[发明专利]一种耐温离子液体润滑剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种耐温离子液体润滑剂及其制备方法。其特征在于，包括式Ⅰ所示的盐：制备方法为：将烷基醇溶于有机溶剂中，加入五氧化二磷，搅拌反应；调整温度为80～100℃搅拌回流反应，制备烷基磷酸酯；将咪唑衍生物和有机溶剂分散均匀，滴加将氯代丙酮进行反应，得到产物咪唑盐酸盐；将烷基磷酸酯和咪唑盐酸盐在室温下混合，加入溶剂搅拌，反应完成后冷却至室温，用旋转蒸发仪将其中的溶剂和反应副产物蒸出，得到烷基磷酸酯咪唑离子液体。本发明制备的烷基磷酸酯咪唑离子液体具有粘度低、耐高温、摩擦系数低、不使用有毒试剂对环境无污染等优势，因此可广泛应用于密封工业、航空航天、电子科技等条件苛刻的特殊润滑领域。

技术领域

本发明涉及一种离子液体润滑剂，具体涉及一种耐高温的烷基磷酸酯咪唑离子液体润滑剂及其制备方法。

背景技术

离子液体是指在室温温度范围内仅由阴阳离子组成的呈液体状态的离子体系。离子液体可根据不同需求进行设计，即在离子液体的阳离子或阴离子上引入指定功能团，使其成为具有某种特殊功能或特性的功能化离子液体，拓展离子液体的应用领域。离子液体本身具有优良的导电性、良好的化学和热力稳定性、挥发性低、抗氧化性好，绿色环保等优点，广泛应用于有机催化与合成、润滑、分离提取及电化学领域。

我国离子液体用作润滑剂开始于21世纪初中科院兰州化学物理研究所对离子液体的摩擦学研究。目前，在润滑领域应用的传统离子液体主要有四氟硼酸、六氟磷酸、季膦盐、双三氟甲烷黄酰亚铵等类型。这些传统离子液体通常含有卤素离子，不仅制备过程繁琐，而且也对环境的破坏较大；后续制备的不含卤素的离子液体又存在黏度大影响使用和耐温性能差的缺点。因此，开发制备出环境友好型耐高温离子液体应用于航空航天、电子科技、军事工业等条件苛刻的特殊润滑领域显得尤为重要。耐高温离子液体润滑剂的开发不仅能够满足人们日常生活的需要，而且对于经济社会发展也具有一定的推动作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有离子液体润滑剂含有卤素原子对环境不友好、使用温度范围窄、黏度大，且制备工艺复杂、生产成本高、对仪器要求高等技术难题。

一种耐温离子液体润滑剂，其特征在于，包括式Ⅰ所示的盐：

式Ⅰ中，R1表示碳数0-4的直链烷基，n为8、12或18。

优选地，原料包括按重量份数计的以下组份：

更优选地，所述的烷基醇为辛醇、十二醇和十八醇中的至少一种。

更优选地，所述的咪唑衍生物为N-甲基咪唑、N-乙基咪唑、N-丙基咪唑和N-丁基咪唑中的至少一种。

更优选地，所述的有机溶剂为甲苯、丙酮、环己烷和乙二醇单乙醚中的至少一种。

更优选地，所述的催化剂为氯化铝、氯化铁、三氟化硼和浓硫酸中的至少一种。

本发明还提供了耐温离子液体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：在室温条件下将烷基醇溶于有机溶剂中，升温至30～40℃；随后在N₂氛围下搅拌加入五氧化二磷，搅拌反应；调整温度为80～100℃搅拌回流反应，制备烷基磷酸酯；

步骤2)：将咪唑衍生物和有机溶剂在恒温油浴、搅拌条件下分散均匀，再滴加将氯代丙酮进行反应，滴加完全后调整温度为90～100℃温度范围内反应10～12h，得到产物咪唑盐酸盐；

步骤3)：将烷基磷酸酯和咪唑盐酸盐在室温下混合，加入溶剂搅拌，升温至80～100℃搅拌3～4h，反应完成后冷却至室温，用旋转蒸发仪将其中的溶剂和反应副产物蒸出，得到烷基磷酸酯咪唑离子液体。