[发明专利]一类含氟双阳离子的离子液体润滑剂

说明书

(一)技术领域：本发明涉及一种液体润滑剂，尤其是新颖的一类含氟双阳离子的离子液体润滑剂。

(二)背景技术：随着空间科学的日益发展，用于军事或民用的空间机械也越来越先进。检验空间机械先进性的标准之一是其使用寿命。为了降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损，甚至冷却、清洗和防止污染摩擦副，从而延长空间的使用寿命，就必须用到润滑剂。

空间机械是在极其恶劣的环境下运行的。极端的温度、极低的蒸汽压等工作条件都限制或影响着传统工业润滑剂性能的发挥。对于卫星或是宇宙飞船，虽然也可以使用固体润滑剂、润滑脂、软金属涂层来润滑，但使用寿命都不长。而目前在空间机械中应用广泛的全氟聚醚容易在摩擦过程中降解，这会直接影响空间机械的使用寿命，而且价格昂贵，在一定程度上限制了全氟聚醚的使用。

作为近年来关注度越来越高的离子液体，就具有优异的摩擦学性能，可大幅度降低对偶部件滑动过程中的摩擦系数。它具备良好的物理和化学特性，如极低的挥发性、良好的热稳定性和粘温性，同时导电性能优良，不可燃，与其它有机溶剂互溶性好。

最近，用逆气相色谱质谱和火焰离子化检测表明，连接有烷基链的双阳离子离子液体比最常见的离子液体具有高得多的热稳定性。众所周知，无论是民用和军用飞机，还是宇宙飞船、微机电系统(MEMS)都需要有新的更高性能的润滑材料。比如，具有涡轮发动机和垂直电梯系统的先进军用飞机就需要高性能的润滑剂，满足其在温度区间-40℃～+330℃稳定工作超过4000小时。但是，现有的航空器润滑剂最多只能在接近150℃的温度下工作。这就促进了本发明中这类具有优良热稳定性等性能的离子液体润滑剂的产生与使用。

(三)发明内容：本发明的目的就是提供具有极低的挥发性、良好的热稳定性、粘温性及耐磨性的一类含氟双阳离子的离子液体润滑剂。

本发明的一类含氟双阳离子的离子液体润滑剂，具有下述通式

(I)：

其中X表示BF₄^-或PF₆^-，n为1-3之间的整数。

本发明润滑剂的制备方法是：

一、制备中间体A(包括A₁，A₂，A₃三个)

1、制备中间体A₁：

取2-甲基咪唑用DMSO溶解，加入氢氧化钠，在80-85℃温度下，搅拌反应1小时，加入原料反应24小时，冷至室温，加水，用三氯甲烷分次萃取，加入硅胶粉，溶剂挥发干后过柱，即得到中间体A₁

2、制备中间体A₂：

取2-甲基咪唑用DMSO溶解，加入氢氧化钠，在80-85℃温度下，搅拌反应1小时，加入原料反应24小时，冷至室温，加水，用三氯甲烷分次萃取，加入硅胶粉，溶剂挥发干后过柱，

即制得中间体A₂

3、制备中间体A₃：

取2-甲基咪唑用DMSO溶解，加入氢氧化钠，在80-85℃温度下，搅拌反应1小时，加入原料反应24小时，冷至室温，加水，用三氯甲烷分次萃取，加入硅胶粉，溶剂挥发干后过柱，即制得中间体A₃

二、制备中间体B(包括B₁，B₂，B₃三个)

1、制备中间体B₁：

取上述步骤中制备的中间体A₁，加入季铵化专用反应器中，再滴入CF₃CH₂CH₂CH₂Br，旋塞旋紧使反应空间密闭，在105-110℃温度下反应24小时，等冷至室温后，加入甲醇，转入旋蒸瓶中旋干，即得到中间体B₁

2、制备中间体B₂：

取上述步骤中制备的中间体A₂，加入季铵化专用反应器中，再滴入CF₃CH₂CH₂CH₂Br，旋塞旋紧使反应空间密闭，在105-110℃温度下反应24小时，等冷至室温后，加入甲醇，转入旋蒸瓶中旋干，即得到中间体B₂

3、制备中间体B₃：