CN103113502A

CN103113502A - 一种抗磨性粘度指数改进剂的制备方法

Info

Publication number: CN103113502A
Application number: CN2013100538611A
Authority: CN
Inventors: 吾满江·艾力; 蔡国星; 张乐涛; 马莉
Original assignee: Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明涉及一种具有抗磨性能的粘度指数改进剂的制备方法，该方法分两步进行，首先将S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯和引发剂偶氮二异丁腈在丙烯酸酯类单体中混合均匀后进行可逆加成-断裂链转移聚合反应得到聚丙烯酸酯，再用正丁醇将聚丙烯酸酯剩余羧基进行充分酯化，最后得到具有抗磨性能的粘度指数改进剂。通过该方法获得的粘度指数改进剂化学性能稳定、与润滑基础油的配伍性好，除了对润滑基础油有良好的增稠和改善粘度指数外，还具有很好的抗磨特性，是一种综合性的的润滑油添加剂。

Description

一种抗磨性粘度指数改进剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗磨性粘度指数改进剂的制备方法，主要用作润滑油添加剂。

背景技术

润滑油基础油需要添加各种功能的润滑油添加剂来改善其性能，以满足润滑油的使用功能，抗磨剂及粘度指数改进剂就是非常重要的润滑油添加剂。我国幅员辽阔，南北方及四季温差较大，粘度指数改进剂可以改变润滑油的粘温性能，增加润滑油的适用范围。另外，润滑油在使用过程中经过不断的摩擦磨损导致失去润滑作用，因此还需要添加抗磨剂来延长润滑油的使用寿命。抗磨剂的使用可以有效地延长润滑油使用寿命，但是抗磨剂的加入也给润滑油的使用带来很多问题：抗磨剂与润滑基础油之间的相容性问题及抗磨剂与其它添加剂之间的相容性问题，只有各种添加剂之间能够相互溶解，使润滑油成为均一体系，才能保证润滑油的品质。

本发明提供了一种抗磨性的粘度指数改进剂的制备方法，通过该方法获得的产品与润滑基础油的配伍性好，在调节润滑油粘度及粘度指数的同时，提高了润滑基础油的抗磨性能，使润滑基础油在使用本发明产品时，不需再另加抗磨剂，既解决了抗磨剂使用过程中的相容性问题，又节省了成本。另外，本发明的产品具有较高的生物降解能力，符合绿色环保的要求。

发明内容

本发明涉及一种具有抗磨性能的粘度指数改进剂的制备方法，该方法分两步进行，首先将S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯和引发剂偶氮二异丁腈在丙烯酸酯单体中混合均匀后进行可逆加成-断裂链转移聚合反应得到聚丙烯酸酯，再用正丁醇将聚丙烯酸酯剩余羧基进行充分酯化，最后得到具有抗磨性能的粘度指数改进剂。通过本发明所述方法获得的产品化学性能稳定、与润滑基础油的配伍性好，除了对润滑基础油有良好的增稠和改善粘度指数外，还具有很好的抗磨特性，另外该产品还具有很高的生物降解能力，是绿色环保的综合性润滑油添加剂。

本发明所述的抗磨性粘度指数改进剂的制备方法，按下列步骤进行：

a，将S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯和引发剂偶氮二异丁腈在丙烯酸酯类单体中混合均匀后，加入溶剂乙酸乙酯，在70-75℃下进行聚合反应6h，蒸除溶剂乙酸乙酯，得到聚丙烯酸酯；

b，将步骤a得到的聚丙烯酸酯，加入催化剂对甲苯磺酸，和过量的正丁醇进行酯化，酯化温度为120℃，反应时间为8h，反应结束后，除去体系中过量的正丁醇和催化剂对甲苯磺酸，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改性剂。

步骤a中所用丙烯酸酯类单体为丙烯酸正丁酯或丙烯酸异辛酯。

步骤a中所用S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯的加入量为质量分数0.5-4%。

步骤a所用引发剂偶氮二异丁腈的加入量为质量分数0.02-1%。

步骤b所用正丁醇的加入量为聚丙烯酸酯质量的30-50%。

步骤b所用催化剂对甲苯磺酸的加入量为聚丙烯酸酯质量的1-2%。

本发明所述的一种抗磨性粘度指数改进剂的制备方法，该方法中所用起始原料为丙烯酸正丁酯或丙烯酸异辛酯，可逆加成-断裂链转移试剂三硫代碳酸酯和正丁醇，通过两步反应完成。将三硫代酯嵌入到粘度指数添加剂中，使产品本身具有抗磨性，在使用过程中不需要在另外添加抗磨剂，达到节省成本，绿色环保的要求。通过控制可逆加成-断裂链转移试剂与引发剂的加入量，来得到不同分子量及分子量分布的聚酯，再采用丁醇将聚酯中的羧基完全酯化，从而得到不同运动粘度及粘度指数的抗磨性添加剂，来满足不同的使用要求。

具体实施方式

下面的实例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明进行限制：

实施例1

称取100g丙烯酸正丁酯和2g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入0.2g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为75℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯；

将聚酯体系中加入正丁醇50g，加入催化剂对甲苯磺酸1g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.61mgKOH/g，Mw为22474，Mw/Mn=1.067，粘度指数为298；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例1的抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了72%。

实施例2

称取100g丙烯酸正丁酯和4g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入0.1g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为70℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯；

将聚酯体系中加入正丁醇30g，加入催化剂对甲苯磺酸2g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.83mgKOH/g，Mw为10324，Mw/Mn=1.052，粘度指数为270；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例2的抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了56%。

实施例3

称取100g丙烯酸正丁酯和0.5g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入0.1g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为72℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯。

将聚酯体系中加入正丁醇30g，加入催化剂对甲苯磺酸1.5g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.46mgKOH/g，Mw为47528，Mw/Mn=1.373，粘度指数为360；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例3的抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了48%。

实施例4

称取100g丙烯酸正丁酯和2g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入1g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为74℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯；

将聚酯体系中加入正丁醇40g，加入催化剂对甲苯磺酸2g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.57mgKOH/g，Mw为22455，Mw/Mn=1.121，粘度指数为271；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例4的抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了42%。

实施例5

称取100g丙烯酸异辛酯和2g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入0.5g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为75℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯；

将聚酯体系中加入正丁醇45g，加入催化剂对甲苯磺酸1.8g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.35mgKOH/g，Mw为13143，Mw/Mn=1.2067，粘度指数为302；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例5的抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了46%。

实施例6

称取100g丙烯酸异辛酯和1g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入0.8g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为75℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯；

将聚酯体系中加入正丁醇40g，加入催化剂对甲苯磺酸2.0g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.31mgKOH/g，Mw为15634，Mw/Mn=1.2801，粘度指数为314；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例6抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了39%。

实施例7

称取100g丙烯酸异辛酯和3.6g S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯置于带搅拌器、温控仪及冷凝管的三口瓶中，加入0.02g引发剂偶氮二异丁腈，加入乙酸乙酯50ml进行可逆加成-断裂链转移聚合反应，控制反应温度为73℃，反应时间为6h，蒸除乙酸乙酯，得到聚酯；

将聚酯体系中加入正丁醇50g，加入催化剂对甲苯磺酸2.0g，在温度120℃下进行酯化反应，控制反应时间为8h，蒸除过量的正丁醇，冷却至室温，用蒸馏水洗去对甲苯磺酸，然后减压蒸馏除去水，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改进剂，测得酸值为0.31mgKOH/g，Mw为9159，Mw/Mn=1.2014，粘度指数为273；

三羟甲基丙烷-辛癸混酸酯中加入1wt%的实施例7抗磨性粘度指数改性剂，摩擦系数降低了62%。

Claims

1.一种具有抗磨性能的粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：

a、将S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯和引发剂偶氮二异丁腈在丙烯酸酯类单体中混合均匀后，加入溶剂乙酸乙酯，在温度70-75℃下进行聚合反应6h，蒸除溶剂乙酸乙酯，得到聚丙烯酸酯；

b、将步骤a得到的聚丙烯酸酯，加入催化剂对甲苯磺酸和过量的正丁醇进行酯化，酯化温度为120℃，反应时间为8h，反应结束后，除去体系中过量的正丁醇和催化剂对甲苯磺酸，即可得到明亮透明的抗磨性粘度指数改性剂。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤a中所用丙烯酸酯类单体为丙烯酸正丁酯或丙烯酸异辛酯。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤a中所用S、S’-二（α,α’-甲基-α’’-乙酸）三硫代碳酸酯的加入量为质量分数0.5-4%。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤a所用引发剂偶氮二异丁腈的加入量为质量分数0.02%-1%。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤b所用正丁醇的加入量为聚丙烯酸酯质量的30-50%。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤b所用催化剂对甲苯磺酸的加入量为聚丙烯酸酯质量的1-2%。