CN105254667B - 功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用 - Google Patents

功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种功能化油溶性离子液体，该离子液体为磷酸酯功能化季磷、季铵油溶性离子液体，其阳离子为带有磷酸酯官能团的不同烷基链长的季磷或者季铵阳离子，阴离子为二异辛基磷酸根(EDHPA)、异戊二辛酯磺酸根(DOSS)、O，O‑二乙基二硫代磷酸根(DDSSP)和月桂酸根(SL)。该离子液体能够有效的降低基础油对金属的腐蚀，抑制积碳的生成，改善润滑油的润滑性能。本发明还公开了该离子液体的制备方法和应用。

Description

功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一系列功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用。
背景技术
作为润滑体系中的重要一员，润滑油脂在不同的服役工况中均扮演着举足轻重的角色。然而，随着现代航空航天及空间技术的不断发展，对润滑油脂的润滑性能又提出了新的要求。传统的润滑油脂已不能满足润滑部件在苛刻条件下的润滑与防护要求，为此，设计合成新型高效的润滑剂越来越多的受到人们的关注。离子液体作为21世纪较为重要的一类材料在许多领域得到了广泛应用。申请人于2001年首次报道了这类具有低挥发性、不燃性、高的热稳定性、低的熔点和良好的导电性的材料作为润滑剂具有十分优异的润滑性能 (C.F. Ye，W. M. Liu，Y. X. Chen，L. G. Yu，Chem. Commu，21 (2001) 2244-2245.)。
此后， 关于离子液体作润滑剂及添加剂的科学研究已经独立成为一个全新的研究方向被国际同行广泛关注。离子液体用作高性能润滑剂具有优良的减摩抗磨性能，并且具有很好的承载能力( W. M. Liu，C. F. Ye，Z. F. Zhang，L. G. Yu.Wear 252(2002)394-400；H. Z. Wang，Q. M. Lu，C. F. Ye，W. M. Liu，Z. J. Cui. Wear 256 (2004) 44；M. H. Yao，M. J. Fan，Y. M，Liang，F. Zhou，Y. Q. Xia，Wear 268 (2010) 67–71)； X.Q. Liu，F. Zhou，Y. M. Liang，W. M.Liu，Wear 261 (2006) 1174–1179；) 作为润滑油、脂的添加剂能大大提高基础润滑剂的减摩抗磨性能 (M. H. Yao，Y. M. Liang，Y. Q. Xia，F. Zhou，ACS Appl. Mater. Interfaces 1 (2009) 467–471； M. R. Cai， Z. Zhao， Y.M. Liang， F. Zhou，W. M. Liu，Tribol. Lett. 40 (2010) 215-224；) 申请人长期致力于功能化离子液体的合成及性能研究，申请人将磷脂类官能团通过分子设计的手段嫁接到咪唑环上，制备得到的此类离子液体对金属铝表现出了非常高效的润滑性能(Z. G. Mu，F.Zhou，S. X. Zhang，Y. M. Liang，W. M. Liu，Effect of the functional groups inionic liquid molecules on the friction and wear behavior of aluminum alloy inlubricated aluminum-on-steel contact. Tribol. Inter. 2005，38 (8)，725-731.)。众所周知，磺酸盐是一类非常高效的分散清净剂，申请人于2014年首次制备得到了一类具有磺酸根阴离子的咪唑类离子液体，其对钢/钢、钢/铜、钢/铝均具有非常好的润滑性能，且表现出了很高的积碳清净性能。(M. J. Fan， Z. H. Song，Y. M. Liang，F. Zhou，W. M.Liu，Laxative inspired ionic liquid lubricants with good detergency and nocorrosion. ACS Appl. Mater. Interfaces 6 (2014) 3233-41.)。尽管离子液体与其它合成润滑油相比具有较好的减摩抗磨性能，但是在离子液体的应用研究过程中，发现其作为润滑剂添加剂仍存在一些问题，例如：制备成本高、腐蚀金属基底、与常用润滑油相容性差等问题极大的制约其工业化应用。经过调研发现目前还没有报道同时具有良好抗腐蚀性和油溶性的功能化离子液体。
发明内容
本发明目的在于提供一系列功能化油溶性离子液体，该离子液体为磷酸酯功能化季磷、季铵油溶性离子液体，其阳离子为带有磷酸酯官能团的不同烷基链长的季磷或者季铵阳离子，阴离子为二异辛基磷酸根(EDHPA)、异戊二辛酯磺酸根 (DOSS)、O，O-二乙基二硫代磷酸根(DDSSP)和月桂酸根(SL)。该离子液体能够有效的降低基础油对金属的腐蚀，抑制积碳的生成，改善润滑油的润滑性能。
本发明的另一目的在于提供功能化油溶性离子液体的制备方法。
本发明的又一目的在于提供功能化油溶性离子液体的用途。
功能化油溶性离子液体，其特征在于该离子液体的通式如下：
其中 Z代表N原子或P原子，R代表己基、辛基、十二烷基或十六烷基，n为0或1；X代表(a)、(b)、(c)或(d)的阴离子，其中(a)为DEHPA，(b)为DOSS，(c)为DDSSP，(d)为SL。
DEHPA为阴离子的离子液体：
[N888P[DEHPA]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=a；
[N121212P[DEHPA]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=a；
[N161616P[DEHPA]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=a；
[P888P[DEHPA]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=a；
[P121212P[DEHPA]：Z=P，R=C12H25，n=1，X=a；
[P161616P[DEHPA]：Z=P，R=C16H33，n=1，X=a。
DOSS为阴离子的离子液体：
[N888P[DOSS]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=b；
[N121212P[DOSS]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=b；
[N161616P[DOSS]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=b；
[P888P[DOSS]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=b；
[P121212P[DOSS]：Z=P，R=C12H25，n=1，X=b；
[P161616P[DOSS]：Z=P，R=C16H33，n=1，X=b。
DDSSP为阴离子的离子液体：
[N888P[DDSSP]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=c；
[N121212P[DDSSP]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=c；
[N161616P[DDSSP]：Z=N， R=C16H33，n=1，X=c；
[P888P[DDSSP]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=c；
[P121212P[DDSSP]：Z=P，R=C12H37，n=1，X=c；
[P161616P[DDSSP]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=c。
SL为阴离子的离子液体：
[N888P[SL]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=d；
[N121212P[SL]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=d；
[N161616P[SL]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=d；
[P888P[SL]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=d；
[P121212P[SL]：Z=P，R=C12H25，n=1，X=d；
[P161616P[SL]：Z=P，R=C16H33，n=1，X=d。
本发明所述离子液体的制备反应方程式如下：
式中 Z代表N原子或P原子， R代表己基、辛基、十二烷基、十六烷基，n=0， 1。X代表DEHPA、DOSS、DDSSP或SL。反应方程式中，3-溴丙(乙)基磷酸二乙酯合成参考文献：(Z. G.Mu，W. M. Liu，S. X. Zhang，F. Zhou. Chemistry Letters 33 (2004) 524-525.)。反应方程式中，二异辛基磷酸酯钠盐(DEHPANa) 根据文献合成：(D. Jiang，L. T. Hu，D. P.Feng. Tribol Lett (2011) 41：417–424 )
具体制备方法为：在惰性气氛保护下，以三烷基胺或三烷基膦与3-溴丙/乙基磷酸二乙酯为原料，乙腈为溶剂，60-70 °C加热回流4-8个小时后蒸出溶剂得到亮黄色油状粘稠液体；油状粘稠液体用乙醇溶解，加入DOSSNa、DEHPANa、DDSSPNa或SLNa于50-70 °C下搅拌反应4-8小时后减压蒸出溶剂得到油状液体，即为油溶性离子液体的粗产品；用去离子水反复洗涤除去未完全反应的DOSSNa、DEHPANa、DDSSPNa或SLNa以及离子交换产生的盐至去离子水相澄清，有机相用无水硫酸钠干燥，然后旋干溶剂即得功能化油溶性离子液体。
所述三烷基胺或三烷基膦与3-溴丙/乙基磷酸二乙酯的摩尔比为1:1.2-2.0。
所述DOSSNa、DEHPANa、DDSSPNa或SLNa与三烷基胺或三烷基膦的摩尔比为1:1.2-2.0。
如上所述油溶性离子液体作为基础润滑油添加剂的应用。
所述基础润滑油为500SN或PAO10。
本发明所述功能化油溶性离子液体具优异的溶解性，能够充分溶解于不同极性的有机溶剂如氯仿、甲醇、丙酮、正己烷、石油醚等。此外这类油溶性离子液体也能够有效的溶解于常用的基础润滑油如500SN、PAO10等。
本发明所述功能化油溶性离子液体具有很好的抗腐蚀性能，通过铜片腐蚀实验可知，本发明所述离子液体作为500SN的添加剂，添加3% 的P888PDOSS后得到的润滑剂组合物具有优异的抗腐蚀性能。
本发明所述的离子液体作为基础油的添加剂，添加离子液体后的500SN或者PAO10作为钢/钢、钢/铝以及钢/镁、钢/铜摩擦副的润滑剂，具有优良的减摩抗磨性能以及高的承载能力。
本发明所述功能化油溶性离子液体用核磁和质谱进行了结构表征。
本发明所述新型功能化油溶性离子液体的溶解性实验结果显示其具有很好的油溶性。
采用的实验方法如下：
采用 Optimol—SRV-IV型摩擦磨损试验机评价所合成的油溶性离子液体作为500SN 添加剂在不同实验条件下的摩擦学性能。摩擦副接触形式为球-盘点接触，选用频率为 25 Hz，振幅为 1 mm，试验时间为 30 min，温度为室温。上试球为直径10 mm GCr15(SAE52100) 钢球，下试盘为相应的钢盘，铜盘，铝盘或者镁盘。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，通过代表性实施例进行说明。
实施例1 [P888P[DOSS] 离子液体的合成
250mL三口瓶中加入37.06克正三辛基磷和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70°C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为P888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入49克P888PBr，23g 2-磺酸基丁二酸二(2-乙基)已酯钠盐，并加无水乙醇完全溶解，溶液在50 °C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤后用无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得52克淡黄色透明油状液体，收率为90%。 1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.19 – 3.84 (m，10H)，3.16 (ddd，J = 20.8， 17.5，7.5 Hz，3H)，2.21 (d，J = 32.5 Hz，8H)， 1.31 (dd，J= 17.8，10.5 Hz，56H)，0.86 (dt，J = 11.0，6.9 Hz，27H).13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ：171.68，168.99，67.45，66.95，61.95，61.89，53.40，38.72，38.63，38.55，34.33，31.71，31.69，30.88，30.74，30.33，30.30，30.16，30.08，29.01，28.99，28.95，28.94，28.90，28.85，23.67，23.46，23.45，23.00，22.98，22.61，22.59，21.87，21.82，19.16，18.70，16.47，16.41，14.05，14.02，10.94，10.90，10.86，10.81.31P NMR (162 MHz，CDCl3) δ：32.69 (s)，29.96 (s). 阳离子部分的质谱计算值：550.46，实测值：550.45。阴离子部分的质谱计算值：421.23，实测值：421.23。
实施例2 [P888P[DEHPA]离子液体的合成
250mL三口瓶中加入37.06克正三辛基磷和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂， 在惰性气体保护下于70°C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为P888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入49克P888PBr，8.61克磷酸二异辛酯钠，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50 °C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤，后用无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得51克淡黄色透明油状液体，收率为90%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.20 – 3.89 (m，5H)，3.85 –3.54 (m，5H)，2.43 – 2.24 (m，6H)，1.99 (dd， J = 17.1，6.6 Hz，3H)， 1.36 – 1.12 (m，54H)， 0.85 (dd，J = 11.6，6.4 Hz，27H). 13C NMR(100 MHz，CDCl3) δ：67.71，61.80，53.39，40.41，31.72，31.69，30.92，30.87， 30.78，30.12，29.08，28.98，23.55，23.13，22.60，22.57，21.91，21.87， 19.16，19.06，18.70，18.59，16.46，14.10，14.01，10.96， 31PNMR (162 MHz，CDCl3) δ：32.76 (s)，22.21 (s). 阳离子部分的质谱计算值： 550.46， 实测值：550.45。阴离子部分的质谱计算值：321.2200，实测值： 321.2210。
实施例3 [N888P[SL]离子液体的合成
250mL三口瓶中加入37.06克正三辛基胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为P888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入49克P888PBr，月桂酸钠22.2g，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50 °C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤后用无水硫酸钠干燥， 最后减压蒸出溶剂得51克淡黄色透明油状液体， 收率为90%。1H NMR(400 MHz，CDCl3) δ：4.11 (dd，J = 13.5，6.6 Hz，5H)，3.69 (ddd，J = 6.9，5.9，1.8 Hz， 5H)，2.27 – 2.12 (m，6H)， 1.30 – 1.20 (m，58H)，0.88 (dd，J = 5.7，5.0 Hz，18H). 13C NMR(100 MHz， CDCl3) δ：173.90，61.88，60.10(s)，59.23，57.93，34.38，31.87，31.76， 31.65，30.80，30.72，29.67，29.56，29.42，29.29，29.23，29.11，29.02，28.94，24.97，22.59，21.72，19.18，18.71，18.44，17.01，16.52，16.43， 14.22，14.06. 31P NMR (162 MHz，CDCl3) δ： 33.01 (s). 阳离子部分的质谱计算值：533.48，实测值：532.48。阴离子部分的质谱计算值：199.16，实测值：199.18。
实施例4 [N888P[DOSS] 离子液体的合成
250mL三口瓶中加入35.37克三辛胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为N888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入12.228克N888PBr，20g 2-磺酸基丁二酸二(2-乙基)已酯钠盐，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50 °C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解后用蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得18克淡黄色透明油状液体，收率为80%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.08 – 3.87 (m，8H)， 3.64 (q，J = 7.0 Hz，5H)，3.26 – 2.81 (m，10H)，1.22 (ddt， J = 22.0，14.1，7.0Hz，56H)，0.80 (dd，J = 14.1，6.2 Hz，27H). 13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ：171.54，169.06，67.72，67.05，62.10，61.86，59.14，58.30，52.59，38.68，38.60，38.53，34.13，31.63，30.32，30.08，29.06，28.90，26.84，26.36，23.66，23.46，22.97，22.55，22.07，18.40，16.42， 14.01，10.85. 31P NMR (162 MHz，CDCl3) δ： 30.06 (s). 阳离子部分的质谱计算值：532.48，实测值：532.48。 阴离子部分的质谱计算值：421.23，实测值：421.24。
实施例5 [N888P[DEHPA]离子液体的合成
250mL三口瓶中加入35.37克三辛胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为N888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入12.228克P888PBr，14克磷酸二异辛酯钠，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50°C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得20克淡黄色透明油状液体，收率为90%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.15 – 3.62 (m，10H)，3.55 – 2.79 (m，8H)，1.41 – 1.17 (m，56H)，0.97 – 0.75 (m，27H). 13C NMR(100 MHz，CDCl3) δ：69.67，67.84，59.33，51.71，40.30，40.15，31.65，30.11，29.90，29.01，26.96，26.43，23.17，22.38，21.94，18.44，16.43， 14.05，10.92.31P NMR (162 MHz，CDCl3) δ：29.97 (s)，21.86(s). 阳离子部分的质谱计算值：532.48，实测值：532.48。 阴离子部分的质谱计算值：321.2200，实测值：321.2375。
实施例6 [P888P[SL]离子液体的合成
250mL三口瓶中加入35.37克三辛胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为N888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入12.228克N888PBr，14克月桂酸钠，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50°C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤，硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得20克淡黄色透明油状液体，收率为90%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.19 – 3.65 (m，10H)，3.57 – 3.07 (m，6H)，1.29– 1.20 (m，61H)， 0.88 (t，J = 6.6 Hz，21H).13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ：173.58，60.82，60.12，60.012，59.31，59.16，58.17，52.97，36.19，34.32，31.80，29.58，29.22，27.41，26.41，26.35，25.84，25.32，24.98，22.60，22.20，18.43，16.43，14.23，14.01. 31PNMR (162 MHz，CDCl3) δ：31.20 (s)，20.23(s). 阳离子部分的质谱计算值：550.46，实测值：550.45。 阴离子部分的质谱计算值：321.2200，实测值：321.2210。
实施例7 [N121212P[DOSS] 离子液体的合成
250mL三口瓶中加入37.06克正三十二胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为P888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入49克P888PBr，23g 2-磺酸基丁二酸二(2-乙基)已酯钠盐，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50°C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得52克淡黄色透明油状液体，收率为90%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.24 – 3.60(m，13H)，3.56 – 3.03 (m，6H)，1.30 – 1.19 (m，80H)，0.87 (dt，J = 7.5， 5.2 Hz，27H).13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ：171.51，169.18，67.16，62.08， 61.73，59.10，58.32，53.21，38.65，33.90，31.90，30.30，30.10，29.62，29.54，29.40，29.14，28.89，27.15，26.37，25.14，23.64，23.44，22.96，22.37，22.06， 18.41，16.44，14.09，14.02，10.92，10.85，10.78. 31P NMR(162 MHz，CDCl3) δ：30.20 (s).阳离子部分的质谱计算值：700.67，实测值： 700.67。 阴离子部分的质谱计算值：421.22，实测值：421.25。
实施例8 [N121212P[DEHPA]离子液体的合成
250mL三口瓶中加入37.06克正三十二胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为P888PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入49克P888PBr，8.61克磷酸二异辛酯钠，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50 °C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml的二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得51克淡黄色透明油状液体，收率为90%。 1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ：4.13 – 3.70 (m，10H)， 3.31 –2.75 (m，8H)，1.31 – 1.23 (m，80H)，0.91 – 0.83 (m，27H). 13C NMR (100 MHz，CDCl3)δ：69.67，67.66，58.25，51.78，40.48，40.14，31.88，30.16，29.98，29.59，29.46，29.30，29.17，29.09，28.87，26.99，26.45，23.41，23.18，22.65，18.44，16.41，14.10，14.05，13.99，10.98，10.87，10.93. 31P NMR (162 MHz， CDCl3) δ：31.03 (s)，29.78 (s).阳离子部分的质谱计算值：700.6737，实测值： 700.6717。 阴离子部分的质谱计算值：321.41，实测值：321.24。
实施例9 [N121212P[SL]离子液体的合成
250mL三口瓶中加入37.06克正三十二胺和26.0克3-溴丙基磷酸二乙酯并加入100mL乙腈做溶剂，在惰性气体保护下于70 °C下反应8个小时。反应后旋除溶剂，得亮黄色油状粘稠液体60克，记为N121212PBr，产率为88%。在250mL圆底烧瓶中加入39克N121212PBr，12克月桂酸钠，并加适量无水乙醇完全溶解，溶液在50 °C下充分搅拌8个小时。反应结束后加入80ml二氯甲烷溶解，用蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，最后减压蒸出溶剂得45克淡黄色透明油状液体，收率为90%。1H NMR (400 MHz， CDCl3) δ： 4.20 – 4.03 (m，4H)， 3.79 – 3.62(m，4H)， 2.64 – 2.49 (m，5H)，2.35 – 2.15 (m，3H)，1.31 – 1.21 (m，80H)，0.88 (t，J =6.3 Hz，15H). 13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ：173.96，63.86，63.68，62.16，61.61，61.58，60.81，59.37，58.20，53.20，34.25， 31.89，29.69，29.45，29.32，29.23，29.14，28.04，27.44，26.43，26.03， 25.57，24.94，23.13，22.65，22.23，21.71，18.41，16.42，14.06. 31PNMR (162 MHz，CDCl3) δ：31.15 (s). 阳离子部分的质谱计算值：700.6737，实测值：700.6718。 阴离子部分的质谱计算值：199.1698，实测值：199.1793。
实施例10
为了进一步说明我们制备的系列功能化油溶性离子液体能够完全溶解于基础油中，我们简单的列出该系列离子液体的溶解性，从表1的结果可以看出，此类油溶性离子液体在不同极性的普通溶剂和基础润滑液体中均表现出优异的溶解性能。
表1部分功能性离子液体溶解性
实施例11
表2 500SN和添加离子液体的500SN的运动粘度、粘度指数、热分解温度分别按国标GB/T265-88、GB/T2541-81(88) 测量
实施例12
通过铜片腐蚀试验(GB/T7326-87)可知，本发明的离子液体作为基础油的添加剂，具有较好的抗腐蚀性能。
表3 铜片腐蚀试验结果
实施例13
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添加P888PDOSS的500SN润滑剂组合物的摩擦磨损性能。
为了证明合成的离子液体具有良好的分散清净性能，我们进行了成胶板实验测试了1% P888PDOSS作为500SN 的添加剂的清净性能，实验结果如表4所示， 从表4可以看出，相比的空白的500SN基础油，添加1% P888PDOSS的可以有效的降低积碳质量。
表4 合成离子液体作为500SN基础油添加剂的清净性评价
表5所列的是P888PDOSS作为500SN添加剂对镁的摩擦系数和磨损体积数据，选用载荷100N频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度25°C， 实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为镁块。实验结果表明与500SN相比， 添加P888PDOSS的500SN的减摩抗磨性能都有了极大的提高。
表5 500SN和添加P888PDOSS的500SN作为钢/镁摩擦副润滑剂的平均摩擦系数和平均磨损体积
表6所列的是P888PDOSS作为500SN添加剂对铝的摩擦系数和磨损体积数据，选用载荷：100N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度25°C， 实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为铝块。实验结果表明与500SN相比， 添加P888PDOSS的500SN的减摩抗磨性能都有了极大的提高。
表6 500SN和添加P888PDOSS的500SN作为钢/铝摩擦副润滑剂的平均摩擦系数和平均磨损体积
表7所列的是N121212PDOSS作为PAO10添加剂对钢/钢摩擦副的摩擦系数和磨损体积数据，选用载荷： 200N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度25°C，实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为钢块。实验结果表明与PAO10相比，添加N121212PDOSS的PAO10的减摩抗磨性能都有了极大的提高。
表7 PAO10和添加N121212PDOSS的PAO10作为钢/钢摩擦副润滑剂的平均摩擦系数和平均磨损体积
表8所列的是N121212PDOSS作为PAO10添加剂对钢/铝摩擦副的摩擦系数和磨损体积数据，选用载荷：100N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min， 温度25°C，实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为铝块。实验结果表明与PAO10相比，添加N121212PDOSS的PAO10的减摩抗磨性能都有了极大的提高。
表8 PAO10和添加N121212PDOSS的PAO10作为钢/铝摩擦副润滑剂的平均摩擦系数和平均磨损体积
表9所列的是N121212PSL作为PAO10添加剂对钢/钢摩擦副的摩擦系数和磨损体积数据，选用载荷：200N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度25 °C，实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为钢块。实验结果表明与PAO10相比，添加N121212PDOSS的PAO10的减摩抗磨性能都有了极大的提高。
表9 PAO10和添加N121212PSL的PAO10作为钢/钢摩擦副润滑剂的平均摩擦系数和平均磨损体积
表10所列的是N121212PSL作为PAO10添加剂对钢/铝摩擦副的摩擦系数和磨损体积数据，选用载荷：100N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度25 °C，实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为铝块。实验结果表明与PAO10相比，添加N121212PDOSS的PAO10的减摩抗磨性能都有了显著的提高。
表10 PAO10和添加N121212PSL的PAO10作为钢/铝摩擦副润滑剂的平均摩擦系数和平均磨损体积
表11所列的是P888PDOSS作为500SN添加剂对钢/铜摩擦副的摩擦系数对比，选用载荷：100N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度20°C，实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为铜块。实验结果表明与500SN相比，添加P888PDOSS的500SN的减摩性能提高。
表11 500SN和添加P888PDOSS的500SN作为钢/铜摩擦副润滑剂的平均摩擦系数
表12所列的是P888PDOSS作为500SN添加剂对钢/钢摩擦副的摩擦系数对比，选用载荷：300N，频率25Hz，振幅1mm，实验时间30min，温度20 °C，实验上试球为直径为10mm钢球，下试样为钢块。实验结果表明与500SN相比，添加P888PDOSS的500SN的减摩性能提高。
表12 500SN和添加P888PDOSS的500SN作为钢/铜摩擦副润滑剂的平均摩擦系数
。

Claims (8)

1.功能化油溶性离子液体，其特征在于该离子液体的通式如下：
其中 Z代表N原子或P原子，R代表己基、辛基、十二烷基或十六烷基，n为0或1；X代表(a)、(b)、(c)或(d)的阴离子，其中(a)为DEHPA，(b)为DOSS，(c)为DDSSP，(d)为SL。
2.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于所述阴离子为DEHPA的离子液体为如下所述离子液体中的一种：
[N888P[DEHPA] ]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=a；
[N121212P[DEHPA] ]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=a；
[N161616P[DEHPA] ]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=a；
[P888P[DEHPA] ]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=a；
[P121212P[DEHPA] ]：Z=P，R=C12H25，n=1，X=a；
[P161616P[DEHPA] ]：Z=P，R=C16H33，n=1，X=a。
3.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于所述阴离子为DOSS的离子液体为如下所述离子液体中的一种：
[N888P[DOSS] ]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=b；
[N121212P[DOSS] ]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=b；
[N161616P[DOSS] ]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=b；
[P888P[DOSS] ]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=b；
[P121212P[DOSS] ]：Z=P，R=C12H25，n=1，X=b；
[P161616P[DOSS] ]：Z=P，R=C16H33，n=1，X=b。
4.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于所述阴离子为DDSSP的离子液体为如下所述离子液体中的一种：
[N888P[DDSSP] ]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=c；
[N121212P[DDSSP] ]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=c；
[N161616P[DDSSP] ]：Z=N， R=C16H33，n=1，X=c；
[P888P[DDSSP] ]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=c；
[P121212P[DDSSP] ]：Z=P，R= C12H25，n=1，X=c；
[P161616P[DDSSP] ]：Z= P，R=C16H33，n=1，X=c。
5.如权利要求1所述的离子液体，其特征在于所述阴离子为SL的离子液体为如下所述离子液体中的一种：
[N888P[SL] ]：Z=N，R=C8H17，n=1，X=d；
[N121212P[SL] ]：Z=N，R=C12H25，n=1，X=d；
[N161616P[SL] ]：Z=N，R=C16H33，n=1，X=d；
[P888P[SL] ]：Z=P，R=C8H17，n=1，X=d；
[P121212P[SL] ]：Z=P，R=C12H25，n=1，X=d；
[P161616P[SL] ]：Z=P，R=C16H33，n=1，X=d。
6.如权利要求1至5任一项所述离子液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在惰性气氛保护下，以三烷基胺或三烷基膦与3-溴丙/2-溴乙基磷酸二乙酯为原料，乙腈为溶剂，60-70 ℃加热回流4-8个小时后蒸出溶剂得到亮黄色油状粘稠液体；油状粘稠液体用乙醇溶解，加入DOSSNa、DEHPANa、DDSSPNa或SLNa于50-70 ℃下搅拌反应4-8小时后减压蒸出溶剂得到油状液体，即为油溶性离子液体的粗产品；用去离子水反复洗涤除去未完全反应的DOSSNa、DEHPANa、DDSSPNa或SLNa以及离子交换产生的盐至去离子水相澄清，有机相用无水硫酸钠干燥，然后旋干溶剂即得功能化油溶性离子液体。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述三烷基胺或三烷基膦与3-溴丙/2-溴乙基磷酸二乙酯的摩尔比为1:1.2-2.0。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述DOSSNa、DEHPANa、DDSSPNa或SLNa与三烷基胺或三烷基膦的摩尔比为1:1.2-2.0。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102477372B1 (ko) * 2016-04-01 2022-12-13 놈스 테크놀로지스, 인크. 인을 함유하는 개질된 이온성 액체
CN105887102A (zh) * 2016-04-25 2016-08-24 中国科学院兰州化学物理研究所 磷酸酯功能化的季铵盐缓蚀剂及其制备方法
CN106187900A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 南方科技大学 制备羧酸盐型离子液体的方法及羧酸盐型离子液体的用途
EP4106070A1 (en) 2017-07-17 2022-12-21 Nohms Technologies, Inc. Phosphorus-containing electrolytes
GB201717576D0 (en) * 2017-10-26 2017-12-13 Johnson Matthey Plc ionic liquid
CN107827926B (zh) * 2017-10-31 2020-05-22 中国科学院兰州化学物理研究所 小分子功能化的表面活性剂及其制备方法和应用
CN108864180A (zh) * 2018-06-21 2018-11-23 中国科学院兰州化学物理研究所 Gemini型油溶性离子液体及其制备方法和应用
CN109553637B (zh) * 2018-11-29 2021-02-23 中国科学院兰州化学物理研究所 一种抗空间辐照poss基离子液体及其制备方法和应用
CN110551556B (zh) * 2019-07-26 2021-06-04 西南交通大学 季磷盐-二维材料复合润滑添加剂及制备方法及使用方法及工业润滑油
JP2023522034A (ja) * 2020-04-16 2023-05-26 トタルエナジーズ・ワンテック アンモニウム系イオン液体およびそれの潤滑剤用添加剤としての使用
CN114437672A (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 四川大学 一种基于非质子型离子液体的超高温导热油及其制备方法
CN114606043B (zh) * 2022-03-18 2022-08-30 中国科学院兰州化学物理研究所 一种合成型开式齿轮润滑油及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329491C (zh) * 2003-12-30 2007-08-01 中国科学院兰州化学物理研究所 含膦酸酯官能团的离子液体及其制备方法和用途
US9957460B2 (en) * 2014-02-20 2018-05-01 Ut-Battelle, Llc Ionic liquids containing symmetric quaternary phosphonium cations and phosphorus-containing anions, and their use as lubricant additives
EP3119859A1 (en) * 2014-03-18 2017-01-25 Council Of Scientific & Industrial Research Halogen free ionic liquids as lubricant or lubricant additives and a process for the preparation thereof

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