顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体
及含有该离子液体的四冲程发动机润滑油组合物
技术领域
背景技术
[0002]
现有技术中，成品润滑油几乎都是由
基础油和添加剂组成的，其中的
基础油是非极性分子，而添加剂是极性分子和非极性分子组成的化合物，在发动机润滑油中加有大量的发动机润滑油复合添加剂，因此两者混合后是一个不稳定体系，当油品静止存放时，随着存放时间的延长会出现添加剂沉降的问题，因此解决这一问题具有非常重要的意义。
[0003] 离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，并在100℃以下呈液态的熔盐体系。室温下离子液体具有非常广泛的用途，主要用作
溶剂、催化剂及
润滑剂。离子液体具有种类多、不可燃、液程范围宽、
蒸汽压低、电化学窗口宽、溶解性能可调等
绿色化学溶剂特点。其中烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体作为润滑剂的
摩擦学性能研究较多，发现其对多种
摩擦副具有良好的润滑、减摩作用，尤其在高温和高负荷下摩擦抗
氧化性更好。这得益于有序
吸附膜和化学反应膜构成的摩擦保护膜。国内已有研究报道，离子液体在多种材料的摩擦副中表现出较低的
摩擦系数，抗磨减摩性能优于烷基咪唑六氟磷酸盐和全氟聚醚润滑剂。离子液体是一种很有前途的多用途润滑剂。
发明内容
[0004] 本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种具有良好润滑性能的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体。
[0005] 本发明进一步的技术任务是提供一种含有顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体的四冲程发动机润滑油组合物。
[0006] 由结构式（ ）表示的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体：
[0007]
[0008] （Ⅰ）。
[0009] 上述顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体的制备方法如下：
[0010] A）将计量好的N-甲基咪唑和1-氯-12-羟基-9-十八烯
烃泵入反应釜中，加入无
水DMF（二甲基甲酰胺）作溶剂，并充满氮气；
[0011] B）以0.5～1℃/min的升温速度将反应釜升至30～130℃；在该
温度下保持8~12小时，减压蒸馏出DMF，剩余液体自然冷却到室温；
[0012] C）以KPF6溶液洗脱剩余液体，静置分层，静置分层，上层液体即为目标产物。
[0013] 经大量试验发现，离子液体具有优良的润滑性能，能够大幅度提高润滑油的使用性能。
[0014] 含有上述顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体的四冲程发动机润滑油组合物，主要由以下重量配比的原料混合而成：
[0015] 润滑油基础油79.5～93份；
[0016] 顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐1～3份；
[0018] 分散剂2～5份；
[0019] 清净剂1～5份；
[0020] 抗氧抗腐剂0.5～1.5份；
[0022] 消泡剂5-35ppm。
[0023] 所述粘度指数改进剂可以是本领域任意一种通用的粘度指数改进剂，如聚甲基
丙烯酸酯、乙丙共聚物、氢化苯乙烯共聚物及聚异戊二烯共聚物，优选为聚异戊二烯共聚物、乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯中的任意一种或一种以上物质的混合物。
[0024] 所述分散剂可以是本领域任意一种通用的分散剂，如丁二酰亚胺、丁二酸酯、无灰膦酸酯及苄胺类分散剂，优选为单烯基丁酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺或多烯基丁二酰亚胺中的任意一种或一种以上物质的混合物。
[0025] 所述清净剂可以是本领域任意一种通用的清净剂，如磺酸盐（高、中、低碱值）、烷基酚盐、硫化烷基酚盐、烷基水杨酸、硫磷化聚异丁烯盐及环烷酸盐清净剂，优选为低碱值石油磺酸
钙、中碱值石油磺酸钙、高碱值石油磺酸钙、低碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙、高碱值合成磺酸钙、硫化异丁烯钡盐、烷基水杨酸钙、环烷酸镁或环烷酸钙中的任意一种或一种以上物质的混合物。
[0026] 所述抗氧抗腐剂可以是本领域任意一种通用的抗氧抗腐剂，如二烷基二硫代磷酸盐、二烷基二硫代
氨基
甲酸盐二类抗氧抗腐剂，优选为硫磷烷基酚锌盐、硫磷丁辛基锌盐或硫磷双辛基碱性锌盐中的任意一种或一种以上物质的混合物。
[0027] 所述碱值储备剂可以是本领域任意一种通用的碱值储备剂，如磺酸盐（高、中、低碱值）、烷基酚盐、硫化烷基酚盐、烷基水杨酸、硫磷化聚异丁烯盐及环烷酸盐，优选为高碱值石油磺酸钙、中碱值合成磺酸钙、高碱值合成磺酸钙、硫化异丁烯钡盐、烷基水杨酸钙、环烷酸镁或环烷酸钙中的任意一种或一种以上物质的混合物。
[0028] 所述消泡剂为分子量500～1000的二甲基
硅油。
[0029] 本发明的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体及含有该离子液体的四冲程发动机润滑油组合物与现有技术相比具有以下突出的有益效果：
[0030] （一）本发明的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体具有优良的低挥发性，另外还具有粘度高、凝点低、
稳定性好等特点，可以很好地溶于润滑油基础油中，通过加入该离子液体，各种添加剂（粘度指数改进剂、分散剂、清净剂、抗氧抗腐抗磨剂、碱值储备剂、消泡剂等）在润滑油基础油中的溶解分散性更加均匀，解决了润滑油长时间放置时添加剂析出的问题；
[0031] （二）本发明的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体具有很好的润滑性能，可以作为节能抗磨剂使用，与传统离子液体烷基咪唑六氟磷酸盐相比，本发明离子液体具有更低的摩察系数和磨损损失，其抗磨性能更好，进一步提升了燃油的经济性；
[0032] （三）本发明的发动机润滑油组合物是在小粘度润滑油基础油中添加顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体，并配合粘度指数改进剂、分散剂、清净剂、抗氧抗腐抗磨剂、碱值储备剂、消泡剂等使用，在使用中，当
活塞在燃油燃烧产生的高压向下推动活塞时，润滑油会被高压气体通过
活塞环和
缸套之间的间隙推走，当活塞上行时，由于该离子液体有很好的抗磨性能，且能与摩擦副很好的吸附，进而使的摩擦系数变小，有利于节能；同时通过测定摩擦系数，得出摩擦系数可降低40%，充分说明该类离子液体可以增加润滑油的使用性能、减少发动机的磨损、节能环保。
具体实施方式
[0033] 以具体
实施例及试验例对本发明的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体及含有该离子液体的四冲程发动机润滑油组合物作以下详细地说明。
[0034] 实施例一：
[0035] 结构式（ ）表示的顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体的制备方法：
[0036] A）将
质量比为1：4的的N-甲基咪唑和1-氯-12-羟基-9-十八烯烃泵入反应釜中，加入无水DMF（二甲基甲酰胺）作溶剂，并充满氮气；
[0037] B）以0.5～1℃/min的升温速度将反应釜升至100℃；在该温度下保持10小时，减压蒸馏出DMF，剩余液体自然冷却到室温；
[0038] C）以KPF6溶液洗脱剩余液体，静置分层，上层黄色油状液体即为顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体，下层液体为氯化
钾水溶液。
[0039] 实施例二：
[0040] 四冲程发动机润滑油组合物配方：
[0041] 润滑油基础油85 g；-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐2 g；
[0042] 乙丙共聚物11.5 g；单烯基丁酰亚胺4 g；
[0043] 中碱值石油磺酸钙3 g；硫磷烷基酚锌盐1 g；
[0044] 硫化异丁烯钡盐2g；二甲基硅油（分子量500～1000）20PPM。
[0045] 顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐由实施例一所述方法制得。
[0046] 将上述配方中的原料充分混合即得四冲程发动机油组合物。
[0047] 实施例三：
[0048] 四冲程发动机润滑油组合物配方：
[0049] 润滑油基础油90 g；顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐1.5g；
[0050] 聚异戊二烯共聚物11 g；多烯基丁二酰亚胺3 g；
[0051] 低碱值合成磺酸钙4 g；硫磷双辛基碱性锌盐1.3 g；
[0052] 环烷酸镁2.5g；二甲基硅油（分子量500～1000）15PPM。
[0053] 顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐由实施例一所述方法制得。
[0054] 将上述配方中的原料充分混合即得四冲程发动机油组合物。
[0055] 实施例四：
[0056] 四冲程发动机润滑油组合物配方：
[0057] 润滑油基础油80 g；顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐2.5 g；
[0058] 聚甲基丙烯酸酯10.5 g；双烯基丁二酰亚胺4.5 g；
[0059] 烷基水杨酸钙2g；硫磷丁辛基锌盐0.7 g；
[0060] 高碱值石油磺酸钙1.7g；二甲基硅油（分子量500～1000）10PPM。
[0061] 顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐由实施例一所述方法制得。
[0062] 将上述配方中的原料充分混合即得四冲程发动机油组合物。
[0063] 实验例一：
[0064] 对实施例一所得离子液体作为润滑剂时的物理性能进行测试，并以PAO-1（聚α烯烃）为对照组加以说明，测试结果见表1。
[0065] 表1离子液体作为润滑剂的物理性能
[0066]
[0067] 根据测试结果可知：该离子液体粘度、粘度指数及
倾点与合成油聚α烯烃PAO-12
相近。100℃粘度仅为6.85mm/s，具有很好的润滑性能。
[0068] 实验例二：
[0069] 对实施例一所得离子液体的抗磨及极压性能进行测试，并以烷基咪唑六氟磷酸盐、PAO-2、PAO-3为对照组加以说明，测试结果见表2。
[0070] 表2离子液体的抗磨及极压性能
[0071]
[0072] 注:试验条件为1200r/min,60℃,1h。
[0073] 1)PAO-2为100℃粘度为15.10mm2聚α烯烃合成油PAO加入1%的TCP抗磨剂。
[0074] 2) PAO-3为100℃粘度为15.10mm2聚α烯烃合成油PAO加入1%的叔丁基三苯基磷酸酯抗磨剂。
[0075] 根据测试结果可知：在低负荷下离子液体抗磨性能优于聚α烯烃合成油PAO-2和聚α烯烃合成油PAO-3；高负荷下离子液体抗磨性能介于聚α烯烃合成油PAO-2和聚α烯烃合成油PAO-3之间。说明了离子液体具有抗磨极压性能，可作为一种添加剂应用到抗磨剂压性能不苛刻的四冲程发动机油中。
[0076] 实验例三：
[0077] 将实施例一所得顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐加入CF-420W-50发动机润滑油中，与没有加顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐的CF-4
20W-50发动机润滑油通过放置半年、一年和一年半时间测定上层和下层碱值与钙含量。测定结果见表3。
[0078] 表3 20W-50碱值钙含量测定结果
[0079]
[0080] 测试可知，CF-4 20W-50发动机润滑油通过加入顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体，配合发动机润滑油中的粘度指数改进剂、分散剂、清净剂、抗氧抗腐抗磨剂、碱值储备剂、消泡剂等与基础油的感受性效果更好。顺-12羟基十八碳烯-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐离子液体的加入使得添加剂在基础油中的溶解分散性均匀，解决了添
