新型润滑油粘度指数改进剂的制备方法与流程

文档序号:11224050阅读:491来源:国知局

本发明涉及一种粘度指数改进剂,特别是涉及一种新型润滑油粘度指数改进剂的制备方法。



背景技术:

润滑油添加剂是重要的精细化学品,是提高润滑油质量,扩大润滑油品种的主要途径,也是改进润滑油性能、节能及减少环境污染的重要手段。粘度指数改进剂(viscosityindeximprover,简称vii),是润滑油中发展较早、加入量比较大的一类添加剂。粘度指数改进剂是油溶性链状高分子聚合物,在室温下一般呈橡胶或固体形态,其分子量从几万到几百万。在不同温度下具有不同形态,并对粘度产生不同影响,以增加粘度和改进粘温性能,即具有高的粘度指数。

粘度指数改进剂主要有聚异丁烯(pib)、聚甲基丙烯酸酯(pma)、乙丙共聚物(ocp)、氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物(hsd)、聚正丁基乙烯基醚(bb)和苯乙烯聚酯等6种。聚异丁烯的热氧化安定性和剪切稳定性比较好,但增稠能力和低温性能不理想,不能配制跨度较大和粘度级别较低的多级内燃机油。pma的剪切稳定性和增稠能力较差,不适合单独用来配制多级柴油机油,不过它的低温性能较好,适合配制低粘度级别的多级汽油机油。ocp的剪切稳定性和增稠能力都比较好,但是它的低温泵送性较差,在配制低粘度级别的多级内燃机油时最好与酯型降凝剂复合使用。hsd的剪切稳定性和增稠能力都较好,能满足多级内燃机油的要求,特别是配制大跨度的多级内燃机油,目前hsd的使用量也越来越大。bb剪切稳定性和低温性能较好,而增稠能力和热稳定性较差,适用于航空液压油、液力传动油和减震器油中,不适用于内燃机油。苯乙烯聚酯是具有一定分散性的酯型粘度指数改进剂,低温性能较好,但剪切稳定性和增稠能力较差。

然而粘度指数改进剂的使用性能主要体现在对润滑油的稠化性能、低温性能及抗剪切性能等方面。一种好的粘度指数改进剂,不仅要求具有较高的增稠能力,良好的剪切稳定性,同时还要求具有良好的低温性能和热氧化安定性。但迄今为止还没有一种粘度指数改进剂能满足以上的全部要求。因此,开发新型润滑油粘度指数改进剂刻不容缓。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种新型润滑油粘度指数改进剂的制备方法,本发明的有益效果是优化生产方法,降低了产品的成本,提高润滑油的增稠能力、剪切稳定性等方面。

本发明一种新型润滑油粘度指数改进剂的制备方法的技术方案,具体步骤如下:

(1)处理原料:将有机溶剂和长链α-烯烃分别加入干燥剂后,于回流温度回流干燥2~5小时;

(2)保持无水无氧的条件下,先将有机溶剂体和长链α-烯烃加入到反应器中,其摩尔比为1:0.1~1:10,再将催化剂加入到反应器中进行常压反应,反应时间为2~8h,反应温度为25~100℃;

(3)洗液洗涤步骤(2)中的产物,时间为3~15h,温度为25~100℃,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在温度为120~180℃,压力为0.01pa~0.1mpa下,蒸馏出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

优选地,有机溶剂为正庚烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯中的一种或几种的混合物。

优选地,长链α-烯烃为直链烯烃,分子式为cnh2n,其中n=6~18。

优选地,长链α-烯烃为一种长链α-烯烃或多种长链α-烯烃的混合物。

优选地,所述的干燥剂为氢化钙、金属钾或金属钠。

优选地,催化剂分为主催化剂和助催化剂,主催化剂为ticl4、ticl3、crcl6、vcl3、cp2zrme2、cp2zrcl2、(me4cp)2zrcl2或cp2ticl2,助催化剂为c3h9al、(c2h5)3al、(c2h5)2alcl、b(c6f5)3、甲基铝氧烷,主催化剂与助催化剂摩尔比为1:0.01-1:500。

优选地,所述主催化剂与长链α-烯烃的摩尔比为0.0001:100-1:100。

优选地,洗液为水、双氧水、醇中的一种或几种的混合物与碱溶液形成的溶液,其中混合物与碱溶液质量比为1:0.025—1:4。

优选地,碱溶液为浓度为质量分数5%~30%naoh或koh的碱溶液。

本发明的优点效果:

1.本发明在常压下反应,降低了产品的成本;本发明得到的产物经过表征发现产物中已经没有双键,产物避免了加氢处理,简化了产品的工艺流程,节约了成本。

2.本发明制备出来的润滑油粘度指数改进剂能与金属表面黏合在一起,能长时间的付着在金属表面,减小金属与金属之间的摩擦力。

3.本发明解决了传统润滑油粘度指数改进剂工艺复杂,成本高,功能性单一的缺点。

4.本发明制备出来的润滑油粘度指数改进剂热氧化安定性、剪切稳定性、增稠能力和低温性能与现有的润滑油粘度指数改进剂相比都较好。

5.本发明制备出的润滑油粘度指数改进剂,可以满足国内对高档润滑油添加剂的需求,是国内润滑油粘度指数改进剂发展上的突破。

具体实施方式

下面结合本实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

(1)处理原料:将正庚烷和己烯分别加入氢化钙回流2小时,于回流温度进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.15mol正庚烷,0.03mol己烯和3×10-3mmolticl4,1.5×10-3mol(c4h9)3al至于反应器中进行常压反应,反应时间为2h,反应温度为100℃;

(3)取40g水和1g5%的naoh溶液配成洗液,用该洗液在25℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤15h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.1mpa,温度为180℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例2

(1)处理原料:将正庚烷和壬烯分别加入金属钠回流2小时,于回流温度进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.13mol正庚烷,0.1mol壬烯,0.1mmolticl4和3×10-2mol(c4h9)3al至于反应器中进行常压反应,反应时间为5h,反应温度为80℃;

(3)取50g水和50g5%的naoh配成洗液,用该洗液在50℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤10h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.08mpa,温度为120℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例3

(1)处理原料:将正庚烷和己烯分别加入氢化钙回流2小时,于回流温度进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.13mol正庚烷,0.6mol己烯,5.4mmolticl4和0.5mol(c4h9)3al至于反应器中进行常压反应,反应时间为10h,反应温度为40℃;

(3)取60g水和240g5%的naoh配成洗液,用该洗液在100℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤4h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.07mpa,温度为120℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例4

(1)处理原料:将正庚烷和分子式为c10h20的烯烃分别加入氢化钙回流2小时,于回流温度进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.13mol正庚烷、0.093molc10h20,9.3×10-3mmolticl4和4.65×10-3mol(c4h9)3al至于反应器中进行常压反应,反应时间为4h,反应温度为80℃;

(3)取50g水和50g30%的naoh溶液配成洗液,用该洗液在60℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤8h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.08mpa,温度为160℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例5

取0.13mol正庚烷,0.154mol己烯,0.154mmolticl4和0.046mol(c4h9)3al至于反应容器中,其它同实施例1。

实施例6

取0.13mol正庚,0.154mol己烯,0.153mmolticl4和0.045mol(c4h9)3al至于反应容器中,其它同实施例2。

实施例7

(1)处理原料:将环己烷,正己烷和辛烯分别加入氢化钙回流3小时,于回流温度进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.153mol的环己烷和正己烷混合物,0.064mol辛烯,6.4×10-3mmolticl4和3.2×10-3mol(c4h9)3al至于反应器中进行常压反应,反应时间为6h,反应温度为70℃;

(3)取40g双氧水和60g5%的naoh溶液配成洗液,用该洗液在80℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤8h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.08mpa,温度为140℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例8

取0.185mol环己烷,0.064mol辛烯,6.4×10-2mmolticl4和1.92×10-2mol(c4h9)3al至于反应容器中,其它同实施例7。

实施例9

取0.185mol环己烷,0.064mol辛烯,6.4×10-2mmolticl4和0.64mmol(c4h9)3al至于反应容器中,其它同实施例7。

实施例10

(1)处理原料:将甲苯和辛烯分别加入氢化钙回流4小时,进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.189mol甲苯,0.036mol辛烯,0.36mmolticl3和3.6×10-2mmol(c2h5)2alcl至于反应器中进行常压反应,反应时间为8h,反应温度为100℃;

(3)取50g甲醇和50g20%的naoh溶液配成洗液,用该洗液在100℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤10h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.08mpa,温度为150℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例11

取0.189mol甲苯,0.036mol辛烯,3.6×10-2mmolticl3和3.6mmol(c2h5)2alcl至于反应容器中,其它同实施例10

实施例12

取0.189mol甲苯,0.036mol辛烯,3.6×10-3mmolticl3和1.8×10-3mol(c2h5)2alcl至于反应容器中,其它同实施例10

实施例13

(1)处理原料:将二甲苯和癸烯分别加入金属钾回流4小时,进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.081mol二甲苯,0.053mol癸烯,5.3×10-3mmolcp2zrcl2和2.65mmol甲基铝氧烷至于反应器中进行常压反应,反应时间为8h,反应温度为100℃;

(3)取45g乙醇和50g20%的koh溶液配成洗液,用该洗液在100℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤10h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.1mpa,温度为170℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例14

(1)处理原料:将二甲苯和癸烯分别加入金属钠回流4小时,进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.081mol二甲苯,0.053mol癸烯,5.3×10-2mmolcp2zrcl2和1.59×10-2mol甲基铝氧烷至于反应器中进行常压反应,反应时间为8h,反应温度为100℃;

(3)取45g乙醇和50g20%的koh溶液配成洗液,用该洗液在60℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤13h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.1mpa,温度为180℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例15

取0.081mol二甲苯,0.053mol癸烯,0.53mmolcp2zrcl2和5.3×10-2mol甲基铝氧烷至于反应器中,其它同实施例13。

实施例16

(1)处理原料:将苯、二甲苯和癸烯分别加入金属钠回流4小时,进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.15mol苯和0.05mol二甲苯的混合物,0.053mol癸烯,5.3×10-3mmolcp2ticl2和2.65×10-3mol甲基铝氧烷至于反应器中进行常压反应,反应时间为8h,反应温度为100℃;

(3)取45g乙醇和50g20%的koh溶液配成洗液,用该洗液在100℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤10h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.05mpkpa,温度为160℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例17

(1)处理原料:将苯、二甲苯和癸烯分别加入金属钠回流4小时,进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.3mol的苯和0.1mol的二甲苯的混合物,0.053mol癸烯,5.3×10-2mmolcp2ticl2和1.59×10-2mmol甲基铝氧烷至于反应器中进行常压反应,反应时间为8h,反应温度为100℃;

(3)取45g乙醇和50g20%的koh溶液配成洗液,用该洗液在60℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤10h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.09mpa,温度为140℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例18

取0.02mol苯和0.036mol二甲苯的混合物,0.053mol癸烯,0.53mmolcp2ticl2和0.053mol甲基铝氧烷至于反应器中,其它同实施例16。

实施例19

(1)处理原料:将苯、二甲苯、辛烯和癸烯分别加入金属钠回流4小时,进行干燥处理;

(2)保持无水无氧的条件下,加入0.02mol苯和0.02mlo二甲苯混合物,0.012mol辛烯和0.02mol癸烯的混合物,2.6×10-3mmolcp2ticl2和1.3×10-3mol甲基铝氧烷至于反应器中进行常压反应,反应时间为8h,反应温度为100℃;

(3)取45g乙醇和30g20%的koh溶液配成洗液,用该洗液在90℃洗涤步骤(2)中得到的产物,洗涤3次,洗涤15h,静置分层,分离出油液层;

(4)减压蒸馏,在压力为0.1mpa,温度为160℃下蒸出有机溶剂和未反应完的单体,未蒸出的即为粘度指数改进剂。

实施例20

取0.03mol苯和0.026二甲苯的混合物,0.016mol辛烯和0.016mol癸烯的混合物,2.6×10-2mmolcp2ticl2和7.8×10-3mol甲基铝氧烷至于反应器中,其它同实施例19。

实施例21

取0.046mol苯和0.01mol二甲苯的混合物,0.022mol辛烯和0.01mol癸烯的混合物,0.26mmolcp2ticl2和2.6×10-2mol甲基铝氧烷至于反应器中,其它同实施例19。

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