基于离子液体的润滑脂组合物制造技术

本发明专利技术涉及离子液体用于制备耐水性润滑脂组合物的用途，该润滑脂组合物在至少－３０℃到至少１８０℃的温度使用，并具有好的防腐蚀特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于离子液体的润滑脂组合物本专利技术涉及一种基于离子液体的润滑脂组合物，其用于保护在汽车领域、风力发 电设备以及处理机械和加工机械中使用的并经受与水持续接触的部件。本专利技术特别涉及一 种耐水的润滑脂组合物，其可在至少-30°C到至少180°C的温度范围使用，以保护涂有这种 润滑剂的组件免受氧化和腐蚀。新型的润滑脂组合物的研发需随对润滑脂组合物提出新的和更高要求的工艺技 术的一般性进步发展而来。该已知的组合物不再能胜任这些要求。特别是作为工作液体用 于在极端运行条件如高温和低温、高转数下的处理机械和加工机械中时，对其要求是特高 的。近几年来，对离子液体(下面以IL( = Ionic Liquid)表示)在润滑技术中的 应用进行了大量研究。离子液体定义为由阳离子和阴离子组成的材料，且其熔点小于 100°C。一些IL具有明显更低的熔点，以致在室温下作为液体存在，下面以RTIL( = Room Temperature Ionic Liquid)表示。在摩擦学领域中特别以RTIL作为基油是有吸引力的， 因为盐类化合物的挥发性特别低直到无挥发性，只要它们不通过分解过程发生化学变化即 可。离子液体具有特别低的蒸气压，所以是不可燃的，常在直到超过260°C仍呈热稳定，此外 也仍有润滑能力。Chenggeng Ye, Weimin Liu, Yunxiz Chen, Laigui Yu(Chem.Commun. 2001, 2244-2245)提及了对离子液体的摩擦试验和磨损试验。摩擦试验是用1_甲基_3_己基咪 唑输四氟硼酸盐和1-乙基-3-己基咪唑镇四氟硼酸盐进行的。结果表明，该所试验的化 合物具有优质的减摩擦性、好的抗磨损性和高的负荷能力。日本专利申请号2005-185718公开了一种润滑脂组合物，其应用由离子液体、增 稠剂和其它添加剂组成的混合物作为基脂。该润滑脂适用于滚动轴承或球轴承。日本专利申请号2005-112597公开了一种用于电子装置中的润滑脂组合物，其含 离子液体作为基油，并含倾点为260°C的增稠剂。日本专利申请号2003-376010涉及一种半固体的润滑脂组合物，其含离子液体和 增稠剂作为基油的一部分。该润滑脂组合物适用于真空应用。日本专利申请号2005-197958涉及一种用于滚动轴承机的润滑脂组合物，其含离 子液体作为基油的一部分。日本专利申请号2005-294405描述一种导电的轴承脂，其可用于打印机或复印 机，并且由含碳增稠剂和包含离子液体的基油组成。所以在上述文献中提及一种用于传导电流并在高温下和/或在真空中用的脂。该上述的已知润滑脂组合物由摩擦学观点看有下列缺点。由于该离子液体的盐类 基本结构，润滑剂添加物如抗氧化剂、摩擦保护剂、防腐蚀添加剂、抗磨损剂、耐特压添加剂 等在大多情况下不溶于离子液体中。但许多摩擦应用需要在离子液体中配备这类添加剂以 改良特性。但新型添加剂的研制意味着高的技术耗费，以致从成本考虑也希望在离子液体 中可使用标准添加剂。在应用已知的润滑脂组合物时的另一缺点是易于吸水和/或通过该离子液体与水反应。如果在该离子液体中存在阴离子如硫酸根、氯离子、溴离子或四氟硼酸根，则其通 常会导致水溶性的离子液体。此外，四氟硼酸盐和六氟磷酸盐在水影响下会形成氢氟酸，其 可导致强腐蚀趋势。如果存在氯化物也会如此。另一缺点是，看作是疏水性阴离子如双(三氟甲基磺酰基)亚氨离子的应用不足 以制备从摩擦观点看足够耐水的脂。此外，在已知的润滑脂组合物情况下，仅不充分地考虑所用离子液体的低温特性。 例如在JP 2003-376010中提及含有N-烷基吡啶错阳离子或N，N’ - 二烷基咪唑输阳离 子的含双(三氟甲基磺酰基)亚氨离子的离子液体，其特易形成过冷的熔体。例如1-乙 基-3-甲基咪唑锡双(三氟甲基磺酰基)亚氨盐是低粘度和强过冷趋势的离子液体；但对 摩擦应用关系重大的熔点为-16°C (低温DSC-测量)。但对许多摩擦应用，在直到-30°C 或更低时仍需要存在好的可流动性。此外，离子液体如1-乙基-3-甲基咪唑锡双(三氟甲 基磺酰基)亚氨盐还有一个缺点即其在低温下会自行固化，这可导致该润滑构件的停止运 行。例如含阴离子三(全氟乙基)三氟磷酸根的离子液体与含双(三氟甲基磺酰基) 亚氨离子作为阴离子的离子液体相比通常有更小的吸水性，但熔点较高。因此含三(全氟 乙基)三氟磷酸根的IL通常因低温特性而不适合用作具有好低温特性的润滑剂的单独的基油。本专利技术的目的在于提供一种可在宽的应用温度范围使用的耐水的、抗氧化的和抑 制腐蚀的润滑脂组合物。该目的是通过应用这样的润滑脂组合物实现的，该润滑脂组合物由作为基油的离 子液体、合适的标准添加剂和增稠剂组成。通过应用疏水性阴离子与含高份额的烃基的阳 离子相组合的离子液体实现优异的防腐蚀性和突出的耐水性。用该组合可使标准添加剂溶于该离子液体中。高份额的烃基会使抗氧化性下降。 作为对抗措施可以使用抗氧化剂。应用标准抗氧化剂提高了该润滑脂组合物的热/氧化稳 定性。此外还令人意外地表明，该离子液体在使用寿命检验中虽经部分强氧化，但仍保持好 的可润滑状态。本专利技术所用的离子液体在低温-DSC实验中在高于-30°C的温度无熔点或玻 璃转变过程或其它相变过程，它们会导致大大增加该离子液体的粘度。含季铵阳离子或憐阳离子作为阳离子的离子液体属于在该润滑脂组合物中使用 的这类离子液体，该阳离子与选自双(全氟烷基磺酰基)亚氨离子(imid)，特别是双(全 氟甲基磺酰基)亚氨离子、三(全氟烷基)甲基化物(methide)的含氟阴离子相组合。在 上述阴离子中各氟原子可与氢交换。该阳离子具有含至少8-25个碳原子的足够长的疏水 烷基链、芳基或烷芳基，其中该阳离子的这种疏水性基团的数目必须含至少15-60个碳原 子。也可考虑可比较的非极性基团如芳基或烷基化芳基。此外，本专利技术所用的离子液体在 低于-40°C下无改变粘度的相变。这特别可通过该阳离子具有小的对称性即由长的和短的 取代基所组合来实现。含高氟化的阴离子的离子液体是特别优选的，因为其通常具有高的热稳定性。也 可通过这类阴离子明显降低吸水性，如在双(三氟甲基磺酰基)亚氨离子阴离子情况下。本专利技术的润滑脂组合物可含单种离子液体或含由两种或更多种离子液体组成的混合物，其中该第二种离子液体不必是耐水的。所用离子液体的量分配是至少75-95%的第一种长链离子液体对5-25%的第二种离子液体。该第二种离子液体，在任意阳离子情况 下，优选选自含氟化阴离子的离子液体，所述氟化阴离子例如是双(氟烷基磺酰基)亚氨离 子，特别是双(三氟甲基磺酰基)亚氨离子、双(氟芳基)亚氨离子、三(全氟烷基)三磷 酸根和氟化的烷基磺酸根，或选自含任意阴离子但含上述长链阳离子的离子液体。此外，本专利技术所用的润滑脂组合物还含通常的添加剂或添加剂混合物，其选自防 腐剂如喷唑啉类(Oxaline)、三唑类(Tiazole)、丁二酸半酯、羧酸锌、磺酸钠、磺酸钙、磺酸 钡；抗氧化剂如芳族胺、芳族酚、亚磷酸盐、含硫化合物如二烷基二硫代磷酸酯；抗磨损剂 和耐特压添加剂如含磷和硫的化合物如二烷基二硫代磷酸锌、硫化的脂肪酸和脂肪酸酯、 二烷基硫化物和二烷基低聚硫化物和二烷基聚硫化物、硼酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
耐水的润滑脂组合物于至少－３０℃到至少１８０℃的温度用于防护处理以免于腐蚀和氧化的用途，该组合物由下列组分组成：（ａ）４０－９５重量％的离子液体，其阳离子选自季铵阳离子或鏻阳离子，且其阴离子选自双（全氟烷基磺酰基）亚氨离子，特别是双（三氟甲基磺酰基）亚氨离子、双（全氟芳基）亚氨离子、三（全氟烷基）三氟磷酸根，其中该离子液体的阳离子具有含至少８－２５个碳原子的疏水性长烷基链、芳基或烷芳基，并且该阳离子的所有疏水性的烷基、芳基或烷芳基含至少１５－６０个碳原子，且具有＜－３０℃的熔点，（ｂ）０．１－１０重量％的可溶性的在润滑剂中常用的添加剂，和（ｃ）５－６０重量％的耐水增稠剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M施密特阿梅伦克森，D佐恩，S格伦代，A赫普克，
申请(专利权)人：慕尼黑克吕伯尔润滑器两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[]