功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术还公开了该离子液体的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用
本专利技术涉及一系列功能化油溶性离子液体及其制备方法和应用。
技术介绍
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.Wear252(2002)394-400；H.Z.Wang，Q.M.Lu，C.F.Ye，W.M.Liu，Z.J.Cui.Wear256(2004)44；M.H.Yao，M.J.Fan，Y.M，Liang，F.Zhou，Y.Q.Xia，Wear268(2010)67–71)；X.Q.Liu，F.Zhou，Y.M.Liang，W.M.Liu，Wear261(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，ACSAppl.Mater.Interfaces1(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，Effectofthefunctionalgroupsinionicliquidmoleculesonthefrictionandwearbehaviorofaluminumalloyinlubricatedaluminum-on-steelcontact.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，Laxativeinspiredionicliquidlubricantswithgooddetergencyandnocorrosion.ACSAppl.Mater.Interfaces6(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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的另一目的在于提供功能化油溶性离子液体的制备方法。本专利技术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。本专利技术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.ChemistryLetters33(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.Ji本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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=...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，于强亮，蔡美荣，黄国威，刘维民，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62