CN103333728A - 一种抗腐蚀性润滑剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗腐蚀润滑剂，包括式（Ⅰ）结构所示的苯并三氮唑离子液体和式（Ⅱ）结构所示的咪唑离子液体。本发明通过在咪唑类离子液体中添加了苯并三氮唑类离子液体，其具有抗腐蚀性能和耐高温性能，能够与金属原子形成共价键和配位键，从而在金属表面组成多层保护膜，从而避免金属的腐蚀，使得制备的润滑剂在较高温度下具有良好的抗腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及润滑剂技术领域，尤其涉及一种抗腐蚀性润滑剂。
背景技术
离子液体是指在室温或室温附近呈液态的、完全由正负离子构成的熔盐体系，其具有无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、易回收、可反复多次循环使用、使用方便等优点，是传统挥发性溶剂的理想替代品，它有效地避免了传统有机溶剂在使用过程中所造成的环境、健康、安全等问题，为环境友好的高效绿色溶剂，适合于当前所倡导的清洁技术和可持续发展的要求，已经越来越被人们广泛认可和接受，并在电化学、催化、有机合成等领域受到广泛关注。
由于离子液体还具有不易燃易爆、熔点低、挥发性极低和热稳定性高等优点，以及良好的减摩抗磨性能以及高承载能力，因此可以作为新型润滑剂使用，其润滑性能甚至优于全氟聚醚。
但是在实际应用过程中，离子液体会对金属基体造成腐蚀，从而影响了离子液体的应用范围和前景。现有技术往往采用添加金属防锈剂或缓蚀剂的方法，避免离子液体对金属造成腐蚀，但是常用的金属防锈剂或缓蚀剂在100℃左右就会升华，使得制备的离子液体不能在较高温度下具有抗腐蚀性。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种抗腐蚀性润滑剂，在较高温度下具有良好的抗腐蚀性能。
本发明提供了一种抗腐蚀性润滑剂，包括：
式（Ⅰ）所示的离子液体和式（Ⅱ）所示的离子液体；
其中，R1、R2、R3、R4独立的选自C1～C12的烷基或取代烷基；X-选自BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -，所述Rf为CnF2n+1，n为1～4的自然数。
优选的，所述式（Ⅰ）所示的离子液体和式（Ⅱ）所示的离子液体的摩尔比为1：（1～10）。
优选的，所述润滑剂还包括：基础油。
优选的，所述基础油选自酯类油、聚醚、植物油或润滑脂。
优选的，所述式（Ⅰ）所示的离子液体和式（Ⅱ）所示的离子液体的总质量与所述基础油的质量比为（1～10）：100。
优选的，所述式（Ⅰ）所示的离子液体按照以下方法制备：
A）将1－烷基苯并三氮唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；
B）将得到的阴离子为卤素负离子的离子液体中间体与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应，得到式（Ⅰ）所示的离子液体。
优选的，所述步骤A）中，所述反应为微波反应。
优选的，所述式（Ⅱ）所示的离子液体按照以下方法制备：
A）将N－烷基咪唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；
B）将得到的阴离子为卤素负离子的离子液体中间体与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应，得到式（Ⅱ）所示的离子液体。
优选的，所述步骤A）中，所述反应为微波反应。
优选的，所述含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液的溶剂为蒸馏水或乙腈。
与现有技术相比，本发明提供了一种抗腐蚀润滑剂，包括式（Ⅰ）结构所示的苯并三氮唑离子液体和式（Ⅱ）结构所示的咪唑离子液体。本发明通过在咪唑类离子液体中添加了苯并三氮唑类离子液体，其具有抗腐蚀性能和耐高温性能，能够与金属原子形成共价键和配位键，从而在金属表面组成多层保护膜，从而避免金属的腐蚀，使得制备的润滑剂在较高温度下具有良好的抗腐蚀性能。
对制备的润滑剂进行性能检测，结果表明，其粘度指数大于130，热分解温度大于300℃，并且对金属具有良好的抗腐蚀作用。
附图说明
图1是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦系数测试图；
图2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦直径测试图。
具体实施方式
一种抗腐蚀性润滑剂，包括：
式（Ⅰ）所示的离子液体和式（Ⅱ）所示的离子液体；
其中，R1、R2、R3、R4独立的选自C1～C12的烷基或取代烷基；X-选自BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -中的任意一种，所述Rf为CnF2n+1，n为1～4的自然数。
本发明通过在咪唑类离子液体中添加了苯并三氮唑类离子液体，其具有抗腐蚀性能和耐高温性能，能够与金属原子形成共价键和配位键，从而在金属表面组成多层保护膜，从而避免金属的腐蚀，使得制备的润滑剂在较高温度下具有良好的抗腐蚀性。
本发明提供的润滑剂，包括：
式（Ⅰ）所示的离子液体：
其中，R1、R2分别优选为C1～C12的烷基或取代烷基，更优选为C1～C6的直链烷基；X-优选为BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -，更优选为[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -，所述Rf为CnF2n+1，所述n优选为1～4的自然数。
本发明对所述式（Ⅰ）所示的离子液体的来源并无特殊要求，可以为一般市售，也可以按照本领域技术人员熟知的合成方法制备，本发明优选按照以下方法制备：
A）将1－烷基苯并三氮唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；
B）将得到的阴离子为卤素负离子的离子液体中间体与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应，得到式（Ⅰ）所示的离子液体。
首先将1-烷基苯并三氮唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应；所述1-烷基苯并三氮唑中，所述烷基优选为C1～C12的烷基或取代烷基，更优选为C1～C6的直链烷基，最优选为甲基、乙基或丁基；所述卤代烷烃优选为C1～C12的卤代烷烃，其具体可以为C1～C12的直链卤代烷烃或支链卤代烷烃或取代烷基卤代烷烃，更优选为C1～C6的直链卤代烷烃；本发明对所述有机溶剂并无特殊要求，可以溶解1-烷基苯并三氮唑与卤代烷烃即可，优选为丙酮或二氯甲烷；本发明对所述1-烷基苯并三氮唑与卤代烷烃的反应方式并无特殊要求，可以为本领域技术人员熟知的反应方式，本发明优选采用微波的方式进行反应，具体的，将1-烷基苯并三氮唑与卤代烷烃混合、置于微波炉中进行反应，所述微波炉优选为辐射功率200W～250W的微波炉，采用间歇辐射法进行加热，每次辐射时间优选不超过30s，反应1min～5min后，反应结束，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；所述1-烷基苯并三氮唑与卤代烷烃的摩尔比优选为1：（1～1.05）。反应结束后，对产物进行洗涤，本发明优选的，采用萃取的方法对其进行洗涤，具体的，先将反应结束后得到的粘稠液体用乙醚进行洗涤，然后静置分层，下层为离子液体中间体，为粘稠状液体，上层为透明溶液，为溶剂、无水乙醚和微量的未反应的反应物，分层后，收集下层粘稠状液体，提纯即可得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；本发明对所述提纯的方法并无特殊要求，可以为本领域技术人员熟知的提纯方式，本发明优选采用在室温减压条件下进行旋转蒸发的方法进行提纯。
得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体后，将其与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应；所述含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液中，其阳离子优选为K+、Na+或Li+；所述溶液更优选为KBF4、NaBF4、KPF6、NaPF6、[(RfSO2)2N]Li或RfSO3Li的溶液；所述溶液中，其溶剂优选为蒸馏水或乙腈；所述阴离子为卤素负离子的离子液体与BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的摩尔比优选为1：（1.1～1.8）；所述反应的温度优选为20℃～30℃，反应的时间优选为10h～24h。反应结束后，优选对其进行提纯，本发明优选的，首先对反应产物进行过滤，除去固体杂质，然后对滤液进行减压蒸馏并真空干燥，除去溶剂，即可得到式（Ⅰ）所示的离子液体纯品。
本发明提供的润滑剂还包括：
式（Ⅱ）所示的离子液体：
其中，R3、R4分别优选为C1～C12的烷基或取代烷基，更优选为C1～C6的直链烷基；X-优选为BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -，更优选为[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -，所述Rf为CnF2n+1，所述n优选为1～4的自然数。
本发明对所述式（Ⅱ）所示的离子液体的来源并无特殊要求，可以为一般市售，也可以按照本领域技术人员熟知的合成方法制备，本发明优选按照以下方法制备：
A）将N－烷基咪唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；
B）将得到的阴离子为卤素负离子的离子液体中间体与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应，得到式（Ⅱ）所示的离子液体。
首先将N－烷基咪唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应；所述N－烷基咪唑中，所述烷基优选为C1～C12的烷基或取代烷基，更优选为C1～C6的直链烷基，最优选为甲基、乙基或丁基；所述卤代烷烃优选为C1～C12的卤代烷烃，其具体可以为C1～C12的直链卤代烷烃或支链卤代烷烃或取代烷基卤代烷烃，更优选为C1～C6的直链卤代烷烃；本发明对所述有机溶剂并无特殊要求，可以溶解N－烷基咪唑与卤代烷烃即可，优选为丙酮或二氯甲烷；本发明对所述N－烷基咪唑与卤代烷烃的反应方式并无特殊要求，可以为本领域技术人员熟知的反应方式，本发明优选采用微波的方式进行反应，具体的，将N－烷基咪唑与卤代烷烃混合、置于微波炉中进行反应，所述微波炉优选为辐射功率200W～250W的微波炉，采用间歇辐射法进行加热，每次辐射时间优选不超过30s，反应1min～5min后，反应结束，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；所述N－烷基咪唑与卤代烷烃的摩尔比优选为1：（1～1.05）。反应结束后，对产物进行洗涤，本发明优选的，采用萃取的方法对其进行洗涤，具体的，先将反应结束后得到的粘稠液体用乙醚进行洗涤，然后静置分层，下层为离子液体中间体，为粘稠状液体，上层为透明溶液，为溶剂、无水乙醚和微量的未反应的反应物，分层后，收集下层粘稠状液体，提纯即可得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；本发明对所述提纯的方法并无特殊要求，可以为本领域技术人员熟知的提纯方式，本发明优选采用在室温减压条件下进行旋转蒸发的方法进行提纯。
得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体后，将其与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应；所述含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液中，其阳离子优选为K+、Na+或Li+；所述溶液更优选为KBF4、NaBF4、KPF6、NaPF6、[(RfSO2)2N]Li或RfSO3Li的溶液；所述溶液中，其溶剂优选为蒸馏水或乙腈；所述阴离子为卤素负离子的离子液体与BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的摩尔比优选为1：（1.1～1.8）；所述反应的温度优选为20℃～30℃，反应的时间优选为10h～24h。反应结束后，优选对其进行提纯，本发明优选的，首先对反应产物进行过滤，除去固体杂质，然后对滤液进行减压蒸馏并真空干燥，除去溶剂，即可得到式（Ⅱ）所示的离子液体纯品。
本发明中，所述式（Ⅰ）所示的离子液体和式（Ⅱ）所示的离子液体的摩尔比优选为1：（1～10）；更优选为1：（1～7）。
对所述润滑剂进行性能检测，结果表明，其粘度指数大于120，热分解温度大于250℃，并且对金属具有良好的抗腐蚀作用。
优选的，本发明所提供的润滑剂，还包括：基础油；所述基础油优选为酯类油、聚醚、植物油或润滑脂；本发明优选的，所述式（Ⅰ）所示的离子液体和式（Ⅱ）所示的离子液体的总质量与所述基础油的质量比为（1～10）：100；更优选为（1～8）：100。含有离子液体的润滑剂，其抗磨减磨性能较基础油有较大提高。
本发明提供了一种抗腐蚀润滑剂，包括式（Ⅰ）结构所示的苯并三氮唑离子液体和式（Ⅱ）结构所示的咪唑离子液体。本发明通过在咪唑类离子液体中添加了苯并三氮唑类离子液体，其具有抗腐蚀性能和耐高温性能，能够与金属原子形成共价键和配位键，从而在金属表面组成多层保护膜，从而避免金属的腐蚀，使得制备的润滑剂在较高温度下具有良好的抗腐蚀性能。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的抗腐蚀性润滑剂进行详细描述。
实施例1
将0.05mol1-甲基苯并三氮唑和0.05mol氯代正丁烷混合于100mL二氯甲烷中，然后将混合物置于辐射功率为240W的微波炉中，间断加热30S、20S、15S、15S、10S、10S，并在每次间隔时将反应瓶移出微波炉并振荡混合10s，反应结束后，反应体系由浑浊变为粘稠液体，用25mL乙醚洗涤3次，静置分层，下层为粘稠液体，上层为透明溶液，分出下层液体，合并下层液体并在室温减压条件下进行旋转蒸发，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；然后将其与0.05mol双三氟甲磺酰亚胺基锂水溶液混合，室温（25℃）搅拌反应12h，反应结束后，分出下层油状物，并对其水洗多次，将洗涤后的油状物置于真空干燥箱中70℃真空干燥24h，得到苯并三氮唑离子液体，其为淡黄色粘稠液体，采用核磁共振法对其结构进行检测，结果表明，其H谱谱图为：1H NMR(d6-DMSO,δ/ppm,relative to TMS)δ=8.43(q,1H),δ8.37(q,1H),8.01(q,2H),5.01(t,J=7.2,2H),4.62(s,3H),1.99-2.06(m,2H),1.43(q,J=7.6,2H),0.95(t,J=7.2,3H)，这表明本发明制备得到了式（Ⅰ-a）所示结构的离子液体：
将0.1mol N-甲基咪唑和0.1mol氯丁烷混合于100mL丙酮中，然后将混合物置于辐射功率为240W的微波炉中，间断加热30S、20S、15S、15S、10S、10S，并在每次间隔时将反应瓶移出微波炉并振荡混合10s，反应结束后，反应体系由浑浊变为粘稠液体，用25mL乙醚洗涤3次，静置分层，下层为粘稠液体，上层为透明溶液，分出下层液体，合并下层液体并在室温减压条件下进行旋转蒸发，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；然后将其与双三氟甲磺酰亚胺基锂水溶液混合，室温（25℃）搅拌反应48h，反应结束后，分出下层油状物，并对其水洗多次，将洗涤后的油状物置于真空干燥箱中70℃真空干燥24h，得到咪唑类离子液体，其为淡黄色粘稠液体，采用核磁共振法对其结构进行检测，结果表明，其H谱谱图为：1H NMR(CDCl3,δ/ppm,relative to TMS)δ=8.72(s,1H),7.35(s,1H),7.30(s,1H),4.16(t,J=7.2,2H),3.93(s,3H),1.85(t,J=8,2H),1.36(q,J=7.2,2H),0.96(t,J=7.2,3H)，这表明本发明制备得到了式（Ⅱ-a）所示结构的离子液体：
将制备的式（Ⅰ-a）所示的离子液体和式（Ⅱ-a）所示的离子液体，以1：5的摩尔比进行混合，得到离子液体润滑剂。
对制备的离子液体润滑剂进行性能检测，按照GB/T2540-81（比重瓶法）对产品的密度进行测定；按照GB/T265-88（石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法）对产品的运动粘度进行测定；按照GB/T1995-88（石油产品粘度指数计算法）对产品的粘度指数进行测定；采用美国TA公司生产的DSC-TGSDT Q600综合热分析仪对产品的热稳定性进行测定，测试条件为氮气保护下，升温速率为20℃/min，样品盘材料为铝，升温区间为室温约25℃到700℃；测试结果见表1，表1为本发明实施例制备的润滑剂性能测定数据汇总。
对制备的润滑剂进行金属腐蚀性测定，将钢片（15号低碳钢）抛光去除氧化层，然后在其表面滴加本发明制备的润滑剂，将金属片置于空气中室温（25℃）和150℃下放置72小时，观察离子液体的颜色变化和金属片的腐蚀情况。结果表明，在室温及高温条件下，产物无明显颜色变化，同时对钢片无腐蚀作用，说明本发明所提供的润滑剂具有良好的抗腐蚀作用。
对制备的润滑剂的润滑性能进行测定，采用德国Optimol公司生产的SRV－1型微动摩擦磨损试验机，测定产品作为钢/钢摩擦副润滑剂的抗磨减摩性能，上试球为GCR15钢球，直径为10mm，硬度为HRC59－61；下试盘为GCR15钢盘，直径24mm，厚度8mm；实验条件为：载荷200N，温度25℃和100℃、时间30min、振幅1mm、频率50Hz；结果见表2，表2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的润滑性能测定结果汇总。
比较例1
按照实施例1中金属腐蚀性测定的方法，对1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体进行金属腐蚀性测定，结果表明，咪唑离子液体颜色明显加深，同时使钢表面出现了较严重的腐蚀。
比较例2
按照实施例1中润滑性能评价的方法，对1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体进行润滑性能测定，结果见表2，表2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的润滑性能评价结果汇总。
实施例2
将0.05mol1-甲基苯并三氮唑和0.05mol氯代正辛烷混合于100mL二氯甲烷中，然后将混合物置于辐射功率为240W的微波炉中，间断加热30S、20S、15S、15S、10S、10S，并在每次间隔时将反应瓶移出微波炉并振荡混合10s，反应结束后，反应体系由浑浊变为粘稠液体，用25mL乙醚洗涤3次，静置分层，下层为粘稠液体，上层为透明溶液，分出下层液体，合并下层液体并在室温减压条件下进行旋转蒸发，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；然后将其与0.05molCF3SO3Na水溶液混合，室温（25℃）搅拌反应24h，反应结束后，分出下层油状物，并对其水洗多次，将洗涤后的油状物置于真空干燥箱中70℃真空干燥24h，得到苯并三氮唑离子液体，其为淡黄色粘稠液体，采用核磁共振法对其结构进行检测，结果表明本发明制备得到了式（Ⅰ-b）所示结构的离子液体：
将0.1molN-甲基咪唑和0.1mol氯辛烷混合于100mL丙酮中，然后将混合物置于辐射功率为240W的微波炉中，间断加热30S、20S、15S、15S、10S、10S，并在每次间隔时将反应瓶移出微波炉并振荡混合10s，反应结束后，反应体系由浑浊变为粘稠液体，用25mL乙醚洗涤3次，静置分层，下层为粘稠液体，上层为透明溶液，分出下层液体，合并下层液体并在室温减压条件下进行旋转蒸发，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；然后将其与CF3SO3Na水溶液混合，室温（25℃）搅拌反应48h，反应结束后，分出下层油状物，并对其水洗多次，将洗涤后的油状物置于真空干燥箱中70℃真空干燥24h，得到咪唑类离子液体，其为淡黄色粘稠液体，采用核磁共振法对其结构进行检测，结果表明，本发明制备得到了式（Ⅱ-b）所示结构的离子液体：
将制备的式（Ⅰ-b）所示的离子液体和式（Ⅱ-b）所示的离子液体，以1：10的摩尔比进行混合，得到离子液体润滑剂。
对制备的离子液体润滑剂进行性能检测，按照GB/T2540-81（比重瓶法）对产品的密度进行测定；按照GB/T265-88（石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法）对产品的运动粘度进行测定；采用美国TA公司生产的DSC-TGSDT Q600综合热分析仪对产品的热稳定性进行测定，测试条件为氮气保护下，升温速率为20℃/min，样品盘材料为铝，升温区间为室温约25℃到700℃；测试结果见表1，表1为本发明实施例制备的润滑剂性能测定数据汇总。
对制备的润滑剂进行金属腐蚀性测定，将钢片（15号低碳钢）抛光去除氧化层，然后在其表面滴加本发明制备的润滑剂，将金属片置于空气中室温（25℃）和150℃下放置72小时，观察离子液体的颜色变化和金属片的腐蚀情况。结果表明，在室温及高温条件下，产物无明显颜色变化，同时对钢片无腐蚀作用，说明本发明所提供的润滑剂具有良好的抗腐蚀作用。
对制备的润滑剂的润滑性能进行测定，采用德国Optimol公司生产的SRV－1型微动摩擦磨损试验机，测定产品作为钢/钢摩擦副润滑剂的抗磨减摩性能，上试球为GCR15钢球，直径为10mm，硬度为HRC59－61；下试盘为GCR15钢盘，直径24mm，厚度8mm；实验条件为：载荷200N，温度25℃和100℃、时间30min、振幅1mm、频率50Hz；结果见表2，表2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的润滑性能测定结果汇总。
实施例3
将0.05mol1-乙基苯并三氮唑和0.05mol氯代正丁烷混合于100mL二氯甲烷中，然后将混合物置于辐射功率为240W的微波炉中，间断加热30S、20S、15S、15S、10S、10S，并在每次间隔时将反应瓶移出微波炉并振荡混合10s，反应结束后，反应体系由浑浊变为粘稠液体，用25mL乙醚洗涤3次，静置分层，下层为粘稠液体，上层为透明溶液，分出下层液体，合并下层液体并在室温减压条件下进行旋转蒸发，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；然后将其与0.05mol KPF6水溶液混合，室温（25℃）搅拌反应24h，反应结束后，分出下层油状物，并对其水洗多次，将洗涤后的油状物置于真空干燥箱中70℃真空干燥24h，得到苯并三氮唑离子液体，其为淡黄色粘稠液体，采用核磁共振法对其结构进行检测，结果表明本发明制备得到了式（Ⅰ-c）所示结构的离子液体：
将0.1molN-甲基咪唑和0.1mol氯丁烷混合于100mL丙酮中，然后将混合物置于辐射功率为240W的微波炉中，间断加热30S、20S、15S、15S、10S、10S，并在每次间隔时将反应瓶移出微波炉并振荡混合10s，反应结束后，反应体系由浑浊变为粘稠液体，用25mL乙醚洗涤3次，静置分层，下层为粘稠液体，上层为透明溶液，分出下层液体，合并下层液体并在室温减压条件下进行旋转蒸发，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；然后将其与KPF6水溶液混合，室温（25℃）搅拌反应48h，反应结束后，分出下层油状物，并对其水洗多次，将洗涤后的油状物置于真空干燥箱中70℃真空干燥24h，得到咪唑类离子液体，其为淡黄色粘稠液体，采用核磁共振法对其结构进行检测，结果表明，本发明制备得到了式（Ⅱ-c）所示结构的离子液体：
将制备的式（Ⅰ-c）所示的离子液体和式（Ⅱ-c）所示的离子液体，以1：1的摩尔比进行混合，得到离子液体润滑剂。
对制备的离子液体润滑剂进行性能检测，按照GB/T2540-81（比重瓶法）对产品的密度进行测定；按照GB/T265-88（石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法）对产品的运动粘度进行测定；采用美国TA公司生产的DSC-TGSDT Q600综合热分析仪对产品的热稳定性进行测定，测试条件为氮气保护下，升温速率为20℃/min，样品盘材料为铝，升温区间为室温约25℃到700℃；测试结果见表1，表1为本发明实施例制备的润滑剂性能测定数据汇总。
对制备的润滑剂进行金属腐蚀性测定，将钢片（15号低碳钢）抛光去除氧化层，然后在其表面滴加本发明制备的润滑剂，将金属片置于空气中室温（25℃）和150℃下放置72小时，观察离子液体的颜色变化和金属片的腐蚀情况。结果表明，在室温及高温条件下，产物无明显颜色变化，同时对钢片无腐蚀作用，说明本发明所提供的润滑剂具有良好的抗腐蚀作用。
对制备的润滑剂的润滑性能进行测定，采用德国Optimol公司生产的SRV－1型微动摩擦磨损试验机，测定产品作为钢/钢摩擦副润滑剂的抗磨减摩性能，上试球为GCR15钢球，直径为10mm，硬度为HRC59－61；下试盘为GCR15钢盘，直径24mm，厚度8mm；实验条件为：载荷200N，温度25℃和100℃、时间30min、振幅1mm、频率50Hz；结果见表2，表2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的润滑性能测定结果汇总。
实施例4
将实施例1制备的润滑剂与聚乙二醇（PEG400）以1：100的质量比进行混合，得到含基础油的润滑剂。
按照实施例1的方法，对本实施例制备的润滑剂进行性能检测，检测结果见表1，表1为本发明实施例制备的润滑剂性能测定数据汇总。
按照实施例1的方法，对本实施例制备的润滑剂进行金属腐蚀性测定，结果表明，在室温及高温条件下，本发明制备的润滑剂无明显颜色变化，同时对钢片无腐蚀作用，说明本发明所提供的润滑剂具有良好的抗腐蚀作用。
对制备的润滑剂进行摩擦性能测试，采用立式万能摩擦磨损试验机（济南舜茂试验仪器有限公司），试验条件：转速1450±50r/min，载荷为392N，温度为室温，时间30min；所用钢球：GCR15轴承钢，直径12.7mm，硬度59－61HRC；实验结果见图1和图2，图1是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦系数测试图，其中，曲线b为本实施例制备的润滑剂的摩擦系数测试曲线；图2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦直径测试图，其中，曲线b为本实施例制备的润滑剂的摩擦直径测试曲线；由图1和图2可知，本发明所制备的润滑剂，能够大幅提高基础油的抗磨减摩性能。
实施例5
将实施例2制备的润滑剂与聚乙二醇（PEG400）以1：100的质量比进行混合，得到含基础油的润滑剂。
按照实施例1的方法，对本实施例制备的润滑剂进行性能检测，检测结果见表1，表1为本发明实施例制备的润滑剂性能测定数据汇总。
按照实施例1的方法，对本实施例制备的润滑剂进行金属腐蚀性测定，结果表明，在室温及高温条件下，本发明制备的润滑剂无明显颜色变化，同时对钢片无腐蚀作用，说明本发明所提供的润滑剂具有良好的抗腐蚀作用。
对制备的润滑剂进行摩擦性能测试，采用立式万能摩擦磨损试验机（济南舜茂试验仪器有限公司），试验条件：转速1450±50r/min，载荷为392N，温度为室温，时间30min；所用钢球：GCR15轴承钢，直径12.7mm，硬度59－61HRC；实验结果见图1和图2，图1是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦系数测试图，其中，曲线c为本实施例制备的润滑剂的摩擦系数测试曲线；图2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦直径测试图，其中，曲线c为本实施例制备的润滑剂的摩擦直径测试曲线；由图1和图2可知，本发明所制备的润滑剂，能够大幅提高基础油的抗磨减摩性能。
比较例3
采用实施例4的测试方式，对聚乙二醇润滑剂（PEG400）进行摩擦性能测试，实验结果见图1和图2，图1是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦系数测试图，其中，曲线a为聚乙二醇的摩擦系数测试曲线；图2是本发明实施例及比较例制备的润滑剂的摩擦直径测试图，其中，曲线a为聚乙二醇的摩擦直径测试曲线。
表1本发明实施例制备的润滑剂性能测定数据汇总
表2本发明实施例及比较例制备的润滑剂的润滑性能测定结果汇总
由上述实施例及比较例可知，本发明通过在咪唑类离子液体中添加了苯并三氮唑类离子液体，使制备的润滑剂具有抗腐蚀性能和耐高温性能，其粘度指数大于130，热分解温度大于300℃，并且对金属具有良好的抗腐蚀作用。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗腐蚀性润滑剂，包括：
式（Ⅰ）所示的离子液体和式（II）所示的离子液体；
其中，R1、R2、R3、R4独立的选自C1～C12的烷基或取代烷基；X-选自BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -，所述Rf为CnF2n+1，n为1～4的自然数。
2.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述式（Ⅰ）所示的离子液体和式（II）所示的离子液体的摩尔比为1：（1～10）。
3.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，还包括：基础油。
4.根据权利要求3所述的润滑剂，其特征在于，所述基础油选自酯类油、聚醚、植物油或润滑脂。
5.根据权利要求3所述的润滑剂，其特征在于，所述式（Ⅰ）所示的离子液体和式（II）所示的离子液体的总质量与所述基础油的质量比为（1～10）：100。
6.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述式（Ⅰ）所示的离子液体按照以下方法制备：
A）将1－烷基苯并三氮唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；
B）将得到的阴离子为卤素负离子的离子液体中间体与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应，得到式（Ⅰ）所示的离子液体。
7.根据权利要求6所述的润滑剂，其特征在于，所述步骤A）中，所述反应为微波反应。
8.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述式（II）所示的离子液体按照以下方法制备：
A）将N－烷基咪唑与卤代烷烃在有机溶剂中混合、反应，得到阴离子为卤素负离子的离子液体中间体；
B）将得到的阴离子为卤素负离子的离子液体中间体与含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液混合，进行阴离子交换反应，得到式（II）所示的离子液体。
9.根据权利要求8所述的润滑剂，其特征在于，所述步骤A）中，所述反应为微波反应。
10.根据权利要求6或8所述的润滑剂，其特征在于，所述含有BF4 -、PF6 -、[(RfSO2)2N]-或RfSO3 -离子的溶液的溶剂为蒸馏水或乙腈。
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