[发明专利]一种油溶性仲铵盐类离子液体及其制备和应用

说明书

本发明提供了一种油溶性仲铵盐类离子液体，是将等物质的量的二烷基胺与烷基酸或烯基酸混合，并进行低温反应，得到油溶性仲铵盐类离子液体[NXXHH][Y]。其在基础油中具有良好的溶解性能，作为润滑油添加剂制备的润滑剂组合物，在常温及高温条件下均表现出优异的减摩抗磨性能。本发明利用离子液体结构可设计性强的特点，采用简单酸碱中和的方法，一步获得仲铵盐类离子液体，制备工艺简单，无需经过烷基化、离子交换、分离、纯化等复杂的步骤，经济成本大幅降低，有利于解决离子液体在应用研究过程中的问题，促进离子液体作为添加剂在润滑领域的大规模应用。

技术领域

本发明涉及离子液体材料的制备，尤其涉及一种油溶性仲铵盐类离子液体的制备，主要作为减摩抗磨添加剂应用在润滑油领域。

背景技术

离子液体材料具有“零”蒸气压、宽液程、宽的电化学窗口、强的静电场、良好的离子导电性与导热性、高热容及热能储存密度和高热稳定性等特点，在有机合成、萃取分离、电化学、催化学科、纳米材料制备以及环境科学等领域具有重要的应用。刘维民院士在国际上率先报道（Ye C.，Liu W.，Chen Y，Yu L .，Chem. Commun.，2001, 21: 2244-2245.）离子液体作为润滑剂具有优异的摩擦学性能，有望成为新型的高性能液体润滑剂，并引发了国内外大量有关离子液体润滑剂的研究（Zhang S., Hu L., Qiao D., Tribol. Int.,2013, 66: 289-295；Li Y., Zhang S., Ding Q.， Tribol. Int.， 2017，114: 121-31）。随着研究的深入，研究人员发现：虽然离子液体作为润滑剂或润滑油添加剂已表现出卓越的减摩抗磨以及承载性能，但是在其应用研究过程中，发现仍存在着诸多不容忽视的问题，如：合成及后处理工艺复杂、经济成本高、在基础油中溶解性相容性差等，这些不足限制了离子液体在润滑领域的大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油溶性仲铵盐类离子液体的制备方法。

本发明的另一目的是提供该仲铵盐类离子液体作为减摩抗磨添加剂在润滑油领域的应用。

一、油溶性仲铵盐类离子液体的结构和合成

本发明的油溶性仲铵盐类离子液体，名称为[NXXHH][Y]，其中，X为R₁基团中碳原子数，Y为阴离子部分的简称。其结构通式如下：

式中，R₁为正丁基、正己基或正辛基中的一种，相对应的碳原子数X分别为4、6或8；R₂ 为正辛基、正癸基或7-十五烯基中的一种，对应的阴离子部分的简称Y分别为OcA、DeA或OA。

油溶性仲铵盐类离子液体的制备：将等物质的量的二烷基胺与烷基酸或烯基酸混合，并进行低温反应，即可得到目标离子液体。

所述二烷基胺的结构式为：

式中R₁为正丁基、正己基或正辛基中的一种。

所述烷基酸的结构式为：

式中，R₂ 为正辛基或正癸基中的一种。

所述烯基酸的结构式为：

式中，R₂ 为7-十五烯基。

所述低温反应是在0~20℃下反应2~7h。。

上述制备的仲铵盐类离子液体的结构经核磁共振图谱确定，记为[NXXHH][Y]。

二、油溶性仲铵盐类离子液体的性能