多官能分散剂粘度指数改进剂的制作方法_4

文档序号:9400701阅读:来源:国知局
0118]G. 0. 00%~5重量%、或者约0. 01 %~5重量%、或者约0. 01 %~3重量%、或者 约0. 05 %~约2. 5重量%、或者约0. 1 %~约2重量%的一种或多种抗氧化剂;和
[0119]H.约0.0%~4重量%、或者约0.0%~3重量%、或者约0.005%~约2重量%、 或者约0. 005%~约1. 5重量%的次要成分,例如但不限于摩擦改进剂、降凝剂和消泡剂。
[0120] 根据其可商购获得的形式可以计算D~H的百分比。将以上鉴定各种成分的功能 和性质以及成分的几个实例总结于该说明书的以下部分中。
[0121] 基础油:先前确定为本发明可接枝聚合物的工艺溶剂的石油或合成基础油中的任 一种都能够用作基础油。确实,还可使用任意的常规润滑油或其组合。
[0122] 多官能接枝的聚合物:能够使用多官能接枝的聚合物以代替部分或全部常规用于 这种制剂中的粘度指数改进聚合物。其还能够用于代替部分或全部的在这种制剂中常规使 用的用于控制烟灰、油泥和清漆的制剂,因为其具有烟灰处理和分散性能。
[0123] 常规粘度指数改进剂:常规的粘度指数改进剂可用于所述制剂中。其通常为长链 聚烯烃。本文中所预期使用的聚合物的几个实例包括由美国专利No. 4, 092, 255在第1栏 第29~32行所建议的如下聚合物,将所述专利的公开内容通过参考以其完整形式并入本 文中:聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚烷基苯乙烯、丁二烯和苯乙烯的部分氢化的共聚物、乙 烯和丙烯的无定形聚烯烃、乙烯_丙烯-二烯聚合物、聚异戊二烯和苯乙烯-异戊二烯。
[0124] 常规分散剂:分散剂有助于悬浮不溶的发动机油氧化产物,由此防止油泥絮凝和 微粒沉淀或沉积在金属部件上。合适的分散剂包括烷基琥珀酰亚胺如油溶性聚异丁烯琥珀 酸酐与乙烯胺如四乙烯五胺的反应产物及其硼酸酯。这种常规分散剂预期用于本文中。分 散剂的几个实例包括列于美国专利No. 4, 092, 255第1栏第38~41行中的如下物质:利用 异丁烯或丙烯的聚烯烃在琥珀酰亚胺羰基的a位置的碳上烷基化的琥珀酰亚胺或琥珀酸 酯。这些添加剂有利于保持发动机或其它机械的清洁度。
[0125] 洗涤剂:可将保持发动机清洁度的洗涤剂用于本润滑油组合物中。这些材料包括 磺酸的金属盐、烷基酚、硫化的烷基酚、水杨酸烷基酯、环烷酸酯和其它可溶性单_和二羧 酸。经常将碱性(vis,overbased)金属盐如碱性碱土金属磺酸盐(尤其是钙和镁盐)用作 洗涤剂。这种洗涤剂对于将不溶性微粒物质在发动机或其它机械中保持为悬浮状态是特 别有用的。本文中预期使用的洗涤剂的其它实例包括在美国专利No. 4, 092, 255第1栏第 35~36行中陈述的那些:磺酸盐、酚盐或多价金属的有机磷酸盐。
[0126] 抗磨剂:抗磨剂,如其名称所暗示的,降低金属部件的磨损。二烷基二硫代磷酸锌 和二芳基二硫代磷酸锌和有机钼混合物如二烷基二硫代氨基甲酸钼是常规抗磨剂的代表。
[0127] 抗氧化剂:氧化抑制剂或抗氧化剂,降低润滑油在使用时劣化的倾向。这种劣化可 以由油的粘度升高和由在金属表面上的诸如油泥和清漆类沉积物的氧化产物来证明。这种 氧化抑制剂包括:具有优选c5~C12烷基侧链的烷基酚硫代酸酯的碱土金属盐如壬基酚硫 化钙、二辛基苯胺、苯基-a-萘胺、磷硫化的或硫化的烃;以及有机钼化合物如二烷基二硫 代氨基甲酸钼。通过使用本发明的多官能接枝的聚合物可以减少或消除常规抗氧化剂的使 用。
[0128] 次要成分:本文中预期许多次要成分,所述次要成分不会妨碍将本组合物用作润 滑油。其它这种添加剂的非完全列表包括降凝剂、防锈剂以及极压添加剂、摩擦改进剂、密 封溶胀剂、消泡剂和染料。
[0129]实施例1
[0130] 在第一步骤中,制备包含酰基的聚合物聚烯烃聚合物骨架。在1300镑/小时的速 率下向双螺旋互相啮合挤出机添加EniChemC0-043乙烯/丙烯共聚物。在将聚合物添加 至挤出机之后,加工从将固体聚合物转换成熔融物开始。一旦获得熔融物,立即以18. 2镑 /小时的速率将马来酸酐(MAH)作为液体注入挤出机。一旦MAH完全并入熔融物中,立即 以1. 80镑/小时的速率将过氧化物DHBP注入挤出机。应注意,已经将过氧化物以5:1的 比在矿物油中进行了稀释。过氧化物的稀释对于辅助引发剂的混合和分布是必要的。
[0131] 将反应混合物在挤出机中进一步加工以完成反应。通过对未反应的MAH、DHBP和 过氧化物副产物进行真空清除而终止反应。通过水下造粒而对产物进行加工,然后进行风 干和包装。所得的产物为具有接枝的酰基的乙烯/丙烯共聚物。接枝的聚合物包含约1.40 重量%的马来酸酐。
[0132]实施例2
[0133] 在第二步骤中,将实施例1的接枝的聚合物按序与两种不同的胺反应以提供与 烟灰处理以及油泥和清漆控制两者相关的官能团。用500克的12. 5%马来酸酐接枝的乙 烯-丙烯聚合物溶液装载具有电热炉、温度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。 通过将62. 5克的实施例1的接枝的聚合物溶于437. 5克的FHR-150基础原料中制备了所 述溶液。气体入口使得气体在溶液表面之下或之上进料。将溶液加热至170°C并在整个过 程中保持在该温度下。在加热期间,利用在溶液表面之下进料的惰性气体(CO2)对聚合物 溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C下,立即将CO2在聚合物溶液之上进料;在接枝的 聚合物制备的所有剩余时间内保持这种保护气流。
[0134] 制备得自FlexsysAmerica, (#921141)的 20% 的 4-氨基二苯胺(ADPA)和得自 Hatco, #5238的80%的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。称出4. 10克的ADPA溶液并以 单次投料的方式添加至加热的接枝聚合物溶液。使得反应物反应约1小时。在ADPA反应 完成之后,称出得自SigmaAldrich(#272264)的1-(3-氨丙基)-咪唑试样以包含0.735 克的1-(3-氨丙基)_咪唑,并以单次投料的方式添加至加热的溶液。使溶液反应约1小时 以完成反应。
[0135] 反应产物包含相对于每摩尔聚合物为约9. 4摩尔的咪唑和7. 13摩尔的ADPA,并基 于FT-IR谱图实现了马来酸酐的完全转化。将反应产物进一步示于表1中。
[0136] 表 1
[0137]
[0138] 实施例3
[0139] 将实施例1的接枝的聚合物按序与两种不同的胺反应以提供与烟灰处理以及油 泥和清漆控制两者相关的官能团。
[0140] 用500克的12. 5%的马来酸酐接枝的乙烯-丙烯聚合物溶液装载具有电热炉、温 度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。通过将62. 5克的实施例1的接枝的聚 合物溶于437. 5克的FHR-150基础原料中制备了所述溶液。气体入口使得气体在溶液表面 之下或之上进料。将溶液加热至170°C并在整个过程中保持在该温度下。在加热期间,利用 在溶液表面之下进料的惰性气体(CO2)对聚合物溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C 下,立即将CO2在聚合物溶液之上进料;在接枝的聚合物制备的所有剩余时间内保持这种保 护气流。
[0141]制备得自FlexsysAmerica, (#921141)的 20% 的 4-氨基二苯胺(ADPA)和得自 Hatco, #5238的80%的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。称出4. 70克的ADPA溶液并以 单次投料的方式添加至加热的接枝聚合物溶液。使得反应物反应约1小时。在ADPA反应 完成之后,称出得自SigmaAldrich(#272264)的1-(3-氨丙基)-咪唑试样以包含0.735 克的1-(3-氨丙基)_咪唑,并以单次投料的方式添加至加热的溶液。使溶液反应约1小时 以完成反应。
[0142] 比较例3
[0143] 如在实施例3中的,将实施例1的接枝的聚合物按序与两种不同的胺反应以提供 与烟灰处理以及油泥和清漆控制两者相关的官能团。然而,这次将反应的顺序反过来。
[0144] 用500克的12. 5%的马来酸酐接枝的乙烯-丙烯聚合物溶液装载具有电热炉、温 度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。通过将62. 5克的实施例1的接枝的聚 合物溶于437. 5克的FHR-150基础原料中制备了所述溶液。气体入口使得气体在溶液表面 之下或之上进料。将溶液加热至170°C并在整个过程中保持在该温度下。在加热期间,利用 在溶液表面之下进料的惰性气体(CO2)对聚合物溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C 下,立即将CO2在聚合物溶液之上进料;在接枝的聚合物制备的所有剩余时间内保持这种保 护气流。
[0145] 称出得自SigmaAldrich(#272264)的I-(3-氨丙基)-咪唑试样以包含0.735克 的1-(3-氨丙基)_咪唑,并以单次投料的方式添加至加热的接枝聚合物溶液。使溶液反应 约1小时。在AIP反应完成之后,制备得自FlexsysAmerica, (#921141)的20%的4-氨 基二苯胺(ADPA)和得自Hatco, #5238的80%的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。称出 4. 70克的ADPA溶液并以单次投料的方式添加至加热的溶液。使得溶液反应约1小时以完 成反应。
[0146] 通过FT-IR和氮测试对实施例3和比较例3的反应产物进行了检验以确定各种官 能团在各个反应产物上的浓度。将结果示于表2中。
[0147]表2
[0148]
[0149] 实施例4
[0150]用500克的12. 5%的马来酸酐接枝的乙烯-丙烯聚合物溶液装载具有电热炉、温 度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。通过将62. 5克的接枝有1. 4%的马来酸 酐的Lz7065C(由theLubrizolCorp.,Cleveland,OH制造)溶于 437. 5 克的FHR-150 基 础原料中制备了所述溶液。气体入口使得气体在溶液表面之下或之上进料。将溶液加热至 170°C并在整个过程中保持在该温度下。在加热期间,利用在溶液表面之下进料的惰性气体 (CO2)对聚合物溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C下,立即将CO2在聚合物溶液之上 进料;在接枝的聚合物制备的剩余时间内保持这种保护气流。
[0151]制备得自FlexsysAmerica, #921141 的 20 % 的 4-氨基二苯胺(ADPA)和得 自Hatco, #5238的80 %的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。这量出4. 10克的ADPA 溶液。在添加ADPA之后,使得溶液反应1小时。在ADPA反应完成之后,从得自Sigma Aldrich#272264的1-(3-氨丙基)-咪唑试样称出0. 735克的1-(3-氨丙基)-咪唑,其以 单次投料的方式添加至加热的溶液。使溶液反应1小时以完成反应。
[0152] 所得产物包含相对于每摩尔聚合物为约9. 4摩尔的咪唑和7. 13摩尔的ADPA,并随 后利用ADPA实现了基于FT-IR谱图的马来酸酐的完全转化。
[0153] 实施例5
[0154]用500克12. 5%的马来酸酐接枝的苯乙烯-丁二烯聚合物溶液装载具有电热炉、 温度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。通过将62. 5克的接枝有1. 4%的马来 酸酐的Lz7408 (由theLubrizolCorp.,Cleveland,OH制造)溶于 437. 5 克的FHR-150 基 础原料中制备了所述溶液。气体入口使得气体在溶液表面之下或之上进料。将溶液加热至 170°C并在整个过程中保持在该温度下。在加热期间,利用在溶液表面之下进料的惰性气体 (CO2)对聚合物溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C下,立即将CO2在聚合物溶液之上 进料;在接枝的聚合物制备的剩余时间内保持这种保护气流。
[0155]制备得自FlexsysAmerica, #921141 的 20 % 的 4-氨基二苯胺(ADPA)和得 自Hatco, #5238的80 %的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。这量出4. 10克的ADPA 溶液。在添加ADPA之后,使得溶液反应1小时。在ADPA反应完成之后,从得自Sigma Aldrich#272264的1-(3-氨丙基)-咪唑试样称出0. 735克的1-(3-氨丙基)-咪唑,其以 单次投料的方式添加至加热的溶液。使溶液反应1小时以完成反应。
[0156] 所得产物包含相对于每摩尔聚合物为约9. 4摩尔的咪唑和7. 13摩尔的ADPA,并随 后利用ADPA实现了基于FT-IR谱图的马来酸酐的完全转化。
[0157] 实施例6
[0158] 用500克的12. 5%的马来酸酐接枝的苯乙烯-异戊二烯聚合物溶液装载具有电热 炉、温度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。通过将62. 5克的接枝有1. 4%的马 来酸酐的Lz7308 (由theLubrizolCorp.,Cleveland,OH制造)溶于 437. 5 克的FHR-150 基础原料中制备了所述溶液。气体入口使得气体在溶液表面之下或之上进料。将溶液加热 至170°C并在整个过程中保持在该温度下。在加热期间,利用在溶液表面之下进料的惰性气 体(CO2)对聚合物溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C下,立即将0)2在聚合物溶液之 上进料;在接枝的聚合物制备的所有剩余时间内保持这种保护气流。
[0159]制备得自FlexsysAmerica, #921141 的 20 % 的 4-氨基二苯胺(ADPA)和得 自Hatco, #5238的80 %的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。这量出4. 10克的ADPA 溶液。在添加ADPA之后,使得溶液反应1小时。在ADPA反应完成之后,从得自Sigma Aldrich#272264的1-(3-氨丙基)-咪唑试样称出0. 735克的1-(3-氨丙基)-咪唑,其以 单次投料的方式添加至加热的溶液。使溶液反应1小时以完成反应。
[0160] 所得产物包含相对于每摩尔聚合物为约9. 4摩尔的咪唑和7. 13摩尔的ADPA,并随 后利用ADPA实现了基于FT-IR谱图的马来酸酐的完全转化。
[0161] 实施例7
[0162] 用500克的12. 5%的马来酸酐接枝的聚甲基丙烯酸烷基酯聚合物溶液装载具有 电热炉、温度计、搅拌器和气体入口的1000 ml玻璃反应容器。通过将62. 5克的接枝有1. 4% 的马来酸酐的Viscoplex3-700 (由theEvonik,Corp.Horsham,PA制造)溶于 437. 5 克的 FHR-150基础原料中制备了所述溶液。气体入口使得气体在溶液表面之下或之上进料。将 溶液加热至170°C并在整个过程中保持在该温度下。在加热期间,利用在溶液表面之下进料 的惰性气体(CO2)对聚合物溶液进行吹扫。一旦将溶液保持在170°C下,立即将CO2在聚合 物溶液之上进料;在接枝的聚合物制备的所有剩余时间内保持这种保护气流。
[0163]制备得自FlexsysAmerica, #921141 的 20 % 的 4-氨基二苯胺(ADPA)和得 自Hatco, #5238的80 %的三乙二醇二-2-乙基己酸酯的溶液。这量出4. 10克的ADPA 溶液。在添加ADPA之后,使得溶液反应1小时。在ADPA反应完成之后,从得自Sigma Aldrich#272264的1-(3-氨丙基)-咪唑试样称出0. 735克的1-(3-氨丙基)-咪唑,其以 单次投料的方式添加至加热的溶液。使溶液反应1小时以完成反应。
[0164] 所得产物包含相对于每摩尔聚合物为约9. 4摩尔的咪唑和7. 13摩尔的ADPA,并随 后利用ADPA实现了基于FT-IR谱图的马来酸酐的完全转化。
[0165]实施例8~115
[0166] 使用大量不同的聚合物、酰化剂、适合赋予烟灰处理性能的胺、以及适合赋予油泥 和清漆控制的胺,实施了实施例4~7的步骤。
[0167] 如指出的,预期使用的聚合物包括:
[0168] Al. Paratone 8910
[0169] A2. Paratone 8941
[0170] A3. InfineumSV200,
[0171]A4. InfineumSV250,
[0172]A5. InfineumSV145,
[0173]A6. InfineumSV160,
[0174]A7. InfineumSV300,
[0175]A8. InfineumSVl50,
[0176] A9. DUTRALC0-029,
[0177] MO. DUTRALC0-034,
[0178] All. DUTRALC0-043,
[0179] A12. DUTRAL C0-058,
[0180] A13. DUTRALTER 4028,
[0181] A14. DUTRALTER 4044,
[0182] A15. DUTRALTER 4049,
[0183] A16. DUTRALTER 9046,
[0184] A17. R0YALENE 400,
[0185] A18. R0YALENE 501,
[0186] A19. R0YALENE 505,
[0187] A20. R0YALENE 512,
[0188] A21. ROYALENE 525,
[0189] A22. ROYALENE 535,
[0190] A23. ROYALENE 556,
[0191] A24. ROYALENE 563,
[0192] A25. ROYALENE 580HT
[0193] A26. LubrizoI? 7408
[0194] A27. Viscoplex 3-700
[0195] A28. Viscoplex 2-602
[0196] 如指出的,合适的酰化剂包括:
[0197] BI. 丙烯酸,
[0198] B2. 巴豆酸,
[0199] B3. 甲基丙烯酸,
[0200] B4. 马来酸,
[0201] B5. 马来酸酐,
[0202] B6. 富马酸,
[0203] B7. 衣康酸,
[0204] B8. 衣康酸酐,
[0205] B9. 柠康酸,
[0206] B10. 柠康酸酐,
[0207] BlL 中康酸,
[0208] B12. 戊烯二酸,
[0209] B13. 氯代马来酸,
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