TW200923071A - Lubricating oil base oil and lubricating oil composition - Google Patents

Description

200923071 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於含有離子液體之潤滑油基油及潤滑油組 成物。 【先前技術】 潤滑油通常係由以烴爲主體之有機物所構成，若黏度 降低則必然地蒸汽壓會上昇，致使潤滑油之蒸發損失，乃 至發火之危險性增大。尤其，製鋼廠內之機械（例如，油 壓動作油）等處理高熱物體之設備中所使用之潤滑油，就 防止火災之考量，耐燃性是必要的。又，近年來於資訊器 材（例如，硬碟）中所使用之精密馬達，爲了極度減少對 周邊精密器材的影響’須要求不易蒸發與飛散的潤滑油。 另一方面’近年來，自從有由陽離子與陰離子所構成 的液體具有優異的熱安定性與高離子傳導性，即使於空氣 中亦爲安定的液體之報告被提出以來（參照例如，文獻！ :「J. Chem. Soc., Chem. Commun.」，965 ( 1 992 年）） ，將其熱安定性（難揮發性、難燃性）、高離子密度（高 離子傳導性）、大熱容量、低黏度等之特徵加以發揮之各 種用途，例如，作爲太陽電池等之電解液（參照例如，文 獻2 :日本特開2003-3 1 270號公報）、萃取分離溶劑、 反應溶劑等之應用硏究正積極地進行著。 又’使用此種離子液體作爲潤滑油的基油之例曾有報 告提出（參照例如，文獻 3: WO 2005/035702號公報） 200923071 。離子液體並非於分子間如分子性液體般以分子間引力結 合著，而係以強力的離子鍵結合著，故不易揮發且爲難燃 性，爲對熱與氧化安定的液體。因此，既爲低黏度且爲低 蒸發性，乃至耐熱性亦優異。 然而，於上述文獻3所記載之潤滑油基油中所使用之 離子液體，於混入水分時或高濕度環境下中，會有無法充 分抑制離子液體所固有的腐鈾性之問題。 因此本發明係鑑於上述情形而提出者，目的在於提供 一種潤滑油基油及使用此基油之潤滑油組成物，所述潤 滑油基油，其含有離子液體，爲低黏度且蒸汽壓低，無發 火之危險性，並且耐熱性優異，具有與以往之烴系潤滑油 相比毫不遜色之摩擦特性，即使於高溫下、真空下等之極 嚴苛的條件下亦可長時間使用，並且即使於混入水分時或 高濕度環境下，對金屬之腐蝕性亦低。 【發明內容】 爲了解決前述之課題，本發明提供下述之潤滑油基油 及潤滑油組成物。 [1] —種潤滑油基油，其係含有由以通式Z + A_(Z + 係指陽離子，係指陰離子）表示之化合物所構成的離子 液體者；其特徵在於，前述Z+及Α_之中至少任一者具有 有機矽化合物殘基。 [2] 於前述本發明之之潤滑油基油中，前述有機矽化 合物殘基爲烷基矽烷基及烷基聚矽氧烷基中之至少任一者 -5- 200923071 [3 ]於前述本發明之之潤滑油基油中，前述有機矽化 合物殘基具有以下述通式（1)〜（6)之任一者表示之構 造。 ⑴ ^21+1 -(CH2)n-Si-CmH2ni+1

CpH2P+i (式中,1, m, η, p爲1〜18之整數）

-(CH2)n-Si-(CH2)J

CpH^p+i (式中，η, p爲1〜18，q爲2〜5之整數） ⑵ ^1^*21+ (CH2)n4Si-〇

CrH 2r+1 ^^Η2α+1 ⑶

Pm^2m+tJs^p^2p+1 (式中，1，m，n，p，q，r爲1〜18，s爲1〜4之整數） *pl^2l+1 —(CH2)n--Si —CH2

C^H 2m+1. frH2r+1 ⑷ -Si-CqH2p+i (式中，1，m，n，p，q，r爲1〜18，s爲1〜4之整數） C|H2 丨+1 —(CH2)n 十土- ,Η

Zm+l·

CrH2r+1 Si-CqH2q+1 CpH2p+1 ⑸ -(CH2)n-Si

^Γη^2ΓΠ + 1 Si- I ⑹ 。丨闩2丨+i CpH2p+i (式中,1, m，n，p，q，Γ爲1〜18,S爲1〜4之整數） （式中，1，m，n，p爲1〜18，s爲2〜5之整數) [4]於前述本發明之潤滑油基油中，前述Z+爲由以 下述通式（7)〜（15)表示之任一者之構造所構成之陽 離子，

-6 - 200923071 R1 Λ Μ RR3< {5v/R6.R7 R1 1 + 、R3 R2/ LtX-M R4—N—R2 R4—P—R2 S ί R4 R1 R1 /Oio 2 R11 R3 I R3 I R3 (11) (12) (13) (14) (15) (式中，R1〜R12分別獨立，爲氫原子、亦可於內部具有 醚鍵之碳數1〜18之烷基、具有羥基之烷基、鍵結有烷基 亦可之碳數3〜18之烷基烯丙基、鍵結有烷基亦可之碳數 6〜18之烷基芳基、及選自上述通式（1)〜（6)之有機 矽化合物殘基之任一者）。 [5]於前述本發明之潤滑油基油中，前述八_爲BF， 、PF6-、CnH(2n + 1)0S03—、[(CnF(2n+1-x)Hx)S02]2N·、 (CnF(2n + 1-x)Hx)C00·、Ν03·、CH3S03-、（CN)2N.、HS03·、 C6H5S03· ' CH3(C6H4)S03· ' (FS02)2N· ' PF6.y(CnF2„.i)y' 、BFiJCnFh.O/、FeCl4-(前述式中，n爲1〜8之整數 ’x爲〇〜17之整數，y爲1〜6之整數’z爲1〜4之整 數）、及由以下述通式（16)〜（27)表示之任一者之構 造所構成之陰離子，

(16) (17) (18) 200923071 卩丨Ηβΐ+ι CmH2m+1 _ 早i CH3 - n—S〇3- (19) 广 ?1闩21+1 CmH2m+·)—今i CpH2p+1 v J η ^ρ·~*2ρ + 1 ^ J CH>n-C02 (20) (CH2)q-S03- (21) ^1^21+1

CmH2m+1-^i

CpH2p+1 卩丨h21+1

CmH2m+广宁i

CpH2p+i (〇H2)q-co2- (22) (cH2)q-〇co2-(24)

CmHzm+l -今i CpH2p+1 (CH2)q-〇 -p〇2- (27) )z (式中,1，tn，p, q爲1〜18，n爲1〜3之整數) ^1^21'

CmH2m+1 —苧i (CH2)q —〇S〇3- (23) CmHzm+l 一甲.

CpH2p+i r 、 CpH2p+i r 〜Η2ηΊ+1 —亏i _ch3_„ so2 -N- (25) CmHZln+1 Sj CpH2p+1 Π 2 Cp*^2p+1 J n-so3- (26) (式中，R13〜R2°分別獨立，爲氫原子、於內部具有醚鍵 之碳數1〜18之烷基；又，烷基亦可具有羥基）。 [6] 於前述本發明之潤滑油基油中，前述離子液體之 4〇t動態黏度爲1〜l〇〇〇mm2/s之潤滑油基油。 [7] 於前述本發明之潤滑油基油中，前述離子液體之 引火點爲2 0 0 °C以上之潤滑油基油。 [8] 於前述本發明之潤滑油基油中，前述離子液體之 流動點爲〇 °c以下之潤滑油基油。 -8- 200923071 [9]於前述本發明之潤滑油基油中，含有1〜99質量 %的範圍內之由在前述Z +及A_之任一者中不具有機矽化 合物殘基之化合物所構成之離子液體的潤滑油基油。 [1 0] —種潤滑油組成物，其特徵在於，於申請專利 範圍第1〜9項中任一項之潤滑油基油中，調配有抗氧化 劑、油性劑、極壓劑、清淨分散劑、黏度指數提高劑、防 銹劑、金屬惰性化劑及消泡劑之至少任一者。 本發明之潤滑油基油含有由以通式Ζ + Α· ( Z+係指陽 離子，A·係指陰離子）表示之化合物所構成的離子液體， Z+及A·之中至少任一者具有有機矽化合物殘基。因此， 本發明可提供一種對金屬之腐蝕性非常低，且即使爲低黏 度其蒸汽壓亦低，無發火之危險性，而且耐熱性優異，具 有與以往之烴系潤滑油相比毫不遜色之摩擦特性，即使於 高溫下、真空下等之極嚴苛之條件下亦可長時間使用的潤 滑油組成物。 【實施方式】 本發明之潤滑油基油，係由含有由以通式Z + A_ ( Z + 係指陽離子’ Α·係指陰離子）表示之化合物所構成的離子 液體所構成，前述Ζ +及Α/之中至少任一者具有有機矽化 合物殘基。此離子液體於2 0 °C所測定之離子濃度以 1 m ο 1 / d m3以上爲佳，以 1 . 5 m ο 1 / d m3以上爲較佳，以 2mol/dm3以上爲更佳。此處，所謂「離子濃度」係於離 子液體中以[(密度（g/cm3) ) /分子量Mw(g/mol) ]χ -9- 200923071 1 00所算出之値。離子液體之離子液體濃度若未滿 lmol/dm3，離子液體的特徵之低蒸發性、耐熱性會降低’ 故不佳。 此處，有機矽化合物殘基，就抑制對金屬之腐蝕性的 效果考量以烷基矽烷基及烷基聚矽烷基的至少任一者爲佳 。作爲有機矽化合物殘基，具體而言，以由下述通式（1 )〜（6)之任一者表示之構造者爲佳。 ^1^21+1 -(CH2)n-Si-CroH2nl+1 Cj>H2p+1 (式中，1, m, η, p爲1〜18之整數） ⑴

CpH2p+1 (式中,η, p爲1〜18,q爲2〜5之整數) ⑵ (3) c,h2 _(CH2)„--Si-CH2 ⑷

CrH2r+1

CqH2.H _PmH 2m+tJsCpH 2p+1 (式中,1, m, n, p, q, r爲l~18,s爲 1~4之整數）

CrH2r+1 -Si-CsH2a+1 nnH2m+1Js CpH2p+1 (式中，1, m, n, p, q, r爲1〜18,s爲1〜4之整數） -(CH2)n- 。丨卜21+1 CrH2r+i --Si- CqH2q+1 CmHZm+l. s^pH2p+l ⑸ ~(CH丄-〒 C|H2}+1 n^2m+l ⑹

C.H 2p+1 (式中，1, m, n, p, q, r爲1〜18，s爲1~4之整數) (式中,1，m，n，p爲1〜18，s爲2〜5之整數) 作爲上述陽離子（Z+) ’由以下述式（？）〜（15) 表示之任一構造所構成的陽離子，就低黏度、經濟性之考 量爲較佳。 -10 - 200923071

(7) (8) (9) (10) R1 rvS R4R\/R6R7 R3V^V^R8 R1 I + R1 + 丨卞 R1 + 1 R4 、R3 R1〇N\ \rio R12 R11 R4—N— I R3 R2 R4—P—R2 I R3 V I R3 (11) (12) (13) (14) (15) 此處，於上述式中，R1〜R12分別獨立’爲氫原子、 亦可於內部具有醚鍵之碳數1〜18之烷基、具有羥基之烷 基、鍵結有烷基亦可之碳數3〜18之烷基烯丙基 '鍵結有 烷基亦可之碳數6〜18之烷基芳基、及選自上述通式（1 )〜（6 )之有機矽化合物殘基之任一者。 又，作爲R1〜R12之亦可於內部具有醚鍵之碳數1〜 18之烷基，可舉出：甲基、乙基、η-丙基、異丙基、n-丁 基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、各種戊基、各種己基 、各種庚基、各種辛基、2·甲氧乙基等。 作爲上述陰離子（A_) ’較佳者爲例如：bf4-、PF6· 、CnH(2n+1)〇S03·、[(CnF(2n + i-x)Hx)S02]2N-、 (CnF(2n+I.x)Hx)C00.、N03-、CH3S03-、（CN)2N.、HS03· 、c6h5so3-、ch3(c6H4)so3-、（fso2)2n·、 PFe-ACnFh-O/、BF^JCnFh」）/、FeCl4·(前述式中，n 爲1〜8之整數，x爲〇〜17之整數，y爲1〜6之整數，z -11 - 200923071 爲1〜4之整數）、及由以下述通式（16)〜（27)表示 之任一者之構造所構成之陰離子。

•CHU 一 „-so·, (19)

CmH2m+1 —芊 i ^p*"*2p+1

CmH2m+广今 i'

CpH2p+1 CH3_n-CO2-(20)

CmH2m+1-Si-(CH2)q - S03- (21)

CpH2p+1 cmH2m+1-Si—-(CH2)q-co2- (22)

CpH2p+1 ^rr»^2m+1 _ (CH2)q-0S03- (23) CmH2m+1_Si · (CH2)q-oco2'(24)

CpH^n cph2p+1

CmH2m+1-Si- ch3_-so2-n- (25)

CmH2m+1 -Si- -n-so3- (26)

Cp*^2p+1 c„ 〒丨h2I+1 I ~si (CH2)q—o -p〇2- (27)

CpH2p+i (式中，1, m，p，q爲1〜18，n爲1〜3之整數） (式中，R13〜R2()分別獨立，爲氫原子、於內部具有醚鍵 亦可之碳數1〜18之烷基；又，烷基亦可具有羥基）。 -12 - 200923071 又，於作爲基油使用之構成本發明之離子液體之化合 物中，例示若干作爲將有機矽化合物殘基除外的基本骨架 之具體例，可舉出：1-乙基-3-甲基咪唑雙（三氟甲烷磺 醯基）醯亞胺、1-己基-3 -甲基咪唑雙（三氟甲烷磺醯基 )醯亞胺、1-丁基-3-甲基咪哇四氟硼酸酯、1· 丁基-3-甲 基咪唑六氟硼酸酯、1-己基-3_甲基咪唑六氟磷酸酯、1-丁 基-3 -甲基咪唑雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、烷基吡啶 四氟硼酸酯、烷基吡啶六氟磷酸酯、烷基吡啶雙（三氟甲 烷磺醯基）醯亞胺、烷基銨四氟硼酸酯、烷基銨六氟磷酸 酯、烷基銨雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、Ν,Ν-二乙基-Ν -甲基（2 -甲氧乙基）銨四氟硼酸酯、Ν,Ν-二乙基-Ν-甲 基（2-甲氧乙基）銨六氟磷酸酯及Ν,Ν-二乙基-Ν-甲基（ 2- 甲氧乙基）銨雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺等。 藉由在此等基本骨架上鍵結前述有機矽化合物殘基可 作成本發明之離子液體。又，在此等基本骨架中，就低黏 度、低蒸發性及耐熱性之均衡的考量，較佳者可使用：1-乙基-3-甲基咪唑雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、1-己基- 3- 甲基咪唑雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、卜丁基_3_甲基 咪唑雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、烷基吡啶六氟磷酸酯 、烷基吡啶雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、烷基銨六氟磷 酸酯、烷基銨雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺、Ν，Ν-二乙 基-Ν-甲基（2_甲氧乙基）銨六氟磷酸酯及Ν,Ν-二乙基-Ν-甲基（2-甲氧乙基）銨雙（三氟甲烷磺醯基）醯亞胺。 構成本發明之潤滑油基油之上述離子液體之酸値，就 -13- 200923071 防止被潤滑材的腐触之考量，以lmgKOH/g以下爲佳，以 0_5mgKOH/g以下爲較佳，以〇.3mgKOH/g以下爲更佳。 上述離子液體之於4(TC之動態黏度，就抑制蒸發損 失及黏性抵抗所致之動力損失考量，以1〜I 000mm2/S爲 佳，以2〜320mm2/s爲較佳，以5〜1 0 0 mm 2/s爲更佳。 上述離子液體之流動點，就抑制於低溫時黏性阻力之 增大考量’以〇°C以下爲佳，以-10°C以下爲較佳，以-20 °C以下爲更佳，以-3 0 °c以下爲最佳。 上述離子液體之引火點，基於使基油之蒸發量減小之 考量’以2 0 0 °C以上爲佳，以2 5 0 °C以上爲較佳，尤以 3 0 0 °C以上爲更佳。 上述離子液體之黏度指數，基於使其相對於溫度之黏 度變化不致太大之考量，以80以上爲佳，以1〇〇以上爲 較佳，尤以1 2 0以上爲更佳。 本發明中之構成離子液體之化合物，爲在前述Z+及 A·之至少任一者中具有有機矽化合物殘基者，作爲本發明 之潤滑油基油，亦可含有1〜99質量％的範圍內之由在前 述Z +及A_之任一者中不具有機矽化合物殘基之化合物所 構成之離子液體。但，爲了發揮作爲本發明之基油的效果 ，由具有有機矽化合物殘基之化合物所構成的離子液體之 比例，以在基油中存在有50質量％以上爲佳，以60質量 %以上爲更佳。 本發明之潤滑油基油中，藉由調配既定的添加劑，可 使用於作爲潤滑油組成物之各種用途。作爲添加劑，可舉 -14- 200923071 出：抗氧化劑、油性劑、極壓劑、清淨分散劑、黏度指數 提高劑、防銹劑、金屬惰性化劑及消泡劑等。此等可一種 單獨使用’亦可組合2種以上使用。又，依用途而異，亦 可不調配添加劑，以潤滑油基油本身直接作爲潤滑油使用 〇 作爲抗氧化劑，可使用使用於以往之烴系潤滑油之胺 系抗氧化劑、苯酚系抗氧化劑及磷系抗氧化劑、硫系抗氧 化劑。此等抗氧化劑，可一種單獨使用，亦可組合二種以 上使用。作爲胺系抗氧化劑，可舉出：單辛基二苯基胺、 單壬基二苯基胺等之單烷基二苯基胺系化合物；4,4，-二丁 基二苯基胺、4,4’-二戊基二苯基胺、4,4’-二己基二苯基 胺、4,4’_二庚基二苯基胺、4,4’-二辛基二苯基胺、4,4’-二壬基二苯基胺等之二烷基二苯基胺系化合物；四丁基二 苯基胺、四己基二苯基胺、四辛基二苯基胺、四壬基二苯 基胺等之多烷基二苯基胺系化合物；萘基胺、苯基-α -萘基胺、丁基苯基-α -萘基胺、戊基苯基-α ·萘基胺、 己基苯基-α-萘基胺、庚基苯基-α-萘基胺、辛基苯基-α-萘基胺、壬基苯基-α-萘基胺等之萘基胺系化合物。 作爲苯酚系抗氧化劑，可舉出例如：2,6-二-tert-丁 基-4-甲基苯酚、2,6-二-tert-丁基-4-乙基苯酚等之單苯酚 系化合物、4,4，-亞甲基雙（2,6-二-tert-丁基苯酚）、 2,2，-亞甲基雙（4-乙基-6-tert-丁基苯酚）等之二苯酚系 化合物。 作爲硫系抗氧化劑，可舉出例如：2,6·二-tert-丁基· -15- 200923071 4- (4,6-雙（辛基硫）-1,3, 5-三畊-2-醯基胺基）苯酚、五 硫化磷與蒎烯（pinene )的反應物等之硫萜烯（ thioterpene)化合物、二月桂基硫二丙酸酯、二硬脂基硫 二丙酸酯等之二烷基二丙酸酯等。 作爲磷系抗氧化劑，可舉出：三苯基亞磷酸酯、二乙 基[[3,5-雙（1，丨_二甲基乙基）-4-羥基苯基]甲基]磷酸酯 等。 此等抗氧化劑之調配量，以潤滑油全量計，通常爲 0.01〜10質量％左右，以0.03〜5質量％爲佳。 作爲油性劑，可舉出：脂肪族醇、脂肪酸與脂肪酸金 屬鹽等之脂肪酸化合物、多醇酯、山梨糖醇酐酯、甘油酯 等之酯化合物；脂肪族胺等之胺化合物等。此等油性劑之 調配量，就調配之效果考量，以潤滑油全量基準計，通常 爲0.1〜30質量％左右，以0_5〜10質量％爲佳。 作爲極壓劑，可舉出：硫系極壓劑、含硫及金屬之極 壓劑、含磷及金屬之極壓劑。此等極壓劑可一種單獨使用 ，亦可組合二種以上使用。作爲極壓劑，只要是在分子中 含有硫原子及磷原子中之至少任一者，可發揮耐荷重性與 耐磨損性者皆可。作爲於分子中含有硫之極壓劑，可舉出 例如：硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化酯、硫化烯烴、二氫 亞乙基多硫化物、硫二氮唑（thiadiazole )化合物、烷基 硫代胺基甲醯化合物、三畊化合物、硫萜烯化合物、二烷 基硫二丙酸酯化合物等。 作爲含有硫、磷及金屬之極壓劑，可舉出：二烷基硫 -16- 200923071 代胺基甲酸鋅（Zn-DTC )、二烷基硫代胺基甲酸鉬（Mo-DTC )、二烷基硫代胺基甲酸鉛、二烷基硫代胺基甲酸錫 、二烷基二硫代磷酸鋅（Zn-DTP )、二烷基二硫代磷酸 鉬（Mo-DTP )、磺酸鈉、磺酸鈣等。作爲於分子中含磷 之極壓劑之代表性者爲磷酸三甲苯酚酯等之磷酸酯類及其 胺鹽。此等極壓劑之調配量，就調配效果及經濟性考量， 以組成物全量計，通常爲0.01〜30質量％左右，以0.01 〜10質量％爲較佳。 作爲清淨分散劑，可舉出：金屬磺酸鹽、金屬水楊酸 鹽、金屬酚鹽（metal phenate )、琥珀酸醯亞胺等。此等 清淨分散劑之調配量，就調配效果考量，以組成物全量計 ，通常爲0.1〜30質量％左右，以〇_5〜1〇質量％爲佳。 作爲黏度指數提高劑，可舉出例如：聚甲基丙烯酸酯 、分散型聚甲基丙烯酸酯、烯烴系共聚物（例如，乙烯_ 丙烯共聚物等）、分散性烯烴系共聚物、苯乙烯系共聚物 (例如，苯乙烯-二烯氫化共聚物等）等。此等黏度指數 提高劑之調配量，就調配效果考量’以潤滑油全量基準計 ，通常爲0.5〜35質量％左右，以1〜15質量％爲佳。 作爲防銹劑，可舉出：金屬系磺酸鹽、號拍酸酯、焼 基胺及單異丙醇胺等之烷胺等。此等防錄劑之調配量’就 調配效果考量’以潤滑油全量基準計’通常爲〇 〇 1〜1 0 質量％左右，以〇_〇5〜5質量％爲佳。 作爲金屬惰性劑，可舉出：苯并三唑、噻二唑等。此 等金屬惰性化劑之較佳調配量，就調配效果考量’以潤滑 -17- 200923071 油全量基準計，通常爲0.01〜10質量％左右，以ο·οι' 質量％爲佳。 作爲消泡劑，可舉出：甲基矽氧油、氟矽氧油、聚 烯酸酯等。此等消泡劑之調配量，就調配效果考量，以 滑油全量基準計，通常爲0.0005〜0.01質量％左右。 本發明之潤滑油組成物中，在無損於本發明之目的 範圍內可並用其他基油。作爲其他基油，可適當地選自 如礦物油或合成油中。作爲礦物油，可舉出例如：鏈烷 基原油、將混合系原油或萘基原油進行常壓蒸餾或將常 蒸餾殘渣油進行減壓蒸餾所得之餾出油、將此等餾出油 照通常方法進行精製所得之精製油（具體而言爲溶劑精 油、加氫精製油、脫臘處理油、白土處理油）等。 又，作爲合成油，可舉出例如：低分子量聚丁烯、 分子量聚丙烯、碳數8〜14之α-烯烴寡聚物及此等之 化物、多醇酯（例如：三羥甲丙烷之脂肪酸酯、季戊四 之脂肪酸酯等）'二鹽基酸酯、芳香族聚羧酸酯（例如 三苯六甲酸酯、均苯四甲酸酯等）、磷酸酯等之酯化合 、烷基苯、烷基萘等之烷基芳香系化合物、矽氧油、氟 油（例如：氟碳化合物、全氟聚醚等）等。 此等其他基油可一種單獨使用，亦可組合二種以上 用。 本發明之潤滑油組成物中，就防止黏度降低與防止 蝕之考量，水分混入量，以組成物基準計，以3000質 ppm以下爲佳’以500質量ppm以下爲更佳，尤以1 丙 潤 之 例 烴 壓 依 製 低 氫 醇 物 系 使 腐 量 -18- 00 200923071 質量ppm以下爲特佳。爲了使相對於潤滑油組成物之水 分混入量作成爲5 0 0質量ppm以下，作爲潤滑油基油以 用非水溶性離子液體爲佳。 本發明之潤滑油基油對金屬之腐蝕性非常低，而且爲 低黏度且蒸汽壓亦低’無發火之危險性，故可直接適用或 調配上述添加劑等作成爲潤滑油組成物而適用於各種用途 中〇 適用於例如：以引擎等之內燃機、流體接頭與自動變 速機（AT: Automatic Transmission)或無段變速機（ CVT ： Continuously V ar i ab 1 e Tr an s m i s s i ο η )爲代表之力 矩傳動裝置、軸承（滑動軸承、轉動軸承、含油或含浸軸 承）、壓縮機等之壓縮裝置、鏈條、齒輪、油壓裝置、真 空栗、鐘錶零件、硬碟、飛機與人造衛星等航空宇宙機器 、密封裝置及馬達等。且可適用於滾珠螺桿（ball screw )與轉動引導面等之轉動裝置、離合器內藏型旋轉傳動裝 置、動力轉向裝置、往復型壓縮機及輪機充電機（turbo charger) 。 本發明進而適於作爲：金屬加工油（切削、沖壓及鍛 造等）、脫模劑、熱處理劑、熱媒、冷卻劑、防銹劑、阻 尼器（damper )等之緩衝劑、或要求導電性之通電型潤滑 劑。 本發明之潤滑油基油亦可適用作爲油膏（grease )之 基油。作爲油膏之增稠劑，鋰鹽與鈣鹽等之金屬皂系與非 金屬皂系。作爲非金屬皂系之增稠劑，適用者爲例如：膨 -19- 200923071 潤土、二氧化矽、氟樹脂粉等。又， 亦可適用作爲油膏以外之膠狀物質的 再者’本發明適用作爲於以鐵、 之機械材料。尤其適合於使用習知之 銹鋼（麻田賽鐵系、鐵素體系、沃士 (氮化矽 Si3N4 )、碳化矽（SiC ) 氮化鋁（A1N )、碳化硼（B4C )、 化硼（BN )、碳化鈦（TiC )、氮化 (Zr〇2)等的情況，再者，亦| Diamond-like carbon:類鑽石碳）處 塗佈處理之材料的情況。

又，本發明可適用於進行物理I Vapor Deposition)之裝置、進行 Chemical Vapor Deposition )之裝置 鍍可舉出：真空蒸鍍、濺鍍、離子鍍 離子擊入等。作爲真空蒸鍍，於一般 外，可舉出電子束蒸鍍、離子輔助電 等。亦可使用此等物理蒸鍍之組合。 :熱CVD、電漿CVD、光CVD、磊J 等。此等化學蒸鍍可組合使用，亦可 〇 使用本發明之潤滑油基油（潤滑 鍍裝置與化學蒸鍍裝置適用於例如顯 本發明之潤滑油基油 基油。 銅、鋁及鋅等爲材料 作爲耐蝕性材料之不 田體系）、陶瓷材料 、氧化銘（AI2O3)、 硼化鈦（TiB2 )、氮 :鈦（TiN )及氧化鉻 I合使用以 DLC ( 理等於表面施行各種 | 鍍(PVD ： Physical 化學蒸鍍（CVD : 。此處，作爲物理蒸 或使用各種離子槍之 的電子加熱式蒸鍍之 子束蒸鍍、電弧蒸鍍 >作爲CVD，可舉出 3日CVD或原子層CVD 與物理蒸鍍組合使用 油組成物）之物理蒸 示元件之製造。 -20- 200923071 [實施例] 接著’就本發明藉由實施例詳細地做說明，惟本發明 並不因此等例子而受到限定。又，潤滑油基油及潤滑油組 成物之諸特性係依據下述方法測定。 (1 )動態黏度： 依據JIS (日本工業標準）K2 283所規定之「石油製 品動態黏度試驗方法」測定。 (2 )黏度指數： 依據JIS K22 83所規定之「石油製品動態黏度試驗方 法」測定。 (3 )流動點： 依據JIS K2269測定。 (4 )酸値： 依據JIS K2501中規定之「潤滑油中和試驗方法」， 藉由電位差法測定。 (5 )引火點： 依據JIS K2265，藉由c.o.c.法測定。 (6) 5%質量減少之溫度： -21 - 200923071 用微差熱分析裝置，使溫度以10°c/min的比例昇溫 ，測定由初期質量減少5 %之溫度。5 %質量減少之溫度 愈高，可謂耐蒸發性、耐熱性優異。 (7 )摩擦特性（L WI )： 依據 ASTM ( American Society for Testing and Materials) D2783，於旋轉數 1800rpm、室溫的條件下進 行測定。由最大非燒負荷重（LNL)與熔著荷重（WL) 求出荷重磨損指數（L WI )。此値愈大，耐荷重性愈佳。 (8 )腐蝕性 將裁切成短矩形之純度99.9%鐵板浸漬到混合蒸餾水 5ml與試樣（離子液體）5ml之溶液中。將溶液溫度設定 爲6 0°C，將鐵板浸漬1 68小時後，就試樣層（離子液體 )的外觀進行觀察。於可看到有茶褐色或黑色狀的變色之 情況，判斷爲有生銹（有腐蝕）。 [離子液體之製造] (1)離子液體1:1-甲基-3-三甲基矽烷基甲基咪唑雙（ 三氟甲烷磺醯）醯亞胺 於5 00mL燒瓶上安裝冷卻管及滴入漏斗，在氮環境 下加入1-甲基咪唑（31.2mL’365mmol)。將三甲基砂院 基甲基氯（51.4mL’ 3 69mmol)滴入其中之後，昇溫至9〇 C使其反應8小時（由於只要反應未終了，會分離爲原料 -22- 200923071 (有機層）與生成物（離子液體）之2層，須繼續反應至 成爲均一層爲止）。反應完成後，使其回復到室溫，得到 黏性較高者，對此以乙酸乙酯洗淨數次。然後邊以真空栗 減壓之下於80 °C進行6小時加熱攪拌，得到1-甲基-3-三 甲基矽烷基甲基咪唑氯（鹵化物）（67g，329mmol)。 然後，於5 00mL之燒瓶中準備鋰雙（三氟化甲烷磺 醯）醯亞胺（99g，345mm〇l )，對其滴入上述鹵化物（ 67g，329mmol)之二氯甲烷溶液 100mL。將此反應混合 物於室溫下攪拌約24小時後，用附有過濾器之套管（ cannular )將反應液移到分液漏斗中。此時，對燒杯中殘 留之白色鹽進行數次二氯甲烷洗淨-萃取。將收集之二氯 甲烷溶液以純水洗淨數次。洗淨後，採取水層1〜2mL， 使其與0.5 Μ硝酸銀水溶液約1 mL反應，確認其有無沈殿 (若可看到白色沈澱，即氯化物離子未完全移除，故反復 洗淨至無法看到白色沈澱爲止）。水洗淨完成後，以旋轉 式蒸發器進行濃縮，加入少量活性碳，於室溫下攪拌數曰 。使此混合物通過中性氧化鋁之管柱，以真空泵進行加熱

-23- 200923071 (2)離子液體2: N，N -二乙基-N-己基三甲基砂院基甲 基銨雙（三氟甲烷磺醯）醯亞胺 < N , N - 一·乙基-N -二甲基砂丨兀基甲基胺之合成〉 於3L燒瓶上安裝冷卻管、滴入漏斗，在氮環境下加 入二乙胺 llmol) ’ MeOH(〇.5L)。再將蛛化 三甲基矽烷（0.166L，lmol)滴入其中後，昇溫至 55t： 使其反應24小時。反應完成後，使其回到室溫，注入戊 烷（2L)與5質量％碳酸鉀水溶液（〇.4l )之混合液。使 有機層分離後，以蒸飽水洗淨數次，以無水硫酸鎂乾燥後 ，將溶劑以旋轉式蒸發器餾除，以真空泵減壓，得到目的 物N，N -二乙基-N -三甲基矽院基甲基胺（i32g，〇.829mol ，83% )。 < N，N-二乙基-N-己基-N-三甲基矽烷基甲基銨碘化物之合 成> 於IL燒瓶中，在氮環境下加入上述化合物N，N_二乙 基-N -三甲基矽烷基甲基胺（51.2g，321mmol)、乙腈（ 27〇mL ) ’於冰浴下滴人碘化己院（72g，3 3 7mm〇1 )。滴 入完成後’昇溫至8 0 °C使其反應1 7小時。反應完成後， 回復到室溫，以二乙醚與乙酸乙酯洗淨數次，得到化合物 N，N-二乙基-N-己基=N_三甲基矽烷基甲基銨碘化物（97g ，2 6 1 mmo 1 » 8 1%) 〇 <N，N-二乙基-N-己基-N-三甲基矽烷基甲基銨雙（三氟甲 -24- 200923071 烷磺醯）醯亞胺之合成> 於1L之燒瓶中加入上述化合物Ν,Ν-二乙基-N-己基-Ν-三甲基矽烷基甲基銨碘化物（97g，261mmol )、鋰雙 (三氟甲烷磺醯）醯亞胺（78.5g，273mmol)、二氯甲烷 200mL、蒸餾水lOOmL，將此反應混合物於室溫下攪拌2 〜3小時後，將下層移至分液漏斗中。以純水洗淨數次後 ，以旋轉式蒸發器進行濃縮，加入少量活性碳，於室溫下 攪拌數曰。使此混合物通過中性氧化鋁之管柱，以真空泵 進行加熱攪拌（60°C，12小時）得到目的物N，N-二乙基-N-己基-N-三甲基矽烷基甲基銨雙（三氟甲烷磺醯）醯亞 胺（129g，246mmol，94% )。此化合物之化學式如下。

(3)離子液體3: N，N-二乙基-N-辛基-N-三甲基矽烷基甲 基銨雙（三氟甲烷磺醯）醯亞胺 <N，N-二乙基-N-辛基-N-三甲基矽烷基甲基銨碘化物之合 成> 於離子液體2之合成中，除了用碘化辛烷（80.9g， 3 3 7mmol )代替碘化己烷之外，係以同樣的操作得到目的 化合物Ν,Ν-二乙基-N-辛基-N-三甲基矽烷基甲基銨碘化物 (101g，2 5 3 mm ο 1 > 19% ) 0 -25- 200923071 < Ν,Ν-二乙基-N-辛基-N-三甲基矽烷基甲基銨雙（三氟甲 烷磺醯）醯亞胺之合成> 於離子液體2之合成中，除了用N，N-二乙基-N-辛基-N -三甲基矽烷基甲基銨碘化物（l〇lg，253mmol)代替 Ν,Ν-二乙基-N-己基-N-三甲基矽烷基甲基銨碘化物之外， 係以同樣的操作得到目的化合物Ν，Ν-二乙基-Ν-辛基-Ν-三 甲基矽烷基甲基銨雙（三氟甲烷磺醯）醯亞胺（131g， 238mmol，94 % )。此化合物之化學式如下。

(4)離子液體4: 1-乙基_3_甲基咪唑雙（三氟甲烷磺醯 )醯亞胺（東京化成工業公司製，試藥） 此化合物之化學式如下。 /S〇2-CF3

(5)離子液體5:二乙基甲基（2 -甲氧乙基）銨雙（三 氟甲烷磺醯）醯亞胺（關東化學公司製’試藥） 200923071 此化合物之化學式如下。 • /—0—

/S〇2-cf3

-N so2-cf3 (6) 離子液體6: 1-甲基-3-三甲基矽烷基丙基咪唑雙（ 三氟甲烷磺醯）醯亞胺 此離子液體6係用對應的咪唑骨架與用以形成三甲基 矽烷基烷基殘基之原料，依據離子液體1之製造法進行合 成。後述之離子液體7〜9亦同。 (7) 離子液體7: 1-甲基-3-戊基甲基二矽氧甲基咪唑雙 (三氟甲烷磺醯）醯亞胺 (8) 離子液體8: 1-三甲基矽烷基甲基咪唑雙（三氟甲 烷磺醯）醯亞胺 (9) 離子液體9: 1-甲基-2-三甲基矽烷基甲基咪唑雙（ 三氟甲烷磺醯）醯亞胺 [實施例1〜1 1，比較例1〜2] 依據表1〜2所示之配方調製潤滑油組成物，就上述 各特性進行測定。將其結果與配方一倂示於表1〜2。 -27- 200923071

【IB 比較例2 1 1 1 1 〇 1 1 1 1 27.10 寸 1 rn Ό m 365 生銹 1567 比較例1 1 1 1 〇 Ρ—Η 1 1 1 1 1 13.35 in 00 -22.5 0.01 cn as cn 390 生銹 1570 實施例7 97.9 1 1 1 1 t 1 (N 〇 27.35 1 0.41 356 360 未生銹 1612 實施例ό 97.9 1 1 1 1 1 (N 1 〇 27.32 ο in 0.02 1 cn 374 未生錄 1793 實施例5 97.9 1 1 1 1 CN 1 » d 26.42 ο vp 0.01 ! 368 373 未生銹 1751 實施例4 99.9 1 1 1 1 1 1 1 ο 27.12 in Ο in 365 卜 未生銹 1560 實施例3 1 1 〇 1 1 t 1 1 I 159.00 Os ο in 0.01 340 345 未生銹 1568 實施例2 1 〇 1 1 1 1 1 1 1 167.40 r—* Ο »r> 0.01 342 350 未生銹 1562 實施例1 〇 1 1 1 1 1 1 1 1 27.06 Ο in 0.01 370 377 未生銹 1575 離子液體1 離子液體2 離子液體3 離子液體4 離子液體5 極壓劑1 極壓劑2 1- 防銹劑 金屬惰性化劑 40°C動態黏度 (mm2/s) 黏度指數 流動點rc) 酸値(mgKOH/g) 引火點(°c) 5%質量減少之溫度 ΓΟ 腐蝕性(外觀） 摩擦特性(LWI) 基油 1 1 添加劑 評價項目 配方 (質量％) 1 -28- 200923071 [表2] 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 配方 (質量％) 基油 離子液體ό 100 - _ 離子液體7 _ 100 _ _ 離子液體8 一 _ 100 離子液體9 . _ _ 100 添加劑 極壓劑1 _ . _ _ 極壓劑2 _ - - - 防銹劑 _ - . 金屬惰性化劑 _ - _ _ 評價項目 40°C動態黏度 (mm2/s) 50.20 29.09 52.98 65.41 黏度指數 125 163 107 91 流動點(°c) -50 -50 -50 -50 酸値(mgKOH/g) 0.01 0.01 0.02 0.01 引火點(°c) 369 362 364 365 5%質量減少之溫度 rc) 374 368 368 372 腐蝕性(外觀） 未生銹 未生銹 未生銹 未生錄 摩擦特性(LWI) 1575 1571 1570 1568 (註） 極壓劑1:磷酸三甲苯酧酯 極壓劑2 :二苄基二硫化物 防銹劑：單異丙醇胺 金屬惰性化劑：苯并三唑 -29- 200923071 由表1〜2中所示之評價結果可知：實施例1〜1 1之 潤滑油基油（潤滑油組成物）之腐蝕性優異，並且儘管爲 低黏度，卻有30(TC以上之引火點，又，藉由微差熱分析 之5 %質量減少之溫度高，耐熱性優異，進而摩擦特性亦 優異。於另一方面可知：如比較例1、2般，不具有機矽 化合物殘基之離子液體，雖於耐熱性及耐磨損性優異，腐 蝕性卻高，並不適合作爲金屬製品之潤滑油。 -30-

Claims (1)

1. 200923071 十、申請專利範圍 1 . 一種潤滑油基油，其係含有由以通式Ζ + Α· ( Z +係 指陽離子，係指陰離子）表示之化合物所構成的離子液 體者；其特徵在於， 前述Z +及Α_之中至少任一者具有有機矽化合物殘基 2-如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其中，前 述有機矽化合物殘基爲烷基矽烷基及烷基聚矽氧烷基中之 至少任一者。 3 .如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其中，前 述有機矽化合物殘基具有以下述通式（1)〜（6)之任一 者表示之構造 ^ΙΗ2Ι+1 -(CHz)n-Si- C^H^+τ CpH2p+1 (式中，1, m，n, p爲1〜18之整數） (1) ⑵ —(CH2)n—Si—( CHg)-^ CpH2p+1 (式中，n，p爲1〜18，q爲2〜5之整數） (CHz)n- -Si— Ο — I ?rH2r+1 (3) -Si- CqH2q+1 —(CHz)n- Si-CH2- 1 2 eCpH2p+1 (式中，1，m，n，p，q，r爲1〜18，s爲1〜4之整數） CrH2r+1 -Si-CqH2q+7 CpH2p+1 ⑷ (式中，1，m，n，p，q，r爲1〜18，s爲1〜4之整數） C|H2,+ 1 CrH2r+1 (5) I J CmH2m+i 1 -Si- -Si- CqH2q+1 (ch2)„-〒 -Si 1 aCpH2p+1 C|H2|+1 、CpHip+1 一 ⑹ (式中，1，m，n, p，q, r爲1〜18，s爲1〜4之整數） (式中,1，m，η, p爲1〜I8，s爲2〜5之整數） 4.如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其中，前 述Z+爲由以下述通式（7)〜（15)表示之任一者之構造 所構成之陽離子’ -31 - 200923071

   (7) (8) (9) (10) R6. R1 -R2 R3： R5YR6/R7 R1 丨+ R1 + R2 pJ — R2- 丄丄9 R4—N—R2 1 R4—P—R2 S 1 R5 R4 w Rf y\ nR1〇 R12 R11 R3 1 R3 R3 (11) (12) (13) (14) (15) ( 式 中 ，R1 〜R12 分別獨立 ，爲氫原 子 、亦 可 於 內部 具 有 醚 鍵 之 碳數 1〜1 8 之烷基、 具有羥基 之 烷基 > 鍵 結有 烷 基 亦 可 之 碳數 3〜1 8 之烷基傾 ;丙基、鍵 結 有烷 基 亦 可之 碳 數 6 一 -1 8 之烷 基芳基 、及選自 上述通式 ( 1 )〜 (6 )之 有 機 矽 化 合 物殘 基之任 一者）。 5 . 如申請專利範圍第 1項之潤 滑 油基 油 > 其中 %八 刖 述 A 爲 bf4 ' pf6- 、CnH(2n + 1)0S03-、 [(CnF(2n+1-x)Hx)S02]2N·、（CnF(2n + 1-x)Hx)CO〇- ' Ν03·、 ch3so3·、（cn)2n-、hso3·、c6h5so3-、ch3(c6h4)so3·、 (FS02)2N-、、BF4-z(CnF2n])z-、FeCl4-(前 述式中，n爲1〜8之整數，x爲0〜17之整數，y爲1〜6 之整數，z爲1〜4之整數）、及 由以下述通式（16)〜（27)表示之任一者之構造所 構成之陰離子， -32- 200923071

   9'^2I+1 CmH2m+1 —苧l cph2p+1 CH3_n-S〇3- (19) ·~Si' ^*p^2p+1 CH, -COn (20) CmH2m+1-Si-(〇H2)q-S03- (21) CpH2p+i CmHZm+1-Si-(CH2)q-COz- (22) CpH2fJ+i C|H21+1 〒丨 H2I+1 CmH2m+1-Si-(CH2)q-0S03- (23) CmH2m+1-Si (CH2)q-OCOz-(24) CpH2p+1 CpH2p+1 CpH2p+1 (〇H2)q-o -p〇2- (27) >2 (式中,1, m，p，q爲1〜18,n爲1〜3之整數) CmH2m+1 S. -CH3_n SOz -N- (25) r CmH2m+1 -Si cph2p+1 V. J n 2 CpH2p+1 J 2 n-s〇3~ (26) (式中，R13〜R2°分別獨立，爲氫原子、可於內部具有醚 鍵之碳數1〜18之烷基；又，烷基亦可具有羥基）。 6. 如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其中，前 述離子液體之40°c動態黏度爲1〜1 000mm2/s。 7. 如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其中，前 -33- 200923071 述離子液體之引火點爲200 °C以上。 8 _如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其中，前 述離子液體之流動點爲0 °c以下。 9. 如申請專利範圍第1項之潤滑油基油，其含有1〜 99質量％的範圍之由在前述Z +及A_之任一者中不具有機 矽化合物殘基之化合物所構成之離子液體。 10. 種潤滑油組成物，其特徵在於，於申請專利範圍 第1〜9項中任一項之潤滑油基油中，調配有抗氧化劑、 油性劑、極壓劑、清淨分散劑、黏度指數提高劑、防銹劑 、金屬惰性化劑及消泡劑之至少任一者。 -34- 200923071 七 明 說 單 簡 號 符 表 為代 圖件 表元 代之 定圏 指表 ••案代 囷本本 表、、 代 Z-N 定一二 指c C 無 無 八、若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 -(CH2)n-Si-CmH2m+1 ⑴ -(CH2)n-si-(CH2)J cph2p+1 (式中，η, p爲1〜I8,q爲2〜5之整數） ⑵ Cp^*2p+1 (式中,1, m, η, p爲1〜18之整數） ^1^21+1 ?rHzr+1 ⑶ -•S卜 〇 — CaH2q+1 一 (CH2)， 'Si—CH2 ~ s^p^2p+1 -Pnri^2m+1_ ?rH2r+1 Si-CaH2a+1 (式中，1, m，n, p, q, r爲1〜18，s爲1〜4之整數） ⑷ (式中,1, m, n, p, q, r爲1〜18,s爲1〜4之整數） C|H2I+1 •(CH2〉n--i一 CrH2r+1 -Si~ CqH2q+1 ⑸ ,CpH2p+1 -(CH2)n-Si Si- ⑹ (式中,1，m, n, p, q，潰1〜18,S爲1〜4之整數） C|H2t+1 CpHZp+i * s (式中，1，m, n, p爲1〜18，s爲2〜5之整數）