JP2010229401A - Ionic liquid composition and use thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 耐磨耗性、耐蒸発性に優れ、さらに安定した流動性を示し、広い温度範囲、使用条件で安定した潤滑性能を有する合成潤滑油、また電解液材料として有用なイオン液体組成物を提供する。
【解決手段】アニオン部がノナフルオロブチルスルホネートアニオンであるイオン液体（Ａ）を含むイオン液体組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン部が異なるイオン液体を２種以上含有してなることを特徴とするイオン液体組成物。
【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synthetic lubricating oil which is excellent in wear resistance and evaporation resistance, has a stable fluidity, has a stable lubricating performance in a wide temperature range and under use conditions, and is useful as an electrolyte material. I will provide a.
An ionic liquid composition comprising an ionic liquid (A) in which the anion portion is a nonafluorobutylsulfonate anion, wherein the ionic liquid (A) contains two or more ionic liquids having different cation portions. An ionic liquid composition characterized by the above.
[Selection figure] None
Description
本発明は、低温で溶融状態にあるイオン液体組成物に関し、とりわけ潤滑油、特には転がり軸受け用合成潤滑油として有用なイオン液体組成物に関するものである。 The present invention relates to an ionic liquid composition in a molten state at a low temperature, and more particularly to an ionic liquid composition useful as a lubricating oil, particularly as a synthetic lubricating oil for a rolling bearing.
従来、機械装置、動力伝達装置、金属加工油などに用いられる潤滑油としては、ポリαオレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、シリコン油などの基油の中から最も目的物性に近い種類の基油を選択し、必要に応じて組合せて、さらに適切な添加剤などを加えて用いられていた。しかし、これらの潤滑油は、高温や真空度が高いといった特殊な環境下において引火または蒸発の危険性があり、より好適な潤滑油が望まれている。
また、装置の高性能化、高効率化に伴い、より優れた耐酸化性、耐蒸発性や、長期間にわたって優れた潤滑性能を有する潤滑油が求められている。
Conventionally, as the lubricating oil used for mechanical devices, power transmission devices, metalworking oils, etc., the type of base oil that has the closest physical properties is selected from the base oils such as poly α olefins, diesters, polyol esters, and silicone oils. However, they were used in combination with further additives as necessary. However, these lubricating oils have a risk of ignition or evaporation under special circumstances such as high temperature and high vacuum, and more suitable lubricating oils are desired.
In addition, with higher performance and higher efficiency of the apparatus, there is a demand for a lubricating oil having better oxidation resistance and evaporation resistance and excellent lubricating performance over a long period of time.
これらの問題を解決する手段として、例えば、非特許文献１には、有機カチオンと無機アニオンの組合せからなる化合物（イオン液体、常温溶融塩）が潤滑油として適用できることが報告されており、現在では、イオン液体は、不揮発性、広い温度範囲における安定性および難燃性に優れるだけでなく、粘度指数が高く、潤滑剤に求められる摩擦係数、磨耗痕径についても満足する物性を有するものもあるため、潤滑油の材料として可能性があることが知られている。
しかし、代表的なアニオン種であるヘキサフルオロホスフェートアニオン、テトラフルオロボレートアニオンは、水存在下で分解し、フッ化水素が発生してくることが知られており、安全上、密閉下以外での使用は困難である。
また、特許文献１においては、疎水性のイオン液体として、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンを有するイオン液体を含む制動性潤滑油があげられているが、このアニオンからなるイオン液体は、粘度が低く耐熱性が高いという物性を有しているものの非常に高価であるため、一般的な価格の安い潤滑油の代替として用いるには、充分とはいえないものであった。
As means for solving these problems, for example, Non-Patent Document 1 reports that a compound composed of a combination of an organic cation and an inorganic anion (ionic liquid, room temperature molten salt) can be applied as a lubricating oil. In addition, the ionic liquid is not only non-volatile, excellent in stability over a wide temperature range and flame retardancy, but also has a high viscosity index and also has physical properties that satisfy the friction coefficient and wear scar diameter required of the lubricant. Therefore, it is known that there is a possibility as a lubricating oil material.
However, it is known that typical anion species such as hexafluorophosphate anion and tetrafluoroborate anion are decomposed in the presence of water to generate hydrogen fluoride. It is difficult to use.
Further, in Patent Document 1, as a hydrophobic ionic liquid, a braking lubricating oil containing an ionic liquid having a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion is mentioned, but the ionic liquid composed of this anion has a viscosity. Although it has a low physical property and high heat resistance, it is very expensive, so it cannot be said to be sufficient for use as a substitute for a general low-cost lubricating oil.
更に、潤滑油には、金属加工用潤滑油、内燃機関用潤滑油、グリース等多くの種類があり、各種用途ごとに融点や最適粘度範囲などの必要物性も異なるものであるため、イオン液体を潤滑油として用いるためには、用途に応じたイオン液体を選択する必要があった。
例えば、軸受け用潤滑油のひとつを例にあげても、特殊な用途、例えば、動圧軸受け用潤滑油として使用する場合には、粘度は低いものが望ましく、通常３０ｍＰａ・ｓ以下であるのに対し、一般的にボールベアリングとよばれる転がり軸受け用潤滑油として使用する場合には、粘度が低すぎると回転体から潤滑油が乖離してしまい潤滑の用をなさなくなるために、ある程度高い粘度、通常３０〜２０００ｍＰａ・ｓ程度の粘度が必要である。
このように、両用途の最適粘度範囲は異なり、それに伴い最適なイオン液体も異なるものであり、例えば、上記特許文献１で記載されているビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンを有するイオン液体では、転がり軸受け用潤滑油としては、市販されているカチオン種(１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン〜１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン)での粘度範囲が限られている点で不十分であった。
Furthermore, there are many types of lubricants such as metal working lubricants, internal combustion engine lubricants, greases, etc. The required physical properties such as melting point and optimum viscosity range are different for each application. In order to use it as a lubricating oil, it was necessary to select an ionic liquid according to the application.
For example, even if one of the lubricating oils for bearings is taken as an example, when used as a lubricating oil for dynamic pressure bearings, for example, it is desirable that the viscosity is low, usually 30 mPa · s or less. On the other hand, when used as a rolling bearing lubricating oil, generally called a ball bearing, if the viscosity is too low, the lubricating oil will be separated from the rotating body and will not be used for lubrication. Usually, a viscosity of about 30 to 2000 mPa · s is required.
Thus, the optimum viscosity range for both uses is different, and the optimum ionic liquid is different accordingly. For example, in the ionic liquid having a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion described in Patent Document 1, As a lubricating oil for rolling bearings, it is insufficient in that the viscosity range in a commercially available cationic species (1-ethyl-3-methylimidazolium cation to 1-dodecyl-3-methylimidazolium cation) is limited. Met.
そこで、本発明では、このような背景下において、広い温度範囲で安定した潤滑性能を示し、一般的な価格の安い潤滑油の代替として用いることが可能なイオン液体組成物を提供することを目的とするものであり、更にはビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンを有するイオン液体では達成されない粘度範囲を持ち、軸受け用潤滑油の中でも転がり軸受け用潤滑油として最適なイオン液体組成物を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention has an object to provide an ionic liquid composition that exhibits stable lubrication performance over a wide temperature range and can be used as a substitute for a general low-cost lubricating oil under such a background. Furthermore, an ionic liquid composition having a viscosity range that cannot be achieved by an ionic liquid having a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion is provided, and is an optimum ionic liquid composition as a rolling bearing lubricating oil among bearing lubricating oils. To do.
しかるに本発明者等は、上記事情を鑑み鋭意研究を重ねた結果、イオン液体として、アニオン部がノナフルオロブタンスルホネートアニオンであり、カチオン部が異なるイオン液体を２種以上含有させることにより、低温においても溶融状態を保つことができることを見出し、本発明を完成するに至った。 However, the present inventors have conducted extensive research in view of the above circumstances. The present inventors have found that the molten state can be maintained, and have completed the present invention.
即ち、本発明の要旨は、アニオン部がノナフルオロブチルスルホネートアニオンであるイオン液体（Ａ）を含むイオン液体組成物であって、イオン液体（Ａ）のカチオン部が異なるイオン液体を２種以上含有してなることを特徴とするイオン液体組成物に関するものである。
更に、本発明では、前記イオン液体組成物を用いた合成潤滑油、とりわけ、転がり軸受け用合成潤滑油をも提供するものである。
That is, the gist of the present invention is an ionic liquid composition containing an ionic liquid (A) in which the anion portion is a nonafluorobutylsulfonate anion, and contains two or more ionic liquids having different cation portions in the ionic liquid (A). It is related with the ionic liquid composition characterized by these.
Furthermore, the present invention provides a synthetic lubricating oil using the ionic liquid composition, particularly a synthetic lubricating oil for rolling bearings.
本発明のイオン液体組成物は、疎水性であって、かつ低温下でも溶融状態を保ち、更に流動性、耐磨耗性、耐蒸発性に優れた効果を有するものであり、広い温度範囲の使用条件で安定した潤滑性能を有する合成潤滑油として有用である。 The ionic liquid composition of the present invention is hydrophobic and maintains a molten state even at low temperatures, and further has excellent effects on fluidity, abrasion resistance, and evaporation resistance, and has a wide temperature range. It is useful as a synthetic lubricating oil having a stable lubricating performance under use conditions.
なお、低温下での溶融状態については、得られるイオン液体組成物が容易に融点測定ができる場合は低融点であることを意味し、融点測定が容易でない場合は一旦イオン液体組成物を結晶化した後、昇温して溶融状態となる温度が低温であることを意味するものとする。 As for the molten state at a low temperature, if the obtained ionic liquid composition can be easily measured for the melting point, it means a low melting point, and if the melting point measurement is not easy, the ionic liquid composition is once crystallized. After that, it means that the temperature at which it is heated to become a molten state is a low temperature.
以下に本発明を詳細に説明する。
なお、本発明におけるイオン液体とは、カチオン部とアニオン部からなり、１００℃において溶融状態にあるイオン性物質のことを示す。
The present invention is described in detail below.
In addition, the ionic liquid in this invention shows the ionic substance which consists of a cation part and an anion part, and is in a molten state at 100 degreeC.
本発明のイオン液体組成物は、アニオン部がノナフルオロブチルスルホネートアニオンであるイオン液体（Ａ）（以下、単に「イオン液体（Ａ）」と略すことがある）であって、イオン液体（Ａ）のカチオン部が異なるイオン液体を２種以上含有してなるものである。 The ionic liquid composition of the present invention is an ionic liquid (A) in which the anion portion is a nonafluorobutylsulfonate anion (hereinafter sometimes simply referred to as “ionic liquid (A)”), and the ionic liquid (A) It contains two or more ionic liquids having different cation parts.
本発明で用いられるイオン液体（Ａ）は、アニオン部がノナフルオロブタンスルホネートアニオンであるものであればよい。該イオン液体（Ａ）のカチオン部としては、通常のイオン液体に用いられるカチオンを用いることができるが、中でも、窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオンおよび第四級ホスホニウムカチオンからなる群より選択される有機カチオンであることが好ましい。特には、融点が低い点で窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオンを用いることが好ましい。 The ionic liquid (A) used in the present invention may be one in which the anion portion is a nonafluorobutanesulfonate anion. As the cation part of the ionic liquid (A), a cation used in a normal ionic liquid can be used, among which an onium cation of a 1 to 3 nitrogen compound having 5 to 6 members and a quaternary ammonium. An organic cation selected from the group consisting of a cation and a quaternary phosphonium cation is preferred. In particular, it is preferable to use an onium cation of a 5- to 6-membered ring compound having 1 to 3 nitrogen atoms in terms of a low melting point.
窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピロリジニウム等の５員環化合物のオニウムカチオンや、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウム等の６員環化合物のオニウムカチオンを挙げることができる。これらの中でも、イミダゾリウムカチオンが、融点が低く液状になりやすい点で好ましい。 Examples of the onium cation of a 5- to 6-membered ring compound having 1 to 3 nitrogen atoms include, for example, an onium cation of a 5-membered ring compound such as imidazolium cation and pyrrolidinium, and an onium cation of a 6-membered ring compound such as pyridinium cation and piperidinium. Can be mentioned. Among these, an imidazolium cation is preferable because it has a low melting point and easily becomes liquid.
かかるイミダゾリウムカチオンとしては、たとえば、下記一般式（１）の構造を有するものをあげることができる。 Examples of the imidazolium cation include those having the structure of the following general formula (1).
（式（１）中、置換基Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１６の直鎖または分岐のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基、アミド基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基であって、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基の中にＮ、Ｓ、Ｏより選択されるヘテロ原子を含んでいてもよく、共役または独立した二重結合または三重結合を含んでいてもよい。） (In the formula (1), each of the substituents R1 to R5 is independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxyl group, an acyl group, An amide group, a cyano group, a nitro group, an amino group, and an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxyl group, and an acyl group may contain a heteroatom selected from N, S, and O; It may contain conjugated or independent double or triple bonds.)
上記置換基Ｒ１〜Ｒ５がアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基の場合、炭素数は１〜１６であることが好ましく、１〜１２であることがより好ましく、１〜８であることがさらに好ましい。これらの置換基は直鎖でも分岐構造を有していてもどちらでもよいが、炭素数が多すぎると、側鎖の分子間相互作用が働くため粘度が増加する傾向がある。 When the substituents R1 to R5 are an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxyl group, or an acyl group, the number of carbon atoms is preferably 1 to 16, more preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 8. More preferably it is. These substituents may be either a straight chain or a branched structure, but if the number of carbons is too large, there is a tendency for the viscosity to increase because of the intermolecular interaction of the side chain.
上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アシル基は、Ｎ、Ｓ、およびＯより選択されるヘテロ原子を含んでいてもよく、含有するヘテロ原子の数は特に限定されるものではない。また、共役、または独立した二重結合または三重結合を含んでいてもよく、これらの不飽和結合数も特に限定されるものではない。 The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxyl group and acyl group may contain a heteroatom selected from N, S and O, and the number of heteroatoms contained is not particularly limited. . Further, it may contain a conjugated or independent double bond or triple bond, and the number of these unsaturated bonds is not particularly limited.
このようなアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第二級ブチル基、第三級ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等があげられる。また、アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基等があげられる。さらに、アルキニル基としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基等があげられ、アルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基等、アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ベンゾイル基等、また、アミノ基としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基等があげられる。産業上の有用性を考慮すると、酵素による分解を受け易くして生分解性を高めることができる点からアルコキシル基、アシル基、アミド基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基等が好ましい。 Specific examples of such an alkyl group include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a secondary butyl group, a tertiary butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. , Cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Examples of the alkenyl group include vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, and 2-hexenyl group. Furthermore, examples of the alkynyl group include ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group and the like, and examples of the alkoxyl group include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, t- Examples of the acyl group such as butoxy group include acetyl group, propionyl group, butyryl group, and benzoyl group. Examples of amino group include N, N-dimethylamino group and N, N-diethylamino group. It is done. In view of industrial utility, an alkoxyl group, an acyl group, an amide group, a cyano group, a nitro group, an amino group, and the like are preferable from the viewpoint that they can be easily degraded by an enzyme and biodegradability can be improved.
上記式（１）で示されるイミダゾリウムカチオンとしては、合成の容易さの点から、１，３−二置換イミダゾリウムカチオン、１，２，３−三置換イミダゾリウムカチオンが好ましく用いられる。これらの誘導体における置換基は、同一でも異なっていてもよく、多重結合または分岐があってもよい置換基であることが好ましい。
かかる１，３−二置換イミダゾリウムカチオンとしては、イミダゾリウムの１位と３位がアルキル基で置換された、特には炭素数１〜８のアルキル基で置換された１，３−ジアルキルイミダゾリウムカチオンであることが好ましく、特には一方のアルキル基がメチル基である１，３−ジアルキルイミダゾリウムカチオンであることが低融点のイオン液体組成物を得やすく、製造しやすい点で好ましい。
As the imidazolium cation represented by the above formula (1), 1,3-disubstituted imidazolium cation and 1,2,3-trisubstituted imidazolium cation are preferably used from the viewpoint of easy synthesis. The substituents in these derivatives may be the same or different, and are preferably substituents that may have multiple bonds or branches.
Examples of the 1,3-disubstituted imidazolium cation include 1,3-dialkylimidazoliums in which the 1- and 3-positions of imidazolium are substituted with an alkyl group, particularly, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. A cation is preferable, and a 1,3-dialkylimidazolium cation in which one alkyl group is a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of easily obtaining an ionic liquid composition having a low melting point and easy production.
ピリジニウムカチオンとしては、例えば、Ｎ−メチルピリジニウム、Ｎ−エチルピリジニウム、Ｎ−ブチルピリジニウム、Ｎ−プロピルピリジニウムなどの炭素数１〜１６のアルキル基により置換されたピリジニウムカチオンなどがあげられる。 Examples of the pyridinium cation include a pyridinium cation substituted with an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms such as N-methylpyridinium, N-ethylpyridinium, N-butylpyridinium, and N-propylpyridinium.
また、本発明では、上記窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオンの他にも、第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオンが用いられる。 In the present invention, a quaternary ammonium cation and a quaternary phosphonium cation are used in addition to the onium cation of the 5- to 6-membered ring compound having 1 to 3 nitrogen atoms.
第四級アンモニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムなどの炭素数１〜１６のアルキル基により置換されたアンモニウムカチオンなどがあげられる。 Examples of the quaternary ammonium cation include an ammonium cation substituted with an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, and tetrabutylammonium.
第四級ホスホニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウムなどの炭素数１〜１６のアルキル基により置換された第四級ホスホニウムカチオンなどがあげられる。 Examples of the quaternary phosphonium cation include a quaternary phosphonium cation substituted with an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms such as tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, and tetrabutylphosphonium.
本発明のアニオン部にノナフルオロブタンスルホネートアニオンを有するイオン液体（Ａ）としては、具体的には、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ペンチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−メチル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−エチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−ヘキシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−ヘプチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−ノニルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−エチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−エチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ペンチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘキシル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−オクチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ノニル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−プロピル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−ヘキシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−ヘプチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−ノニルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−デシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−３−ドデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘキシル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−オクチル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ノニル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ペンチル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−ペンチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−ヘキシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘキシル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘキシル−３−ノニルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−ヘキシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘキシル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−ヘキシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−ノニルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−ヘプチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ヘプチル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−ヘプチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ノニル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−オクチル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−ノニルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ノニル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−ノニルオクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−デシル−３−ドデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ドデシル−３−ウンデシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート等のジアルキルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネートが好ましく用いられ、また３−エチル−１，２−ジメチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１，２−ジメチル−３−ヘキシルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１，２−ジメチル−３−オクチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−エチル−３，４−ジメチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート、１−イソプロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート等のトリアルキルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネートが好ましく用いられる。
これらの中でも、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ１）を含有することが、低融点のイオン液体組成物を得やすい点で好ましい。
Specific examples of the ionic liquid (A) having a nonafluorobutanesulfonate anion in the anion portion of the present invention include 1-ethyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate and 1-methyl-3-propylimidazolium nona. Fluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-pentyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-hexyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-heptyl- 3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-methyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-methyl-3-nonylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-dec -3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-methyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-dodecyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3-propylimidazolium nona Fluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-ethylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3-hexylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl- 3-heptylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3-nonylimidazolium nonafluo Butanesulfonate, 1-decyl-3-ethylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-dodecyl-3-ethylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl- 3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-pentyl-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-hexyl-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-heptyl-3-propylimidazolium nonafluorobutane Sulfonate, 1-octyl-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-nonyl-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-decyl Ru-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-propyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-dodecyl-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-pentylimidazolium Nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-hexylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-heptylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl -3-nonylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-decylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-undecylimidazolium Fluorobutanesulfonate, 1-butyl-3-dodecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-hexyl-3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-heptyl-3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-octyl- 3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-nonyl-3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-decyl-3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-pentyl-3-undecylimidazolium nonafluoro Butanesulfonate, 1-dodecyl-3-pentylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-heptyl-3-hexylimidazolium nonafluorobutanesulfone 1-hexyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-hexyl-3-nonylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-decyl-3-hexylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-hexyl-3 -Undecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-dodecyl-3-hexylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-heptyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-heptyl-3-nonylimidazolium nonafluorobutane Sulfonate, 1-decyl-3-heptylimidazolium nonafluorobutane sulfonate, 1-heptyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutane sulfonate, 1-dodecyl-3 -Heptylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-nonyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-decyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-octyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutane Sulfonate, 1-dodecyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-decyl-3-nonylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-nonyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-dodecyl-3 -Nonyloctyl imidazolium nonafluorobutane sulfonate, 1-decyl-3-undecyl imidazolium nonafluorobutane sulfonate, 1-decyl-3-dodecyl imidazoli Dialkylimidazolium nonafluorobutanesulfonates such as munonafluorobutanesulfonate and 1-dodecyl-3-undecylimidazolium nonafluorobutanesulfonate are preferably used, and 3-ethyl-1,2-dimethylimidazolium nonafluorobutanesulfonate 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1,2-dimethyl-3-hexylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1 , 2-dimethyl-3-octylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-ethyl-3,4-dimethylimidazolium nonafluorobutanesulfonate, 1-isopropyl-2,3- Trialkylimidazolium nonafluorobutanesulfonate such methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate are preferably used.
Among these, it is preferable that 1-butyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A1) is contained from the viewpoint of easily obtaining a low melting point ionic liquid composition.
本発明のイオン液体組成物は、カチオン部が異なるイオン液体（Ａ）を２種以上含有してなるものであるが、好ましくは２種のイオン液体を含有するものであることが、相溶性に優れている点、およびコストを下げることができ経済的に優れている点で好ましい。 The ionic liquid composition of the present invention contains two or more kinds of ionic liquids (A) having different cation parts, but preferably contains two kinds of ionic liquids for compatibility. It is preferable in that it is excellent, and the cost can be reduced and it is economically excellent.
２種のイオン液体の組み合わせとしては、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ１）と１−エチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ２）、或いは１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ１）と１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ３）であることが、融点を０℃以下とすることができる点で好ましい。 Examples of the combination of the two ionic liquids include 1-butyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A1) and 1-ethyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A2), or 1-butyl-3. -Methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A1) and 1-hexyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A3) are preferable in that the melting point can be 0 ° C. or lower.
上記イオン液体（Ａ１）とイオン液体（Ａ２）の混合比（重量比）については、（Ａ１）：（Ａ２）＝１：９〜９：１、更には２：８〜８：２、特には３：７〜５：５であることが好ましく、また上記イオン液体（Ａ１）とイオン液体（Ａ３）の混合比（重量比）については、（Ａ１）：（Ａ３）＝２：８〜９：１、更には４：６〜９：１、特には７：３〜９：１であることが好ましい。
上記２種のイオン液体（Ａ）の混合比の範囲外では、融点が十分に低下しない傾向がある。
Regarding the mixing ratio (weight ratio) of the ionic liquid (A1) and the ionic liquid (A2), (A1) :( A2) = 1: 9 to 9: 1, further 2: 8 to 8: 2, especially It is preferable that it is 3: 7-5: 5, and the mixing ratio (weight ratio) of the ionic liquid (A1) and the ionic liquid (A3) is (A1) :( A3) = 2: 8-9: 1, more preferably 4: 6 to 9: 1, especially 7: 3 to 9: 1.
Outside the range of the mixing ratio of the two kinds of ionic liquids (A), the melting point does not tend to decrease sufficiently.
本発明のイオン液体組成物は、カチオン部が異なるイオン液体（Ａ）を２種以上含有してなるものであるが、更には、イオン液体（Ａ）以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で任意のイオン液体（Ｂ）を配合することも可能である。かかる任意のイオン液体（Ｂ）としては、例えば、アニオン部として、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、ＢＦ４ −、ＢＦ３Ｃ２Ｆ５ −、ＰＦ６ −、ＮＯ３ −、ＣＦ３ＣＯ２ −、ＣＦ３ＳＯ３ −、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＦＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＮ）２Ｎ−、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ−、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ−、ＡｌＣｌ４ −、Ａｌ２Ｃｌ７ −などを含有するイオン液体が挙げられる。これに対応するカチオンとしては、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１，２−ジメチル−３−エチルイミダゾリウムなどのアルキルイミダゾリウムカチオンが挙げられ、イミダゾリウムカチオン以外では、４級アンモニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、４級ホスホニウムカチオンなどを含有するイオン液体が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。 The ionic liquid composition of the present invention contains two or more types of ionic liquids (A) having different cation parts. Furthermore, in addition to the ionic liquid (A), the range does not hinder the effects of the present invention. It is also possible to add any ionic liquid (B). Examples of the arbitrary ionic liquid (B) include, as an anion portion, a chlorine anion, a bromine anion, an iodine anion, BF 4 − , BF 3 C 2 F 5 − , PF 6 − , NO 3 − , CF 3 CO 2. − , CF 3 SO 3 − , (CF 3 SO 2 ) 2 N − , (FSO 2 ) 2 N − , (CN) 2 N − , (CF 3 SO 2 ) 3 C − , (C 2 F 5 SO 2 ) An ionic liquid containing 2 N − , AlCl 4 − , Al 2 Cl 7 — and the like can be mentioned. Corresponding cations include 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-hexyl-3-methylimidazolium, 1-octyl- And alkylimidazolium cations such as 3-methylimidazolium, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium, and the like. Other than the cation, an ionic liquid containing a quaternary ammonium cation, a pyridinium cation, a quaternary phosphonium cation and the like can be used. However, it is not limited to these.
また、かかるイオン液体（Ｂ）の配合量としては、通常全イオン液体を１００重量部とした場合に、０〜２０重量部であることが好ましく、更に好ましくは０〜１０重量部であることが好ましい。 Moreover, as a compounding quantity of this ionic liquid (B), it is preferable that it is 0-20 weight part normally, when all the ionic liquids are 100 weight part, More preferably, it is 0-10 weight part. preferable.
本発明で用いられるイオン液体（Ａ）、更にはイオン液体（Ｂ）の製造方法としては、特に限定されるものではなく、アニオン交換法、酸エステル法、中和法などの公知の方法を適用することができる。例えば、Ｎ−アルキルイミダゾールと、アルキルハライドなどのアルキル化剤とを用いてアルキル化した後、ノナフルオロブタンスルホネートの金属塩を用いてアニオン交換反応を行う方法を用いて製造することができる。 The method for producing the ionic liquid (A) and further the ionic liquid (B) used in the present invention is not particularly limited, and a known method such as an anion exchange method, an acid ester method, or a neutralization method is applied. can do. For example, it can be produced by a method in which an anion exchange reaction is carried out using a metal salt of nonafluorobutanesulfonate after alkylation using N-alkylimidazole and an alkylating agent such as alkyl halide.
本発明のイオン液体組成物を潤滑油に用いるに当たっては、本発明のイオン液体組成物をそのまま潤滑油としてもよいが、必要に応じて、通常用いられる潤滑油基油を含んでいても良く、また、必要に応じて、防錆剤、流動点降下剤などの添加剤を配合してもよい。これらの添加剤の使用量は、本発明の効果を妨げない程度であれば特に限定されるものではなく、例えば前記イオン液体組成物１００重量部に対して通常０．００１〜５０重量部である。 In using the ionic liquid composition of the present invention for a lubricating oil, the ionic liquid composition of the present invention may be used as a lubricating oil as it is, but if necessary, it may contain a commonly used lubricating base oil, Moreover, you may mix | blend additives, such as a rust inhibitor and a pour point depressant, as needed. The amount of these additives used is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not hindered, and is usually 0.001 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ionic liquid composition, for example. .
一般的に合成潤滑油として使用することが可能な粘度範囲としては、使用する用途により最適な範囲が異なるため一概には規定できないが、通常２５℃における粘度で２ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓ程度である。
また、上述のように軸受け用潤滑油として使用するにあたり、動圧軸受け用潤滑油（ハードディスク用潤滑油）として使用する場合は、粘度が低ければ低いほどシャフトと軸受けの摩擦が減少するので、粘度（２５℃）としては通常３０ｍＰａ・ｓ以下であることが必要であるのに対し、ボールベアリングとよばれる転がり軸受け用潤滑油として使用する場合は、粘度が低すぎると回転体から潤滑油が乖離してしまい潤滑の用をなさなくなるために、粘度（２５℃）としては通常３０〜２０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５０〜１５００ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは１００〜１０００ｍＰａ・ｓであることが必要である。
Generally, the viscosity range that can be used as a synthetic lubricating oil cannot be defined unconditionally because the optimum range varies depending on the application to be used. However, the viscosity at 25 ° C. is usually about 2 mPa · s to 3000 mPa · s. is there.
In addition, when used as a bearing lubricant as described above, when used as a dynamic pressure bearing lubricant (hard disk lubricant), the lower the viscosity, the lower the friction between the shaft and the bearing. (25 ° C) usually needs to be 30 mPa · s or less, but when used as a rolling bearing lubricating oil called a ball bearing, if the viscosity is too low, the lubricating oil will be separated from the rotating body. In order to prevent lubrication, the viscosity (25 ° C.) is usually 30 to 2000 mPa · s, preferably 50 to 1500 mPa · s, and particularly preferably 100 to 1000 mPa · s.
潤滑油は用途により絶対粘度の高さが重視される用途や、絶対粘度より金属との接触角など他の物性が重視される用途が考えられる。その際、必要な物性に応じて有機カチオンを窒素数１〜３個の５乃至６員環化合物のオニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオンおよび第四級ホスホニウムカチオンから選択し、さらに必要なら置換基を変えて物性を調節することができる。 Lubricating oils can be used in applications where importance is placed on the absolute viscosity, and applications where other physical properties such as contact angle with metal are more important than absolute viscosity. In this case, the organic cation is selected from an onium cation, a quaternary ammonium cation and a quaternary phosphonium cation of a 5- to 6-membered ring compound having 1 to 3 nitrogen atoms according to the required physical properties, and further, if necessary, a substituent group. You can change the physical properties.
また、本発明のイオン液体組成物の融点としては、通常−４０〜１０℃であり、０℃以下、好ましくは−５℃以下の低温においても流動性を保つものであることが好ましい。 In addition, the melting point of the ionic liquid composition of the present invention is usually −40 to 10 ° C., and preferably maintains fluidity even at a low temperature of 0 ° C. or less, preferably −5 ° C. or less.
かくして得られる本発明のイオン液体組成物は、疎水性であって、低粘度であり、かつ低温においても溶融状態を保ち、不揮発性、不燃性、熱安定性等の諸物性が優れるために、自動車、電気製品等の機械装置、動力伝達装置、精密機械向けの潤滑油、金属加工油や電池、キャパシタ、コンデンサーなどの電解質・電解液材料として幅広く利用可能である。また、有機合成における反応溶媒、抽出溶媒としても利用することが可能である。中でも、特に合成潤滑油や電解液用途、とりわけ合成潤滑油用途、更には転がり軸受け用合成潤滑油用途に非常に有用である。 The ionic liquid composition of the present invention thus obtained is hydrophobic, has a low viscosity, maintains a molten state even at a low temperature, and has excellent physical properties such as non-volatility, nonflammability, and thermal stability. It can be widely used as an electrolyte / electrolytic solution material for automobiles, electrical equipment and other mechanical devices, power transmission devices, precision machinery lubricants, metalworking oils, batteries, capacitors and capacitors. It can also be used as a reaction solvent and an extraction solvent in organic synthesis. Especially, it is very useful for synthetic lubricating oil and electrolyte solution use, especially for synthetic lubricating oil use, and further for synthetic lubricating oil use for rolling bearings.
以下、実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
尚、例中「部」「％」となるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
また、粘度、融点については下記方法により求めた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
In the examples, “parts” and “%” mean weight basis unless otherwise specified.
The viscosity and melting point were determined by the following method.
粘度の測定条件は以下の通りである。
＜使用機器＞：ＡＲ−１０００型回転レオメーター（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）
＜測定方法＞：装置を２５℃に設定し、サンプル０．６ｍｌを試料台上に載せ、コーンを設置し、かかるコーンを一定の力（２０Pa）で回転させた時の粘度値を読みとった。
The measurement conditions for the viscosity are as follows.
<Equipment used>: AR-1000 rotational rheometer (TA Instruments)
<Measurement method>: The apparatus was set at 25 ° C., 0.6 ml of the sample was placed on the sample stage, a cone was placed, and the viscosity value when the cone was rotated with a constant force (20 Pa) was read.
融点の測定条件は、以下の通りである。
＜使用機器＞：ＤＳＣ２９２０（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）
＜測定方法＞：アルミニウムセルにサンプルを１０ｍｇ秤量しシールして、ＤＳＣにサンプルとリファレンスサンプル（アルミニウム空セル）をセットし、窒素を５０ｍｌ／ｍｉｎでパージしながら、液体窒素を用いて室温から−１５０℃まで冷却し、同温度で３分保った。その後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで１００℃まで昇温し、昇温のデータを取り込んだチャートより融点を測定した。なお評価基準は以下の通りである。
＜評価＞
○・・・融点が０℃以下であるもの
△・・・融点が０℃より高く１０℃以下のもの
×・・・融点が１０℃を越えるもの
The measurement conditions for the melting point are as follows.
<Devices used>: DSC2920 (manufactured by TA Instruments)
<Measurement method>: 10 mg of sample was weighed and sealed in an aluminum cell, the sample and reference sample (aluminum empty cell) were set in DSC, and nitrogen was purged at 50 ml / min. It was cooled to 150 ° C. and kept at the same temperature for 3 minutes. Then, it heated up to 100 degreeC with the temperature increase rate of 10 degree-C / min, and measured melting | fusing point from the chart which took in the data of temperature rising. The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation>
○: Melting point is 0 ° C. or lower Δ: Melting point is higher than 0 ° C. and lower than 10 ° C. × ... Melting point exceeds 10 ° C.
上記融点測定方法により融点が測定されない場合は、以下の方法により低温下での溶融状態を評価した。
＜測定方法＞：サンプルを２ｇ入れた５ｍｌのガラス性サンプル瓶を−８０℃のフリーザーに入れ、２日以上放置した後、目視で結晶化を確認した。その後、結晶化したサンプルを（１）０℃、（２）１０℃のバスに入れ、サンプルの温度がそれぞれの温度になるまで待ち、各温度での溶融状態を目視で確認した。なお評価基準は以下の通りである。
＜評価＞
○・・・０℃において溶融状態であるもの
△・・・０において結晶化状態であるが、１０℃において溶融状態であるもの
×・・・１０℃においても結晶化状態であるもの
When the melting point was not measured by the above melting point measurement method, the melting state at low temperature was evaluated by the following method.
<Measurement method>: A 5 ml glass sample bottle containing 2 g of a sample was placed in a freezer at -80 ° C and allowed to stand for 2 days or more, and then crystallization was visually confirmed. Thereafter, the crystallized sample was placed in a bath of (1) 0 ° C., (2) 10 ° C., waited until the temperature of the sample reached the respective temperature, and the molten state at each temperature was visually confirmed. The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation>
○: in a molten state at 0 ° C. Δ ... in a crystallized state at 0, but in a molten state at 10 ° C. × ... in a crystallized state even at 10 °
合成例１
還流管を付けたフラスコに１-ブチル-３-メチルイミダゾリウムブロミド２１．９ｇ（０．１ｍｏｌ）と水５０ｍｌ、塩化メチレン５０ｍｌを加えた後、さらにノナフルオロブタンスルホネートのカリウム塩３３．８ｇ（０．１ｍｏｌ）を加え４０℃で５時間攪拌した。反応終了後、塩化メチレンを５０ｍｌ加えて十分攪拌し、分液した。塩化メチレン層をさらに水５０ｍｌで５回水洗後、塩化メチレン層を減圧下濃縮し、１-ブチル-３-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ１）３６．３ｇ（０．０８ｍｏｌ，収率８２．８％）を得た。
Synthesis example 1
To a flask equipped with a reflux tube, 11.9 g (0.1 mol) of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide, 50 ml of water and 50 ml of methylene chloride were added, and then 33.8 g (0) of potassium salt of nonafluorobutanesulfonate. 0.1 mol) and stirred at 40 ° C. for 5 hours. After completion of the reaction, 50 ml of methylene chloride was added and stirred sufficiently to separate the layers. The methylene chloride layer was further washed with 50 ml of water 5 times, and then the methylene chloride layer was concentrated under reduced pressure, and 16.3 g (0.08 mol, yield 82.82) of 1-butyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A1). 8%).
合成例２
上記合成法１の１-ブチル-３-メチルイミダゾリウムブロミド２１．９ｇを１-エチル-３-メチルイミダゾリウムブロミド１９．１ｇ（０．１ｍｏｌ）に変更し同様の操作を実施したところ、１-エチル-３-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート３２．８ｇ（Ａ２）（０．０８ｍｏｌ、収率８０％）を得た。
Synthesis example 2
When 11.9 g (0.1 mol) of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in Synthesis Method 1 was changed to 19.1 g (0.1 mol) of 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, the same operation was performed. Ethyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate 32.8 g (A2) (0.08 mol, yield 80%) was obtained.
合成例３
上記合成法１の１-ブチル-３-メチルイミダゾリウムブロミド２１．９ｇを１-ヘキシル-３-メチルイミダゾリウムブロミド２４．７ｇ（０．１ｍｏｌ）に変更し同様の操作を実施したところ、１-ヘキシル-３-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート（Ａ３）４４．７ｇ（０．０９ｍｏｌ，収率９５．９％）を得た。
Synthesis example 3
When 11.9-butyl-3-methylimidazolium bromide of the above synthesis method 1 was changed to 24.7 g (0.1 mol) of 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide, the same operation was carried out. 44.7 g (0.09 mol, yield 95.9%) of hexyl-3-methylimidazolium nonafluorobutanesulfonate (A3) was obtained.
実施例１〜６、比較例１，２
合成例１で製造したイオン液体（Ａ１）と、合成例２で製造したイオン液体（Ａ２）を使用し、表１に示す如き組成にて、イオン液体組成物を製造した。その物性を測定した結果を表１に示す。
Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 and 2
Using the ionic liquid (A1) produced in Synthesis Example 1 and the ionic liquid (A2) produced in Synthesis Example 2, an ionic liquid composition was produced with the composition shown in Table 1. The results of measuring the physical properties are shown in Table 1.
ＥＭＩＮｆＯ：１-エチル-３-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート
（※１）融点測定ができなかったので、溶融状態の目視評価を行った。
（※２）融点測定ができたため、溶融状態の目視評価までは行わなかった。
(* 2) Since the melting point could be measured, visual evaluation of the molten state was not performed.
実施例７〜１１、比較例３
合成例１で製造したイオン液体（Ａ１）と、合成例３で製造したイオン液体（Ａ３）を使用し、表２に示す如き組成にて、イオン液体組成物を製造した。その物性を測定した結果を表２に示す。
Examples 7-11, Comparative Example 3
Using the ionic liquid (A1) produced in Synthesis Example 1 and the ionic liquid (A3) produced in Synthesis Example 3, an ionic liquid composition was produced with the composition shown in Table 2. The results of measuring the physical properties are shown in Table 2.
ＨＭＩＮｆＯ：１-ヘキシル-３-メチルイミダゾリウムノナフルオロブタンスルホネート
（※１）融点測定ができなかったので、溶融状態の目視評価を行った。
（※２）融点測定ができたため、溶融状態の目視評価までは行わなかった。
(* 2) Since the melting point could be measured, visual evaluation of the molten state was not performed.
表１の結果よりイオン液体（Ａ１）と（Ａ２）を用いたイオン液体組成物は、それぞれを単独で用いた場合と比較して、低い融点を示すことがわかり、表２の結果よりイオン液体（Ａ１）と（Ａ３）を用いたイオン液体組成物は、それぞれを単独で用いた場合と比較し、低い融点を示すことがわかる。
従って、本願発明におけるイオン液体組成物は、低温においても溶融状態を保つことができるため潤滑油用途に有用に用いることができ、更にはその粘度領域から、転がり軸受け用潤滑油としての特性に非常に優れることがわかる。
From the results of Table 1, it can be seen that the ionic liquid compositions using the ionic liquids (A1) and (A2) exhibit a lower melting point than when each of them is used alone. It can be seen that the ionic liquid compositions using (A1) and (A3) exhibit a lower melting point than when each of them is used alone.
Therefore, the ionic liquid composition of the present invention can be used in lubricating oil applications because it can be kept in a molten state even at a low temperature. Furthermore, its viscosity range makes it very useful as a lubricating oil for rolling bearings. It turns out that it is excellent.
本発明のイオン液体組成物は、疎水性であって、かつ低温下でも溶融状態を保ち、更に流動性、耐磨耗性、耐蒸発性に優れた効果を有しており、自動車、電気製品等の機械装置、動力伝達装置、精密機械向けの潤滑油、金属加工油や電池、キャパシタ、コンデンサーなどの電解質・電解液材料、合成反応の反応溶媒、抽出溶媒としても使用可能であり、特には潤滑油の中でも軸受け用潤滑油、中でも転がり軸受け用潤滑油として有用に用いることが可能である。 The ionic liquid composition of the present invention is hydrophobic and maintains a molten state even at a low temperature, and further has an effect of excellent fluidity, wear resistance, and evaporation resistance. It can also be used as a mechanical device such as power transmission device, lubricating oil for precision machinery, metalworking oil and electrolyte / electrolyte material such as battery, capacitor, capacitor, reaction solvent for extraction reaction, extraction solvent, especially Among the lubricating oils, it can be usefully used as a lubricating oil for bearings, especially as a lubricating oil for rolling bearings.
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