一種粘度指數改進劑及其製備方法
2023-04-24 06:29:21 1
專利名稱：一種粘度指數改進劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有良好分散及防鏽性能的多功能粘度指數改進劑以及製備粘度指數改進劑的方法。
背景技術：
隨著柴油發動機的燃油延遲噴射技術、渦輪增壓技術尤其是廢氣再循環技術的發展，在燃燒過程中產生的煙炱量越來越大。如果煙炱得不到有效的分散，會導致油品粘度迅速增長，大幅度降低油品的使用周期，不但增加使用成本，嚴重時還造成發動機部件損壞。為了解決上述問題，通常採用粘度指數改進劑實現分散煙炱的目的。已有的粘度 指數改進劑是由作為基體的高分子主鏈和接枝在主鏈上的極性基團組成，高分子基體包括乙丙共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯等，如美國專利US4089794公開了一種分散型乙丙共聚物粘度指數改進劑，由馬來酸酐與乙丙共聚物發生溶液接枝後再經過胺化或酯化得到。該專利所用到的胺化物或酯化物包括多元胺、多元醇、醇胺或其混合物，該產品用於潤滑油中，具有較好的控制煙炱與油泥的性能。但隨著柴油機油規格的提高，對煙炱分散性能的要求也大幅度提高，US4089794中提及的分散型粘度指數改進劑已經不能滿足實際需要，具有更高接枝率的乙丙共聚物才能滿足目前的使用要求。但將乙丙共聚物上的馬來酸酐接枝率提高到一定程度後，再與多元胺或多元醇反應容易發生交聯反應，致使產物粘度過高或失去流動性從而無法使用。美國專利US6107257公開了一種分散型粘度指數改進劑，結構中含有N-苯基-苯二胺等芳香胺類的化合物作為極性基團，用以與煙炱表面的極性基團相互作用，而非極性的高分子主鏈則可以提供強大的分散作用力，使微小煙炱顆粒可以懸浮在潤滑油中，不至於相互聚集形成更大的顆粒。但芳香胺型化合物是有毒性的物質，在生產和使用的過程中易造成環境汙染和危害健康。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有優異煙炱分散性能和良好防鏽性能的粘度指數改進劑及其製備粘度指數改進劑的方法，利用該方法可以獲得性能優良的產品。本發明提供的粘度指數改進劑的組成和含量按重量百分比為基礎油60 % 94. 5 %，乙丙共聚物5 % 39. 5 %，咪唑啉化合物0. 5 % 10 %，其
中咪唑啉化合物的通式為
權利要求
1.一種粘度指數改進劑，其特徵在於組成和含量按重量百分比為 基礎油60% 94. 5%，乙丙共聚物5% 39. 5%，咪唑啉化合物為0. 5% 10%，其中咪唑啉化合物的通式為
2.根據權利要求I所述的粘度指數改進劑，其特徵在於乙丙共聚物重量百分比為10% 30%。
3.根據權利要求I所述的粘度指數改進劑，其特徵在於咪唑啉化合物重量百分比為2% 8%。
4.根據權利要求I所述的粘度指數改進劑，其特徵在於所述的烷基是甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、戍基、新戍基、己基、庚基、十一燒基、十二燒基、十五烷基、十七烷基或十九烷基。
5.根據權利要求I所述的粘度指數改進劑，其特徵在於鏈烯基是乙烯基、I-丙烯基、2-丙稀基、I- 丁稀基、I-戍稀基、1_己稀基、1_庚稀基、十六稀基或8_十七稀基。
6.根據權利要求I所述的粘度指數改進劑，其特徵在於芳香基具有如下結構，其中Rl表示氫、羥基、氨基或1-10個碳原子的烷基。
7.—種權利要求I所述的粘度指數改進劑的製備方法，其特徵在於 (1)利用溶液接枝法在乙丙共聚物上接枝馬來酸酐以形成溶液的總重量為基準，溶液接枝法所用溶劑重量為60 95%，溶劑為I、II、III類基礎油、聚a烯烴或其它有機溶劑，引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲醯、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷或過氧化二異丙苯，重量為0. 05 2%，馬來酸酐的重量為0. 2 3%，接枝溫度為150°C 200°C，接枝反應時間3 6小時，反應完畢後，用氮氣噴吹或真空抽提除去未反應的馬來酸酐，得到馬來酸酐接枝的乙丙共聚物中間產物； (2)將咪唑啉基團連接在乙丙共聚物上 方法A是首先，將有機酸和多乙烯多胺反應合成咪唑啉化合物，有機酸和多乙烯多胺的重量比為I : I I. 5，以有機酸和多烯多胺的總重量為基準加入10 40%的攜水劑，攜水劑為甲苯或二甲苯，在100°C的溫度下將有機酸緩慢滴入多烯多胺中，滴加完畢後加入攜水劑，從100°C緩慢連續升溫到220°C，升溫過程為4小時，達到220°C後恆溫反應2小時，真空除去未參與反應的原料和攜水劑，得到咪唑啉化合物； 然後，將馬來酸酐接枝的乙丙共聚物和咪唑啉化合物反應，反應溫度為80°C 220°C，反應時間為4 8小時，得到粘度指數改進劑； 或方法B是先將馬來酸酐接枝的乙丙共聚物和多乙烯多胺反應，多乙烯多胺的重量為0. 5 5%，反應溫度為80°C 220°C，反應時間為4 8小時，得到中間產物；再將中間產物和有機酸進行反應，有機酸和多乙烯多胺摩爾比為I : I ;有機酸的通式為R-COOH，R表示氫、烷基、鏈烯基或芳香基；反應溫度從100°C 250V，從100°C緩慢的連續升溫到220°C，升溫過程為4小時左右；得到粘度指數改進劑； 所述的多乙烯多胺的通式為H2N(CH2CH2NH)n+1H，n為1_10。
8.根據權利要求7所述的粘度指數改進劑的製備方法，其特徵在於所述的其它有機溶劑為烷基萘、氯苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯、甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯或間二甲苯。
全文摘要
本發明涉及一種粘度指數改進劑及其製備方法，其組成和含量按重量百分比為基礎油60％～94.5％，乙丙共聚物5％～39.5％，咪唑啉化合物含量為0.5％～10％；其製備方法為利用溶液接枝法在乙丙共聚物上接枝馬來酸酐，將咪唑啉基團連接在乙丙共聚物上；在乙丙共聚物上通過化學反應連接咪唑啉基團，使產品具有優異的煙炱分散性能和防鏽性能，可以滿足目前中高檔內燃機油的需要，製備方法可操作性強，適合工業化大規模生產。
文檔編號C10N30/04GK102653696SQ201110051240
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月3日 優先權日2011年3月3日
發明者劉洋, 張東恆, 翟月奎, 肖奇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司