[发明专利]位阻酚与苯并三氮唑双官能团取代的离子液体及制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种位阻酚与苯并三氮唑双官能团取代的离子液体及其制备和用途。

背景技术

自从2001年，离子液体作为高性能合成润滑油被发现，迅速引起了人们的广泛关注(C.F. Ye, W.M. Liu, Y.X. Chen, L.G. Yu, Chem. Commun, 21 (2001) 2244-2245.）。这主要是因为离子液体比普通合成润滑油具有优良的摩擦学性能，可能归结于离子液体的双偶极结构和优异的物理化学性质例如不易燃性，不挥发性，高的热稳定性等特点。离子液体的这些突出特点为其作为高性能润滑剂，减摩抗磨添加剂和薄膜材料等提供了必备的条件。近年来，关于离子液体润滑剂的文章和专利迅猛增长，这说明无论从学术和工业应用等方面都引起了人们的广泛关注。尽管不用添加任何添加剂，离子液体比普通的润滑油都具有较好的减摩抗磨性能，但是在离子液体的应用过程中又存在一些问题。如果大规模的使用离子液体做润滑剂例如金属机械和精细加工的润滑，花费的成本就较高，解决的途径就是离子液体作为添加剂来使用。离子液体作为润滑油的应用过程中腐蚀和热氧化是其两大瓶颈，如果不被解决，大规模应用也比较困难。离子液体作为添加剂使用，又存在一些问题，本身极性较大与一般的常用润滑油，例如PAO，双酯，矿物油等溶解性较差。但是解决溶解性的问题对合成工作者来说又并非难事，可以通过分子结构的调控合成出PFPE-ILs, X-1P-ILs, PAO-ILs, MACs-ILs, silicone-ILs, polyether-ILs这种结构的离子液体，增加其在基础油中的溶解性。与普通的离子液体相比此种离子液体的摩擦学性能可能提高不多，但是会改善基础油的摩擦学性能。作为添加剂，离子液体可以添加到润滑脂里，这就不用过多的考虑溶解性的问题。通过分子设计不仅可以提高离子液体在基础油中的溶解性，还可以把阳离子侧链取代基功能化，合成特殊功能的离子液体，如抗氧化，抗腐蚀。这些特殊的功能设计，为多功能的离子液体提供了合成途径。申请人合成了位阻酚取代的离子液体，并将其用作聚乙二醇的添加剂，具有良好的抗氧化和减摩抗磨能力（M. R. Cai, Y. M. Liang, M. H. Yao, Y.Q. Xia, F. Zhou, W. M. Liu, ACS Appl. Mater. Inter. 2 (2010) 870–876）。众所周知，苯并三氮唑及其衍生物是工业上常用的金属减活剂、抗腐蚀及抗氧化添加剂（M. Braid, U. S. Patent 4519928,1985；J. Shim. U. S. Patent, 4511481, 1985；R. M. Oneil, U. S. Patent, 5171463,1992）。同时合成了苯并三氮唑取代的离子液体，并将其用作聚乙二醇和聚脲润滑脂的添加剂，具有良好的抗腐蚀和减摩抗磨能力（M. R. Cai, Y. M. Liang, F. Zhou, W. M. Liu. ACS Appl. Mater. Inter. 3(2011) 2580-2592.）   

文献及专利调研表明还没有有关位阻酚和苯并三氮唑双官能团取代的同时具有抗氧，抗腐蚀和减摩抗磨性能的多功能离子液体的合成与应用报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含位阻酚和苯并三氮唑双官能团的抗氧化、抗腐蚀的离子液体。

本发明的另一目的是提供一种含位阻酚和苯并三氮唑双官能团的抗氧化、抗腐蚀离子液体的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种含位阻酚和苯并三氮唑双官能团的抗氧化、抗腐蚀离子液体的用途。

首次合成了一种新颖的含位阻酚和苯并三氮唑双官能团的咪唑类离子液体，该离子液体至今未见文献报道。离子液体的阳离子为咪唑阳离子，阴离子为六氟磷酸根、四氟硼酸根及二（三氟甲基磺酰）胺负离子，其咪唑环取代的端基含位阻酚和苯并三氮唑基团。

一种位阻酚与苯并三氮唑双官能团取代的离子液体，离子液体的通式：

                                                  

式中X代表BF₄、N(CF₃SO₂)₂或 PF₆ 。

我们合成的离子液体分别为：