专利名称：聚α-烯烃减阻剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及减阻剂技术领域，是ー种聚a -烯烃减阻剂及其制备方法。
背景技术：
减阻剂是ー种能够减少液体流动摩阻的化学添加剤，聚合物分子在流体中呈舒展状态，由于它的形变或取向作用，吸收了湍流能量，減少了流动过程中的能量损失，因此油品在管道输送时，添加减阻剂可以起到增输节能的作用。
高分子聚合物的减阻现象在40年代已由Toms开始研究，到了 60年代世界各国许多研究者提出了各种减阻剂的合成方法，并申请了专利。直到1979年美国Conoco公司生产的减阻剂才得到了エ业生产的应用。至今已经作过试验的油溶性减阻剂有聚异丁烯、丁烯与异戊こ烯共聚物或其加氢聚合物，こ烯和丙烯共聚物，或它们与其它烯烃的共聚物，丁ニ烯与异戊ニ烯或苯こ烯的共聚物，1-丁烯与a-烯烃的共聚物，1-辛烯和其它a-烯烃的均聚物或共聚物，以及非烃类聚合物如聚硅氧烷，聚丙烯酸酯，或其它烯酸酯的均聚物，共聚物。在众多的减阻剂品种中，有效的油溶性减阻剂主要是ー些高分子量的烃类聚合物。但由于减阻剂要求高聚物分子具有超高分子量(通常ニ、三百万，甚至一千万以上)、高度的非结晶性(确保在烃类溶剂中迅速溶解)和良好的抗剪切性能。目前国内外现有减阻剂都存在抗剪切性不高的现象。
发明内容
本发明提供了ー种聚a-烯烃减阻剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有减阻剂抗剪切性差的问题。本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的ー种聚a-烯烃减阻剂，原料组成为a-烯烃、溶剤、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为こ烯或丙烯气体；原料的配比为a -烯烃5ml至600ml，溶剂IOml至600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. 45g/L至17g/L，こ烯或丙烯气体的体积在压力在0. 01 MPa至0. 5 MPa、温度为15°C至28°C下为25 L至300L;该聚a -烯烃减阻剂按下述步骤得到第一歩，将聚合釜抽真空后充氮气置換3次至5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和a-烯烃并搅拌均匀;第ニ步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在_30°C至30°C ;第三步，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5分钟至30分钟；第四歩，长链烯烃部分聚合反应后向聚合爸中通入所需量的こ烯或丙烯气体，进行ニ元共聚合反应，ニ元共聚合反应时间为5分钟至2小时；第五步，将聚合釜中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为_20°C至_5°C下继续反应I天至5天，得到聚a -烯烃减阻剂。下面是对上述发明技术方案之一的进ー步优化或/和改进
上述a -烯烃为碳原子数为3至20的a -烯烃。上述溶剂为烷烃、芳烃、成品油和酯类物质中的ー种以上混合物。
上述齐格勒纳塔催化剂包括主催化剂和助催化剂。上述主催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. lg/L至10g/L。上述主催化剂为氯化镁负载的四氯化钛、三氯化钛、三溴化钛、四氯化钛、四氯化钒和四氯化锆中的ー种以上混合物。上述助催化剂为三甲基铝、三こ基铝、三异丁基铝和ー溴ニこ基铝中的ー种以上混合物。本发明的技术方案之ニ是通过以下措施来实现的ー种聚a -烯烃减阻剂的制备方法，按下述步骤进行第一歩，将聚合釜抽真空后充氮气置換3次至5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和a-烯烃并搅拌均匀；第二步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在_30°C至30°C ;第三步，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5分钟至30分钟；第四步，长链烯烃部分聚合反应后向聚合釜中通入所需量的こ烯或丙烯气体，进行ニ元共聚合反应，ニ元共聚合反应时间为5分钟至2小时；第五步,将聚合爸中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为_20°C至-5°C下继续反应I天至5天，得到聚a-烯烃减阻剂；原料组成为a -烯烃、溶剤、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为こ烯或丙烯气体；原料的配比为a -烯烃5ml至600ml，溶剂IOml至600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. 45g/L至17g/L，こ烯或丙烯气体的体积在压力在0. 01 MPa至0. 5MPa、温度为15°C至28°C下为25 L至300L。下面是对上述发明技术方案之ニ的进ー步优化或/和改进
上述每次氮气置换时间为5秒至I分钟；氮气置换压カ为0. 05 MPa至0. 2MPa。上述每次氮气置换时`间为5秒至I分钟；氮气置换压カ为0. 05 MPa至0. 2MPa ;冷却介质为液氮或质量百分比为60%的こニ醇水溶液或质量百分比为70%的1，2-丙ニ醇水溶液或质量百分比为30%的1，3-丙ニ醇水溶液。本发明是在氮气保护下在a -烯烃和溶剂中加入齐格勒纳塔催化剂进行长链烯烃部分聚合反应，然后通入こ烯或丙烯气体进行ニ元共聚合反应后得到聚a -烯烃减阻齐U，具有原料こ烯或丙烯气体在反应中不易自聚且价廉易得、所得的聚a -烯烃减阻剂的减阻率高的特点，降低了生产成本，提高了抗剪切性。
具体实施例方式本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。实施例1，该聚a -烯烃减阻剂的原料组成为a _烯烃、溶剤、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为こ烯或丙烯气体；原料的配比为a -烯烃5ml至600ml，溶剂IOml至600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. 45g/L至17g/L，こ烯或丙烯气体的体积在压力在0. 01 MPa至0. 5 MPa、温度为15°C至28°C下为25 L至300L ;该聚a -烯烃减阻剂按下述步骤得到第一歩，将聚合釜抽真空后充氮气置換3次至5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和a-烯烃并搅拌均匀；第二步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在_30°C至30°C;第三步，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5分钟至30分钟；第四步，长链烯烃部分聚合反应后向聚合釜中通入所需量的こ烯或丙烯气体，进行ニ元共聚合反应，ニ元共聚合反应时间为5分钟至2小时；第五步,将聚合爸中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为-20°C至_5°C下继续反应I天至5天，得到聚a -烯烃减阻剂。实施例2，该聚a -烯烃减阻剂的原料组成为a -烯烃、溶剤、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为こ烯或丙烯气体；原料的配比为a -烯烃5ml或600ml，溶剂IOml或600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. 45g/L或17g/L，こ烯或丙烯气体的体积在压力在0. 01 MPa或0. 5 MPa、温度为15°C或28°C下为25 L或300L ;该聚a -烯烃减阻剂按下述步骤得到第一歩，将聚合釜抽真空后充氮气置換3次至5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和a-烯烃并搅拌均匀；第二步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在-30°C或30°C;第三步，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5分钟至30分钟；第四步，长链烯烃部分聚合反应后向聚合釜中通入所需量的こ烯或丙烯气体，进行ニ元共聚合反应，ニ元共聚合反应时间为5分钟至2小时；第五步,将聚合爸中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为-20°C至_5°C下继续反应I天至5天，得到聚a -烯烃减阻剂。实施例3，作为上述实施例的优化实施例3的-烯烃为碳原子数为3至20的
o-稀经。实施例4，作为上述实施例的优化实施例4的溶剂为烷烃、芳烃、成品油和酯类物质中的ー种以上混合物。实施例5，作为上述实施例的优化实施例5的齐格勒纳塔催化剂包括主催化剂和助催化剂。 实施例6，作为 上述实施例的优化实施例6的主催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. lg/L至10g/L。实施例7，作为上述实施例的优化实施例7的主催化剂为氯化镁负载的四氯化钛、三氯化钛、三溴化钛、四氯化钒和四氯化锆中的ー种以上混合物。实施例8，作为上述实施例的优化实施例8的助催化剂为三甲基铝、三こ基铝、三异丁基招和一漠_■こ基招中的一种以上混合物。实施例9，该聚a -烯烃减阻剂的制备方法按下述步骤进行第一歩，将聚合釜抽真空后充氮气置換3次或5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和a-烯烃并搅拌均匀；第二步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在_30°C或30°C ;第三歩，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5分钟或30分钟；第四步，长链烯烃部分聚合反应后向聚合釜中通入所需量的こ烯或丙烯气体，进行ニ元共聚合反应，ニ元共聚合反应时间为5分钟或2小时；第五歩，将聚合釜中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为-20°C或-5°C下继续反应I天或5天，得到聚a-烯烃减阻剂；原料组成为a-烯烃、溶剤、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为こ烯或丙烯气体；原料的配比为a -烯烃5ml至600ml，溶剂IOml至600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和a -烯烃的混合物中的含量为0. 45g/L至17g/L，こ烯或丙烯气体的体积在压力在0. 01 MPa至0. 5 MPa、温度为15°C至28°C下为25 L至300L。实施例10，作为上述实施例的优化实施例11的每次氮气置换时间为5秒至I分钟；氮气置换压カ为0.05 MPa至0.2MPa。实施例12，作为上述实施例的优化实施例12的冷却介质为液氮、或者冷却介质为质量百分比为60%的乙ニ醇水溶液；或者冷却介质为质量百分比为70%的1，2-丙ニ醇水溶液；或者冷却介质为质量百分比为30%的1，3-丙ニ醇水溶液。在上述实施例中，通入乙烯或丙烯气体所需量的时间分别为5分钟、8分钟、10分钟、12分钟、15分钟、17分钟、18分钟、21分钟和26分钟，所得到的聚a -烯烃减阻剂分别溶解在0#柴油中，配成IOppm的溶液，在管路长度为6m、管径为の22X 3.5mm的管路中测量，其减阻率的平均值如表I所示
表I
权利要求
1.一种聚α-烯烃减阻剂，其特征在于原料组成为α-烯烃、溶剂、齐格勒纳塔催化剂、 气体；气体为乙烯或丙烯气体；原料的配比为α -烯烃5ml至600ml，溶剂IOml至600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和α -烯烃的混合物中的含量为O. 45g/L至17g/L，乙烯或丙烯气体的体积在压力在O. 01 MPa至O. 5 MPa、温度为15°C至28°C下为25 L至300L ;该聚α -烯烃减阻剂按下述步骤得到第一步，将聚合釜抽真空后充氮气置换3次至5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和α-烯烃并搅拌均匀；第二步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在_30°C至30°C;第三步，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5 分钟至30分钟；第四步，长链烯烃部分聚合反应后向聚合釜中通入所需量的乙烯或丙烯气体，进行二元共聚合反应，二元共聚合反应时间为5分钟至2小时；第五步,将聚合爸中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为-20°C至_5°C下继续反应I天至5天，得到聚α -烯烃减阻剂。
2.根据权利要求1所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于α-烯烃为碳原子数为3至 20的α -烯烃。
3.根据权利要求1或2所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于溶剂为烷烃、芳烃、成品油和酯类物质中的一种以上混合物。
4.根据权利要求1或2或3所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于齐格勒纳塔催化剂包括主催化剂和助催化剂。
5.根据权利要求4所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于主催化剂在溶剂和α-烯烃的混合物中的含量为O. lg/L至10g/L。
6.根据权利要求4或5所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于主催化剂为氯化镁负载的四氯化钛、三氯化钛、三溴化钛、四氯化钛、四氯化钒和四氯化锆中的一种以上混合物。
7.根据权利要求4或5或6所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于助催化剂为三甲基招、二乙基招、二异丁基招和一漠_■乙基招中的一种以上混合物。
8.根据权利要求9所述的聚α-烯烃减阻剂，其特征在于每次氮气置换时间为5秒至 I分钟；氮气置换压力为O. 05 MPa至O. 2MPa ;冷却介质为液氮或质量百分比为60%的乙二醇水溶液或质量百分比为70%的1，2-丙二醇水溶液或质量百分比为30%的1，3-丙二醇水溶液。
9.一种根据权利要求2或3或4或5或6或7或8所述的聚α -烯烃减阻剂的制备方法，其特征在于按下述步骤进行第一步，将聚合釜抽真空后充氮气置换3次至5次，在聚合釜中加入所需量的溶剂和α-烯烃并搅拌均匀；第二步，在聚合釜的夹层中加入冷却介质使聚合釜中的物料温度控制在_30°C至30°C;第三步，在氮气保护下向聚合釜中加入所需量的齐格勒纳塔催化剂并搅拌均匀，进行长链烯烃部分聚合反应，长链烯烃部分聚合反应时间为5分钟至30分钟；第四步，长链烯烃部分聚合反应后向聚合釜中通入所需量的乙烯或丙烯气体，进行二元共聚合反应，二元共聚合反应时间为5分钟至2小时；第五步,将聚合釜中二元共聚合产物隔绝空气放置在温度为-20°C至_5°C下继续反应I天至5天，得到聚 α -烯烃减阻剂；其中原料组成为α -烯烃、溶剂、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为乙烯或丙烯气体；原料的配比为α -烯烃5ml至600ml，溶剂IOml至600ml，齐格勒纳塔催化剂在溶剂和α -烯烃的混合物中的含量为O. 45g/L至17g/L，乙烯或丙烯气体的体积在压力在O. 01 MPa 至 O. 5 MPa、温度为 15°C至 28·°C下为 25 L 至 300L。
全文摘要
本发明涉及减阻剂技术领域，是一种聚α-烯烃减阻剂及其制备方法。该聚α-烯烃减阻剂，原料组成为α-烯烃、溶剂、齐格勒纳塔催化剂、气体；气体为乙烯或丙烯气体；本发明是在氮气保护下在α-烯烃和溶剂中加入齐格勒纳塔催化剂进行长链烯烃部分聚合反应，然后通入乙烯或丙烯气体进行二元共聚合反应后得到聚α-烯烃减阻剂，具有原料乙烯或丙烯气体在反应中不易自聚且价廉易得、所得的聚α-烯烃减阻剂的减阻率高的特点，降低了生产成本，提高了抗剪切性。
文档编号C08F255/02GK103030740SQ201210531168
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者陆江银, 齐艳杰, 胡子昭 申请人:新疆大学