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JP6467908B2 - Substrate for heat medium - Google Patents
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Description

本発明は、熱媒体用基材に関し、さらに詳述すると、特定のイオン液体からなる熱媒体用基材に関する。   The present invention relates to a heat medium substrate, and more particularly to a heat medium substrate made of a specific ionic liquid.

従来、内燃機関や燃料電池等の冷却液や不凍液などの熱媒体の基材としてエチレングリコールやプロピレングリコール等のグリコール類が広く用いられている。
しかし、エチレングリコールやプロピレングリコールは、有害性が疑われることからPRTR法の第1種指定化学物質に指定されている。
Conventionally, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol have been widely used as a base material for a heat medium such as a coolant or an antifreeze for an internal combustion engine or a fuel cell.
However, since ethylene glycol and propylene glycol are suspected of being harmful, they are designated as the first type designated chemical substances in the PRTR method.

また、ヒートパイプ装置の熱媒体(作動媒体)として水が用いられているが、通常、凍結防止のため水溶性ポリマーやグリコール類が添加されている。
しかし、上述した有害性の問題に加え、添加物自体が蒸気圧を有しているためヒートパイプの沸騰凝縮性能に悪影響を及ぼすおそれがあるうえに、ヒートパイプの使用温度範囲が添加物の分解温度以下に制限されるという問題がある。
Further, water is used as a heat medium (working medium) of the heat pipe device, but usually a water-soluble polymer and glycols are added to prevent freezing.
However, in addition to the above-mentioned harmful problems, the additive itself has a vapor pressure, which may adversely affect the boiling condensation performance of the heat pipe. There is a problem that it is limited to below the temperature.

以上のような点から、それらに代替する安全性に優れた熱媒体が求められており、そのような熱媒体の1つとしてイオン液体が提案されている。
例えば、特許文献1には、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド等のイミダゾリウム系イオン液体と防錆剤とを含む組成物を内燃機関や燃料電池等の冷却液として用いる技術が開示され、特許文献2には、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート等のイミダゾリウム系イオン液体の水溶液をヒートパイプの作動媒体として用いる技術が開示されているものの、これらのイオン液体は融点や流動性、さらには含水率等の点で改良の余地がある。
From the above points, a heat medium excellent in safety that can be substituted for them is required, and an ionic liquid has been proposed as one such heat medium.
For example, Patent Document 1 discloses a technique of using a composition containing an imidazolium-based ionic liquid such as 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and a rust inhibitor as a coolant for an internal combustion engine, a fuel cell, or the like. Patent Document 2 discloses a technique of using an aqueous solution of an imidazolium-based ionic liquid such as 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate as a working medium of a heat pipe. However, these ionic liquids have a melting point There is room for improvement in terms of fluidity and moisture content.

特開2010−235889号公報JP 2010-235889 A 特開2009−145038号公報JP 2009-145038 A

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、イオン液体からなる新規かつ有用な熱媒体用基材を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the novel and useful base material for thermal media which consists of an ionic liquid.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、所定のピロリジニウムカチオンを有するイオン液体が、低粘度かつ低融点であるとともに熱安定性が良好であることから、熱媒体用基材として好適であることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies in order to achieve the above object, the present inventors have obtained an ionic liquid having a predetermined pyrrolidinium cation having a low viscosity and a low melting point and good thermal stability. The present invention was completed by finding it suitable as a base material for a heat medium.

すなわち、本発明は、
1. 式(1)で示されるイオン液体からなることを特徴とする熱媒体用基材、

Figure 0006467908
(式中、R1は、炭素数1〜3のアルキル基を表し、R2は、メチル基またはエチル基を表し、nは、1または2を表し、X-は、1価のアニオンを表す。)
2. 前記X-が、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、CF3CO2 -、(CF3SO22-または(FSO22-である1の熱媒体用基材、
3. 前記X-が、(FSO22-である2の熱媒体用基材、
4. 前記R1が、メチル基またはエチル基を表す1〜3のいずれかの熱媒体用基材、
5. 前記R1およびR2が、共にメチル基である1〜4のいずれかの熱媒体用基材、
6. 前記R1およびR2が、共にメチル基であり、前記nが1または2である3の熱媒体用基材、
7. 前記R1およびR2が、共にメチル基であり、前記nが1である3の熱媒体用基材、
8. 1〜7のいずれかの熱媒体用基材を含む熱媒体、
9. 1〜7のいずれかの熱媒体用基材のみからなる熱媒体、
10. 前記nが2である6の熱媒体用基材を含むヒートパイプ装置の作動媒体、
11. 7の熱媒体用基材を含む冷却液
を提供する。 That is, the present invention
1. A substrate for a heat medium comprising the ionic liquid represented by the formula (1),
Figure 0006467908
Wherein R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents a methyl group or an ethyl group, n represents 1 or 2, and X represents a monovalent anion. .)
2. 1 heat transfer group wherein X is BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2 ) 2 N −. Material,
3. 2 a substrate for a heat medium, wherein X is (FSO 2 ) 2 N ,
4). The heat medium substrate according to any one of 1 to 3, wherein R 1 represents a methyl group or an ethyl group,
5. The heat medium substrate according to any one of 1 to 4, wherein R 1 and R 2 are both methyl groups;
6). 3 of the heat medium substrate, wherein R 1 and R 2 are both methyl groups, and n is 1 or 2,
7). 3 of the heat medium substrate, wherein R 1 and R 2 are both methyl groups and n is 1;
8). A heating medium comprising the heating medium substrate according to any one of 1 to 7,
9. A heat medium comprising only the heat medium substrate of any one of 1 to 7,
10. A working medium of a heat pipe device comprising a heat medium base material of 6 wherein n is 2;
11. A cooling liquid comprising 7 heat medium substrates is provided.

本発明で用いるイオン液体は、融点が比較的低く低粘度であり、また熱安定性にも優れている。
このようなイオン液体を用いた本発明の熱媒体は、比較的高温でも変質・分解しにくく、さらに氷点下に晒されても凍結しにくいため、氷点下から高温まで広い温度範囲で使用することができる。
本発明の熱媒体は、内燃機関、燃料電池、ヒートパイプ、モーター等の高温で使用される装置の冷却液や不凍液;道路、滑走路、ガラス、循環式仮設トイレ、住宅用設備(玄関、ドア、トイレ、排水トラップ等)の凍結防止剤、融雪剤として好適に用いることができる。
The ionic liquid used in the present invention has a relatively low melting point, a low viscosity, and excellent thermal stability.
Since the heat medium of the present invention using such an ionic liquid is not easily altered or decomposed even at a relatively high temperature, and is not easily frozen even when exposed to a temperature below freezing, it can be used in a wide temperature range from below freezing to a high temperature. .
The heat medium of the present invention is a coolant or antifreeze for devices used at high temperatures such as internal combustion engines, fuel cells, heat pipes, motors, etc .; roads, runways, glass, circulating temporary toilets, residential facilities (entrances, doors) , Toilets, drain traps, etc.) and can be suitably used as a snow melting agent.

実施例1で得られたMEMP・TFSAのTG−DTA測定結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a TG-DTA measurement result of MEMP • TFSA obtained in Example 1. 実施例2で得られたMMMP・FSAの1H−NMRスペクトル図である。4 is a 1 H-NMR spectrum diagram of MMMP · FSA obtained in Example 2. FIG. 実施例2で得られたMMMP・FSAのDSC測定結果を示す図である。6 is a diagram showing DSC measurement results of MMMP · FSA obtained in Example 2. FIG.

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る熱媒体用基材は、式(1)で示されるイオン液体からなる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The base material for a heat medium according to the present invention is made of an ionic liquid represented by the formula (1).

Figure 0006467908
Figure 0006467908

1は、炭素数1〜3のアルキル基を表し、その具体例としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、c−プロピル基等が挙げられるが、直鎖状のアルキル基が好ましく、中でもメチル基、エチル基がより好ましく、メチル基がより一層好ましい。
2は、メチル基またはエチル基を表すが、メチル基が好ましい。
nは、1または2を表す。
R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and specific examples thereof may be linear, branched or cyclic, for example, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, c-propyl group A linear alkyl group is preferable, and a methyl group and an ethyl group are more preferable, and a methyl group is still more preferable.
R 2 represents a methyl group or an ethyl group, and is preferably a methyl group.
n represents 1 or 2.

中でもカチオン構造としては、より熱安定性に優れているという点から、下記(A)の構造が好ましく、より低粘度という点から、下記(B)の構造が好ましい。   Among these, as the cationic structure, the following structure (A) is preferable from the viewpoint of more excellent thermal stability, and the following structure (B) is preferable from the viewpoint of lower viscosity.

Figure 0006467908
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-は1価のアニオンであり、イオン液体を形成し得るアニオンであれば特に限定されるものではないが、本発明では、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、CF3CO2 -、(CF3SO22-または(FSO22-が好ましく、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、(CF3SO22-または(FSO22-がより好ましい。
特に、熱媒体用基材に適した粘度の低い、流動性に優れたイオン液体を与えるという点から、(CF3SO22-、(FSO22-が好ましく、また、高温で使用するヒートパイプ等の熱媒として適した、分解点の高いイオン液体を与えるという点から、(CF3SO22-が好ましく、冷却材として適した、融点の低いイオン液体を与えるという点から、(FSO22-がより好ましい。
X is a monovalent anion and is not particularly limited as long as it is an anion capable of forming an ionic liquid, but in the present invention, BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2 ) 2 N is preferable, and BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2). 2 N is more preferred.
In particular, (CF 3 SO 2 ) 2 N and (FSO 2 ) 2 N are preferable from the viewpoint of providing an ionic liquid having a low viscosity and excellent fluidity suitable for a substrate for a heat medium. (CF 3 SO 2 ) 2 N is preferable because it gives an ionic liquid with a high decomposition point suitable as a heat medium for heat pipes used in the process, and gives an ionic liquid with a low melting point suitable as a coolant. Therefore, (FSO 2 ) 2 N is more preferable.

本発明で用いられるイオン液体は、国際公開第2002/076924号記載の方法や、中国特許出願公開第101747243号明細書等により製造することができ、例えば、定法に従って製造したN−アルコキシアルキル−N−アルキルピロリジニウムハライド(例えば、クロライド、ブロマイド等)と、所望のアニオンのアルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム等)塩とを水溶媒中でアニオン交換反応させて得ることができる。   The ionic liquid used in the present invention can be produced by the method described in International Publication No. 2002/076924 or the specification of Chinese Patent Application No. 10147243, for example, N-alkoxyalkyl-N produced according to a conventional method. -An alkylpyrrolidinium halide (for example, chloride, bromide, etc.) and an alkali metal (for example, sodium, potassium, etc.) salt of a desired anion can be obtained by anion exchange reaction in an aqueous solvent.

本発明で好適に用いることができるイオン液体としては下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the ionic liquid that can be suitably used in the present invention include, but are not limited to, the following.

Figure 0006467908
Figure 0006467908

Figure 0006467908
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これらの中でも、低粘度であるという点から、下記MEMP・TFSA、MMMP・TFSA、MEMP・FSA、MMMP・FSAが好適である。
特に、後述の実施例で示すように、MMMP・FSAは融点が−33℃と極めて低く、氷点下でも凍結しないため、冷却材に適しており、MEMP・TFSAは分解点が高いため、高温の熱媒体に適している。
Among these, the following MEMP · TFSA, MMMP · TFSA, MEMP · FSA, and MMMP · FSA are preferable from the viewpoint of low viscosity.
In particular, as shown in the examples described later, MMMP · FSA has a very low melting point of −33 ° C. and does not freeze even below freezing, so it is suitable as a coolant, and MEMP · TFSA has a high decomposition point, so Suitable for medium.

Figure 0006467908
Figure 0006467908

本発明の熱媒体は、上記イオン液体からなる熱媒体用基材のみからなるものでも、上記熱媒体用基材とその他の溶媒とを含むものでもよい。
その他の溶媒は、熱媒体の適用箇所および使用条件などにより適宜選択されるものであり、例えば、水;メタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、トルエン等の芳香族系溶剤;エチレングリコール、ポリエチレングリコール、植物性油、動物性油、鉱物性油、合成油等が挙げられる。
The heat medium of the present invention may be composed only of the heat medium substrate made of the ionic liquid, or may include the heat medium substrate and another solvent.
The other solvent is appropriately selected depending on the application location and use conditions of the heat medium. For example, water; alcohol solvents such as methanol and isopropanol; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate Solvents; ether solvents such as tetrahydrofuran and diisopropyl ether; amide solvents such as N, N-dimethylformamide; aromatic solvents such as toluene; ethylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils, animal oils, mineral oils And synthetic oils.

なお、本発明で用いる上記イオン液体は、それ自体比較的粘度が低いため、その他の溶媒を用いる場合、その使用量は熱媒を構成する液体成分中に50質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、10質量%以下がより一層好ましく、全く使用しない(液体成分はイオン液体のみ)ことが最適である。   In addition, since the said ionic liquid used by this invention has comparatively low viscosity itself, when using another solvent, the usage-amount is preferably 50 mass% or less in the liquid component which comprises a heat medium, and 25 mass%. The following is more preferable, and 10% by mass or less is even more preferable, and it is optimal not to use at all (the liquid component is only an ionic liquid).

また、本発明の熱媒体には防錆剤を添加してもよい。その添加量は、特に限定されるものではないが、熱媒体中に0.1〜10質量%程度である。
防錆剤としては、例えば、ホウ酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、モリブデン酸塩、脂肪族一塩基酸およびその塩、脂肪族二塩基酸およびその塩、芳香族一塩基酸およびその塩、芳香族二塩基酸およびその塩、トリアゾールおよびその塩、チアゾールおよびその塩等が挙げられる。
Moreover, you may add a rust preventive agent to the heat medium of this invention. The addition amount is not particularly limited, but is about 0.1 to 10% by mass in the heat medium.
Examples of the rust preventive include borate, silicate, phosphate, nitrite, nitrate, molybdate, aliphatic monobasic acid and salt thereof, aliphatic dibasic acid and salt thereof, and aromatic one. Examples include basic acids and salts thereof, aromatic dibasic acids and salts thereof, triazoles and salts thereof, thiazoles and salts thereof, and the like.

ホウ酸塩の具体例としては、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸アルカリ金属塩などが挙げられる。
ケイ酸塩の具体例としては、ケイ酸ナトリウム等のケイ酸アルカリ金属塩などが挙げられる。
リン酸塩の具体例としては、リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム等のリン酸アルカリ金属塩が挙げられる。
亜硝酸塩の具体例としては、亜硝酸ナトリウム等の亜硝酸アルカリ金属塩などが挙げられる。
硝酸塩の具体例としては、硝酸ナトリウム等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
モリブデン酸塩の具体例としては、モリブデン酸ナトリウム等のモリブデン酸アルカリ金属塩などが挙げられる。
Specific examples of borates include alkali metal borates such as sodium borate.
Specific examples of the silicate include alkali metal silicates such as sodium silicate.
Specific examples of the phosphate include alkali metal phosphates such as sodium phosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyphosphate.
Specific examples of nitrites include alkali metal nitrites such as sodium nitrite.
Specific examples of the nitrate include alkali metal salts such as sodium nitrate.
Specific examples of molybdate include alkali metal molybdate such as sodium molybdate.

脂肪族一塩基酸およびその塩の具体例としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、ステアリン酸、並びにこれらの酸のナトリウム塩およびカリウム塩等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
脂肪族二塩基酸およびその塩の具体例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピペリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン2酸、ドデカン2酸、ブラシル酸、タプチン酸、並びにこれらの酸のナトリウム塩およびカリウム塩等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
Specific examples of aliphatic monobasic acids and salts thereof include pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, oleic acid, linoleic acid, Examples include linolenic acid, ricinoleic acid, stearic acid, and alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt of these acids.
Specific examples of the aliphatic dibasic acid and salts thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, piperic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecane diacid, dodecane diacid, and brassle Examples include acids, taptic acids, and alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts of these acids.

芳香族一塩基酸およびその塩の具体例としては、安息香酸、ニトロ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、p−トルイル酸、p−エチル安息香酸、p−プロピル安息香酸、p−イソプロピル安息香酸、p−tertブチル安息香酸等の安息香酸類、メトキシ安息香酸等のアルコキシ安息香酸類、けい皮酸、アルキルけい皮酸、アルコキシけい皮酸等のけい皮酸類、並びにこれらの酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
芳香族二塩基酸およびその塩の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、並びにこれらの酸のナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
Specific examples of aromatic monobasic acids and salts thereof include benzoic acid, nitrobenzoic acid, hydroxybenzoic acid, p-toluic acid, p-ethylbenzoic acid, p-propylbenzoic acid, p-isopropylbenzoic acid, p- Benzoic acids such as tert-butylbenzoic acid, alkoxybenzoic acids such as methoxybenzoic acid, cinnamic acid, alkyl cinnamic acid, cinnamic acids such as alkoxycinnamic acid, and sodium, potassium and lithium salts of these acids And alkali metal salts.
Specific examples of the aromatic dibasic acid and salts thereof include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt and lithium salt of these acids.

トリアゾールおよびその塩の具体例としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、4−フェニル−1,2,3−トリアゾール、2−ナフトトリアゾール、4−ニトロベンゾトリアゾール、並びにこれらのナトリウム塩、カリウム塩およびリチウム塩等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
チアゾールおよびその塩の具体例としては、ベンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、並びにこれらのナトリウム塩、カリウム塩およびリチウム塩等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
Specific examples of triazole and salts thereof include benzotriazole, tolyltriazole, 4-phenyl-1,2,3-triazole, 2-naphthotriazole, 4-nitrobenzotriazole, and sodium, potassium and lithium salts thereof. And alkali metal salts.
Specific examples of thiazole and salts thereof include benzothiazole, mercaptobenzothiazole, and alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt and lithium salt thereof.

以下、合成例および実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例で使用した分析装置は下記のとおりである。
[1]1H−NMRスペクトル
装置:日本電子(株)製 AL−400
溶媒:重ジメチルスルホキシド
[2]粘度計
装置:BROOK FIELD社製 プログラマブルレオメーター
[3]DSC
装置:SII製 DSC6200
[4]TG−DTA
装置:SII製 TG/DTA6200
EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example and an Example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.
The analyzers used in the examples are as follows.
[1] 1 H-NMR spectrum apparatus: AL-400 manufactured by JEOL Ltd.
Solvent: Heavy dimethyl sulfoxide [2] Viscometer device: Programmable rheometer [3] DSC manufactured by BROOK FIELD
Device: DSC6200 manufactured by SII
[4] TG-DTA
Device: TG / DTA6200 made by SII

[実施例1]MEMP・TFSAの合成

Figure 0006467908
[Example 1] Synthesis of MEMP • TFSA
Figure 0006467908

ピロリジン(和光純薬工業(株)製)1.51質量部と塩化2−メトキシエチル(関東化学(株)製)1.00質量部とを混合し、還流しながら1時間反応させた。反応後、反応液は2層に分離したが、しばらく放冷すると下層は固化した。デカンテーションにより上層のみ回収し、減圧蒸留により精製し、目的物であるN−2−メトキシエチルピロリジン(沸点76℃/蒸気圧45mmHg)0.96質量部を得た(収率70%)。
得られたN−2−メトキシエチルピロリジン1.00質量部、およびこれに対して2倍容量のトルエン(和光純薬工業(株)製)を混合し、オートクレーブ中に入れ、系内を窒素置換した。密閉系にした後、室温撹拌下で塩化メチルガス(日本特殊化学工業(株)製)約1.00質量部を加えた。塩化メチルガス導入時には温度および内圧の上昇が見られ、最高時で温度は約53℃、内圧は5.5kgf/cm2(約5.4×105Pa)まで上昇した。そのまま加熱せずに反応させ、2日後に塩化メチルガス約0.75質量部を加えた。さらに1日反応させた後、加圧を解除し、系中に生成した結晶を減圧濾過にてろ別し、真空ポンプを用いて乾燥させ、N−2−メトキシエチル−N−メチルピロリジニウムクロライド1.29質量部を得た(収率92%)。
得られたN−2−メトキシエチル−N−メチルピロリジニウムクロライド1.00質量部に、当倍容量のイオン交換水を加えて撹拌して溶解させた。この溶液をリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(関東化学(株)製)1.68質量部を当倍容量のイオン交換水に溶かした溶液に撹拌下で加えた。室温で反応させ、3時間以上経過した後に、2層に分離した反応液を分液し、下層の有機層を2回イオン交換水で洗浄後、真空ポンプを用いて乾燥させ、目的物であるN−2−メトキシエチル−N−メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(MEMP・TFSA)1.50質量部を得た(収率83%)。
Pyrrolidine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1.51 parts by mass and 2-methoxyethyl chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) 1.00 parts by mass were mixed and reacted for 1 hour while refluxing. After the reaction, the reaction solution was separated into two layers, but the lower layer solidified when allowed to cool for a while. Only the upper layer was recovered by decantation, and purified by distillation under reduced pressure to obtain 0.96 parts by mass of the target product, N-2-methoxyethylpyrrolidine (boiling point 76 ° C./vapor pressure 45 mmHg) (yield 70%).
1.00 parts by mass of the obtained N-2-methoxyethylpyrrolidine and 2 times volume of toluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are mixed and placed in an autoclave, and the system is purged with nitrogen did. After making it a closed system, about 1.00 parts by mass of methyl chloride gas (manufactured by Nippon Specialty Chemicals Co., Ltd.) was added with stirring at room temperature. When methyl chloride gas was introduced, the temperature and internal pressure increased. At the maximum, the temperature increased to about 53 ° C., and the internal pressure increased to 5.5 kgf / cm 2 (about 5.4 × 10 5 Pa). The reaction was continued without heating, and about 0.75 parts by mass of methyl chloride gas was added after 2 days. After further reaction for 1 day, the pressure was released, and the crystals formed in the system were filtered off under reduced pressure, dried using a vacuum pump, and N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium chloride. 1.29 parts by mass were obtained (yield 92%).
To 1.00 parts by mass of the obtained N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium chloride, an equivalent volume of ion-exchanged water was added and stirred to dissolve. This solution was added with stirring to a solution obtained by dissolving 1.68 parts by mass of lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) in an equivalent volume of ion-exchanged water. After reacting at room temperature for 3 hours or more, the reaction solution separated into two layers is separated, and the lower organic layer is washed twice with ion-exchanged water and then dried using a vacuum pump. 1.50 parts by mass of N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide (MEMMP · TFSA) was obtained (yield 83%).

上記で得られたMEMP・TFSAのTG−DTAを測定した。その結果を図1に示す。
図1に示されるように、10%分解点は399.7℃であり、350℃付近の高温でも使用可能な熱媒体用基材であることがわかる。
さらに、MEMP・TFSAの25℃での粘度を測定したところ、50cPと低粘度であり、熱媒体用基材として必要な流動性を有していることがわかる。
The TG-DTA of MEMP • TFSA obtained above was measured. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the 10% decomposition point is 399.7 ° C., and it can be seen that the heat medium substrate can be used even at a high temperature around 350 ° C.
Further, when the viscosity of MEMP · TFSA at 25 ° C. was measured, it was found to be as low as 50 cP and to have fluidity necessary as a base material for a heat medium.

[実施例2]MMMP・FSAの合成

Figure 0006467908
[Example 2] Synthesis of MMMP FSA
Figure 0006467908

N−メチルピロリジン(和光純薬工業(株)製)14.4質量部をテトラヒドロフラン(和光純薬工業(株)製)200質量部に溶かした溶液を氷冷し、撹拌下、クロロメチルメチルエーテル(東京化成工業(株)製)17.1質量部を加えた。一晩反応させた後、析出した固体を、桐山ロートを用い減圧濾過した。得られた白色固体を、真空ポンプを用いて乾燥させ、中間体N−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムクロライド26.7質量部を得た(収率96%)。
得られたN−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムクロライド8.58質量部をイオン交換水10質量部に溶解させた。この溶液をカリウムビス(フルオロスルホニル)アミド(関東化学(株)製)12.5質量部をイオン交換水5質量部に溶かした溶液に撹拌下で加えた。室温で撹拌を一晩継続させた後、2層に分かれた反応液を分液し、下層の有機層をイオン交換水で4回洗浄後、真空ポンプを用いて乾燥させ、目的物であるN−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)アミド(MMMP・FSA)を10.2質量部得た(収率63%)。MMMP・FSAの1H−NMRスペクトルを図2に示す。
A solution prepared by dissolving 14.4 parts by mass of N-methylpyrrolidine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 200 parts by mass of tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was ice-cooled, and chloromethyl methyl ether was stirred. 17.1 parts by mass (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added. After reacting overnight, the precipitated solid was filtered under reduced pressure using a Kiriyama funnel. The obtained white solid was dried using a vacuum pump to obtain 26.7 parts by mass of an intermediate N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium chloride (yield 96%).
The obtained N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium chloride 8.58 parts by mass was dissolved in 10 parts by mass of ion-exchanged water. This solution was added with stirring to a solution prepared by dissolving 12.5 parts by mass of potassium bis (fluorosulfonyl) amide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) in 5 parts by mass of ion-exchanged water. After stirring overnight at room temperature, the reaction solution separated into two layers was separated, and the lower organic layer was washed four times with ion-exchanged water and then dried using a vacuum pump. 10.2 parts by mass of -methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) amide (MMMP · FSA) was obtained (yield 63%). The 1 H-NMR spectrum of MMMP · FSA is shown in FIG.

上記で得られたMMMP・FSAのDSCを測定した。その結果を図3に示す。図3に示されるように、融点は−33℃であり、−30℃付近まで使用可能な熱媒体用基材であることがわかる。
さらに、MMMP・FSA25℃での粘度を測定したところ20cPであり、さらに粘度が低く、熱媒体用基材として必要な流動性を有していることがわかる。
The DSC of MMMP · FSA obtained above was measured. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the melting point is −33 ° C., and it can be seen that this is a base material for heat medium that can be used up to around −30 ° C.
Further, when the viscosity at 25 ° C. of MMMP · FSA was measured, it was 20 cP, and it was found that the viscosity was further low and the fluidity required for the heat medium substrate was obtained.

Claims (11)

式(1)で示されるイオン液体からなることを特徴とする熱媒体用基材。
Figure 0006467908
(式中、R1は、炭素数1〜3のアルキル基を表し、R2は、メチル基またはエチル基を表し、nは、1または2を表し、X-は、1価のアニオンを表す。)
A base material for a heat medium comprising the ionic liquid represented by the formula (1).
Figure 0006467908
Wherein R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents a methyl group or an ethyl group, n represents 1 or 2, and X represents a monovalent anion. .)
前記X-が、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、CF3CO2 -、(CF3SO22-または(FSO22-である請求項1記載の熱媒体用基材。 2. The heat according to claim 1, wherein the X is BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2 ) 2 N −. Medium substrate. 前記X-が、(FSO22-である請求項2記載の熱媒体用基材。 The heat medium substrate according to claim 2 , wherein the X is (FSO 2 ) 2 N . 前記R1が、メチル基またはエチル基を表す請求項1〜3のいずれか1項記載の熱媒体用基材。 The heat medium substrate according to claim 1, wherein R 1 represents a methyl group or an ethyl group. 前記R1およびR2が、共にメチル基である請求項1〜4のいずれか1項記載の熱媒体用基材。 The heat medium substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein both R 1 and R 2 are methyl groups. 前記R1およびR2が、共にメチル基であり、前記nが1または2である請求項3記載の熱媒体用基材。 4. The substrate for a heat medium according to claim 3, wherein R 1 and R 2 are both methyl groups, and n is 1 or 2. 5. 前記R1およびR2が、共にメチル基であり、前記nが1である請求項3記載の熱媒体用基材。 The base material for a heat medium according to claim 3, wherein R 1 and R 2 are both methyl groups and n is 1. 請求項1〜7のいずれか1項記載の熱媒体用基材を含む熱媒体。   A heat medium comprising the heat medium substrate according to claim 1. 請求項1〜7のいずれか1項記載の熱媒体用基材のみからなる熱媒体。   The heat carrier which consists only of the base material for heat carriers of any one of Claims 1-7. 前記nが2である請求項6記載の熱媒体用基材を含むヒートパイプ装置の作動媒体。   The working medium of a heat pipe device including the base material for a heat medium according to claim 6, wherein the n is 2. 請求項7記載の熱媒体用基材を含む冷却液。   A coolant comprising the heat medium substrate according to claim 7.
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