[发明专利]一种高温环保型水基离子液体润滑剂

说明书

本发明公开了一种高温环保型水基离子液体润滑剂，属于液体润滑剂技术领域。润滑剂组成原料及质量百分比为1‑乙基‑3‑甲基咪唑二甲基磷酸盐0.5％～1％；1,3‑二甲基咪唑磷酸二甲酯盐0.1％～0.5％；防腐蚀剂1～2％；杀菌剂0.01～2％；再加入质量分数为90～95％的水制成水基溶液。本发明具有很高的热稳定性、极低的挥发性和优异的高温减摩抗磨性能。对本发明提供的润滑剂进行性能检测，结果表明，本润滑剂热分解温度约300℃，并且对金属具有良好的抗氧化、抗摩擦、抗磨损性能。本发明对环境不造成任何污染，因而具备良好的推广及应用前景。

技术领域

本发明属于液体润滑剂技术领域，涉及一种用于热轧环境下的高温环保型水基离子液体润滑剂。

背景技术

润滑是热轧工艺中十分重要的环节。传统的热轧润滑剂分为以油脂为基的固体润滑剂及以油-水混合物形式存在的液体润滑剂。传统润滑剂虽能满足生产工艺的基本要求，但在使用过程中润滑效果会随轧制温度的升高而急剧下降，同时造成环境污染。随着热轧工艺水平的不断发展，对润滑剂特别是环保型高性能润滑剂提出了更高的要求，传统润滑剂已难以满足当前所需。

在轧制温度较高的热轧环境中，轧辊表面的瞬间温度可高达500-600℃，此类严苛的高温、高压条件下，润滑剂在轧制界面会发生复杂的化学反应，普通润滑剂难以达到理想的润滑效果。因此，需要找到一种在高温、高压条件下兼具抗摩擦、抗磨损、抗氧化、无污染的高性能润滑剂。

离子液体是由一种特定阳离子和阴离子构成且在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系。因其具有较高的热稳定性，极低的蒸汽压,低熔点、难挥发、不易燃等特点，在工业领域得到了极大关注。

自2001年离子液体应用到润滑领域以来，离子液体就得到了更为广泛的关注(Ye,C.,Liu,W.,Chen,Y.,Yu,L.:Room-temperature ionic liquids:a novel versatilelubricant.Chem.Commun.21,2244–2245(2001))。离子液体虽表现出较优的润滑性能，但大部分离子液体皆含有氟类阴离子。由于含氟类阴离子在潮湿的环境中会水解产生HF，不仅腐蚀设备，还会对环境造成极大污染。而磷酸酯类离子液体不含氟类阴离子，且对钢/钢摩擦副具有优异的摩擦学性能，这使得磷酸酯离子液体代替传统高温润滑剂成为可能。

该发明以水为基础溶液，以少量离子液体作为添加剂，配制方法简便可行，不仅实现了环境友好，也在润滑效果较为理想的情况下有效减少了润滑工艺成本，是一种值得推广的新型润滑剂。

发明内容

为克服现有热轧润滑剂抗摩擦、抗磨损、抗氧化效果不理想及污染环境的不足,本发明提供一种高温环保型水基离子液体润滑剂，该润滑剂不仅拥有较高的热稳定性及润滑持久性，而且对基底的腐蚀性较低，在热轧环境中能达到较优的润滑效果。

上述发明目的是通过如下的技术方案予以实现的：

一种高温环保型水基离子液体润滑剂的配制及实验方法，组成原料及质量百分比为1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐0.5～5％；1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐0.5～5％；防腐蚀剂1～2％；杀菌剂0.01～2％；水90～95％。

优选地，制备离子液体水基润滑剂的方法为：将1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、防腐蚀剂和杀菌剂加入水中进行溶解，然后震荡、超声处理使其混合均匀，配置成润滑剂。

优选地，该润滑剂的pH值为6～10。

经同步热分析仪测得1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐均在300℃左右发生热分解(升温速率5℃/min，空气气氛)。通过实验可知上述离子液体具有较高的热稳定性，具有作为高温润滑剂的可能。