[發明專利]一種粘度指數改進劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110051240.0
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102653696A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 肖奇;張東恒;劉洋;翟月奎
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C10M161/00
• 分類號: C10M161/00;C10M149/10;C10M149/02;C08F255/04;C08F8/32;C10N30/02;C10N30/12;C10N30/04;C10N40/25
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種具有良好分散及防銹性能的多功能粘度指數改進劑以及制備粘度指數改進劑的方法。

背景技術

隨著柴油發動機的燃油延遲噴射技術、渦輪增壓技術尤其是廢氣再循環技術的發展，在燃燒過程中產生的煙炱量越來越大。如果煙炱得不到有效的分散，會導致油品粘度迅速增長，大幅度降低油品的使用周期，不但增加使用成本，嚴重時還造成發動機部件損壞。

為了解決上述問題，通常采用粘度指數改進劑實現分散煙炱的目的。已有的粘度指數改進劑是由作為基體的高分子主鏈和接枝在主鏈上的極性基團組成，高分子基體包括乙丙共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯等，如美國專利US4089794公開了一種分散型乙丙共聚物粘度指數改進劑，由馬來酸酐與乙丙共聚物發生溶液接枝后再經過胺化或酯化得到。該專利所用到的胺化物或酯化物包括多元胺、多元醇、醇胺或其混合物，該產品用于潤滑油中，具有較好的控制煙炱與油泥的性能。但隨著柴油機油規格的提高，對煙炱分散性能的要求也大幅度提高，US4089794中提及的分散型粘度指數改進劑已經不能滿足實際需要，具有更高接枝率的乙丙共聚物才能滿足目前的使用要求。但將乙丙共聚物上的馬來酸酐接枝率提高到一定程度后，再與多元胺或多元醇反應容易發生交聯反應，致使產物粘度過高或失去流動性從而無法使用。美國專利US6107257公開了一種分散型粘度指數改進劑，結構中含有N-苯基-苯二胺等芳香胺類的化合物作為極性基團，用以與煙炱表面的極性基團相互作用，而非極性的高分子主鏈則可以提供強大的分散作用力，使微小煙炱顆粒可以懸浮在潤滑油中，不至于相互聚集形成更大的顆粒。但芳香胺型化合物是有毒性的物質，在生產和使用的過程中易造成環境污染和危害健康。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有優異煙炱分散性能和良好防銹性能的粘度指數改進劑及其制備粘度指數改進劑的方法，利用該方法可以獲得性能優良的產品。

本發明提供的粘度指數改進劑的組成和含量按重量百分比為：

基礎油60％～94.5％，乙丙共聚物5％～39.5％，咪唑啉化合物0.5％～10％，其中咪唑啉化合物的通式為：

R表示氫、烷基、鏈烯基或芳香基；n為1-10。

咪唑啉化合物與柴油機在運行中產生的煙炱分子具有較強的相互作用。將咪唑啉化合物通過化學反應連接到乙丙共聚物上，并在柴油機油中添加該產物可以抑制煙炱顆粒相互團聚，避免柴油機油在使用過程中粘度迅速增長，延長柴油機油的使用壽命。同時，可以提供良好的防銹性能，保證設備的正常運轉。乙丙共聚物含量過高會導致產品粘度過高操作困難，過低則不具備足夠的分散性能，因此其含量為5％～39.5％，優選為8％～30％，最優選為10％～20％。0.5％～10％的咪唑啉化合物含量是保證產品分散和防銹性能的關鍵，優選為3％～6％。

所述的烷基是具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，包括：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基、十九烷基。優選具有7-19個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，特別優選具有11-17個碳原子的烷基，最優選十一烷基或十七烷基。

鏈烯基是具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈的鏈烯基，包括：乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、1-庚烯基、7-十六烯基、8-十七烯基。優選為乙烯基、1-丙烯基、7-十六烯基、8-十七烯基，特別優選為7-十六烯基或8-十七烯基。最優選為8-十七烯基。

芳香基具有如下式所示結構，其中R1表示氫、羥基或氨基或1-10個碳原子的烷基。

本發明所用到乙丙共聚物的重均分子量在10,000～1,000,000之間，優選為12,000～250,000，最優選為15,000～10,000,000。乙烯含量為15％～85％，丙烯含量為85％～15％，第三單體包括乙叉降冰片烯、己二烯等，其含量為0～5％。乙烯含量優選為35～65％，最優選為45％～55％。

本發明所提供的粘度指數改進劑的制備方法是按以下步驟進行：