用作合成润滑剂的三烷基甲烷混合物制造技术

当含２５－３６个碳原子的不同的三烷基甲烷混合时，混合物显示出卓越的润滑性质，包括低粘度、高Ⅵ、低挥发度、低倾点和在低温下的低运动粘度，这低于传统的ＰＡＯ润滑剂。通过正烷基有机金属化合物混合物同混合的脂族酯或相当的化合物反应制备统计上可推断的混合的三烷基甲烷的混合物组成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新的混合三正烷基甲烷混合物，已发现该混合物作为合成烃润滑剂流体(SHF)具有出色性能。本专利技术还涉及用于制备这种独特的三正烷基甲烷混合物的新方法。已经发现，本专利技术的混合的三正烷基甲烷混合物所显示的组合特性是很不平常的，包括很低的粘度、高粘度指数(VI)、出人意料的低倾点和在低温下的低运动粘度以及低挥发性。在过去50年中，已经发展了大规模生产合成烃液体如聚α-烯烃(PAO)液体用于许多润滑用途。SHF，特别是PAO液体的独特的出色性能，用于汽车发动机油润滑用途，已使其成为整个工业界的普通商品。在选择SHF用于发动机润滑时，聚α-烯烃传统上已成为选定的合成液体，因为它们提供了粘度-温度关系与具有良好的粘度指数(VI)、很低的倾点、低温下的低粘度、低挥发性和出色的热稳定性等的最好的组合。同时，α-烯烃很容易得到和容易热聚合，或最优选用路易斯酸进行阳离子聚合。但是，PAO确实显示出某些限制，其中在聚合时出现相当多的支链，从而产生极好的但不是最适宜的性质。已经确立，在润滑剂分子中，线性结构是优化性质优选结构。但是，结构的线性也促进了在不可接受的高温下液体润滑剂的固化，即高倾点。解决这一难题已经成为此研究领域中的主要问题。尽管呈现在传统的PAO中的支链度可以影响作为润滑剂PAO的性能，但是在低倾点下显示出色VI的接近线性结构的PAO(HVI-PAO)已在美国专利4,827,073和4,827,064中公开并报道过。HVI-PAO是在氧化硅载体上还原的氧化铬为催化剂进行α-烯烃同一氧化碳低聚而制得的。这些PAO低聚物的甲基-亚甲基支链比低于0.19并具有广范围的粘度。在该领域上以纯的形式出现的个别的三烷基甲烷化合物是众所周知的，包括三辛基甲烷和三癸基甲烷，如在1940-1967年美国石油研究所科学技术分部报告42所报道的。但是，它们具有熔点(＞7F)，因此不适宜用于润滑用途。本专利技术的一个目的是找出具有低倾点、良好的热稳定性、低粘度、高VI和低挥发性的三正烷基甲烷润滑剂。本专利技术还有一个目的是提供制备具有上述性质的混合的三正烷基甲烷润滑剂的方法。本专利技术包括下面的发现当含25-36个碳原子的不同的三正烷基甲烷混合时，该混合物显示极为出色的润滑性质，包括低粘度、高VI、低挥发性、低倾点和低温下的低运动粘度。这一低温运动粘度比在100℃相同粘度的传统PAO润滑剂低。由于出色的润滑性质的独特组合，已经发现，本专利技术的三烷基甲烷混合物具有前所未有的可能性用作SAEOW-20-OW-60粘度级的交叉级的润滑剂配方的原料。本专利技术的混合物的每种三正烷基甲烷成分的取代基(正烷基)可以是选自C2-C14的相同或不同的正烷基，从而得到在甲烷上含基本上直链烷基取代基的三正烷基甲烷的混合物。三正烷基甲烷混合物本身可包括2-20个相同或不同的碳原子数目(包括25-36)的不同的三正烷基甲烷化合物。优选的三烷基甲烷平均碳数目是26-30，最优选的平均碳数目是27或28。特别是，本专利技术包括合成烃润滑剂流体，该液体包括三烷基甲烷化合物的混合物，每种化合物有碳原子数25-36，其中三烷基包括C2-C14正烷基，这种液体混合物显示的运动粘度在100℃下低于5，粘度指数至少为130，倾点低于-30℃，NOACK挥发度低于18％的重量损失。本专利技术还包括用有机金属化合物或硼化合物加成到酯的羰基上以制备上述正烷基甲烷组合物的方法。有机金属化合物可以是镁的格氏试剂或有机锂化合物。本专利技术作为制备具有出色的低温润滑剂性能的合成润滑剂流体的方法公开，包括在脂肪醚溶液中在20-150℃使2-20种正C2-C14烷基有机金属化合物同至少一种C2-C14直链脂族酸的低级烷基醚在2摩尔的所说的化合物与1摩尔酯的摩尔比下接触。反应的产物用水处理以分离C2-C14直链三烷基甲醇的混合物。甲醇混合物被氢和，且回收包括正三烷基甲烷的饱和的烃加氢产物。本专利技术方法是这种发现的实际说明当某些预先选择的正烷基有机金属化合物的混合物同一种或多种脂肪羧酸酯或相当的衍生物反应时，得到统计上可推断的三正烷基甲烷混合物组成，这种组成显示出上述的所希望的低粘度、低挥发度、高VI、低倾点以及在低温下的低运动粘度等性质。本专利技术方法是这种发现的结果在同酸衍生物的反应混合物中混合的正烷基有机金属化合物的每种反应活性是，可统计推断得到的三正烷基甲烷混合物的组成。因此，适当的选择包括正烷基有机金属反应混合物组成的烷基，可以防止生成低碳原子数和因此高挥发度的三正烷基甲烷，也防止生成高碳原子数的和因此不希望的高固化温度的三正烷基甲烷。令人吃惊地是，通过本专利技术方法意外制成的三正烷基甲烷显示出非常出色的低温润滑性质，同时避免了三正烷基甲烷组合物的高挥发性和高固化温度。这里所用的有机金属化合物一词包括传统的格氏试剂、烷基锂和有机硼化合物。附图说明图1是各种PAO的NOACK挥发度(％重量损失)与100℃下的运动粘度以及与本专利技术的混合的三正烷基甲烷的比较。图2是各种传统的PAO润滑剂与本专利技术的混合的三正烷基甲烷润滑剂的冷曲轴模拟器(CCS)运动粘度对温度图。已经发现，用本专利技术方法制备的某些三正烷基甲烷的某些混合物显示出出色和惊人的润滑性质。本专利技术的方法产生窄分子量分布和结构相似性的混合烃的液体。这些液体显示出很低的粘度、高VI、很低的倾点、低挥发性和低运动粘度，即用其它合成方法不易得到的合成的烃润滑剂原料的组合。尽管迄今聚α-烯烃在合成润滑剂用途中占主要地位，但是用本专利技术的方法得到的合成烃原料，可提供用现有的PAO方法得到不匹配性质的组合。已经发现这些原料是配制低粘度、良好挥发性的宽范围交叉级别的高能量效率发动机油的关键。因此，为了制造具有良好挥发性的宽交叉级别的油品，可以更经济地使用具有较好挥发性特征的更高粘度的矿物油。本专利技术的三烷基甲烷分子是金字塔形，这与现有技术使用的合成润滑剂的支链PAO分子基本上不同。当用作三烷基甲烷混合物时，这种金字塔结构是对上述的未预期的受到欢迎的润滑性质组合的主要原因。这种形状的分子由于缺乏临近的烷基支链和每分子只存在一个叔碳原子，也使其本身对热和热氧化降解达到高度稳定性。众所周知，传统PAO的支链指数(即CH3/CH2比)大于O.20，以及在分子中每一叔烷基支链是氧化/热降解的靶子。在PAO中对氧化的位置的机会远远高于本专利技术的混合物，从而这些混合物可以制备可以满足润滑剂使用的规格，预期会显示出高度耐热和氧化稳定性。鉴于所指出的直链比支链烃结构具有较好的稳定性，因此，在包括本专利技术混合物的三烷基甲烷中的所有烷基优选是直链或正烷基。但是，只要不偏离本专利技术的精神实质，在该混合物中的某些成分的某些烷基本身也可以有烷基支链。实际上，混合物可以包括混合物中的一种或多种三烷基甲烷成分，其中在那些具体的三烷基甲烷上所有的烷基有一种或多种烷基支链。这种方案有某些优点。除了影响稳定性外，众所周知，支链还影响粘度性质，如VI。如果某种润滑剂用途不需要良好的稳定性，而是需要特别的低倾点，人们可以选择改进本专利技术的混合物，以有利于三烷基甲烷，其中所有的，或基本上所有的三烷基甲烷的烷基包括支链的烷基，这也属于本专利技术的范围。在三烷基甲烷中的烷基取代基优选包括C2-C14正烷基，如乙基、正丙基、正丁基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成烃润滑剂流体，包括混合的三正烷基甲烷化合物的混合物，其中每种化合物的碳原子数为２５－３６，其中烷基包括Ｃ↓［２］－Ｃ↓［１４］正烷基，该流体混合物的运动粘度在１００℃低于５，粘度指数至少为１３０，倾点低于－３０℃，ＮＯＡＣＫ挥发度低于１８％重量损失。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR小福巴斯，
申请(专利权)人：美孚石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]