改进润滑组合物的抗结焦性的方法技术

本发明专利技术涉及一种润滑方法，包括用润滑组合物润滑机器的步骤，其中润滑组合物含有含有至少以下组分的离子液体或离子液体混合物：选自磺酰基酰亚胺的阴离子A

The method of anti coking improved lubricating composition of

The invention relates to a method of lubrication, including the use of lubricating composition of lubricating machine steps, wherein the lubricating composition containing ionic liquid ionic liquid or a mixture of at least the following components: A selected from anionic sulfonyl imide

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进润滑组合物的抗结焦性的方法专利
本专利技术涉及润滑组合物的领域，尤其是用于飞机喷射发动机的燃气轮机或用于输送链。尤其是，本专利技术涉及一种减少润滑组合物在非常高温度下的薄膜结焦的方法，所述润滑组合物含有一种特定离子液体或多种特定离子液体的混合物，尤其是作为基础油。现有技术飞机的燃气轮机需要具有高性能的润滑组合物，其可以在非常宽范围的温度下使用。要用于民用和军用航空的润滑组合物必须符合非常精确的规格，详细参见标准例如由军队规定的MILPRF23699或由SAEInternational规定的标准AS5780。其中，这些标准确定润滑组合物的物理和化学性能、热稳定性水平、对于氧化的稳定性或抗磨损性能。在最近六年期间，飞机及其发动机的性能得到非常显著的提高，从而产生对于润滑组合物的新要求。用于航空、用于军用航空以及用于民用航空的新条件，例如显著减少大气污染物质例如氮氧化物NOx的释放、减少噪音和燃料消耗要求在飞机的推进装置效率方面的重要升级，同时寻求减少设备重量。这种改进对于在汽轮机入口和出口处的气体温度具有直接影响。实际上，汽轮机的空气入口温度不会停止升高，从1960年代的800℃升高到2000年代的1700℃。这一起升高了在汽轮机的滚柱轴承中的润滑组合物温度：从1960年代的接近150℃升高到现在连续操作的220℃。因此，绝对必要的是用于汽轮机的润滑组合物是热稳定的，抗结焦的，并且抗氧化或抗热氧化。为此进行对于优良热性能、尤其是结焦方面的研究一直是自从开发航空润滑剂以来的任务。实际上，抗结焦性使得能避免形成煤炭型残余物，即所谓的焦炭，其对于飞机汽轮机的优良操作是有害的，例如会堵塞用于润滑组合物的油回路的管道和/或堵塞过滤器。结焦通常引起在冷却交换机中的油循环的流速显著下降，这导致过热或润滑发动机汽轮机的滚柱轴承的缺陷。当汽轮机关闭时，基本上形成焦炭：因为油不会再循环，所以将油排出并且不再在金属表面上形成薄油膜。并且因为它们不再被冷却，所以不再排出累积的热量，所以局部存在表面温度的显著升高，此现象称为“热回放”。对于输送链也存在耐热性和抗结焦性的相同问题。实际上，在特定工业中，例如生产由木材颗粒刨花板制成的平板或由石膏制成的平板，或在玻璃工业中，炉的温度越来越高以提高生产速度。此温度可以达到或甚至超过250℃，其中在玻璃工业中可能达到300℃或甚至更高的峰值温度。常规润滑剂是无机的或合成的，例如偏苯三酸的酯，其大部分用于此应用中，或者热稳定性的新多元醇的酯，其与用于航空汽轮机的油的抗氧化或抗结焦添加剂混合，这些常规润滑剂达到其热稳定性极限和抗结焦性极限，并在此温度下随着时间结焦而形成树脂。作为用于飞机汽轮机的油，关键点并不是十分高的耐热性，耐热性导致在TGA检测期间降解开始所需的高温，而是抗薄膜结焦性。实际上，润滑剂通常被滴加或喷涂到输送链上，这得到润滑剂薄膜，其然后当输送链通入炉时暴露于非常高的温度。在这些条件下，当润滑剂的抗性不足时形成结焦，所述结焦累积直到堵塞输送链，随后必须停止生产以进行保养和维修。所以，存在基本上与用于上述飞机汽轮机的油相同的问题。在这两种情况下，必须使用在高温下能抗结焦的产品。关于润滑剂在其基料(基料先是无机的，后来是合成的(主要是酯))以及它们的添加剂及其化学性质方面的进展，现在已经可以根据汽轮机的日益增加的技术要求和规格的发展做出响应。这种改进的连续进程已经获得目前的现有技术，包括组合使用新多元醇酯、尤其是季戊四醇酯以及第三代抗氧化产品(聚合的芳族胺)。现有技术中已经建议新的解决方案。实际上，1990-1995年已经研究了许多类型的热稳定性化学分子，由美国空军指导，用于代替新多元醇的酯，其中是基于硅氧烷、基于全氟聚醚(PFPE)或基于聚亚苯基醚(PPE)的油。但是，所述研究的分子或配料都没有满足要求。因为1970年末期和更准确地自从2000年开始，已经使用和开发作为新型分子的离子液体(LI)用于不同的润滑剂应用。它们在润滑组合物中作为润滑基料在存在或不存在添加剂的情况下使用，或者作为在常规基料中的添加剂使用，或作为它们的组合使用。例如，专利EP-2,602,307描述了离子液体作为基料用于在高温和高真空下使用的润滑组合物，并具有优良的防锈性能，这是因为添加了添加剂(长链胺盐)。但是，此文献没有提到由于使用润滑剂导致的结焦问题。专利US-2009/0069204描述了一种用于滚柱的油的组合物，其基料可以含有1-100质量％、优选50-100质量％的离子液体。此文献提到了适合用于形成离子液体的阳离子的穷尽性列表和阴离子的穷尽性列表。实验结果通过热重分析(TGA)显示离子液体具有优良的热稳定性。实际上，通常，离子液体在高温下的性能是通过TGA检测的。应当注意的是，TGA方法是一种热分析技术，其包括检测小样品(数毫克)的质量随着时间在给定温度或给定温度分布下的变化。其中，这可以检测热降解开始时的温度；此温度越高，产品的耐高温性越高。但是，如下文在实验部分中所述，通过TGA检测的离子液体在热降解开始时的高温(在惰性气氛下)并不是必然表示此液体在高温下具有抗结焦性，例如在薄膜中在高温下的抗结焦性。文献US2013/053287描述了一种用于润滑机器的润滑组合物。特别是，润滑组合物含有：(A)含氟原子的离子液体作为主要组分，和(B)0.001-5重量份/100重量份离子液体(A)的咪唑磷酸酯盐。也知道的现有技术是文献US2007/295478，其中描述一种用于调节温度的装置，包括压缩机，此压缩机包含用一种或多种离子液体润滑的移动部件。此文献列出了可以适合用于润滑压缩机的离子液体的穷尽性列表。另外，文献WO-2011/026990和文献US-2010/0227785提到使用离子液体作为添加剂用于基于常规合成酯的油中，从而减少悬浮沉积物的累积，其中在第一个文献中减少形成焦炭，在第二个文献中减少形成沉积物。更具体而言，文献WO-2011/026990描述了一种润滑组合物，其含有基于其总质量计的50-99％的常规油基料、例如合成酯，0.01-5％、更尤其0.2质量％的离子液体C+A-，和0.01-10质量％的添加剂。阳离子C+可以尤其选自以下阳离子：咪唑吡啶吡唑唑等，阴离子可以尤其选自氟化磷酸盐、氟化硼酸盐、全氟化乙酸盐、全氟化磺酸盐等。其中提到使用离子液体作为添加剂，这能减少在悬浮液中的沉积物和焦炭的形成。在实验部分中，从此效果的角度考虑，两种离子液体作为添加剂按照0.2％在标准油中根据SAEARP5996进行实验HLPS(液体工艺模拟器)：甲基(三辛基)铵三氟乙酸盐和三己基-十四烷基-二(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。但是，这些用作基料的离子液体不能解决在高温下的结焦问题，这将在以下实施例中进一步说明。文献US-2010/0227785描述了一种用于内燃机、主要是汽车所用的油的润滑组合物，其含有0.01-5质量％的离子液体。此文献也提到适合用于此专利技术的穷尽性的阳离子和阴离子列表。润滑组合物含有优选4-甲基-丁基吡啶四氟硼酸盐或4-甲基-丁基吡啶六氟磷酸盐。其制剂进一步含有二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)，或二烷基二硫代磷酸钼，或二烷基二硫代氨基甲酸锌，或二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种润滑方法，包括用润滑组合物润滑机器例如发动机、汽轮机、输送链的步骤，其中基于所述润滑组合物的总质量计，润滑组合物含有20‑100％的一种离子液体或多种离子液体的混合物，其特征在于所述一种离子液体或所述多种离子液体的混合物是选自含有至少以下组分的离子液体或离子液体混合物：‑选自磺酰基酰亚胺的阴离子A‑，其一个或多个取代基独立地选自氟烷基、氟醚、全氟化烷基或全氟醚基团，和‑含有含氮杂环或季铵的阳离子C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.19 FR 1461214;2015.03.12 US 62/132,1211.一种润滑方法，包括用润滑组合物润滑机器例如发动机、汽轮机、输送链的步骤，其中基于所述润滑组合物的总质量计，润滑组合物含有20-100％的一种离子液体或多种离子液体的混合物，其特征在于所述一种离子液体或所述多种离子液体的混合物是选自含有至少以下组分的离子液体或离子液体混合物：-选自磺酰基酰亚胺的阴离子A-，其一个或多个取代基独立地选自氟烷基、氟醚、全氟化烷基或全氟醚基团，和-含有含氮杂环或季铵的阳离子C+，其一个或多个取代基独立地选自：氢原子或烷基，烷氧基，氟化烷基，全氟化烷基，烷基硅烷，烷基醇，乙烯基，烷基烯丙基，醚或聚醚基团，它们具有1-3个碳原子的直链或支化链，条件是当阳离子是季铵时，这些取代基中的至少两个是甲基，根据标准GFCLu-27A-13通过MCT方法检测，离子液体或离子液体混合物在薄膜中的沉积起始温度(TDD)是至少等于330℃，所述润滑组合物适用于减少在所述机器中形成的沉积物。2.根据权利要求1的方法，其中润滑步骤是在200-500℃的高温下进行。3.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述含有含氮杂环的阳离子C+是选自：咪唑吡唑喹啉吡啶哌啶唑噻唑苯并噻唑或吗啉4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述含有含氮杂环的阳离子C+是选自：咪唑吡啶或吡唑5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中根据标准GFCLu-27A-13通过MCT方法检测，离子液体或离子液体混合物在薄膜中的沉积起始温度(TDD)是至少等于350℃。6.根据权利要求3-5中任一项的方法，其中阳离子C+是在1和2位上或在2位和3位上含有至少两个甲基的咪唑或是含有至少一个甲基的吡啶优选在3、4或5位上含有至少一个甲基的吡啶7.根据权利要求6的方法，其中在1和2位上或在2和3位上含有甲基的咪唑含有在4和5位上的氢原子，并且优选选自1-乙基-2,3-二甲基咪唑或1,2-二甲基-3-((三甲基甲硅烷基)甲基)咪唑8.根据权利要求7的方法，其中在1和2位上的取代基是甲基、且在4和5位上的取代基是氢原子的咪唑含有处于3位上的独立选自以下的取代基：烷基，氟化烷基，全氟化烷基，烷基硅烷，烷基醇或乙烯基，它们具有1-3个碳原子的直链或支化链。9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述磺酰基酰亚胺对应于以下通式：其中R1和R2是相同或不同的，并独立地选自氟烷基，氟醚，全氟化烷基或全氟醚基团，例如[(CF3SO2)2N]-、[(CF3CF2SO2)2N]-、[(CF3CF2CF2CF2SO2)2N]-或[(CF3CF2CF2SO2)2N]-。10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中离子液体或离子液体混合物中的至少一种离子液体是选自：-3-(2-羟基乙基)-2,3-二甲基咪唑二(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；-3-(2-羟基丙基)-2,3-二甲基咪唑二(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；-1-乙基-2,3-二甲基咪唑二(三氟甲基磺酰基)酰亚胺；-1-乙基-2,3...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·古戎，F·塞韦拉克，D·法耶，
申请(专利权)人：NYCO公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR