高性能离子液及其制备方法和噻唑类化合物及润滑剂技术

本发明专利技术涉及润滑脂技术领域，具体涉及一种高性能离子液及其制备方法和噻唑类化合物及润滑剂。所述离子液为噻唑基离子液，离子液的阴离子为四氟硼酸根或六氟磷酸根或三氟甲烷磺酸根或二(三氟甲基磺酰)亚胺根中的一种；阳离子为油溶性硼酸改性噻二唑，结构如下式Ⅰ所示，其中，R1为

【技术实现步骤摘要】
高性能离子液及其制备方法和噻唑类化合物及润滑剂


[0001]本专利技术涉及润滑脂
，具体涉及一种高性能离子液及其制备方法和噻唑类化合物及润滑剂。

技术介绍

[0002]随着高科技领域的不断发展，传统的润滑剂很难满足苛刻条件下(高真空、强辐射、高低温、高速、高负荷、微重力)的润滑与防护，人们对润滑剂的综合性能提出了更高的要求，具有低蒸汽压、高稳定性和低温流动性的润滑剂以其自身诸多优点一直是航空航天、军事工业、电子、计算机工业追寻的目标，尤其是空间机械的润滑方面，因此，高性能的润滑剂研究仍将是摩擦学领域亟待解决的问题之一。
[0003]离子液体作为一种型的绿色材料，其具有不易挥发性、较高的热稳定性、高离子电导性、较好的溶解性、低熔点、高化学稳定性、电化学窗口大等优点，被广泛应用在分析化学、电化学功能材料、合成化学、润滑剂和作为催化剂等领域，并且己经取得了很大的进展。因其具有“可设计性”和“修饰性”，有望成为理想、绿色、高性能新型润滑剂。从二十世纪后越来越多的科学家对离子液体展开了研究，离子液体虽然具有很多的优点，但是还是存在着很多的问题。例如离子液体使用过后的生物降解问题，对金属摩擦副的腐蚀问题。
[0004]传统抗磨添加剂对金属造成腐蚀，造成环境污染，因此绿色环保和多功能性成为润滑油添加剂的研究方向。硼类添加剂被誉为无毒多功能新型添加剂，主要是因为其化学性质稳定，是一种非活性添加剂，不与金属发生反应，与传统的添加剂相比具有对金属无腐蚀性和没有选择性，适应各种金属面的摩擦。虽然这硼酸类添加剂都具有良好的摩擦学性能，但是硼酸盐的油溶性差，不能在油中均匀稳定的分散，需要加入额外的分散剂，但是分散剂的热稳定性差，在高温工作环境下分散剂容易被热分解而影响润滑油的性能。此外硼酸盐类抗乳化能力和抗水解稳定性差，越来越不适合现代工业生产的要求。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种高性能离子液及润滑剂，可用于解决现有离子液在使用时对金属造成腐蚀，抗氧化性不足的问题。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种离子液的制备方法，该制备方法操作简便，易于控制，利于工业化大生产，可制得产品质量稳定的高性能离子液。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种离子液，所述离子液为噻唑基离子液，离子液的阴离子为四氟硼酸根或六氟磷酸根或三氟甲烷磺酸根或二(三氟甲基磺酰)亚胺根中的一种；阳离子为油溶性硼酸改性噻二唑，结构如下式Ⅰ所示，
[0008][0009]其中，R1为
‑
CH3或
‑
SH或
‑
S
‑
R3；R2为
‑
H或C1
‑
C20的烷基、酯基或醚基，R3为C1
‑
C20的烷基、酯基或醚基。
[0010]本专利技术的润滑用离子液，可以单独使用，也可以作为添加剂与基础油混合形成润滑剂，作为润滑剂使用。
[0011]本专利技术的另一目的通过下述技术方案实现：一种上述离子液的制备方法，包括如下步骤：包括如下步骤：
[0012](1)将长链烷基甲基酯和乙二醇胺混合，以KOH为催化剂，在氮气氛围下，搅拌反应，得到N，N
‑
二羟乙基烷基酰胺，如式Ⅱ所示；
[0013](2)在氮气保护下，将噻二唑或巯基噻二唑与无水乙醇以及2
‑
氯乙醇加入到反应容器中，水浴加热并搅拌反应；反应结束后，冷却至室温，过滤不溶物，静置分层，分出下层液体，用乙醚洗涤3
‑
4次后，减压蒸馏出溶剂，得到3
‑
羟乙基
‑
2巯基
‑
噻二唑，如式Ⅲ所示；
[0014](3)在氮气保护下，将反应得到的式Ⅱ化合物、式Ⅲ化合物、硼酸加入到反应容器中，以甲苯为带水剂加入到混合物中，在120
‑
140℃条件下冷凝回流5
‑
8h，得到粗制产品，纯化后得到中间产物，如式Ⅳ所示；
[0015](4)再把含有四氟硼酸锂盐或六氟磷酸锂或三氟甲烷磺酸锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂加入到式Ⅳ产物的水溶液中，室温搅拌反应22
‑
26h，反应完毕后用乙酸乙脂萃取，蒸馏水洗涤，经无水硫酸镁干燥后，减压蒸出溶剂后得到目标产物；
[0016][0017]进一步的，所述步骤(1)中，所述长链烷基甲基酯和乙二醇胺其摩尔比为1:1
‑
1.05，反应温度80
‑
120℃，反应时间3
‑
8h。
[0018]进一步的，所述步骤(1)中，所述长链烷基甲基酯优选但不限于为丁酸甲酯。
[0019]进一步的，所述步骤(2)中，所述噻二唑或巯基噻二唑与2
‑
氯乙醇以及无水乙醇比例为1mol:1.1
‑
1.5mol:500
‑
800mL。
[0020]进一步的，所述步骤(2)中，在氮气保护下，将噻二唑或巯基噻二唑与无水乙醇以及2
‑
氯乙醇加入到反应容器中，水浴加热60
‑
85℃，搅拌反应2
‑
8h。
[0021]进一步的，所述步骤(3)中，式Ⅲ化合物、式Ⅱ化合物、硼酸及甲苯比例为1mol:1
‑
1.5mol:1
‑
1.5mol：500
‑
800mL。
[0022]进一步的，所述步骤(4)中，四氟硼酸锂盐与式Ⅳ化合物的摩尔比为1:0.8
‑
1。
[0023]本专利技术还提供一种噻唑类化合物，所述噻唑类化合物的结构式如式
Ⅴ
、式
Ⅵ
或式
Ⅶ
所示：
[0024][0025]上述噻唑类化合物可做为润滑剂用离子液，用于解决现有离子液在使用时对金属造成腐蚀，抗氧化性不足的问题。
[0026]本专利技术还提供一种润滑剂，所述润滑剂包括上述离子液。所述离子液在润滑剂中添加比例为1
‑
15wt％。离子液可以单独使用，也可以作为添加剂与基础油混合形成润滑剂，作为润滑剂使用，添加比例1
‑
15wt％。
[0027]进一步的，所述润滑剂的制备方法为：将上述离子液按比例加入到基础油中，加热60
‑
80℃混合搅拌均匀，冷却至室温后过滤得到成品，所述基础油为矿物油、合成油或酯类油中的至少一种。
[0028]本专利技术离子液的制备方法操作简便，易于控制，通过控制各原料配比，并控制具体步骤及工艺参数，制得综合性能优越的离子液，有助于解决转轴工作扭矩的平稳性和长效润滑性等问题，并减少了摩擦磨损；所述制备方法生产成本低，产品质量稳定，利于工业化大生产。
[0029]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的离子液可以单独使用，也可以作为添加剂与基础油混合形成润滑剂，使用时有助于减少设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子液，其特征在于：所述离子液为噻唑基离子液，离子液的阴离子为四氟硼酸根或六氟磷酸根或三氟甲烷磺酸根或二(三氟甲基磺酰)亚胺根中的一种；阳离子为油溶性硼酸改性噻二唑，结构如下式Ⅰ所示，其中，R1为
‑
CH3或
‑
SH或
‑
S
‑
R3；R2为
‑
H或C1
‑
C20的烷基、酯基或醚基，R3为C1
‑
C20的烷基、酯基或醚基。2.一种如权利要求1所述离子液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将长链烷基甲基酯和乙二醇胺混合，以KOH为催化剂，在氮气氛围下，搅拌反应，得到N，N
‑
二羟乙基烷基酰胺，如式Ⅱ所示；(2)在氮气保护下，将噻二唑或巯基噻二唑与无水乙醇以及2
‑
氯乙醇加入到反应容器中，水浴加热并搅拌反应；反应结束后，冷却至室温，过滤不溶物，静置分层，分出下层液体，用乙醚洗涤后，减压蒸馏出溶剂，得到3
‑
羟乙基
‑
2巯基
‑
噻二唑，如式Ⅲ所示；(3)在氮气保护下，将反应得到的式Ⅱ化合物、式Ⅲ化合物、硼酸加入到反应容器中，以甲苯为带水剂加入到混合物中，在120
‑
140℃条件下冷凝回流，得到粗制产品，纯化后得到中间产物，如式Ⅳ所示；(4)再把含有四氟硼酸锂盐或六氟磷酸锂或三氟甲烷磺酸锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂加入到式Ⅳ产物的水溶液中，室温搅拌反应，反应完毕后用乙酸乙脂萃取，蒸馏水洗涤，经无水硫酸镁干燥后，减压蒸出溶剂后得到目标产物；
3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志宽，
申请(专利权)人：东莞市唯纳孚润滑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：