專利名稱：潤滑油的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及潤滑油，更具體地講，本發(fā)明涉及這樣的潤滑油，所述潤滑油盡管粘度小，但蒸汽壓低、不易燃、耐熱性好、摩擦特性等同于常規(guī)的烴基潤滑油，可在非常嚴格的條件(例如高溫和真空)下長時間使用。所述潤滑油適用于內(nèi)燃機、轉(zhuǎn)距變換器、流體聯(lián)軸節(jié)、徑向軸承、滾動軸承、護油軸承、流體軸承、壓縮機、鏈條傳動、齒輪、液壓電路、真空泵、時鐘零件、硬盤裝置、冰箱、切割、碾壓、金屬拔絲、滾軋、鍛造、熱處理、熱介質(zhì)、冷卻介質(zhì)、冷卻劑、洗滌劑、減震器、防腐蝕、制動器構件、密封裝置和航空裝置(例如航空飛行器和人造衛(wèi)星)。本發(fā)明還涉及調(diào)節(jié)所述潤滑油的潤滑特性的方法以及使用所述潤滑油的潤滑油調(diào)節(jié)裝置。
背景技術：
近來隨著機械技術的發(fā)展，發(fā)動機和馬達的輸出和轉(zhuǎn)速越來越高，因此需要能承受苛刻的使用條件的高效潤滑油。此外，為了克服能源和環(huán)境問題，需要具有降低燃料消耗作用和節(jié)能作用為基本性能特征的潤滑油。近年來，從節(jié)省資源的角度，所述潤滑油還必須具有長效(長期)性能。
在這些情況下，將來需要潤滑油的粘度盡可能地低以降低粘度阻力，否則會引起能量損耗；足夠的耐熱性；以及在長期使用條件下的耐久性。
通常潤滑油為主要由烴組成的有機材料。因此，當降低潤滑油的粘度時，會不可避免地增加潤滑油的蒸汽壓，通過蒸發(fā)導致潤滑油損耗并增加易燃性。特別是當潤滑油例如用作處理高溫物體的裝置(例如軋鋼機)的液壓流體時，從防火的角度，該潤滑油必須不易燃。在用于近年來開發(fā)的與信息相關的裝置(例如硬盤裝置)的精密發(fā)動機時，為了最大程度地降低對周圍的其他精密儀器的不利影響，需要潤滑油不易蒸發(fā)和擴散。
為了解決這些問題，迄今為止，提出使用脂肪酸酯、硅油和烴基油(例如全氟聚醚)作為盡管蒸汽壓低，但粘度小和耐熱性好的潤滑油。但是，提出的這些材料也有缺點。更具體地講，由于脂肪酸酯的酯結構，其防水性差，對水解非常敏感。盡管硅油和烴基油耐熱性和防水性優(yōu)異，但與常規(guī)的烴基潤滑油相比，這些油的潤滑性差。因此，仍未能提供一種完全滿足要求會越來越嚴格的潤滑油。
近年已有這樣的報道，在由陽離子和陰離子組成的有機離子液體中，一類含有各種陰離子部分的乙基咪唑熱穩(wěn)定性優(yōu)異且離子導電性高，認為在空氣中液態(tài)穩(wěn)定(例如參見專利文獻1)。此后，對這些離子液體的興趣猛增，并對這些液體進行了廣泛的研究。由于離子液體具有熱穩(wěn)定性(不易揮發(fā)和不易燃)、離子密度高(離子導電性高)、熱容高和粘度低的特性，離子液體可用于各種用途，例如用作太陽能電池的電解質(zhì)(例如參見非專利文獻1)和用于萃取/分離和反應的溶劑。但是，還從未報道過使用上述有機離子液體作為潤滑基礎油。
在離子液體中，其分子通過離子鍵鍵合，離子鍵比分子液體中的分子間作用力強。因此，離子液體不易揮發(fā)、不易燃且對熱和氧化穩(wěn)定。此外，由于離子液體盡管粘度低，但揮發(fā)性小且耐熱性優(yōu)異，因此離子液體可能是唯一能滿足未來所需的嚴格要求的潤滑油。但是，離子液體的物理性能在很大程度上取決于分子間的離子鍵。因此，與分子液體(例如液體烴)的情況不同，離子液體的物理性能難以從其分子結構來預知，不易通過改變分子結構來控制其性能(例如粘度、粘度指數(shù)和傾點)。換言之，難以設計和合成具有目標物理性能的離子液體，這點很困難。
此外，離子液體本身為由陽離子和陰離子形成的鹽。因此，由某些陽離子-陰離子組合形成的離子液體可以任意含量溶于水(例如參考非專利文獻2)。雖然這種離子液體在無水條件下不分解或引起腐蝕，但離子液體在含水條件下吸水并可分解或引起腐蝕。在耐熱性優(yōu)異的離子液體中，含有離子(例如咪唑啉離子)的一類離子液體具有氧化性或極易還原分解(例如參考非專利文獻3)，含有另一種離子(例如BF4-或Cl-)的一類離子液體有毒性，對環(huán)境有嚴重的負擔。因此，為了得到滿足嚴格要求的潤滑油，優(yōu)選對組成離子進行嚴格的挑選。
此外，由帶正電荷的陽離子和帶負電荷的陰離子組成的離子液體還具有電特性，例如按照電場排列并在電極表面形成帶電的雙層。由于上述電特性，當對存在離子液體的潤滑部位施加電場時，顯現(xiàn)電特性，摩擦特性可能會有某種程度的改變。
已公開了常規(guī)的調(diào)節(jié)摩擦的方法，所述方法包括向使用潤滑油的體系施加電場。例如某些方法使用將固體顆粒分散于液體介質(zhì)中形成的分散型帶電粘稠流體(例如參見專利文獻2和3)，其他方法使用由液晶均勻溶劑形成的均勻的帶電粘稠流體(例如參見專利文獻4)。所有的這些方法通過改變帶電粘稠流體的物理性能(例如增加粘度)來調(diào)節(jié)摩擦條件。因此，當摩擦條件(例如剪切速率和負載)難以克服時，通常不能達到與粘度增加相稱的效果。
日本特開2003-31270[專利文獻2]日本特開平5(1993)-25488[專利文獻3]日本特開2000-1694[專利文獻4]日本特開2000-130687[非專利文獻1]J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，965(1992)[非專利文獻2]“Ionic LiquidsThe Front and Future of MaterialDevelopment”，CMC Publishing CO.，LTD[非專利文獻3]“M.Ui，Curr.Top.Electrochem.”，7，49(2000)。
發(fā)明公開本發(fā)明所要解決的問題在上述情況下構思本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個目標為提供這樣一種潤滑油，所述潤滑油盡管粘度小，但蒸汽壓低、不易燃、耐熱性好、摩擦特性等同于常規(guī)的烴基潤滑油，可在非常嚴格的條件(例如高溫和真空)下長時間使用。本發(fā)明的另一個目標為以簡單的方法提供了具有顯著改進的物理性能(例如粘度指數(shù)、傾點等)的潤滑油或無毒、無腐蝕的潤滑油。本發(fā)明的另一個目標為提供一種調(diào)節(jié)所述潤滑油的潤滑特性的方法。本發(fā)明的另一個目標為提供一種使用任一種所述潤滑油的潤滑油調(diào)節(jié)裝置。
解決問題的方法為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明者進行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)使用由陽離子和陰離子形成的離子液體作為基礎油可達到上述目標?；谠摪l(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供了如下所述的潤滑油、調(diào)節(jié)潤滑特性的方法以及潤滑油調(diào)節(jié)裝置。
1.一種潤滑油，所述潤滑油包含由陽離子和陰離子形成的離子液體作為基礎油，所述離子液體的離子濃度等于或大于1mol/dm3。
2.第1項的潤滑油，其中所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，所述潤滑油包含50-100％質(zhì)量的所述離子液體作為基礎油。
3.上述第1或2項的潤滑油，其中所述離子液體用下式表示(Zp+)k(Aq-)m其中Zp+表示陽離子；Aq-表示陰離子；p、q、k、m、p×k和q×m均為1-3的整數(shù)，滿足p×k＝q×m；當k或m等于或大于2時，Z或A可相同或互不相同。
4.上述第3項的潤滑油，其中所述離子液體用式Z+A-表示，其中Z+表示陽離子，A-表示陰離子，所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，所述潤滑油包含50-100％質(zhì)量的所述離子液體作為基礎油。
5.上述第4項的潤滑油，其中所述離子液體為兩種或多于兩種離子液體的混合物。
6.上述第5項的潤滑油，其中所述混合物包含一種Z+和兩種或多于兩種A-，兩種或多于兩種Z+和一種A-，或兩種或多于兩種Z+和兩種或多于兩種A-。
7.上述第4-6項中任一項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陽離子Z+用任一下式的結構表示 其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
8.上述第7項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陽離子Z+用任一下式的結構表示
其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
9.上述第4-8項中任一項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陰離子A-選自BF4-、PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、C6H5SO3-、CH3(C6H4)SO3-、I-、I3-、F(HF)n-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)3C-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-、B(CmY2(2m+1))4-、P(CmY2(2m+1))6-以及下式表示的陰離子，其中Y1表示碳原子或硫原子，當存在多個Y1時，這些Y1可相同或互不相同；多個(CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz基團可相同或互不相同；n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)；當Y1為碳原子時，z為1-3的整數(shù)，當Y1為硫原子時，z為0-4的整數(shù)；其中Y2為氫原子或氟原子，當存在多個Y2時，這些Y2可相同或互不相同；多個(CmY2(2m+1))基團可相同或互不相同；m為0-6的整數(shù)， 其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。
10.上述第9項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陰離子A-選自PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-以及下式表示的陰離子，其中Y1表示碳原子或硫原子；當存在多個Y1時，這些Y1可相同或互不相同；n為1-6的整數(shù)；x為O-13的整數(shù)；當Y1為碳原子時，z為1-3的整數(shù)，當Y1為硫原子時，z為0-4的整數(shù)， 其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。
11.上述第10項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陰離子A-選自CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-以及下式表示的陰離子，其中n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)， 其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。
12.上述第4-11項中任一項的潤滑油，其中所述離子液體不包含下式表示的陽離子、F-、Cl-、Br-或BF4-，
其中各R1-R5可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
13.一種潤滑油，所述潤滑油包含由兩性離子形成的離子液體作為基礎油，其中陽離子和陰離子通過共價鍵相連，所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，含量為50-100％質(zhì)量。
14.上述第13項的潤滑油，其中所述離子液體用下式表示 其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團；至少一個R1-R12為-(CH2)n-SO3-或-(CH2)n-COO-，其中n為等于或大于0的整數(shù)，使得各烷基的碳原子數(shù)為1-18。
15.上述第1-14項中任一項的潤滑油，其中所述離子液體在40℃下測得的運動粘度為1-1,000mm2/s。
16.上述第1-15項中任一項的潤滑油，其中所述離子液體的傾點等于或小于-10℃。
17.上述第1-16項中任一項的潤滑油，其中所述離子液體的粘度指數(shù)等于或大于80。
18.上述第1-17項中任一項的潤滑油，其中所述離子液體的閃點等于或大于200℃。
19.上述第1-18項中任一項的潤滑油，所述潤滑油包含至少一種選自抗氧化劑和極壓添加劑的物質(zhì)。
20.上述第1-18項中任一項的潤滑油，其中所述潤滑油的含水量等于或小于所述潤滑油質(zhì)量的500ppm。
21.一種調(diào)節(jié)潤滑特性的方法，其特征在于所述方法包括向上述第1-20項中任一項的潤滑油施加電場。
22.一種潤滑特性調(diào)節(jié)裝置，所述裝置用于調(diào)節(jié)兩個潤滑構件之間的接觸區(qū)域的潤滑特性，其特征在于所述裝置使用引入所述接觸區(qū)域的第1-20項中任一項的潤滑油，所述裝置包括將所述接觸區(qū)域夾在中間的電極對，所述電極與所述潤滑構件接觸或不接觸，并且所述電極向所述接觸區(qū)域施加電場。
發(fā)明效果本發(fā)明的潤滑油包含離子液體作為基礎油，所述潤滑油盡管粘度小，但蒸汽壓低、不易燃、耐熱性好、摩擦特性等同于常規(guī)的烴基潤滑油，可在非常嚴格的條件(例如高溫和真空)下長時間使用。本發(fā)明還以簡單的方法提供了具有顯著改進的物理性能(粘度指數(shù)、傾點等)的潤滑油或無毒、無腐蝕的潤滑油。本發(fā)明還提供了一種調(diào)節(jié)潤滑油的潤滑特性的方法以及使用任一種所述潤滑油的潤滑油特性調(diào)節(jié)裝置。
實施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的潤滑油包含由陽離子和陰離子形成的離子液體作為基礎油，在20℃下測得所述離子液體的離子濃度等于或大于1mol/dm3。為了在不使用水或其他溶劑的情況下達到強的離子氛和單一的陽離子和陰離子之間的靜電相互作用，需要離子濃度等于或大于1mol/dm3，優(yōu)選等于或大于1.5mol/dm3，更優(yōu)選等于或大于2mol/dm3。本文使用的概念“離子濃度”是指用以下的關系計算出的數(shù)值[離子液體的密度(g/cm3)/離子液體的分子量(Mw)(g/mol)]×1000。
優(yōu)選本發(fā)明的潤滑油包含50-100％質(zhì)量的總酸值等于或小于1mgKOH/g的離子液體。可使用下式表示的離子液體(Zp+)k(Aq-)m其中Zp+表示陽離子；Aq-表示陰離子；p、q、k、m、p×k和q×m均為1-3的整數(shù)，滿足p×k＝q×m；當k或m等于或大于2時，Z或A可相同或互不相同。在本發(fā)明中，上式中的p、q、k或m優(yōu)選等于或小于2。更優(yōu)選所述潤滑油包含50-100％質(zhì)量的用式Z+A-表示的離子液體(其中Z+表示陽離子，A-表示陰離子)；即上式中p、q、k和m為1。優(yōu)選本發(fā)明的潤滑油的離子液體的含量為70-100％質(zhì)量，更優(yōu)選90-100％質(zhì)量。
優(yōu)選上述陽離子Z+用任一下式的結構表示 其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
作為R1-R12中任一個的可含有醚鍵的C1-C18烷基的實例有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基和2-甲氧基乙基。所述C1-C18烷氧基的實例有甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、庚氧基和辛氧基。在本發(fā)明中，優(yōu)選為C1-C10烷基。
在上述陽離子Z+中，更優(yōu)選以下種類 其中各R1-R12如上定義。
優(yōu)選的陰離子A-的實例有BF4-、PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、C6H5SO3-、CH3(C6H4)SO3-、I-、I3-、F(HF)n-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)3C-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-、B(CmY2(2m+1))4-、P(CmY2(2m+1))6-以及下式表示的陰離子，其中Y1表示碳原子或硫原子，當存在多個Y1時，這些Y1可相同或互不相同；多個(CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz基團可相同或互不相同；n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)；當Y1為碳原子時，z為1-3的整數(shù)，當Y1為硫原子時，z為0-4的整數(shù)；其中Y2為氫原子或氟原子，當存在多個Y2時，這些Y2可相同或互不相同；多個(CmY2(2m+1))基團可相同或互不相同；m為0-6的整數(shù)，
其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。其中，特別優(yōu)選含有氟原子的陰離子。
在上述陰離子A-中，更優(yōu)選PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-以及上式表示的陰離子，其中Y1表示碳原子或硫原子；當存在多個Y1時，這些Y1可相同或互不相同；n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)；當Y1為碳原子時，z為1-3的整數(shù)，當Y1為硫原子時，z為0-4的整數(shù)。特別優(yōu)選的陰離子有CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-以及如上表示的陰離子，其中n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)。
式(Zp+)k(Aq-)m表示的用作基礎油的離子液體的實例有下式表示的物質(zhì) 其中M表示選自H+、Li+、Na+、K+、Pb+和Cs+的陽離子；n為0-18的整數(shù)。
式Z+A-表示的用作基礎油的離子液體的具體實例有四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑、六氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑、六氟磷酸1-己基-3-甲基咪唑、雙(三氟甲磺?；?亞胺化1-丁基-3-甲基咪唑(1-buty1-3-thylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)、四氟硼酸烷基吡啶、六氟磷酸烷基吡啶、雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基吡啶、四氟硼酸烷基銨、六氟磷酸烷基銨、雙(三氟甲磺酰基)亞胺化烷基銨、四氟硼酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨、六氟磷酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨。這類離子液體可單獨使用或使用其中的兩種或多于兩種的組合。在離子液體的總酸值大于1mgKOH/g的情況下，為了將總酸值調(diào)節(jié)至等于或小于1mgKOH/g，使用兩種或多于兩種離子液體的組合。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的離子液體為六氟磷酸烷基吡啶、雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基吡啶、六氟磷酸烷基銨、雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基銨、六氟磷酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨。
通過使用兩種或多于兩種離子液體作為基礎油，可制備具有顯著改進的物理特性(粘度指數(shù)、傾點等)的潤滑油。在這種情況下，可以任意的比例混合這些類型的離子液體。從達到混合效果的角度，優(yōu)選將每種離子液體的含量調(diào)節(jié)至等于或大于混合物質(zhì)量的10％。例如所述混合物包含一種Z+和兩種或多于兩種A-，兩種或多于兩種Z+和一種A-，或兩種或多于兩種Z+和兩種或多于兩種A-。
所述混合物的具體實例有四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑和雙(三氟甲磺?；?亞胺化1-丁基-3-甲基咪唑的混合物、六氟磷酸烷基吡啶和雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基吡啶的混合物、雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基銨和雙(三氟甲磺酰基)亞胺化1-丁基-3-甲基咪唑的混合物、四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨的混合物、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑和雙(三氟甲磺酰基)亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨的混合物、雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和四氟硼酸烷基吡啶的混合物以及雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和六氟磷酸烷基吡啶的混合物。
其中，優(yōu)選四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨的混合物、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨的混合物、雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和四氟硼酸烷基吡啶的混合物以及雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和六氟磷酸烷基吡啶的混合物。
使用不包含下式表示的陽離子(咪唑)、F-、Cl-、Br-或BF4-的離子液體用作基礎油可制備無毒、無腐蝕的潤滑油 其中各R1-R5可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。這種離子液體的具體實例有六氟磷酸烷基吡啶、雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基吡啶、六氟磷酸烷基銨、雙(三氟甲磺酰基)亞胺化烷基銨、六氟磷酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨。其中，優(yōu)選雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基吡啶、雙(三氟甲磺?；?亞胺化烷基銨和雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨。
在本發(fā)明中，可使用由兩性離子形成的離子液體作為基礎油，其中陽離子和陰離子通過共價鍵相連，所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g。所述兩性離子液體的含量為50-100％質(zhì)量，優(yōu)選為70-100％質(zhì)量，更優(yōu)選為90-100％質(zhì)量。
例如所述離子液體用任一下式的結構表示
其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團；至少一個R1-R12為-(CH2)n-SO3-或-(CH2)n-COO-，其中n為等于或大于0的整數(shù)，使得各烷基的碳原子數(shù)為1-18。
其具體的實例有1-甲基-1，3-咪唑-N-丁磺酸鹽和N，N-二乙基-N-甲基銨丁磺酸鹽。
從潤滑構件防腐蝕的角度，需要上述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，優(yōu)選等于或小于0.5mgKOH/g，更優(yōu)選等于或小于0.3mgKOH/g。
從防止因粘度阻力阻止的揮發(fā)損耗和能量損耗的角度，優(yōu)選上述離子液體在40℃下測得的運動粘度為1-1,000mm2/s，更優(yōu)選為2-320mm2/s，還更優(yōu)選為5-100mm2/s。
從防止低溫粘度阻力增加的角度，優(yōu)選上述離子液體的傾點等于或小于-10℃，更優(yōu)選等于或小于-20℃，還更優(yōu)選等于或小于-30℃。
從降低基礎油揮發(fā)損耗的角度，優(yōu)選上述離子液體的閃點等于或大于200℃，更優(yōu)選等于或大于250℃，還更優(yōu)選等于或大于300℃。
為了防止隨溫度而變化的粘度過度增加，優(yōu)選上述離子液體的粘度指數(shù)等于或大于80，更優(yōu)選等于或大于100，還更優(yōu)選等于或大于120。
只要不削弱本發(fā)明的效果，本發(fā)明的潤滑油可包含添加劑。所述添加劑的實例有抗氧化劑、油性試劑、極壓添加劑、洗滌分散劑、粘度指數(shù)改進劑、防銹劑、金屬減活劑和消泡劑。這些添加劑可單獨使用和使用其中的兩種或多于兩種的組合。
作為抗氧化劑，可使用常規(guī)用于烴基潤滑油的胺基抗氧化劑、酚基抗氧化劑和硫基抗氧化劑。這些抗氧化劑可單獨使用和使用其中的兩種或多于兩種的組合。所述胺基抗氧化劑的實例有單烷基二苯胺，例如單辛基二苯胺和單壬基二苯胺；二烷基二苯胺，例如4，4′-二丁基二苯胺、4，4′-二戊基二苯胺、4，4′-二己基二苯胺、4，4′-二庚基二苯胺、4，4′-二辛基二苯胺和4，4′-二壬基二苯胺；多烷基二苯胺，例如四丁基二苯胺、四己基二苯胺、四辛基二苯胺和四壬基二苯胺；以及萘胺，例如α-萘胺、苯基-α-萘胺、丁基苯基-α-萘胺、戊基苯基-α-萘胺、己基苯基-α-萘胺、庚基苯基-α-萘胺、辛基苯基-α-萘胺和壬基苯基-α-萘胺。
所述酚基抗氧化劑的實例有一元酚抗氧化劑，例如2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚；和二元酚抗氧化劑，例如4，4′-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)和2，2′-亞甲基雙(4-乙基-6-叔丁基苯酚)。
所述硫基抗氧化劑的實例有2，6-二叔丁基-4-(4，6-雙辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基氨基)苯酚；硫代萜(thioterpene)混合物，例如五硫化二磷和蒎烯的反應產(chǎn)物；以及硫代二丙酸二烷基酯，例如硫代二丙酸二月桂酯和硫代二丙酸二硬脂酯。
一種或多種抗氧化劑的用量通常占所述潤滑油總質(zhì)量的約0.01-10％，優(yōu)選為0.03-5％。
所述油性試劑的實例有脂肪酸化合物，例如脂肪醇、脂肪酸和脂肪酸金屬鹽；酯化合物，例如多元醇酯、脫水山梨糖醇酯和甘油酯；以及胺化合物，例如脂族胺。所述脂肪醇用以下通式(I)表示R18-OH(I)其中R18表示選自具有8-30個，優(yōu)選10-24個碳原子的烷基、烯基、烷芳基和芳烷基的基團。所述C8-C30烷基的實例有辛基、壬基、癸基、十一烷基、硬脂基、月桂基和棕櫚基。所述C8-C30烯基的實例有辛烯基、壬烯基、癸烯基和十八烷烯基例如油基。所述C8-C30烷芳基的實例有二甲基苯基、二乙基苯基、二丙基苯基、甲基萘基和乙基萘基。所述C8-C30芳烷基的實例有苯乙基和萘基甲基。其中，優(yōu)選硬脂基和油基。
所述脂肪酸化合物可用以下通式(II)表示(R19-COO)n-X1(II)其中R19表示選自具有8-30個，優(yōu)選10-24個碳原子的烷基、烯基、烷芳基和芳烷基的基團；X1表示選自H、K、Na、Mg、Ca、Al、Zn、Fe、Cu和Ag的原子。作為R19的C8-C30烷基、烯基、烷芳基和芳烷基的實例與上述相同，優(yōu)選為硬脂基和油基。X1優(yōu)選為H、K、Al或Zn。“n”為1-3的整數(shù)。
所述多元醇酯的實例有多元醇(例如新戊二醇、三羥甲基丙烷或季戊四醇)和下式(III)表示的脂肪酸的酯化產(chǎn)物R20-COOH(III)其中R20表示選自具有8-30個，優(yōu)選8-24個碳原子的烷基、烯基、烷芳基和芳烷基的基團。選自具有8-30個碳原子且作為R20的烷基、烯基、烷芳基和芳烷基的基團的實例與上述相同，特別優(yōu)選辛基。
所述脫水山梨糖醇酯用以下通式(IV)表示 其中R21-R25表示選自H、OH和CH2OCOR26的基團；R26表示具有9-30個，優(yōu)選10-24個碳原子的烷基或烯基。作為R26的C9-C30烷基的實例有壬基、癸基、十一烷基、硬脂基、月桂基和棕櫚基。所述C9-C30烯基的實例有壬烯基、癸烯基和十八烯基。優(yōu)選的脂肪酸的實例有月桂酸、硬脂酸、棕櫚酸和油酸。
所述甘油酯用以下通式(V)表示 其中X2-X4表示OH或OCOR27；R27表示具有8-30個，優(yōu)選10-24個碳原子的烷基或烯基。作為R27的C8-C30烷基或烯基的實例與上述相同。優(yōu)選的脂肪酸的實例有月桂酸、硬脂酸、棕櫚酸和油酸。
所述脂肪酸胺的實例有下式(VI)表示的單取代、二取代和三取代胺R28mNH3-m(VI)其中R28表示選自C3-C30(優(yōu)選C8-C24)烷基和烯基、C6-C30(優(yōu)選C6-C15)芳基和芳烷基以及C2-C30(優(yōu)選C2-C18)羥烷基的基團；m為1-3的整數(shù)。其中，作為R28的烷基和烯基可為直鏈、支鏈或環(huán)狀的。所述C3-C30烷基和烯基以及C6-C30芳基和芳烷基的實例與上述相同。所述C2-C30羥烷基的實例有羥乙基和羥丙基。
從加入的效果來看，這些油性試劑的用量通常占所述潤滑油總質(zhì)量的約0.1-30％，優(yōu)選為0.5-10％。
所述極壓添加劑的實例有含硫試劑、含磷試劑、含硫和金屬的試劑以及含磷和金屬的試劑。這些極壓添加劑可單獨使用或使用其中的兩種或多于兩種的組合。只要其分子中含有硫原子和/或磷原子并具有耐負荷和耐磨性，可使用任一種極壓添加劑。其分子中含有硫原子的極壓添加劑的實例有硫化的油脂、硫化的脂肪酸、硫化的酯、硫化的烯烴、二烴基多硫化物、噻二唑化合物、烷基硫代氨基甲酰基化合物、三嗪化合物、硫代萜化合物以及硫代二丙酸二烷基酯化合物。
所述硫化的油脂通過油脂(例如豬脂、鯨油、植物油或魚油)與硫或含硫化合物反應制備。雖然對硫含量不特別限制，其含量優(yōu)選為5-30％質(zhì)量。其具體的實例有硫化的豬脂、硫化的菜子油、硫化的蓖麻油、硫化的豆油和硫化的米糠油。所述硫化的脂肪酸的實例有硫化的油酸。所述硫化的酯的實例有硫化的油酸甲酯和硫化的米糠脂肪酸的辛酯。
所述硫化的烯烴的實例有下式(VII)表示的化合物R29-Sa-R30(VII)其中R29表示C2-C15(優(yōu)選C4-C8)烯基，R30表示C2-C15(優(yōu)選C4-C8)烷基或烯基；a為1-8的整數(shù)，優(yōu)選為1-3。這些化合物通過C2-C15烯烴或其二聚物至四聚物與硫化試劑(例如硫或氯化硫)反應制備。優(yōu)選的C2-C15烯烴包括丙烯、異丁烯和二異丁烯。
所述二烴基多硫化物的實例有下式(VIII)表示的化合物R29-Sb-R30(VIII)其中R31和R32可相同或互不相同，均表示C1-C20(優(yōu)選C4-C18)烷基或環(huán)烷基、C6-C20(優(yōu)選C6-C15)芳基、C7-C20(優(yōu)選C7-C15)烷芳基或C7-C20(優(yōu)選C7-C15)芳烷基；b為2-8的整數(shù)，優(yōu)選為2-4。當R31和R32均為烷基時，該化合物稱為烷基硫醚。
在式(VIII)中，R31或R32表示的基團的實例有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、環(huán)己基、環(huán)辛基、苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基、芐基和乙氧苯基。
優(yōu)選的二烴基多硫化物的實例有二芐基多硫化物、二壬基多硫化物、二月桂基多硫化物、二丁基多硫化物、二辛基多硫化物、二苯基多硫化物和二環(huán)己基多硫化物。
優(yōu)選使用的噻二唑化合物的實例有下式(IX)或(X)表示的1，3，4-噻二唑、1，2，4-噻二唑化合物和1，4，5-噻二唑
其中R33-R36均表示氫原子、C1-C20(優(yōu)選C4-C13)烴基；c-f均為0-8的整數(shù)，優(yōu)選為1-4。優(yōu)選的噻二唑化合物的具體實例有2，5-二(正己基二硫基)-1，3，4-噻二唑、2，5-二(正辛基二硫基)-1，3，4-噻二唑、2，5-二(正壬基二硫基)-1，3，4-噻二唑、2，5-二(1，1，3，3-四甲基丁基二硫基)-1，3，4-噻二唑、3，5-二(正己基二硫基)-1，2，4-噻二唑、3，5-二(正辛基二硫基)-1，2，4-噻二唑、3，5-二(正壬基二硫基)-1，2，4-噻二唑和3，5-二(1，1，3，3-四甲基丁基二硫基)-1，2，4-噻二唑。
優(yōu)選使用的烷基硫代氨基甲酰基化合物的實例有下式(XI)表示的化合物 其中R37-R40均表示C1-C20(優(yōu)選C4-C8)烷基；g為1-8的整數(shù)，優(yōu)選為1-3。優(yōu)選的烷基硫代氨基甲?；衔锏木唧w實例有雙(二甲基硫代氨基甲?；?硫醚、雙(二丁基硫代氨基甲酰基)硫醚、雙(二甲基硫代氨基甲?；?二硫化物、雙(二丁基硫代氨基甲?；?二硫化物、雙(二戊基硫代氨基甲?；?二硫化物和雙(辛基硫代氨基甲酰基)二硫化物。
所述含硫或磷和金屬的極壓添加劑的實例有二烷基硫代氨基甲酸鋅(Zn-DTC)、二烷基硫代氨基甲酸鉬(Mo-DTC)、二烷基硫代氨基甲酸鉛、二烷基硫代氨基甲酸錫、二烷基硫代磷酸鋅(Zn-DTP)、二烷基硫代磷酸鉬(Mo-DTP)、磺酸鈉和磺酸鈣。
其分子中含磷的極壓添加劑的典型的實例有磷酸酯及其胺鹽。所述磷酸酯包括下式(XII)-(XVI)表示的磷酸酯、酸式磷酸酯、亞磷酸酯和酸式亞磷酸酯
其中R41-R51可相同或互不相同，均表示具有4-30(優(yōu)選4-18)個碳原子的烷基、烯基、烷芳基或芳烷基。
所述磷酸酯的實例有磷酸三芳基酯、磷酸三烷基酯、磷酸三烷芳基酯、磷酸三芳烷基酯和磷酸三烯基酯。其具體的實例有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸芐酯二苯酯、磷酸乙酯二苯酯、磷酸三丁酯、磷酸乙酯二丁酯、磷酸甲苯酯二苯酯、磷酸二(甲苯酯)苯酯、磷酸(乙基苯酯)二苯酯、磷酸二(乙基苯酯)苯酯、磷酸(丙基苯酯)二苯酯、磷酸二(丙基苯酯)苯酯、磷酸三(乙基苯酯)、磷酸三(丙基苯酯)、磷酸(丁基苯酯)二苯酯、磷酸二(丁基苯酯)苯酯、磷酸三(丁基苯酯)、磷酸三己酯、磷酸三(2-乙基己酯)、磷酸三癸酯、磷酸三(十二烷基酯)、磷酸三(十四烷基)酯、磷酸三(十六烷基)酯、磷酸三(十八烷基)酯和磷酸三油醇酯。
所述酸式磷酸酯的實例有酸式磷酸(2-乙基己酯)、酸式磷酸乙酯、酸式磷酸丁酯、酸式磷酸油醇酯、酸式磷酸二十四烷基酯、酸式磷酸異癸酯、酸式磷酸十二烷基酯、酸式磷酸三癸酯、酸式磷酸十八烷基酯和酸式磷酸異十八烷基酯。
所述亞磷酸酯的實例有亞磷酸三乙酯、亞磷酸三丁酯、亞磷酸三苯酯、亞磷酸三甲苯酯、亞磷酸三(壬基苯酯)、亞磷酸三(2-乙基己酯)、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三(十二烷基酯)、亞磷酸三異辛酯、亞磷酸二苯酯異癸酯、亞磷酸三(十八烷基酯)和亞磷酸三油醇酯。
所述酸式亞磷酸酯的實例有亞磷酸二丁酯、亞磷酸二(十二烷基酯)、亞磷酸二油醇酯、亞磷酸二(十八烷基酯)和亞磷酸二苯酯。與磷酸酯形成胺鹽的所述胺的實例有下式(XVII)表示的單取代胺、二取代胺和三取代胺R52hNH3-h(XVII)其中R52表示C3-C30(優(yōu)選C4-C18)烷基或烯基、C6-C30(優(yōu)選C6-C15)芳基或芳烷基、C2-C30(優(yōu)選C2-C18)羥烷基；h為1、2或3；當存在多個R52時，這些R52可相同或互不相同。在上式(XVII)中，R52表示的C3-C30烷基或烯基可為直鏈、支鏈或環(huán)狀的。
所述單取代胺的實例有丁胺、戊胺、己胺、環(huán)己胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、油胺和芐胺。所述二取代胺的實例有二丁胺、二戊胺、二己胺、二環(huán)己胺、二辛胺、二月桂胺、二硬脂胺、二油胺、二芐胺、硬脂基單乙醇胺、癸基單乙醇胺、己基單丙醇胺、芐基單乙醇胺、苯基單乙醇胺和甲苯基單丙醇。所述三取代胺的實例有三丁胺、三戊胺、三己胺、三環(huán)己胺、三辛胺、三月桂胺、三硬脂胺、三油胺、三芐胺、二油基單乙醇胺、二月桂基單丙醇胺、二辛基單乙醇胺、二己基單丙醇胺、二丁基單丙醇胺、油基二乙醇胺、硬脂基二丙醇胺、月桂基二乙醇胺、辛基二丙醇胺、丁基二乙醇胺、芐基二乙醇胺、苯基二乙醇胺、甲苯基二丙醇胺、二甲苯基二乙醇胺、三乙醇胺和三丙醇胺。
從加入的效果和成本來看，一種或多種極壓添加劑的用量通常占所述組合物總質(zhì)量的約0.01-30％，更優(yōu)選0.01-10％。
所述洗滌分散劑的實例有金屬磺酸鹽、金屬水楊酸鹽、金屬酚鹽和琥珀酰亞胺。從加入的效果來看，一種或多種洗滌分散劑的用量通常占所述組合物總質(zhì)量的約0.1-30％，優(yōu)選0.5-10％。
所述粘度指數(shù)改進劑的實例有聚甲基丙烯酸酯、分散型聚甲基丙烯酸酯、烯烴共聚物(例如乙烯-丙烯共聚物)、分散型烯烴共聚物和苯乙烯共聚物(例如苯乙烯-二烯氫化共聚物)。
從加入的效果來看，優(yōu)選一種或多種粘度指數(shù)改進劑的用量通常占所述潤滑油總質(zhì)量的約0.5-35％，優(yōu)選1-15％。
所述防銹劑的實例有金屬磺酸鹽和琥珀酸酯。從加入的效果來看，一種或多種防銹劑的用量通常占所述潤滑油總質(zhì)量的約0.01-10％，優(yōu)選0.05-5％。
所述金屬減活劑的實例有苯并三唑類和噻二唑類。從加入的效果來看，優(yōu)選一種或多種金屬減活劑的用量占所述潤滑油總質(zhì)量的約0.01-10％，優(yōu)選0.01-1％。
所述消泡劑的實例有甲基硅油、氟硅油和聚丙烯酸酯。從加入的效果來看，一種或多種消泡劑的用量通常占所述潤滑油總質(zhì)量的約0.0005-0.01％。
只要不削弱本發(fā)明的效果，本發(fā)明的潤滑油可與其他基礎油組合使用。所述其他基礎油可適當?shù)剡x自礦物油和合成油。所述礦物油的實例有通過常壓蒸餾石蠟基原油、中間基原油或環(huán)烷基原油得到的餾出物；通過減壓蒸餾常壓蒸餾的殘余物得到的餾出物；以及通過常規(guī)精制方法由所述餾出液得到的精制油。其具體的實例有溶劑精制油、加氫精制油、脫蠟油和粘土處理的油。
所述合成油的實例有低分子量的聚丁烯、低分子量的聚丙烯、C8-C14α-烯烴低聚物及其氫化產(chǎn)品；酯化合物，例如多元醇酯(例如三羥甲基丙烷脂肪酸酯和季戊四醇脂肪酸酯)、二元酸酯、芳族聚丙烯羧酸酯(例如1，2，4-苯三酸酯和1，2，4，5-苯四酸酯)和磷酸酯；烷基芳族化合物，例如烷基苯和烷基萘；硅油；聚苯；烷基取代的二苯基醚；聚苯醚；磷腈化合物；以及氟代烴油(例如氟代烴和全氟聚醚)。
這些其他基礎油可單獨使用或使用其中的兩種或多于兩種的組合。
為了防止粘度下降和腐蝕，優(yōu)選本發(fā)明的潤滑油的含水量等于或小于所述潤滑油總質(zhì)量的3,000ppm，更優(yōu)選等于或小于500ppm，特別優(yōu)選等于或小于100ppm。優(yōu)選使用不含水的溶劑，以將所述潤滑油的含水量調(diào)節(jié)至500ppm。
使用包含在本發(fā)明的潤滑油中的離子液體的電性能，通過向所述潤滑油施加電場，可有目的地將陽離子和陰離子吸附在摩擦表面上，從而形成潤滑保護膜。所述潤滑保護膜能調(diào)節(jié)潤滑油的特性(例如摩擦特性)。不特別限定施加電場的方式。例如可使用以下方法，方法(1)用潤滑油填充摩擦部位，摩擦部位位于互相滑動的兩個摩擦構件之間，用非接觸方法放置電極(例如將摩擦部位夾在電極之間)，隨后對潤滑油施加電壓，和方法(2)用潤滑油填充摩擦部位，摩擦部位位于由導電性材料制成并互相滑動的兩個摩擦構件之間，向兩個摩擦構件直接施加電壓。從安全性、成本和施加效果來看，施加的電壓通常為約0.1-5×106mV，優(yōu)選0.1-5×103mV，更優(yōu)選0.1-100mV。所施加的電壓可為直流電壓或交流電壓。
使用本發(fā)明的潤滑油可制造用于調(diào)節(jié)兩個潤滑構件之間的接觸區(qū)域的潤滑特性的潤滑特性調(diào)節(jié)裝置。在所述潤滑特性調(diào)節(jié)裝置中，本發(fā)明的潤滑油存在于兩個潤滑構件之間的接觸區(qū)域，放置電極對以將所述接觸區(qū)域夾在中間，使得所述電極與所述潤滑構件接觸或不接觸。
在本發(fā)明的潤滑特性調(diào)節(jié)裝置的一個或兩個潤滑構件由非導電性材料制成的情況下，電力線形狀(pattern)為電力線從一個電極穿透接觸區(qū)域至另一個電極。或者，與其他電力線形狀相比較，這種電力線形狀占優(yōu)勢。在兩個潤滑構件由導電性材料制成的情況下，電力線形狀為電力線依次通過一個潤滑構件、接觸區(qū)域和另一個潤滑構件從一個電極至另一個電極?；蛘?，與其他電力線形狀相比較，這種電力線形狀占優(yōu)勢。
在使用本發(fā)明的潤滑特性調(diào)節(jié)裝置時，用潤滑油填充兩個潤滑構件之間的接觸區(qū)域，使用電極對向所述潤滑油施加電場。通過施加電場，形成依次通過一個潤滑構件、接觸區(qū)域和另一個潤滑構件從一個電極至另一個電極的電力線形狀和其他電力線形狀。因此，存在于潤滑區(qū)域的潤滑油的內(nèi)剪切應力隨電壓的變化而變化，導致潤滑特性的變化，觀察到的現(xiàn)象是粘度變化。
實施例下面通過以下的實施例更詳細地描述本發(fā)明，應理解的是，這些實施例不是要限制本發(fā)明。通過以下方法測定潤滑油的特性。
(1)運動粘度根據(jù)JIS K2283中規(guī)定的“Kinematic viscosity test for petroleumproducts(石油產(chǎn)品的運動粘度測試)”方法測定。
(2)粘度指數(shù)根據(jù)JIS K2283中規(guī)定的“Kinematic viscosity test for petroleumproducts(石油產(chǎn)品的運動粘度測試)”方法測定。
(3)傾點根據(jù)JIS K2269測定。
(4)總酸值根據(jù)JIS K2501中規(guī)定的“Lube oil neutralization test(潤滑油中和測試)”方法，使用電位計測定。
(5)閃點根據(jù)JIS K2265的C.O.C.方法測定。
(6)含水量根據(jù)JIS K2275測定。
(7)質(zhì)量減少5％的溫度使用差熱分析儀，在10℃/分鐘的升溫條件下測定試樣的質(zhì)量從初始質(zhì)量減少5％的溫度。質(zhì)量減少5％的溫度較高說明耐蒸發(fā)和耐熱性優(yōu)異。
(8)腐蝕性能將切成窄條的鐵片(純度99.9％)浸泡在各試樣(10ml)中，于100℃下靜置3小時。隨后，觀察該鐵片的外觀，計算浸泡前后該鐵片的質(zhì)量差異。
(9)摩擦特性(I)在室溫、負荷20N、滑動速度0.5m/s和測試時間30分鐘的條件下，使用pin disk tester(購自CSEM)進行ball-on-disk摩擦試驗。使用由SUJ-2制備的試樣(球(ball)和圓盤(disk))。測定平均摩擦系數(shù)(μ)和球的磨耗痕徑。平均摩擦系數(shù)(μ)和球的磨耗痕徑較小說明摩擦特性優(yōu)異。
(10)摩擦特性(II)在75℃、負荷20N、頻率1Hz和滑動距離5mm的條件下，使用ball-on-disk型相互摩擦試驗機，評價施加電壓或不施加電壓時摩擦系數(shù)的變化。使用由SUJ-2制備的試樣(球和圓盤)。施加電壓(100mV)，測定試驗5分鐘后和15分鐘后的平均摩擦系數(shù)(μ)。
(11)基礎油的離子濃度在20℃下測定離子液體1-4的密度和分子量(Mw)，用以下關系式計算各離子濃度[離子液體的密度(g/cm3)/離子液體的分子量(Mw)(g/mol)]×1000。得到離子液體1-4的密度和分子量(Mw)分別為1.283g/cm3和197.97g/mol(離子液體1)、1.453g/cm3和416.36g/mol(離子液體2)、1.420g/cm3和426.40g/mol(離子液體3)和1.208g/cm3和226.02g/mol(離子液體4)。
實施例切膜帶試驗1本試驗采用以下所述的樹脂制劑在擠出流延機上進行。將薄膜流延到冷卻(驟冷)輥上。隨后將薄膜切成帶并在退火烘箱中拉伸6或7X至5mm帶。帶的拉伸和退火同時進行。在制造過程進行15分鐘后采樣并測試拉伸強度。將250mm長的寬度為5.0mm的帶在十字頭分離速度為200mm/min的通用拉伸試驗機上拉伸。結果見表2。
所用材料PP-1聚丙烯均聚物，熔體指數(shù)(MI)為3g/10min(ASTM D-1238，230℃，采用2.16Kg質(zhì)量)，得自Titan Petrochemical(M)Sdn Bhd。
EMA-1乙烯/丙烯酸烷基酯共聚物，含24％重量的丙烯酸甲酯，MI為2g/10min(ASTM D-1238，190℃，使用2.16Kg質(zhì)量)。
碳酸鈣為填充劑樹脂制劑對比實施例C1PP-1(99％)+CaCO3(1％)實施例2PP-1(89％)+CaCO3(1％)+EMA-1(10％)實施例3PP-1(94％)+CaCO3(1％)+EMA-1(5％)表2

表1-2

(注)離子液體1四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑離子液體2雙(三氟甲磺?；?亞胺化丁基吡啶離子液體3雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨離子液體4四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑
聚α-烯烴1-癸烯低聚物多元醇聚酯三羥甲基丙烷C8、C10脂肪酸酯芳香酯偏苯三酸三(正辛酯)全氟聚醚Fomblin MO3(購自Solvat Solexis)胺基抗氧化劑4，4-二丁基二苯胺(4，4-dibutyldiphenylamine)TCP磷酸三(甲苯酯)DBDS二芐基二硫化物毒性采用有毒有害物質(zhì)檢驗法規(guī)定的標準來評價毒性，(大鼠，口服)LD50為30-300mg/kg的化合物認為是有毒物質(zhì)。
從表1可見，實施例1-5的潤滑油試樣盡管粘度低，但閃點等于或大于300℃，通過差熱分析(DTA)測定質(zhì)量減少5％的溫度高，說明這些潤滑油試樣不易揮發(fā)且耐熱性優(yōu)異。此外，實施例1-5的潤滑油試樣的摩擦系數(shù)小且球磨耗痕徑小，說明這些潤滑油試樣的摩擦特性優(yōu)異。
相反，比較實施例1-7的潤滑油試樣盡管耐熱性和耐磨性優(yōu)異，但所含離子液體的總酸值大于1mgKOH/g，非常易腐蝕。因此，這些試樣不適于用作金屬制品的潤滑油。
實施例6-15用表2所列的各組分制備潤滑油，評價各試樣的上述特性。結果示于表2。
表2-1

表2-2

(注)離子液體5四氟硼酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨離子液體6雙(三氟甲磺酰基)亞胺化丁基吡啶胺基抗氧化劑4，4-二丁基二苯胺TCP磷酸三(甲苯酯)DBDS二芐基二硫化物由表2可見，與使用單一的潤滑油相比，組合使用兩種類型的離子液體提高了粘度指數(shù)和傾點。
實施例16-17和比較實施例8和9用表3所列的各組分制備潤滑油，評價各試樣的上述特性。結果示于表3。
表3

(注)離子液體3雙(三氟甲磺?；?亞胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)銨胺基抗氧化劑4，4-二丁基二苯胺TCP磷酸三(甲苯酯)由表3可見，對實施例16和比較實施例8進行比較，對實施例17和比較實施例9進行比較，說明通過對其施加電場可改進潤滑油的摩擦特性。
工業(yè)適用性本發(fā)明的潤滑油適用于內(nèi)燃機、轉(zhuǎn)距變換器、徑向軸承、滾動軸承、護油軸承、流體軸承、壓縮機、鏈條傳動、齒輪、液壓電路、真空泵、時鐘零件、硬盤裝置、冰箱、切割、碾壓、金屬拔絲、滾軋、鍛造、熱處理、熱介質(zhì)、冷卻介質(zhì)、冷卻劑、洗滌劑、減震器、防腐蝕、制動器構件、密封裝置和航空裝置(例如航空飛行器和人造衛(wèi)星)。
權利要求
1.一種潤滑油，所述潤滑油包含由陽離子和陰離子形成的離子液體作為基礎油，所述離子液體的離子濃度等于或大于1mol/dm3。
2.權利要求1的潤滑油，其中所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，所述潤滑油包含50-100％質(zhì)量的所述離子液體作為基礎油。
3.權利要求1或2的潤滑油，其中所述離子液體用下式表示(Zp+)k(Aq-)m其中Zp+表示陽離子；Aq-表示陰離子；p、q、k、m、p×k和q×m均為1-3的整數(shù)，滿足p×k＝q×m；當k或m等于或大于2時，Z或A可相同或互不相同。
4.權利要求3的潤滑油，其中所述離子液體用式Z+A-表示，其中Z+表示陽離子，.A-表示陰離子，所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，所述潤滑油包含50-100％質(zhì)量的所述離子液體作為基礎油。
5.權利要求4的潤滑油，其中所述離子液體為兩種或多于兩種離子液體的混合物。
6.權利要求5的潤滑油，其中所述混合物包含一種Z+和兩種或多于兩種A-，兩種或多于兩種Z+和一種A-，或兩種或多于兩種Z+和兩種或多于兩種A-。
7.權利要求4-6中任一項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陽離子Z+用任一下式的結構表示 其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
8.權利要求7的潤滑油，其中形成所述離子液體的陽離子Z+用任一下式的結構表示 其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
9.權利要求4-8中任一項的潤滑油，其中形成所述離子液體的陰離子A-選自BF4-、PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、C6H5SO3-、CH3(C6H4)SO3-、I-、I3-、F(HF)n-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)3C-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-、B(CmY2(2m+1))4-、P(CmY2(2m+1))6-以及下式表示的陰離子，其中Y1表示碳原子或硫原子，當存在多個Y1時，這些Y1可相同或互不相同；多個(CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz基團可相同或互不相同；n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)；當Y1為碳原子時，z為1-3的整數(shù)，當Y1為硫原子時，z為0-4的整數(shù)；其中Y2為氫原子或氟原子，當存在多個Y2時，這些Y2可相同或互不相同；多個(CmY2(2m+1))基團可相同或互不相同；m為0-6的整數(shù)， 其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。
10.權利要求9的潤滑油，其中形成所述離子液體的陰離子A-選自PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-以及下式表示的陰離子，其中Y1表示碳原子或硫原子；當存在多個Y1時，這些Y1可相同或互不相同；n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)；當Y1為碳原子時，z為1-3的整數(shù)，當Y1為硫原子時，z為0-4的整數(shù)， 其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。
11.權利要求10的潤滑油，其中形成所述離子液體的陰離子A-選自CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-以及下式表示的陰離子，其中n為1-6的整數(shù)；x為0-13的整數(shù)， 其中各R13-R17可相同或互不相同，表示選自氫原子和(CnF(2n+1-x)Hx)的基團；n和x如上定義。
12.權利要求4-11中任一項的潤滑油，其中所述離子液體不包含下式表示的陽離子、F-、Cl-、Br-或BF4-， 其中各R1-R5可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團。
13.一種潤滑油，所述潤滑油包含由兩性離子形成的離子液體作為基礎油，其中陽離子和陰離子通過共價鍵相連，所述離子液體的總酸值等于或小于1mgKOH/g，含量為50-100％質(zhì)量。
14.權利要求13的潤滑油，其中所述離子液體用下式表示 其中各R1-R12可相同或互不相同，表示選自氫原子、可含有醚鍵的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基團；至少一個R1-R12為-(CH2)n-SO3-或-(CH2)n-COO-，其中n為等于或大于0的整數(shù)，使得各烷基的碳原子數(shù)為1-18。
15.權利要求1-14中任一項的潤滑油，其中所述離子液體在40℃下測得的運動粘度為1-1,000mm2/s。
16.權利要求1-15中任一項的潤滑油，其中所述離子液體的傾點等于或小于-10℃。
17.權利要求1-16中任一項的潤滑油，其中所述離子液體的粘度指數(shù)等于或大于80。
18.權利要求1-17中任一項的潤滑油，其中所述離子液體的閃點等于或大于200℃。
19.權利要求1-18中任一項的潤滑油，所述潤滑油包含至少一種選自抗氧化劑和極壓添加劑的物質(zhì)。
20.權利要求1-18中任一項的潤滑油，其中所述潤滑油的含水量等于或小于所述潤滑油質(zhì)量的500ppm。
21.一種調(diào)節(jié)潤滑特性的方法，其特征在于所述方法包括向權利要求1-20中任一項的潤滑油施加電場。
22.一種潤滑特性調(diào)節(jié)裝置，所述裝置用于調(diào)節(jié)兩個潤滑構件之間的接觸區(qū)域的潤滑特性，其特征在于所述裝置使用引入所述接觸區(qū)域的權利要求1-20中任一項的潤滑油，所述裝置包括將所述接觸區(qū)域夾在中間的電極對，所述電極與所述潤滑構件接觸或不接觸，并且所述電極向所述接觸區(qū)域施加電場。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粘度小、蒸汽壓低的潤滑油，該潤滑油不易燃、耐熱性好。該潤滑油的摩擦特性等同于常規(guī)的烴基潤滑油，可在非常嚴格的條件(例如高溫和真空)下長時間使用。所述潤滑油包含由陽離子和陰離子形成的離子液體作為基礎油，所述離子液體的離子濃度等于或大于1mol/dm
文檔編號C10N20/02GK1863896SQ200480029489
公開日2006年11月15日 申請日期2004年10月8日 優(yōu)先權日2003年10月10日
發(fā)明者森誠之, 上村秀人 申請人:出光興產(chǎn)株式會社, 森誠之