CN116283549A - 一种环保型离子液体的制备方法及其在液压油中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液压油，由以下原料制备得到：离子液体0.1～1.0wt％、液压油复合剂0.5～1.5wt％，基础油余量。本申请还提供了一种离子液体的制备方法。进一步的，本申请还提供了液压油的制备方法。本申请提供的离子液体与传统含氟、咪唑等基团的离子液体相比，采用生物基原材料制备得到，清洁环保，并且合成步骤简单。本申请提供的液压油引入离子液体后显著改善了其抗乳化性能，且其具有良好的极压抗磨性能、优异的减摩性能并能解决液压缸抖动的实际工程问题。

Description

一种环保型离子液体的制备方法及其在液压油中的应用
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及离子液体的制备方法、液压油和液压油的制备方法。
背景技术
液压传动具有高速、高精度控制以及反应灵敏等优点，已经越来越广泛地用于机械装备领域。据统计，机械装备每年因摩擦消耗的各种形式的能源约占全世界能源消耗的近50％。加入减摩剂的液压油能够有效减小设备摩擦磨损、减少能源消耗并提高液压系统的使用寿命。而传统的减摩剂含有对环境有害的S及P等元素，易对环境产生严重污染，难以满足环境友好的要求。
为了顺应发展环境友好润滑材料的未来趋势，环境友好型、高性能减摩剂研究工作应运而生。其中，离子液体具有独特的物理化学性质，例如油溶性离子液体已表现出出色的减摩和磨损保护性能。因此，离子液体是近年来研究热点；而合成简单、环境友好的离子液体更是当前研究重点。
基于此，开展了环保型离子液体制备与液压油应用领域的工作。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种液压油，本申请提供的液压油能够显著改善抗乳化性能，且具有良好的极压耐磨性能。
有鉴于此，本申请提供了一种离子液体的制备方法，包括：
将蓖麻油酸溶液和三辛胺的水溶液混合，反应，得到离子液体。
优选的，所述反应之后还包括：
将反应得到的产物减压蒸馏后真空干燥。
优选的，所述蒸馏的温度为30～80℃，所述真空干燥的温度为50～100℃，时间为24～48h。
优选的，所述蓖麻油酸溶液为蓖麻油酸的乙醇溶液，所述蓖麻油酸和所述三辛胺的摩尔比为1:1。
本申请还提供了一种液压油，由以下原料制备得到：离子液体0.1～1.0wt％、液压油复合剂0.5～1.5wt％，基础油余量；
所述离子液体为所述的制备方法所制备的离子液体。
优选的，所述液压油复合剂选自雅富顿H521、巴斯夫3010A液压油复合剂、新乡瑞丰RF5012和中石油RHY5018/5019中的一种或多种。
优选的，所述基础油选自250SN、250N、北沥6#和北沥10#中的一种或多种。
优选的，离子液体的含量为0.2～0.8wt％。
优选的，所述液压油复合剂的含量为0.8～1.2wt％。
本申请还提供了所述的液压油的制备方法，包括：
按照成分配比，将离子液体、液压油复合剂和基础油混合，得到液压油。
本申请提供了一种液压油，其包括：离子液体0.1～1.0wt％、液压油复合剂0.5～1.5wt％，基础油余量；本申请提供的液压油采用特定的离子液体，其能均匀分散在液压油中，并与摩擦表面的金属形成较高强度的物理吸附膜，从而提高液压油的极压耐磨性能，提高减摩效果，在苛刻工况下，能够解决液压缸抖动的实际工程问题，且离子液体还能改善液压油的抗乳化性能。另一方面，液压油中引入复合剂，提升了液压油的抗磨性能、防锈性能和抗氧化性能等，且复合剂的可选择范围广。
说明书附图
图1为本发明实施例中蓖麻油酸、三辛胺以及离子液体的FTIR光谱图；
图2为本发明实施例制备的离子液体的氢谱图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
鉴于现有技术中液压油的性能需求，本申请提供了一种液压油，其由于加入了新型的离子液体，使得液压油能够显著改善抗乳化性能，具有良好的极压抗磨性能，优异的减摩性能并能解决液压缸抖动的实际工程问题，显著提升了液压油的抗磨减摩指标和综合性能。具体的，本申请首先提供了一种离子液体的制备方法，包括：
将蓖麻油酸溶液和三辛胺的水溶液混合，反应，得到离子液体。
本申请离子液体的反应式具体如下所示：
Figure BDA0004137831200000031
在上述制备离子液体的过程中，所述蓖麻油酸溶液为蓖麻油酸的乙醇溶液，所述蓖麻油酸溶液的浓度为95wt％～98wt％，所述三辛胺的水溶液的浓度为95wt％～98wt％；具体的，所述蓖麻油酸溶液中的蓖麻油酸和所述三辛胺的水溶液中的三辛胺的摩尔比为1:1。所述反应的温度为20～35℃，所述反应的时间为12～24h。
按照本发明，在反应之后将得到的离子液体粗产物进行减压蒸馏后真空干燥，得到离子液体；所述减压蒸馏的温度为30～80℃，具体的，所述减压蒸馏的温度为50～60℃。所述真空干燥的温度为50～100℃，时间为24～48h；具体的，所述真空干燥的温度为60～80℃，时间为36～48h。
进一步的，本申请还提供了一种引入离子液体的液压油，其由以下原料制备得到：
离子液体0.1～1.0wt％、液压油复合剂0.5～1.5wt％，基础油余量；
所述离子液体为上述方案所述的制备方法所制备的离子液体。
在所述液压油中，对离子液体的研究主要是四氟硼酸、六氟磷酸以及双三氟甲烷黄酰亚铵等，这类离子液体虽然对油品摩擦学性能提升较高，但含有对环境有害的P、F等元素，生产及使用过程中易对环境产生严重污染，难以满足环境友好的要求，本申请提供的离子液体合成简单、环境友好；加入本申请上述制备的离子液体后的液压油能够显著改善抗乳化性能，具有良好的极压抗磨性能，优异的减摩性能并能解决液压缸抖动的实际工程问题，能够用于提升油品的抗磨减摩指标和综合性能。所述离子液体的含量为0.1～1.0wt％，具体的，所述离子液体的含量为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1.0wt％。
所述基础油选自I类基础油和II类基础油中的一种或多种，示例的，所述基础油选自250SN、250N、北沥6#和北沥10#中的一种或多种，在具体实施例中，所述基础油选自北沥6#和北沥10#。
所述液压油复合剂为市面上广泛应用的液压油复合剂，具体选自雅富顿H521、巴斯夫3010A液压油复合剂、新乡瑞丰RF5012和中石油RHY5018/5019中的一种或多种，在具体实施例中，所述液压油复合剂选自雅富顿H521。所述液压油复合剂的含量为0.5～1.5wt％，具体的，所述液压油复合剂的含量为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％或1.5wt％。本申请液压油复合剂的加入可提升液压油的抗磨性能、防锈性能和抗氧化性能。
在本申请中，所述离子液体和所述液压油复合剂的含量过多，由于溶解度的限制，可能出现液压油浑浊的现象；所述离子液体和所述液压油复合剂的含量过少，则液压油挤压抗磨性能、减摩性能以及抗乳化性能提升不明显。
本申请还提供了液压油的制备方法，包括：
按照成分配比，将离子液体、液压油复合剂和基础油混合，得到液压油。
在液压油的制备过程中，具体过程为：按照配比将离子液体、液压油复合剂和基础油按照比例混合，升温至30～60℃搅拌10～20min，再升温至65～85℃搅拌30～40min，冷却后得到液压油。
本申请提供的液压油通过加入环保型离子液体，显著改善了液压油的抗乳化性能，使得液压油具有良好的极压抗磨性能，优异的减摩性能并能解决液压缸抖动的实际工程问题，最终提升了油品的抗磨减摩指标和综合性能。此外，本申请提供的液压油还具有优异的储放稳定性，油品性能稳定，无沉淀等优势。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的液压油进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
离子液体的制备
向纯度为98％蓖麻油酸(10mmol)的乙醇溶液中滴加等物质的量的浓度为98％的三辛胺(10mmol)水溶液，将得到的混合物在室温下磁力搅拌12h，得到离子液体粗产物；然后在50℃下减压蒸馏，最后在70℃下真空干燥48h，得到离子液体。
图1为蓖麻油酸、三辛胺以及离子液体的FTIR光谱图，由图可知，蓖麻油酸在1760cm-1处的吸收峰归因于其羰基伸缩；一步合成后，由于COO-N+键形成的影响，ILs与纯酸相比，羰基伸缩量从1760cm-1变为1562cm-1；上述结果表明，离子液体中存在蓖麻油酸阴离子，即蓖麻油酸与三辛胺反应后成功合成出目标离子液体。
图2为离子液体的氢谱谱图，图中标明的a-i峰为离子液体中对应的峰。这些氢原子的化学位移清楚地证明了离子液体合成成功。
实施例1
液压油组成原料及质量百分比为：离子液体0.1％、液压油复合剂0.8％，基础油北沥6#49.55％，北沥10#49.55％；将上述组分依次加入容器中，开启机械搅拌，升温至50℃，持续搅拌10min，升温至75℃，继续搅拌30min，然后冷却到室温，得到液压油。
实施例2
液压油组成原料及质量百分比为：离子液体0.5％、液压油复合剂0.8％，基础油北沥6#49.35％，北沥10#49.35％；将上述组分依次加入容器中，开启机械搅拌，升温至50℃，持续搅拌10min，升温至75℃，继续搅拌30min，然后冷却到室温，得到液压油。
实施例3
液压油组成原料及质量百分比为：离子液体0.8％、液压油复合剂0.8％，基础油北沥6#49.2％，北沥10#49.2％；将上述组分依次加入容器中，开启机械搅拌，升温至50℃，持续搅拌10min，升温至75℃，继续搅拌30min，然后冷却到室温，得到液压油。
对比例1
对比例1的制备方法与实施例2相同，区别仅在于：不加入本申请制备的离子液体。
对比例2
对比例2的制备方法与实施例2相同，区别仅在于：不加入本申请制备的离子液体，加入相同质量分数的市面上常用的减摩剂-单油酸甘油酯(GMO)减摩剂。
对比例3
对比例3的制备方法与实施例2相同，区别仅在于：离子液体为LP104(烷基咪唑六氟磷酸盐)。
根据GB/T 11143-2008(B法)测试液压油的液相锈蚀性能；根据GB/T 7305-2003测试液压油的抗乳化性能；根据标准GB/T 3142-2019进行PB测试；根据NB/SH/T0882-2014润滑油极压性能的测定SRV试验机法；通过实验测试出的摩擦系数评定制备液压油摩擦学性能，试验条件为分三种：①25℃、100N、50Hz、30min；②25℃、150N、50Hz、30min；③25℃、200N、50Hz、30min。
实施例与对比例所制备液压油为流体状态，其检测性能典型数据如表1、表2所示。
表1实施例和对比例制备的液压油的液相锈蚀性能、抗乳化性能和PB性能数据表
Figure BDA0004137831200000071
表2实施例和对比例制备的液压油不同实验条件下的摩擦性能数据表
Figure BDA0004137831200000072
由表1和表2可知，本申请中离子液体的引入可以显著提升液压油的抗磨性能、抗乳化性能和液相锈蚀性能。
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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种离子液体的制备方法，包括：
将蓖麻油酸溶液和三辛胺的水溶液混合，反应，得到离子液体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应之后还包括：
将反应得到的产物减压蒸馏后真空干燥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蒸馏的温度为30～80℃，所述真空干燥的温度为50～100℃，时间为24～48h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蓖麻油酸溶液为蓖麻油酸的乙醇溶液，所述蓖麻油酸和所述三辛胺的摩尔比为1:1。
5.一种液压油，由以下原料制备得到：离子液体0.1～1.0wt％、液压油复合剂0.5～1.5wt％，基础油余量；
所述离子液体为权利要求1～4任一项所述的制备方法所制备的离子液体。
6.根据权利要求5所述的液压油，其特征在于，所述液压油复合剂选自雅富顿H521、巴斯夫3010A液压油复合剂、新乡瑞丰RF5012和中石油RHY5018/5019中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的液压油，其特征在于，所述基础油选自250SN、250N、北沥6#和北沥10#中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的液压油，其特征在于，离子液体的含量为0.2～0.8wt％。
9.根据权利要求5所述的液压油，其特征在于，所述液压油复合剂的含量为0.8～1.2wt％。
10.权利要求5所述的液压油的制备方法，包括：
按照成分配比，将离子液体、液压油复合剂和基础油混合，得到液压油。
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