[發明專利]聚異丁烯丁烯二酸酯及其制備方法和用該聚酯制備微量潤滑油

有效

• 申請號: 201310539231.5
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103601845A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張乃慶;吳啟東
• 申請（專利權）人: 上海金兆節能科技有限公司
• 主分類號: C08F222/06
• 分類號: C08F222/06;C08F222/02;C08F210/10;C08F8/14;C10M145/16;C10N30/06;C10N40/22
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

技術領域

本發明涉及潤滑技術領域，具體地說是聚異丁烯丁烯二酸酯及其制備方法和用該聚酯制備微量潤滑油。

背景技術

傳統金屬加工潤滑和冷卻用的切削油、冷卻劑、乳化液等潤滑劑使用量大，且傳統的切削油都是采用礦物油為基礎油，在自然環境中不易分解，所用的添加劑大都對人體和環境有害，不僅浪費資源，還會造成加工場所和環境的巨大污染。近年對微量切削技術的研究取得很大的進展，減少了大量切削油液的排放對環境造成的危害，但是為了解決微量切削問題，往往在切削油中加入過量的對環境有害的氯化物、硫化物、磷化物等極壓抗磨劑來解決微量切削中的潤滑和冷卻問題。

如公開號為CN101376861的中國專利，公開了一種微量潤滑系統鋁合金潤滑劑及其制備方法和用途，采用由如下重量份數比原料制備而成：基礎油40份、硫代磷酸酯5～15份、氯化石蠟5～15份、硫化異丁烯5～15份、硼酸鉀5～15份、乙醇或乙二醇5～10份、防銹劑5份。雖然該潤滑劑具有較好的潤滑性能，但是，較大比例的使用硫化物、氯化物、磷化物等，會給環境帶來較大的壓力。

發明內容

鑒于以上缺陷，本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可全部或部分取代的硫化物、氯化物、磷化物等添加劑的聚異丁烯丁烯二酸酯并將其應用于潤滑油的生產中，得到一種潤滑和極壓抗磨性能優異可用于微量潤滑油。

為實現上述目的，本發明提供的聚異丁烯丁烯二酸酯的特征在于，具有下列分子結構式：

其中，n為20-500的整數；

R為碳原子數為2至6個的烷基。

經實驗發現，當R基團的碳原子數為2至4個時產品的性能最佳。

另外，本發明還提供了上述聚酯的制備方法，合成路線為：由丁烯二酸或丁烯二酸酐與異丁烯反應生成聚異丁烯聚異丁烯丁烯二酸酯酸后，與低碳醇進行酯化反應得到聚異丁烯聚異丁烯丁烯二酸酯。

具體的合成路線為：

其中，n為20-500的整數；

R為碳原子數為2至6個的烷基。

上述聚異丁烯丁烯二酸酯的合成路線的具體工藝步驟如下：

步驟一、將低碳醇和丁烯二酸或丁烯二酸酐分別投入聚合釜內，充分攪拌至完全溶解。

在上述步驟一中，低碳醇為碳原子數為2至6個的一元醇，從而能有效的溶解丁烯二酸或丁烯二酸酐的同時，起到溶劑的作用，而且易于減壓蒸出。由此含碳原子數較低的醇類化合物，因其高極性，在作為溶劑時能起到更好的溶解作用。因此，在本發明中低碳醇優選為碳原子數為2至4個的一元醇，更優選為乙醇，正丙醇，異丙醇，正丁醇，異丁醇。而在實踐中，我們又發現當選用正丁醇或異丁醇作為低碳醇進行本反應時，得到的產品具備極其優秀的潤滑性。

另外，本發明中丁烯二酸選自順丁烯二酸或反丁烯二酸。

此外，在本發明中低碳醇與丁烯二酸或丁烯二酸酐的摩爾比優選為(2～3):1。當反應原料的比例過高時，會大量造成原料的浪費；當反應原料的比例過低時，會造成反應不完全，從而導致產量下降，并余留下難以被完全分離排出的丁烯二酸類衍生物，造成后處理上的麻煩。

步驟二：將引發劑投入聚合釜中。

在本發明中，常用引發劑都可以用于本發明的聚合反應，如過氧化物：過氧化二苯甲酰、過氧化月桂酰、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化叔戊酸叔丁基酯、過氧化甲乙酮、過氧化環己酮、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯等；偶氮化合物：偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈等。

此外，引發劑使用量占異丁烯和丁烯二酸或丁烯二酸酐的總重量的質量百分比為0.1～0.3%。

步驟三：充入氮氣排出聚合釜內的空氣。

本發明也可使用其他手段，如：充入氦氣、氬氣等惰性氣體，配合抽真空的方式，來排出釜內空氣。

步驟四：邊攪拌邊升溫至70-80℃。

步驟五：往聚合釜中的混合液中充入異丁烯氣體，保持恒溫攪拌。

當充入的氣體為其他烯烴，如異丁烯衍生物時也適用于本工藝中的步驟。

此外，在本發明中異丁烯與丁烯二酸或丁烯二酸酐的摩爾比優選為1:0.8～1。最優選為1：1。

步驟六：充完異丁烯氣體后保持恒溫繼續攪拌6-18小時。

根據反應原料的不同，該步驟六中的反應時間可根據實際進行調整，優選反應時間為10-12個小時。當反應時間過短時，造成反應的不完全；而當反應時間過長時，因反應幾乎達到終點，產率無明顯提高。