[发明专利]基于离子液体的润滑剂以及包含离子的润滑添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及多种抗磨损和减少摩擦的润滑剂组分以及包含该润滑剂组分的一种润滑剂，这些润滑剂组分包含多种所选择的离子液体。

背景技术

不适当的润滑可能导致高的摩擦损失和磨损损失，这些高的摩擦损失和磨损损失进而会不利地影响燃料经济性、发动机的耐久性、环境以及人类健康。开发新的技术解决方案（如使用轻型的非铁材料、不太有害的燃料、受控的燃料燃烧过程或更有效率的废气后处理）是减少机器的经济影响和环境影响的可能的方式。商业上可获得的润滑剂还不适合于轻型的非铁材料。

离子液体（IL）是纯粹离子的、盐样的材料，这些材料在低温（低于100℃）下通常是液体。一些IL具有低于0℃的熔点。已经发现IL在有机合成中、在金属离子的分离、电化学、光化学、CO₂储存设备等等中作为催化剂、液晶、绿色溶剂的多种多样的应用。IL具有多个有吸引力的特性，如可忽略的挥发性、可忽略的可燃性、高的热稳定性和化学稳定性、低熔点以及可控的与有机化合物和基础油的可混溶性。近来，发现IL可以充当基础油和油脂中的通用润滑剂和润滑剂组分用于不同的滑动副，参见例如美国专利3,239,463；美国专利申请公开2010/0227783A1；美国专利申请公开2010/0187481A1；2010年7月13日的美国专利7,754,664B2；美国专利申请公开2010/0105586A1。由于这些IL的分子结构和电荷，IL可以容易地吸附在摩擦副中的滑动表面上，从而形成一个边界摩擦膜，这在低负荷和高负荷下减少了摩擦和磨损两者。

阳离子的选择对IL的特性具有影响，并且经常但不总是限定这些IL的稳定性。IL的功能性通常由该阳离子和该阴离子两者的选择来控制。各种各样已经知道的阳离子和阴离子的不同组合产生10¹⁸的理论上可能的数目。如今仅有约1000种IL被描述在文献中，并且这1000种IL中的大约300种是商业上可获得的。具有阳离子咪唑鎓、铵以及磷鎓和含有卤素的阴离子（四氟硼酸根和六氟磷酸根）的IL被最常见地用于摩擦学研究中。烷基咪唑鎓四氟硼酸盐和烷基咪唑鎓六氟磷酸盐已经显示出作为基础油用于多种接触的有前景的润滑特性。然而，在它们的结构中具有卤素原子（例如，具有四氟硼酸盐或/和六氟磷酸盐）的一些IL是非常有反应性的，这可能使在铁和非铁的接触中的摩擦腐蚀的风险增加。