磺酸根中的一种；
分子式(II)中R3为含有1～8个碳原子的烷基，R4为含有2～20个碳原子的烷基；Y选自四氟硼酸根，六氟磷酸根，三氟甲磺酸根中的一种。
本发明的润滑剂的制备方法是将分子式(I)和分子式(II)的离子液体经过混合，通过振荡、超声波分散得到。
表1列举了具体的一些分子式(I)的离子液体的热稳定性：
表1
| B108 | B206 | P308 | P206 | F203 | F206 | |
| 分解温度 | 365.68℃ | 370.95℃ | 330.15℃ | 356.12℃ | 445.65℃ | 386.98℃ |
B108：R1＝CH3，R2＝n-C8H17，X＝BF4 -；
B206：R1＝C2H5，R2＝n-C6H13 X＝BF4 -；
P308：R1＝C3H7，R2＝n-C8H17，X＝PF6；
P206：R1＝C2H5，R2＝n-C6H13，X＝PF6 -；
L-F203：R1＝C2H5，R2＝C3H7，X＝(CF3SO2)2N-；
L-F206：R1＝C2H5，R2＝n-C6H13，X＝(CF3SO2)2N-。
式(I)化合物的合成方法见R.Hagiwara，Y.Ito，J.FluorineChem.，2000，105，221。
表2列举了具体的一些分子式(II)的季膦盐离子液体的热稳定性：
表2
| P4442B | P4444B | P4446B | P4448B | P44410B | P66614B | |
| 分解温度 | 373.10℃ | 372.07℃ | 373.94℃ | 405.69℃ | 388.48℃ | 401.85℃ |
P4442B：R1＝R2＝R3＝n～C4H9，R4＝C2H5 Y＝BF4 -
P4444B：R1＝R2＝R3＝n～C4H9，R4＝C4H9 Y＝BF4 -
P4446B：R1＝R2＝R3＝n～C4H9，R4＝C6H13 Y＝BF4 -
P4448B：R1＝R2＝R3＝n～C4H9，R4＝C8H17 Y＝BF4 -
P44410B：R1＝R2＝R3＝n～C4H9，R4＝C10H21 Y＝BF4 -
P66614B：R1＝R2＝R3＝n～C6H13，R4＝C14H29 Y＝BF4 -
式(II)化合物的合成方法见Christine J.Bradaric，AndrewDownard，Christine Kennedy，Allan J.Robertson and Yuehui ZhouGreen Chemistry，2003，5，143。
两种离子液体经混合后，分别表现各自的热分解性质，互相并不影响。因此，混合物的开始的热分解温度是组分中分解温度最低的，而完全分解温度是组分中分解温度最高的。因此，和单组分相比，组合后的润滑剂有着更广泛的温度适用范围。同时和目前常用的膦腈X-1P和全氟聚醚相比，其可使用的温度范围得到了提高。大部分空间机械要求的窗内温度范围为-10～60℃，而本发明是可以满足的温度范围为-50～350℃。
上述两种离子液体都有挥发性极低、热稳定性和粘温性能好等优点。本发明的润滑剂和目前常用的空间润滑剂膦腈X-1P和全氟聚醚相比，其对不同的摩擦副包括钢/钢、钢/铝、钢/铜、钢/单晶硅、钢/陶瓷、陶瓷/陶瓷等都表现出良好的摩擦学性能，是一种新兴的、应用前途很大的润滑油体系。
离子液体润滑剂的摩擦学性能采用Optimol SRV型摩擦磨损试验机进行评价，选用频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min；实验上试球为SAE52100钢球，试盘为半径19mm的圆块。在钢/钢摩擦副中，常用的润滑油如膦腈和全氟聚醚在载荷增至400N时已经润滑失效了，而本发明所提供的离子液体最高载荷可以达到1000N。
同样对其它摩擦副，如钢/铝、钢/铜、钢/单晶硅、钢/陶瓷、陶瓷/陶瓷等也都表现出良好的摩擦学性能。
同样在钢/钢摩擦副中300N的载荷下，膦腈和全氟聚醚摩擦系数分别为0.080和0.110，而本发明所提供的离子液体可降低至0.065。而同等条件下膦腈和全氟聚醚的磨损体积分别为26.42mm3和22.44mm3，而本发明所提供的离子液体可降低至2.13mm3，最高不超过9.89mm3。
表3几种摩擦副在离子液体润滑剂、膦腈、全氟聚醚润滑下的摩擦系数：
表3
| 摩擦副球/盘 | 摩擦系数 | |||||
| 本发明 | 膦腈 | 全氟聚醚 | ||||
| SRV | DF-PM | SRV | DF-PM | SRV | DF-PM | |
| 钢/钢钢/铝钢/铜钢/SiO2陶瓷/SiO2钢/Si(100)钢/陶瓷陶瓷/陶瓷 | 0.0650.0400.0250.0600.0830.0500.0650.065 | 0.0820.0950.0450.0750.0600.0850.0650.080 | 0.0980.1280.1170.1100.1150.1020.1000.105 | 0.1000.3300.1100.1050.1050.0900.0900.090 | 0.145-0.1450.1320.1320.1450.1200.130 | 0.120-0.1200.1150.1200.1200.1100.115 |
注：SRV为微动摩擦磨损试验机。
DF-PM为静动摩擦磨损试验机。
SRV：频率25Hz，振幅1mm，负荷50N，室温；DF-PM(静动实验机)：
速度150mm/min，单向行程10mm，负荷1N，室温。
具体实施方式
实施例1
按照表4的组分和含量(wt％)，将式(I)和式(II)的化合物经混合后经振荡、超声波分散后制得离子润滑剂。
表4
Claims (1)
1、一种离子液体润滑剂，其由5-95wt％分子式(I)的离子液体和95-5wt％的季膦盐离子液体组成；
分子式(I)中R1为含有1～4个碳原子的烷基，R2为含有2～20个碳原子的烷基；X选自四氟硼酸根，六氟磷酸根，三氟甲磺酸根中的一种；所述季膦盐离子液体为
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| CN111116480A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 双边不对称烷基咪唑类离子液体、其制备方法及应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001207063A (ja) * | 2000-01-25 | 2001-07-31 | Orient Chem Ind Ltd | 結晶性樹脂組成物 |
| CN1417407A (zh) * | 2002-12-12 | 2003-05-14 | 中国科学院化学研究所 | 一种含不饱和双键的室温离子液体及制备方法和应用 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001207063A (ja) * | 2000-01-25 | 2001-07-31 | Orient Chem Ind Ltd | 結晶性樹脂組成物 |
| CN1417407A (zh) * | 2002-12-12 | 2003-05-14 | 中国科学院化学研究所 | 一种含不饱和双键的室温离子液体及制备方法和应用 |
| CN1445021A (zh) * | 2003-04-25 | 2003-10-01 | 华东师范大学 | 含双烷基代咪唑盐和咪唑的二元离子液体及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐离子液的摩擦学性能 刘维民等，摩擦学学报，第23卷第1期 2003 * |
| 离子液体研究进展 石家华等，化学通报，第4期 2002 * |
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