近来随着机械技术的发展，发动机和马达的输出和转速越来越 高，因此需要能承受苛刻的使用条件的高效润滑油。此外，为了克 服能源和环境问题，需要具有降低燃料消耗作用和节能作用为基本 性能特征的润滑油。近年来，从节省资源的角度，所述润滑油还必 须具有长效(长期)性能。
在这些情况下，将来需要润滑油的粘度尽可能地低以降低粘度 阻力，否则会引起能量损耗；足够的耐热性；以及在长期使用条件 下的耐久性。
通常润滑油为主要由烃组成的有机材料。因此，当降低润滑油 的粘度时，会不可避免地增加润滑油的蒸汽压，通过蒸发导致润滑 油损耗并增加易燃性。特别是当润滑油例如用作处理高温物体的装 置(例如轧钢机)的液压流体时，从防火的角度，该润滑油必须不易燃。 在用于近年来开发的与信息相关的装置(例如硬盘装置)的精密发动机 时，为了最大程度地降低对周围的其他精密仪器的不利影响，需要 润滑油不易蒸发和扩散。
为了解决这些问题，迄今为止，提出使用脂肪酸酯、硅油和烃 基油(例如全氟聚醚)作为尽管蒸汽压低，但粘度小和耐热性好的润滑 油。但是，提出的这些材料也有缺点。更具体地讲，由于脂肪酸酯 的酯结构，其防水性差，对水解非常敏感。尽管硅油和烃基油耐热 性和防水性优异，但与常规的烃基润滑油相比，这些油的润滑性差。 因此，仍未能提供一种完全满足要求会越来越严格的润滑油。
近年已有这样的报道，在由阳离子和阴离子组成的有机离子液 体中，一类含有各种阴离子部分的乙基咪唑鎓热稳定性优异且离子 导电性高，认为在空气中液态稳定(例如参见专利文献1)。此后，对 这些离子液体的兴趣猛增，并对这些液体进行了广泛的研究。由于 离子液体具有热稳定性(不易挥发和不易燃)、离子密度高(离子导电 性高)、热容高和粘度低的特性，离子液体可用于各种用途，例如用 作太阳能电池的电解质(例如参见非专利文献1)和用于萃取/分离和反 应的溶剂。但是，还从未报道过使用上述有机离子液体作为润滑基 础油。
在离子液体中，其分子通过离子键键合，离子键比分子液体中 的分子间作用力强。因此，离子液体不易挥发、不易燃且对热和氧 化稳定。此外，由于离子液体尽管粘度低，但挥发性小且耐热性优 异，因此离子液体可能是唯一能满足未来所需的严格要求的润滑油。 但是，离子液体的物理性能在很大程度上取决于分子间的离子键。 因此，与分子液体(例如液体烃)的情况不同，离子液体的物理性能难 以从其分子结构来预知，不易通过改变分子结构来控制其性能(例如 粘度、粘度指数和倾点)。换言之，难以设计和合成具有目标物理性 能的离子液体，这点很困难。
此外，离子液体本身为由阳离子和阴离子形成的盐。因此，由 某些阳离子-阴离子组合形成的离子液体可以任意含量溶于水(例如参 考非专利文献2)。虽然这种离子液体在无水条件下不分解或引起腐 蚀，但离子液体在含水条件下吸水并可分解或引起腐蚀。在耐热性 优异的离子液体中，含有离子(例如咪唑啉鎓离子)的一类离子液体具 有氧化性或极易还原分解(例如参考非专利文献3)，含有另一种离子 (例如BF4-或Cl-)的一类离子液体有毒性，对环境有严重的负担。因此， 为了得到满足严格要求的润滑油，优选对组成离子进行严格的挑选。
此外，由带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子组成的离子液 体还具有电特性，例如按照电场排列并在电极表面形成带电的双层。 由于上述电特性，当对存在离子液体的润滑部位施加电场时，显现 电特性，摩擦特性可能会有某种程度的改变。
已公开了常规的调节摩擦的方法，所述方法包括向使用润滑油 的体系施加电场。例如某些方法使用将固体颗粒分散于液体介质中 形成的分散型带电粘稠流体(例如参见专利文献2和3)，其他方法使用 由液晶均匀溶剂形成的均匀的带电粘稠流体(例如参见专利文献4)。 所有的这些方法通过改变带电粘稠流体的物理性能(例如增加粘度)来 调节摩擦条件。因此，当摩擦条件(例如剪切速率和负载)难以克服时， 通常不能达到与粘度增加相称的效果。
[专利文献1]日本特开2003-31270
[专利文献2]日本特开平5(1993)-25488
[专利文献3]日本特开2000-1694
[专利文献4]日本特开2000-130687
[非专利文献1]J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，965(1992)
[非专利文献2]“Ionic Liquids：The Front and Future of Material Development”，CMC Publishing CO.，LTD
[非专利文献3]“M.Ui，Curr.Top.Electrochem.”，7，49(2000)。
发明公开
本发明所要解决的问题
在上述情况下构思本发明。因此，本发明的一个目标为提供这 样一种润滑油，所述润滑油尽管粘度小，但蒸汽压低、不易燃、耐 热性好、摩擦特性等同于常规的烃基润滑油，可在非常严格的条件(例 如高温和真空)下长时间使用。本发明的另一个目标为以简单的方法 提供了具有显著改进的物理性能(例如粘度指数、倾点等)的润滑油或 无毒、无腐蚀的润滑油。本发明的另一个目标为提供一种调节所述 润滑油的润滑特性的方法。本发明的另一个目标为提供一种使用任 一种所述润滑油的润滑油调节装置。
解决问题的方法
为了实现上述目标，本发明者进行了深入的研究，发现使用由 阳离子和阴离子形成的离子液体作为基础油可达到上述目标。基于 该发现完成了本发明。
因此，本发明提供了如下所述的润滑油、调节润滑特性的方法 以及润滑油调节装置。
1.一种润滑油，所述润滑油包含由阳离子和阴离子形成的离子 液体作为基础油，所述离子液体的离子浓度等于或大于1mol/dm3。
2.第1项的润滑油，其中所述离子液体的总酸值等于或小于 1mgKOH/g，所述润滑油包含50-100％质量的所述离子液体作为基础 油。
3.上述第1或2项的润滑油，其中所述离子液体用下式表示：
(Zp+)k(Aq-)m
其中Zp+表示阳离子；Aq-表示阴离子；p、q、k、m、p×k和q×m 均为1-3的整数，满足p×k＝q×m；当k或m等于或大于2时，Z或A可 相同或互不相同。
4.上述第3项的润滑油，其中所述离子液体用式Z+A-表示，其中 Z+表示阳离子，A-表示阴离子，所述离子液体的总酸值等于或小于 1mgKOH/g，所述润滑油包含50-100％质量的所述离子液体作为基础 油。
5.上述第4项的润滑油，其中所述离子液体为两种或多于两种离 子液体的混合物。
6.上述第5项的润滑油，其中所述混合物包含一种Z+和两种或多 于两种A-，两种或多于两种Z+和一种A-，或两种或多于两种Z+和两种 或多于两种A-。
7.上述第4-6项中任一项的润滑油，其中形成所述离子液体的阳 离子Z+用任一下式的结构表示：

其中各R1-R12可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基团。
8.上述第7项的润滑油，其中形成所述离子液体的阳离子Z+用任 一下式的结构表示：

其中各R1-R12可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基团。
9.上述第4-8项中任一项的润滑油，其中形成所述离子液体的阴 离子A-选自BF4-、PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1- x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、C6H5SO3-、CH3(C6H4)SO3-、 I-、I3-、F(HF)n-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)3C-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-、 B(CmY2(2m+1))4-、P(CmY2(2m+1))6-以及下式表示的阴离子，其中Y1表示碳 原子或硫原子，当存在多个Y1时，这些Y1可相同或互不相同；多个 (CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz基团可相同或互不相同；n为1-6的整数；x为0-13的 整数；当Y1为碳原子时，z为1-3的整数，当Y1为硫原子时，z为0-4的 整数；其中Y2为氢原子或氟原子，当存在多个Y2时，这些Y2可相同 或互不相同；多个(CmY2(2m+1))基团可相同或互不相同；m为0-6的整数，

其中各R13-R17可相同或互不相同，表示选自氢原子和(CnF(2n+1-x)Hx) 的基团；n和x如上定义。
10.上述第9项的润滑油，其中形成所述离子液体的阴离子A-选 自PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、 CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、((Cn(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-以及下式表示的阴 离子，其中Y1表示碳原子或硫原子；当存在多个Y1时，这些Y1可相 同或互不相同；n为1-6的整数；x为0-13的整数；当Y1为碳原子时，z 为1-3的整数，当Y1为硫原子时，z为0-4的整数，

其中各R13-R17可相同或互不相同，表示选自氢原子和(CnF(2n+1-x)Hx) 的基团；n和x如上定义。
11.上述第10项的润滑油，其中形成所述离子液体的阴离子A-选 自CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、 CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-以及下式表示的阴离子，其中n为1-6的整 数；x为0-13的整数，

其中各R13-R17可相同或互不相同，表示选自氢原子和(CnF(2n+1-x)Hx) 的基团；n和x如上定义。
12.上述第4-11项中任一项的润滑油，其中所述离子液体不包含 下式表示的阳离子、F-、Cl-、Bt-或BF4-，

其中各R1-R5可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基团。
13.一种润滑油，所述润滑油包含由两性离子形成的离子液体作 为基础油，其中阳离子和阴离子通过共价键相连，所述离子液体的 总酸值等于或小于1mgKOH/g，含量为50-100％质量。
14.上述第13项的润滑油，其中所述离子液体用下式表示：

其中各R1-R12可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基因；至少一个R1-R12为-(CH2)n-SO3- 或-(CH2)n-COO-，其中n为等于或大于0的整数，使得各烷基的碳原子 数为1-18。
15.上述第1-14项中任一项的润滑油，其中所述离子液体在40℃ 下测得的运动粘度为1-1,000mm2/s。
16.上述第1-15项中任一项的润滑油，其中所述离子液体的倾点 等于或小于-10℃。
17.上述第1-16项中任一项的润滑油，其中所述离子液体的粘度 指数等于或大于80。
18.上述第1-17项中任一项的润滑油，其中所述离子液体的闪点 等于或大于200℃。
19.上述第1-18项中任一项的润滑油，所述润滑油包含至少一种 选自抗氧化剂和极压添加剂的物质。
20.上述第1-18项中任一项的润滑油，其中所述润滑油的含水量 等于或小于所述润滑油质量的500ppm。
21.一种调节润滑特性的方法，其特征在于所述方法包括向上述 第1-20项中任一项的润滑油施加电场。
22.一种润滑特性调节装置，所述装置用于调节两个润滑构件之 间的接触区域的润滑特性，其特征在于所述装置使用引入所述接触 区域的第1-20项中任一项的润滑油，所述装置包括将所述接触区域夹 在中间的电极对，所述电极与所述润滑构件接触或不接触，并且所 述电极向所述接触区域施加电场。
发明效果
本发明的润滑油包含离子液体作为基础油，所述润滑油尽管粘 度小，但蒸汽压低、不易燃、耐热性好、摩擦特性等同于常规的烃 基润滑油，可在非常严格的条件(例如高温和真空)下长时间使用。本 发明还以简单的方法提供了具有显著改进的物理性能(粘度指数、倾 点等)的润滑油或无毒、无腐蚀的润滑油。本发明还提供了一种调节 润滑油的润滑特性的方法以及使用任一种所述润滑油的润滑油特性 调节装置。
实施本发明的最佳方式
本发明的润滑油包含由阳离子和阴离子形成的离子液体作为基 础油，在20℃下测得所述离子液体的离子浓度等于或大于1mol/dm3。 为了在不使用水或其他溶剂的情况下达到强的离子氛和单一的阳离 子和阴离子之间的静电相互作用，需要离子浓度等于或大于 1mol/dm3，优选等于或大于1.5mol/dm3，更优选等于或大于2mol/dm3。 本文使用的概念“离子浓度”是指用以下的关系计算出的数值：
[离子液体的密度(g/cm3)/离子液体的分子量(Mw)(g/mol)]× 1000。
优选本发明的润滑油包含50-100％质量的总酸值等于或小于 1mgKOH/g的离子液体。可使用下式表示的离子液体：
(Zp+)k(Aq-)m
其中Zp+表示阳离子；Aq-表示阴离子；p、q、k、m、p×k和q×m 均为1-3的整数，满足p×k＝q×m；当k或m等于或大于2时，Z或A可 相同或互不相同。在本发明中，上式中的p、q、k或m优选等于或小 于2。更优选所述润滑油包含50-100％质量的用式Z+A-表示的离子液 体(其中Z+表示阳离子，A-表示阴离子)；即上式中p、q、k和m为1。 优选本发明的润滑油的离子液体的含量为70-100％质量，更优选90- 100％质量。
优选上述阳离子Z+用任一下式的结构表示：

其中各R1-R12可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基团。
作为R1-R12中任一个的可含有醚键的C1-C18烷基的实例有甲基、 乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、 己基、庚基、辛基和2-甲氧基乙基。所述C1-C18烷氧基的实例有甲氧 基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧 基、叔丁氧基、戊氧基、庚氧基和辛氧基。在本发明中，优选为C1- C10烷基。
在上述阳离子Z+中，更优选以下种类：

其中各R1-R12如上定义。
优选的阴离子A-的实例有BF4-、PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1- x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、 C6H5SO3-、CH3(C6H4)SO3-、I-、I3-、F(HF)n-、((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)3C-、 ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-、B(CmY2(2m+1))4-、P(CmY2(2m+1))6-以及下式表示的 阴离子，其中Y1表示碳原子或硫原子，当存在多个Y1时，这些Y1可 相同或互不相同；多个(CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz团可相同或互不相同；n为 1-6的整数；x为0-13的整数；当Y1为碳原子时，z为1-3的整数，当Y1 为硫原子时，z为0-4的整数；其中Y2为氢原子或氟原子，当存在多个 Y2时，这些Y2可相同或互不相同；多个(CmY2(2m+1))基团可相同或互不 相同；m为0-6的整数，

其中各R13-R17可相同或互不相同，表示选自氢原子和(CnF(2n+1-x)Hx) 的基团；n和x如上定义。其中，特别优选含有氟原子的阴离子。
在上述阴离子A-中，更优选PF6-、CnH(2n+1)OSO3-、(CnF(2n+1- x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3-、 ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1Oz)2N-以及上式表示的阴离子，其中Y1表示碳原子或 硫原子；当存在多个Y1时，这些Y1可相同或互不相同；n为1-6的 整数；x为0-13的整数；当Y1为碳原子时，z为1-3的整数，当Y1 为硫原子时，z为0-4的整数。特别优选的阴离子有CnH(2n+1)OSO3-、 (CnF(2n+1-x)Hx)SO3-、(CnF(2n+1-x)Hx)COO-、NO3-、CH3SO3-、(CN)2N-、HSO3- 以及如上表示的阴离子，其中n为1-6的整数；x为0-13的整数。
式(Zp+)k(Aq-))m表示的用作基础油的离子液体的实例有下式表示的 物质：

其中M表示选自H+、Li+、Na+、K+、Pb+和Cs+的阳离子；n为 0-18的整数。
式Z+A-表示的用作基础油的离子液体的具体实例有四氟硼酸1- 丁基-3-甲基咪唑鎓、六氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓、六氟磷酸1-己 基-3-甲基咪唑鎓、双(三氟甲磺酰基)亚胺化1-丁基-3-甲基咪唑鎓(1- butyl-3-thylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)、四氟硼酸 烷基吡啶鎓、六氟磷酸烷基吡啶鎓、双(三氟甲磺酰基)亚胺化烷基吡 啶鎓、四氟硼酸烷基铵、六氟磷酸烷基铵、双(三氟甲磺酰基)亚胺化 烷基铵、四氟硼酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵、六氟磷酸 N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵和双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N- 二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵。这类离子液体可单独使用或使用其 中的两种或多于两种的组合。在离子液体的总酸值大于1mgKOH/g 的情况下，为了将总酸值调节至等于或小于1mgKOH/g，使用两种 或多于两种离子液体的组合。
在本发明中，优选的离子液体为六氟磷酸烷基吡啶鎓、双(三氟 甲磺酰基)亚胺化烷基吡啶鎓、六氟磷酸烷基铵、双(三氟甲磺酰基) 亚胺化烷基铵、六氟磷酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵和双(三 氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵。
通过使用两种或多于两种离子液体作为基础油，可制备具有显 著改进的物理特性(粘度指数、倾点等)的润滑油。在这种情况下，可 以任意的比例混合这些类型的离子液体。从达到混合效果的角度， 优选将每种离子液体的含量调节至等于或大于混合物质量的10％。例 如所述混合物包含一种Z+和两种或多于两种A-，两种或多于两种Z+和 一种A-，或两种或多于两种Z+和两种或多于两种A-。
所述混合物的具体实例有四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓和双(三 氟甲磺酰基)亚胺化1-丁基-3-甲基咪唑鎓的混合物、六氟磷酸烷基吡 啶鎓和双(三氟甲磺酰基)亚胺化烷基吡啶鎓的混合物、双(三氟甲磺 酰基)亚胺化烷基铵和双(三氟甲磺酰基)亚胺化1-丁基-3-甲基咪唑鎓 的混合物、四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓和双(三氟甲磺酰基)亚胺化 N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵的混合物、六氟磷酸1-丁基-3-甲 基咪唑鎓和双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙 基)铵的混合物、双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧 基乙基)铵和四氟硼酸烷基吡啶鎓的混合物以及双(三氟甲磺酰基)亚 胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵和六氟磷酸烷基吡啶鎓的 混合物。
其中，优选四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓和双(三氟甲磺酰基) 亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵的混合物、六氟磷酸1- 丁基-3-甲基咪唑鎓和双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2- 甲氧基乙基)铵的混合物、双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基N-甲 基(2-甲氧基乙基)铵和四氟硼酸烷基吡啶鎓的混合物以及双(三氟甲磺 酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵和六氟磷酸烷基吡 啶鎓的混合物。
使用不包含下式表示的阳离子(咪唑鎓)、F-、Cl-、Br-或BF4-的离 子液体用作基础油可制备无毒、无腐蚀的润滑油：

其中各R1-R5可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基团。这种离子液体的具体实例有 六氟磷酸烷基吡啶鎓、双(三氟甲磺酰基)亚胺化烷基吡啶鎓、六氟磷 酸烷基铵、双(三氟甲磺酰基)亚胺化烷基铵、六氟磷酸N，N-二乙基-N- 甲基(2-甲氧基乙基)铵和双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基 (2-甲氧基乙基)铵。其中，优选双(三氟甲磺酰基)亚胺化烷基吡啶鎓、 双(三氟甲磺酰基)亚胺化烷基铵和双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙 基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵。
在本发明中，可使用由两性离子形成的离子液体作为基础油， 其中阳离子和阴离子通过共价键相连，所述离子液体的总酸值等于 或小于1mgKOH/g。所述两性离子液体的含量为50-100％质量，优选 为70-100％质量，更优选为90-100％质量。
例如所述离子液体用任一下式的结构表示：

其中各R1-R12可相同或互不相同，表示选自氢原子、可含有醚键 的C1-C18烷基以及C1-C18烷氧基的基团；至少一个R1-R12为-(CH2)n-SO3- 或-(CH2)n-COO-，其中n为等于或大于0的整数，使得各烷基的碳原子 数为1-18。
其具体的实例有1-甲基-1，3-咪唑鎓-N-丁磺酸盐和N，N-二乙基-N- 甲基铵丁磺酸盐。
从润滑构件防腐蚀的角度，需要上述离子液体的总酸值等于或 小于1mgKOH/g，优选等于或小于0.5mgKOH/g，更优选等于或小于 0.3mgKOH/g。
从防止因粘度阻力阻止的挥发损耗和能量损耗的角度，优选上 述离子液体在40℃下测得的运动粘度为1-1,000mm2/s，更优选为2- 320mm2/s，还更优选为5-100mm2/s。
从防止低温粘度阻力增加的角度，优选上述离子液体的倾点等 于或小于-10℃，更优选等于或小于-20℃，还更优选等于或小于-30 ℃。
从降低基础油挥发损耗的角度，优选上述离子液体的闪点等于 或大于200℃，更优选等于或大于250℃，还更优选等于或大于300℃。
为了防止随温度而变化的粘度过度增加，优选上述离子液体的 粘度指数等于或大于80，更优选等于或大于100，还更优选等于或大 于120。
只要不削弱本发明的效果，本发明的润滑油可包含添加剂。所 述添加剂的实例有抗氧化剂、油性试剂、极压添加剂、洗涤分散剂、 粘度指数改进剂、防锈剂、金属减活剂和消泡剂。这些添加剂可单 独使用和使用其中的两种或多于两种的组合。
作为抗氧化剂，可使用常规用于烃基润滑油的胺基抗氧化剂、 酚基抗氧化剂和硫基抗氧化剂。这些抗氧化剂可单独使用和使用其 中的两种或多于两种的组合。所述胺基抗氧化剂的实例有单烷基二 苯胺，例如单辛基二苯胺和单壬基二苯胺；二烷基二苯胺，例如4，4′- 二丁基二苯胺、4，4′-二戊基二苯胺、4，4′-二己基二苯胺、4，4′-二庚基 二苯胺、4，4′-二辛基二苯胺和4，4′-二壬基二苯胺；多烷基二苯胺，例 如四丁基二苯胺、四己基二苯胺、四辛基二苯胺和四壬基二苯胺； 以及萘胺，例如α-萘胺、苯基-α-萘胺、丁基苯基-α-萘胺、戊基苯基- α-萘胺、己基苯基-α-萘胺、庚基苯基-α-萘胺、辛基苯基-α-萘胺和壬 基苯基-α-萘胺。
所述酚基抗氧化剂的实例有一元酚抗氧化剂，例如2，6-二叔丁 基-4-甲基苯酚和2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚；和二元酚抗氧化剂，例 如4，4′-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)和2，2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基 苯酚)。
所述硫基抗氧化剂的实例有2，6-二叔丁基-4-(4，6-双辛硫基-1，3，5- 三嗪-2-基氨基)苯酚；硫代萜(thioterpene)混合物，例如五硫化二磷和 蒎烯的反应产物；以及硫代二丙酸二烷基酯，例如硫代二丙酸二月 桂酯和硫代二丙酸二硬脂酯。
一种或多种抗氧化剂的用量通常占所述润滑油总质量的约0.01- 10％，优选为0.03-5％。
所述油性试剂的实例有脂肪酸化合物，例如脂肪醇、脂肪酸和 脂肪酸金属盐；酯化合物，例如多元醇酯、脱水山梨糖醇酯和甘油 酯；以及胺化合物，例如脂族胺。所述脂肪醇用以下通式(I)表示：
R18-OH  (I)
其中R18表示选自具有8-30个，优选10-24个碳原子的烷基、 烯基、烷芳基和芳烷基的基团。所述C8-C30烷基的实例有辛基、壬 基、癸基、十一烷基、硬脂基、月桂基和棕榈基。所述C8-C30烯基 的实例有辛烯基、壬烯基、癸烯基和十八烷烯基例如油基。所述C8- C30烷芳基的实例有二甲基苯基、二乙基苯基、二丙基苯基、甲基萘 基和乙基萘基。所述C8-C30芳烷基的实例有苯乙基和萘基甲基。其 中，优选硬脂基和油基。
所述脂肪酸化合物可用以下通式(II)表示：
(R19-COO)n-X1      (II)
其中R19表示选自具有8-30个，优选10-24个碳原子的烷基、 烯基、烷芳基和芳烷基的基团；X1表示选自H、K、Na、Mg、Ca、 Al、Zn、Fe、Cu和Ag的原子。作为R19的C8-C30烷基、烯基、烷芳 基和芳烷基的实例与上述相同，优选为硬脂基和油基。X1优选为H、 K、Al或Zn。“n”为1-3的整数。
所述多元醇酯的实例有多元醇(例如新戊二醇、三羟甲基丙烷或 季戊四醇)和下式(III)表示的脂肪酸的酯化产物：
R20-COOH  (III)
其中R20表示选自具有8-30个，优选8-24个碳原子的烷基、烯 基、烷芳基和芳烷基的基团。选自具有8-30个碳原子且作为R20的 烷基、烯基、烷芳基和芳烷基的基团的实例与上述相同，特别优选 辛基。
所述脱水山梨糖醇酯用以下通式(IV)表示：

其中R21-R25表示选自H、OH和CH2OCOR26的基团；R26表示 具有9-30个，优选10-24个碳原子的烷基或烯基。作为R26的C9-C30 烷基的实例有壬基、癸基、十一烷基、硬脂基、月桂基和棕榈基。 所述C9-C30烯基的实例有壬烯基、癸烯基和十八烯基。优选的脂肪 酸的实例有月桂酸、硬脂酸、棕榈酸和油酸。
所述甘油酯用以下通式(V)表示：

其中X2-X4表示OH或OCOR27；R27表示具有8-30个，优选10- 24个碳原子的烷基或烯基。作为R27的C8-C30烷基或烯基的实例与上 述相同。优选的脂肪酸的实例有月桂酸、硬脂酸、棕榈酸和油酸。
所述脂肪酸胺的实例有下式(VI)表示的单取代、二取代和三取代 胺：
R28mNH3-m  (VI)
其中R28表示选自C3-C30(优选C8-C24)烷基和烯基、C6-C30(优选 C6-C15)芳基和芳烷基以及C2-C30(优选C2-C18)羟烷基的基团；m为1-3 的整数。其中，作为R28的烷基和烯基可为直链、支链或环状的。所 述C3-C30烷基和烯基以及C6-C30芳基和芳烷基的实例与上述相同。所 述C2-C30羟烷基的实例有羟乙基和羟丙基。
从加入的效果来看，这些油性试剂的用量通常占所述润滑油总 质量的约0.1-30％，优选为0.5-10％。
所述极压添加剂的实例有含硫试剂、含磷试剂、含硫和金属的 试剂以及含磷和金属的试剂。这些极压添加剂可单独使用或使用其 中的两种或多于两种的组合。只要其分子中含有硫原子和/或磷原子 并具有耐负荷和耐磨性，可使用任一种极压添加剂。其分子中含有 硫原子的极压添加剂的实例有硫化的油脂、硫化的脂肪酸、硫化的 酯、硫化的烯烃、二烃基多硫化物、噻二唑化合物、烷基硫代氨基 甲酰基化合物、三嗪化合物、硫代萜化合物以及硫代二丙酸二烷基 酯化合物。
所述硫化的油脂通过油脂(例如猪脂、鲸油、植物油或鱼油)与硫 或含硫化合物反应制备。虽然对硫含量不特别限制，其含量优选为 5-30％质量。其具体的实例有硫化的猪脂、硫化的菜子油、硫化的蓖 麻油、硫化的豆油和硫化的米糠油。所述硫化的脂肪酸的实例有硫 化的油酸。所述硫化的酯的实例有硫化的油酸甲酯和硫化的米糠脂 肪酸的辛酯。
所述硫化的烯烃的实例有下式(VII)表示的化合物：
R29-Sa-R30    (VII)
其中R29表示C2-C15(优选C4-C8)烯基，R30表示C2-C15(优选C4-C8) 烷基或烯基；a为1-8的整数，优选为1-3。这些化合物通过C2-C15 烯烃或其二聚物至四聚物与硫化试剂(例如硫或氯化硫)反应制备。优 选的C2-C15烯烃包括丙烯、异丁烯和二异丁烯。
所述二烃基多硫化物的实例有下式(VIII)表示的化合物：
R29-Sb-R30    (VIII)
其中R31和R32可相同或互不相同，均表示C1-C20(优选C4-C18)烷 基或环烷基、C6-C20(优选C6-C15)芳基、C7-C20(优选C7-C15)烷芳基或 C7-C20(优选C7-C15)芳烷基；b为2-8的整数，优选为2-4。当R31和R32 均为烷基时，该化合物称为烷基硫醚。
在式(VIII)中，R31或R32表示的基团的实例有甲基、乙基、正丙 基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚 基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、环己基、环辛基、苯基、萘基、 甲苯基、二甲苯基、苄基和乙氧苯基。
优选的二烃基多硫化物的实例有二苄基多硫化物、二壬基多硫 化物、二月桂基多硫化物、二丁基多硫化物、二辛基多硫化物、二 苯基多硫化物和二环己基多硫化物。
优选使用的噻二唑化合物的实例有下式(IX)或(X)表示的1，3，4-噻 二唑、1，2，4-噻二唑化合物和1，4，5-噻二唑：

其中R33-R36均表示氢原子、C1-C20(优选C4-C13)烃基；c-f均为0- 8的整数，优选为1-4。优选的噻二唑化合物的具体实例有2，5-二(正 己基二硫基)-1，3，4-噻二唑、2，5-二(正辛基二硫基)-1，3，4-噻二唑、2，5- 二(正壬基二硫基)-1，3，4-噻二唑、2，5-二(1，1，3，3-四甲基丁基二硫基)- 1，3，4-噻二唑、3，5-二(正己基二硫基)-1，2，4-噻二唑、3，5-二(正辛基二硫 基)-1，2，4-噻二唑、3，5-二(正壬基二硫基)-1，2，4-噻二唑和3，5-二(1，1，3，3- 四甲基丁基二硫基)-1，2，4-噻二唑。
优选使用的烷基硫代氨基甲酰基化合物的实例有下式(XI)表示的 化合物：

其中R37-R40均表示C1-C20(优选C4-C8)烷基；g为1-8的整数， 优选为1-3。优选的烷基硫代氨基甲酰基化合物的具体实例有双(二甲 基硫代氨基甲酰基)硫醚、双(二丁基硫代氨基甲酰基)硫醚、双(二甲 基硫代氨基甲酰基)二硫化物、双(二丁基硫代氨基甲酰基)二硫化物、 双(二戊基硫代氨基甲酰基)二硫化物和双(辛基硫代氨基甲酰基)二硫 化物。
所述含硫或磷和金属的极压添加剂的实例有二烷基硫代氨基甲 酸锌(Zn-DTC)、二烷基硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)、二烷基硫代氨基 甲酸铅、二烷基硫代氨基甲酸锡、二烷基硫代磷酸锌(Zn-DTP)、二 烷基硫代磷酸钼(Mo-DTP)、磺酸钠和磺酸钙。
其分子中含磷的极压添加剂的典型的实例有磷酸酯及其胺盐。 所述磷酸酯包括下式(XII)-(XVI)表示的磷酸酯、酸式磷酸酯、亚磷酸 酯和酸式亚磷酸酯：

其中R41-R51可相同或互不相同，均表示具有4-30(优选4-18)个 碳原子的烷基、烯基、烷芳基或芳烷基。
所述磷酸酯的实例有磷酸三芳基酯、磷酸三烷基酯、磷酸三烷 芳基酯、磷酸三芳烷基酯和磷酸三烯基酯。其具体的实例有磷酸三 苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸苄酯二苯酯、磷酸乙酯二苯酯、磷酸三 丁酯、磷酸乙酯二丁酯、磷酸甲苯酯二苯酯、磷酸二(甲苯酯)苯酯、 磷酸(乙基苯酯)二苯酯、磷酸二(乙基苯酯)苯酯、磷酸(丙基苯酯)二 苯酯、磷酸二(丙基苯酯)苯酯、磷酸三(乙基苯酯)、磷酸三(丙基苯酯)、 磷酸(丁基苯酯)二苯酯、磷酸二(丁基苯酯)苯酯、磷酸三(丁基苯酯)、 磷酸三己酯、磷酸三(2-乙基己酯)、磷酸三癸酯、磷酸三(十二烷基酯)、 磷酸三(十四烷基)酯、磷酸三(十六烷基)酯、磷酸三(十八烷基)酯和 磷酸三油醇酯。
所述酸式磷酸酯的实例有酸式磷酸(2-乙基己酯)、酸式磷酸乙 酯、酸式磷酸丁酯、酸式磷酸油醇酯、酸式磷酸二十四烷基酯、酸 式磷酸异癸酯、酸式磷酸十二烷基酯、酸式磷酸三癸酯、酸式磷酸 十八烷基酯和酸式磷酸异十八烷基酯。
所述亚磷酸酯的实例有亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸 三苯酯、亚磷酸三甲苯酯、亚磷酸三(壬基苯酯)、亚磷酸三(2-乙基己 酯)、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三(十二烷基酯)、亚磷酸三异辛酯、亚 磷酸二苯酯异癸酯、亚磷酸三(十八烷基酯)和亚磷酸三油醇酯。
所述酸式亚磷酸酯的实例有亚磷酸二丁酯、亚磷酸二(十二烷基 酯)、亚磷酸二油醇酯、亚磷酸二(十八烷基酯)和亚磷酸二苯酯。与 磷酸酯形成胺盐的所述胺的实例有下式(XVII)表示的单取代胺、二取 代胺和三取代胺：
R52hNH3-h          (XVII)
其中R52表示C3-C30(优选C4-C18)烷基或烯基、C6-C30(优选C6-C15) 芳基或芳烷基、C2-C30(优选C2-C18)羟烷基；h为1、2或3；当存在 多个R52时，这些R52可相同或互不相同。在上式(XVII)中，R52表示 的C3-C30烷基或烯基可为直链、支链或环状的。
所述单取代胺的实例有丁胺、戊胺、己胺、环己胺、辛胺、月 桂胺、硬脂胺、油胺和苄胺。所述二取代胺的实例有二丁胺、二戊 胺、二己胺、二环己胺、二辛胺、二月桂胺、二硬脂胺、二油胺、 二苄胺、硬脂基单乙醇胺、癸基单乙醇胺、己基单丙醇胺、苄基单 乙醇胺、苯基单乙醇胺和甲苯基单丙醇。所述三取代胺的实例有三 丁胺、三戊胺、三己胺、三环己胺、三辛胺、三月桂胺、三硬脂胺、 三油胺、三苄胺、二油基单乙醇胺、二月桂基单丙醇胺、二辛基单 乙醇胺、二己基单丙醇胺、二丁基单丙醇胺、油基二乙醇胺、硬脂 基二丙醇胺、月桂基二乙醇胺、辛基二丙醇胺、丁基二乙醇胺、苄 基二乙醇胺、苯基二乙醇胺、甲苯基二丙醇胺、二甲苯基二乙醇胺、 三乙醇胺和三丙醇胺。
从加入的效果和成本来看，一种或多种极压添加剂的用量通常 占所述组合物总质量的约0.01-30％，更优选0.01-10％。
所述洗涤分散剂的实例有金属磺酸盐、金属水杨酸盐、金属酚 盐和琥珀酰亚胺。从加入的效果来看，一种或多种洗涤分散剂的用 量通常占所述组合物总质量的约0.1-30％，优选0.5-10％。
所述粘度指数改进剂的实例有聚甲基丙烯酸酯、分散型聚甲基 丙烯酸酯、烯烃共聚物(例如乙烯-丙烯共聚物)、分散型烯烃共聚物 和苯乙烯共聚物(例如苯乙烯-二烯氢化共聚物)。
从加入的效果来看，优选一种或多种粘度指数改进剂的用量通 常占所述润滑油总质量的约0.5-35％，优选1-15％。
所述防锈剂的实例有金属磺酸盐和琥珀酸酯。从加入的效果来 看，一种或多种防锈剂的用量通常占所述润滑油总质量的约0.01- 10％，优选0.05-5％。
所述金属减活剂的实例有苯并三唑类和噻二唑类。从加入的效 果来看，优选一种或多种金属减活剂的用量占所述润滑油总质量的 约0.01-10％，优选0.01-1％。
所述消泡剂的实例有甲基硅油、氟硅油和聚丙烯酸酯。从加入 的效果来看，一种或多种消泡剂的用量通常占所述润滑油总质量的 约0.0005-0.01％。
只要不削弱本发明的效果，本发明的润滑油可与其他基础油组 合使用。所述其他基础油可适当地选自矿物油和合成油。所述矿物 油的实例有通过常压蒸馏石蜡基原油、中间基原油或环烷基原油得 到的馏出物；通过减压蒸馏常压蒸馏的残余物得到的馏出物；以及 通过常规精制方法由所述馏出液得到的精制油。其具体的实例有溶 剂精制油、加氢精制油、脱蜡油和粘土处理的油。
所述合成油的实例有低分子量的聚丁烯、低分子量的聚丙烯、 C8-C14α-烯烃低聚物及其氢化产品；酯化合物，例如多元醇酯(例如三 羟甲基丙烷脂肪酸酯和季戊四醇脂肪酸酯)、二元酸酯、芳族聚丙烯 羧酸酯(例如1，2，4-苯三酸酯和1，2，4，5-苯四酸酯)和磷酸酯；烷基芳族 化合物，例如烷基苯和烷基萘；硅油；聚苯；烷基取代的二苯基醚； 聚苯醚；磷腈化合物；以及氟代烃油(例如氟代烃和全氟聚醚)。
这些其他基础油可单独使用或使用其中的两种或多于两种的组 合。
为了防止粘度下降和腐蚀，优选本发明的润滑油的含水量等于 或小于所述润滑油总质量的3,000ppm，更优选等于或小于500ppm， 特别优选等于或小于100ppm。优选使用不含水的溶剂，以将所述润 滑油的含水量调节至500ppm。
使用包含在本发明的润滑油中的离子液体的电性能，通过向所 述润滑油施加电场，可有目的地将阳离子和阴离子吸附在摩擦表面 上，从而形成润滑保护膜。所述润滑保护膜能调节润滑油的特性(例 如摩擦特性)。不特别限定施加电场的方式。例如可使用以下方法， 方法(1)：用润滑油填充摩擦部位，摩擦部位位于互相滑动的两个摩 擦构件之间，用非接触方法放置电极(例如将摩擦部位夹在电极之 间)，随后对润滑油施加电压，和方法(2)：用润滑油填充摩擦部位， 摩擦部位位于由导电性材料制成并互相滑动的两个摩擦构件之间， 向两个摩擦构件直接施加电压。从安全性、成本和施加效果来看， 施加的电压通常为约0.1-5×106mV，优选0.1-5×103mV，更优选 0.1-100mV。所施加的电压可为直流电压或交流电压。
使用本发明的润滑油可制造用于调节两个润滑构件之间的接触 区域的润滑特性的润滑特性调节装置。在所述润滑特性调节装置中， 本发明的润滑油存在于两个润滑构件之间的接触区域，放置电极对 以将所述接触区域夹在中间，使得所述电极与所述润滑构件接触或 不接触。
在本发明的润滑特性调节装置的一个或两个润滑构件由非导电 性材料制成的情况下，电力线形状(pattern)为电力线从一个电极穿透 接触区域至另一个电极。或者，与其他电力线形状相比较，这种电 力线形状占优势。在两个润滑构件由导电性材料制成的情况下，电 力线形状为电力线依次通过一个润滑构件、接触区域和另一个润滑 构件从一个电极至另一个电极。或者，与其他电力线形状相比较， 这种电力线形状占优势。
在使用本发明的润滑特性调节装置时，用润滑油填充两个润滑 构件之间的接触区域，使用电极对向所述润滑油施加电场。通过施 加电场，形成依次通过一个润滑构件、接触区域和另一个润滑构件 从一个电极至另一个电极的电力线形状和其他电力线形状。因此， 存在于润滑区域的润滑油的内剪切应力随电压的变化而变化，导致 润滑特性的变化，观察到的现象是粘度变化。
实施例
下面通过以下的实施例更详细地描述本发明，应理解的是，这 些实施例不是要限制本发明。通过以下方法测定润滑油的特性。
(1)运动粘度
根据JIS K2283中规定的“Kinematic viscosity test for petroleum products(石油产品的运动粘度测试)”方法测定。
(2)粘度指数
根据JIS K2283中规定的“Kinematic viscosity test for petroleum products(石油产品的运动粘度测试)”方法测定。
(3)倾点
根据JIS K2269测定。
(4)总酸值
根据JIS K2501中规定的“Lube oil neutralization test(润滑油中 和测试)”方法，使用电位计测定。
(5)闪点
根据JIS K2265的C.O.C.方法测定。
(6)含水量
根据JIS K2275测定。
(7)质量减少5％的温度
使用差热分析仪，在10℃/分钟的升温条件下测定试样的质量从 初始质量减少5％的温度。质量减少5％的温度较高说明耐蒸发和耐 热性优异。
(8)腐蚀性能
将切成窄条的铁片(纯度：99.9％)浸泡在各试样(10ml)中，于100 ℃下静置3小时。随后，观察该铁片的外观，计算浸泡前后该铁片 的质量差异。
(9)摩擦特性(I)
在室温、负荷：20N、滑动速度：0.5m/s和测试时间30分钟的 条件下，使用pin disk tester(购自CSEM)进行ball-on-disk摩擦试验。 使用由SUJ-2制备的试样(球(ball)和圆盘(disk))。测定平均摩擦系数(μ) 和球的磨耗痕径。平均摩擦系数(μ)和球的磨耗痕径较小说明摩擦特 性优异。
(10)摩擦特性(II)
在75℃、负荷：20N、频率：1Hz和滑动距离：5mm的条件下， 使用ball-on-disk型相互摩擦试验机，评价施加电压或不施加电压时 摩擦系数的变化。使用由SUJ-2制备的试样(球和圆盘)。施加电压 (100mV)，测定试验5分钟后和15分钟后的平均摩擦系数(μ)。
(11)基础油的离子浓度
在20℃下测定离子液体1-4的密度和分子量(Mw)，用以下关系式 计算各离子浓度：[离子液体的密度(g/cm3)/离子液体的分子量 (Mw)(g/mol)]×1000。得到离子液体1-4的密度和分子量(Mw)分别为 1.283g/cm3和197.97g/mol(离子液体1)、1.453g/cm3和416.36g/mol(离 子液体2)、1.420g/cm3和426.40g/mol(离子液体3)和1.208g/cm3和 226.02g/mol(离子液体4)。
实施例1-5和比较实施例1-7
用表1所列的各组分制备润滑油，评价各试样的上述特性。结 果示于表1。
表1-1

表1-2

(注)
离子液体1：四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓
离子液体2：双(三氟甲磺酰基)亚胺化丁基吡啶鎓
离子液体3：双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲 氧基乙基)铵
离子液体4：四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓
聚α-烯烃：1-癸烯低聚物
多元醇聚酯：三羟甲基丙烷C8、C10脂肪酸酯
芳香酯：偏苯三酸三(正辛酯)
全氟聚醚：Fomblin MO3(购自Solvat Solexis)
胺基抗氧化剂：4，4-二丁基二苯胺(4，4-dibutyldiphenylamine)
TCP：磷酸三(甲苯酯)
DBDS：二苄基二硫化物
毒性：采用有毒有害物质检验法规定的标准来评价毒性，(大鼠， 口服)LD50为30-300mg/kg的化合物认为是有毒物质。
从表1可见，实施例1-5的润滑油试样尽管粘度低，但闪点等 于或大于300℃，通过差热分析(DTA)测定质量减少5％的温度高， 说明这些润滑油试样不易挥发且耐热性优异。此外，实施例1-5的润 滑油试样的摩擦系数小且球磨耗痕径小，说明这些润滑油试样的摩 擦特性优异。
相反，比较实施例1-7的润滑油试样尽管耐热性和耐磨性优异， 但所含离子液体的总酸值大于1mgKOH/g，非常易腐蚀。因此，这 些试样不适于用作金属制品的润滑油。
实施例6-15
用表2所列的各组分制备润滑油，评价各试样的上述特性。结 果示于表2。
表2-1

表2-2

(注)
离子液体5：四氟硼酸N，N-二乙基-N-甲基(2-甲氧基乙基)铵
离子液体6：双(三氟甲磺酰基)亚胺化丁基吡啶鎓
胺基抗氧化剂：4，4-二丁基二苯胺
TCP：磷酸三(甲苯酯)
DBDS：二苄基二硫化物
由表2可见，与使用单一的润滑油相比，组合使用两种类型的 离子液体提高了粘度指数和倾点。
实施例16-17和比较实施例8和9
用表3所列的各组分制备润滑油，评价各试样的上述特性。结 果示于表3。
表3

(注)
离子液体3：双(三氟甲磺酰基)亚胺化N，N-二乙基-N-甲基(2-甲 氧基乙基)铵
胺基抗氧化剂：4，4-二丁基二苯胺
TCP：磷酸三(甲苯酯)
由表3可见，对实施例16和比较实施例8进行比较，对实施例 17和比较实施例9进行比较，说明通过对其施加电场可改进润滑油 的摩擦特性。
工业适用性
本发明的润滑油适用于内燃机、转距变换器、径向轴承、滚动 轴承、护油轴承、流体轴承、压缩机、链条传动、齿轮、液压电路、 真空泵、时钟零件、硬盘装置、冰箱、切割、碾压、金属拔丝、滚 轧、锻造、热处理、热介质、冷却介质、冷却剂、洗涤剂、减震器、 防腐蚀、制动器构件、密封装置和航空装置(例如航空飞行器和人造 卫星)。