一种润滑油粘度指数改进剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种润滑油粘度指数改进剂及其制备方法；该润滑油粘度指数改进剂化学性能稳定、耐氧化、耐剪切、与润滑油的配伍性好；除了对润滑油具有良好的增稠能力之外，还具有优秀的抗剪切稳定性、和粘温性能。改性后润滑油的粘度指数大于１５０，低温动力粘度小于１６００ｍｐａ．ｓ。不但可以用来调配多级润滑油，还可以用来提高低粘度指数的润滑油基础油的粘度指数，因此具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
粘度指数改进剂(vn)又称增粘剂或粘度剂，是为了改善润滑油的粘温性能， 而加入的一种重要添加剂。粘度指数改进剂是油溶性的链状高分子聚合物，其分 子量由几万到几百万大小不等。粘度指数改进剂溶解在润滑油中，在低温时它们 以丝巻状存在，对润滑油的粘度影响不大，随着润滑油温度升高，丝巻伸张，有 效容积增大，对润滑油流动阻力增大，导致润滑油的粘度相对显著增大。由于不 同温度下粘度指数改进剂具有不同形态并对粘度产生不同影响，它可以增加粘度 和改进粘温性能，故粘度指数改进剂主要用于提高润滑油的粘度指数、改善粘温 性能、增大粘度。粘度指数改进剂可用来配制稠化机油，使配制的油品具有优良 的粘温性能，使油品的低温起动性好、油耗低和具有一定的抗磨作用。粘度指数改进剂广泛用于内燃机油料中，主要用于生产多级汽柴油机油，另 外液压油和齿轮油也要使用。粘度指数改进剂的发展十分迅速，主要包括聚甲基丙烯酸酯(PMA)、聚异丁烯(PIB)、乙丙共聚物(OCP)和氢化苯乙烯双烯共聚物 (HSD)， HSD包括氢化苯乙烯一丁二烯共聚物(SEB)及氢化苯乙烯一异戊二烯共 聚物(SEP)等高分子化合物。评价粘度指数改进剂的主要指标包括增稠能力(D)、 剪切稳定性(S)、低温流动性和热氧化稳定性4个方面。PIB具有较好的剪切稳定性和热氧化稳定性，但因聚合物分子链有许多甲基 侧链，所以比较刚硬，在低温状态下，它的粘度增长很快，因此低温性能不好， 在生产多级油方面受到限制，它不能配制低粘度级别(W30及其以下)和大跨度的 多级油。PMA是用得较早和较为广泛的品种之一。PMA的低温性能特别好，改进油 品粘度指数的效果好，氧化稳定性好，但增粘能力、热稳定性和低温机械剪切性 能差。 .乙丙共聚物包含乙烯、丙烯和可选择加入的二烯共聚物。当聚合物在油中的 量恒定时，具有较高乙烯含量的OCP将显示出高温增稠效果。然而，含有较长乙烯序列的聚合物链具有更多的结晶状聚合物结构。结晶聚合物在油中的溶解性较 差，会导致OCP从油中沉淀出来，堵塞发动机过滤器，影响使用效果。美国专利4，116,917说明了一种加氢聚丁二烯/异戊二烯星型聚合物。该聚合 物采用仲丁基锂引发，开始时丁二烯与异戊二烯的反应速度较快，首先形成聚丁 二烯嵌段，随着丁二烯浓度逐渐下降，异戊二烯开始被加成到活性聚合物上，从 而使链在聚合反应完成时由产生自活性锥形聚合链的聚丁二烯链段、含丁二烯和 异戊二烯的加成产物的渐进嵌段和聚异戊二烯链段组成；然后，采用二乙烯基苯偶联，产生末端与二乙烯基苯偶联核相连接的聚丁二烯链段的星型聚合物。这些 外部加氢聚丁二烯链段的长乙烯序列，被发现是与OCP乙烯含量相联系的低温性 能问题的原因，即由于聚乙烯结晶导致了润滑油成为油冻，而使得低温粘度增大。美国专利4，849,481公开了一种不对称星型聚合物的润滑油粘度指数改进剂， 它是共轭二烯嵌段(如聚异戊二烯)和单链烯基芳烃嵌段(如聚苯乙烯)的不对 称星型聚合物。该聚合物具有足够的单链烯基芳烃嵌段，可处理成粉末，具有较 低的高温剪切粘度，但是，无法满足SAEJ300的要求，高温高剪切粘度低。因此， 一般需要加入少量单链烯基芳烃嵌段进行改进，但是，这样就会降低最终的加工 性能，在低温时还可能导致在油中出现胶凝，影响使用及性能。美国专利5,460,739公开了一种加氢聚异戊二烯/聚丁二烯/聚异戊二烯的三嵌 段星型聚合物，它包括以具有(EP—EB—EP') n X结构的分子结合的聚异戊二 烯嵌段和聚丁二烯嵌段，其中EP是数均分子量为6500 85,000的聚异戊二烯外嵌 段，EB是具有至少85n/。丁二烯的l,4 聚合且数均分子量为l,500 15，000的聚丁 二烯嵌段，EP'是数均分子量为1,500 55,000的聚异戊二烯嵌段，其中聚丁二烯 的含量低于15%， EP/EP'比为0.75:1 7.5:1， X是聚链烯基偶合剂核，且n是由每 摩尔臂2或以上摩尔的聚链烯基偶合剂反应形成的每星形分子的(EP—EB—EP') 平均数。其中加氢聚丁二烯链段的乙烯基含量增加，可改善增稠效果，与美国专 利4,116，917相比，其低温性质得到改善，但是，当此类聚合物提供大小足以提供 正面增稠效果的加氢聚丁二烯链段时，相对于纯异戊二烯温度性能的负面影响仍 旧存在。美国专利5,458，792公开了一种不对称的三嵌段共聚物粘度指数改进剂，它是 氢化的聚异戊二烯一聚苯乙烯一聚异戊二烯的嵌段结构，其中第一和第二氢化聚异戊二烯嵌段的数均分子量之比至少为4。首先在环己烷中通过阴离子聚合异戊 二烯，制备异戊二烯嵌段。异戊二烯的聚合是由仲丁基锂引发的。然后，在活性 聚异戊二烯嵌段溶液中加入苯乙烯形成聚苯乙烯嵌段，然后，在聚异戊二烯一苯 乙烯嵌段溶液中加入异戊二烯，形成聚异戊二烯嵌段。加入醇使聚合物中的活性 锂部分失活。接着，使用由乙基己酸镍和三乙基铝制得的催化剂(每摩尔镍2.3 摩尔铝)氢化聚合物，使98%的异戊二烯中不饱和双键氢化。本专利技术聚合物的分 子量比较独特，经过选择后，对粘度指数的改进有所提高，特别是改进了润滑油 的易失性和易处理性。但该聚合物抗剪切稳定性较差。美国专利5，458,791公开了一种用于润滑油组合物的星型聚合物粘度指数改 进剂，它具有氢化聚异戊二烯和聚苯乙烯的三嵌段共聚物臂，其中聚苯乙烯靠近 星型聚合物的芯，其结构为(EP—S—EP')n X。其中，氢化前第-一氢化聚异戊二 烯嵌段(I)的数均分子量为20，000 60,000，聚苯乙烯嵌段的数均分子量为 10,000 35,000，氢化前r的数均分子量为5,500 33,000。I/r的分子量之比为1.8 10.9， X是多链烯基偶联剂(二乙烯基苯)的芯。它是采用仲丁基锂使异戊二烯 阴离子聚合，然后依次加入苯乙烯、异戊二烯分段聚合，得到活性嵌段共聚物， 用多链烯基偶联剂将活性嵌段共聚物分子偶联，最后进行氢化。共聚物臂数通常 为6 13。与聚苯乙烯嵌段位于外部的相比，它具有良好的熔融粘度和增稠效果， 可提供优异的低温性能，且可最终处理成聚合物粉末。此外，与其它改进剂相比， 还可降低润滑油的流度，配制高粘度的稠化油。由于聚乙烯以嵌段形式出现，低 温下易成油冻。在中国专利CN 1128273中，提到一种丁苯粘度指数改进剂的制备方法。它是 采用乙二醇二甲醚类强极性结构调节剂，有机锂引发剂及惰性溶剂，在较低的温 度下使丁二烯和苯乙烯共聚，在聚合过程中避免物料与二氧化碳、空气或氧气接 触，避免聚合液在聚合釜或管线中残留。然,后将所得的丁苯共聚物在适宜的温度 和压力条件下进行加氢，即制得丁苯粘度指数改进剂。加氢催化剂是齐格勒 纳 塔型均相体系，其主催化剂一般为过渡金属有机化合物,助催化剂为有机铝化物。 通常，采用的催化剂为铁、钴、镍的有机化合物和烷基铝，如环烷酸镍和三异丁 基铝。这种粘度指数改进剂具有良好的化学稳定性、耐氧化性、耐老化性，油溶 性和配伍性较好，可用于润滑油的增稠，并大大提高润滑油的粘温性能。但为保证增稠能力需要提高聚合物分子量，而使产品的抗剪切稳定性下降。在中国专利CN 1291223中，谈到一种用作VI改进剂的星形聚合物，其结 构是(S—EP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种润滑油粘度指数改进剂，其特征在于：是一种星型聚合物，是由结构为：（ＳＢ）ｎＭ的聚合物通过选择加氢得到；其中：ＳＢ为苯乙烯／丁二烯无规共聚嵌段，ＳＢ的数均分子量为４．０万～６．０万，ＳＢ中苯乙烯质量含量为１６％～２８％，ＳＢ中聚丁二烯的１，２－结构含量为２２％～３５％，ｎ为６～１１；Ｍ为多链烯基偶联剂的芯；聚丁二烯部分的加氢度≥９８％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邬智勇，余磊，梁红文，李望明，李万英，张君花，朱和菊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]