CN112480307B - 一种酸酐型二元聚合物降凝剂及其合成方法和润滑油 - Google Patents

一种酸酐型二元聚合物降凝剂及其合成方法和润滑油 Download PDF

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Abstract

本发明适用于降凝剂技术领域，提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂及其合成方法和润滑油，该酸酐型二元聚合物降凝剂结构通式为式：
Figure DDA0002805702270000011
式中，R1为C12～C18烷基中的任一种；R2为C5～C9烷基中的任一种。该酸酐型二元聚合物降凝剂可以降低润滑油的凝固点，提高润滑油的低温流动性，方法简单，加剂量少，降凝效果显著。

Description

一种酸酐型二元聚合物降凝剂及其合成方法和润滑油
技术领域
本发明属于降凝剂技术领域，尤其涉及一种酸酐型二元聚合物降凝剂及其合成方法和润滑油。
背景技术
随着机械行业和汽车行业的迅速发展，润滑油被广泛应用在内燃机、齿轮箱、涡轮机、压缩机以及液压***中。润滑油对于机械来说，起到润滑剂的作用，可以减弱噪音、降低摩擦还有冷却的功能。其中，润滑油添加剂在润滑油中发挥着重要的作用。润滑油降凝剂又称低温流动性改进剂(Pourpoint depressant,PPD)，是一种油溶性的聚合物，主要用来提高润滑油的低温流动性能。
通常，降凝剂的分子结构近似为类似蜡的烃结构，主链可以提供成核位点与油品中石蜡共晶，改变蜡晶体的形态。侧链结构中，烷基链的数量、长度以及之间的距离都是影响油品低温流动性的因素。国内外降凝剂市场的润滑油降凝剂的种类较多，其中，甲基丙烯酸酯共聚物在结构、组成和制备工艺上具有超强适应能力，其烷基侧链与油品中石蜡烃具有相似的结构，通过吸附或共晶抑制蜡晶形成网络结构，从而达到改善基础油低温性能的目的。目前已经发开了多种聚甲基丙烯酸酯类降凝剂。但是，通常该类降凝剂的选择性较强，针对油品较单一。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种酸酐型二元聚合物降凝剂，旨在解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其结构通式为式I：
Figure BDA0002805702260000021
式中，R1为C12～C18烷基中的任一种；
R2为C5～C9烷基中的任一种。
作为本发明实施例的另一个优选方案，R1为-C14H29、-C16H33、-C18H37中的任一种。
作为本发明实施例的另一个优选方案，R2为-C5H9、-C6H11、-C9H17中的任一种。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的酸酐型二元聚合物降凝剂的合成方法，其包括以下步骤：
Figure BDA0002805702260000022
以甲基丙烯酸和高碳醇为原料，并加入第一引发剂和阻聚剂进行反应，得到结构通式为式II的甲基丙烯酸高碳醇酯；
将结构通式为式II的甲基丙烯酸高碳醇酯和结构通式为式III的烯基丁二酸酐类化合物进行混合，并加入第二引发剂进行聚合反应，得到所述酸酐型二元聚合物降凝剂。
上述合成方法的合成路线如下：
Figure BDA0002805702260000031
另外，所述甲基丙烯酸和高碳醇的摩尔比为0.5～2.1，第一引发剂占总量的0.6％～1.3％，阻聚剂占总量的0.5％～1.9％，反应时间3～6h，反应温度90～120℃。
所述甲基丙烯酸高碳醇酯和烯基丁二酸酐类化合物的摩尔比为0.25～4，聚合反应时间4～8h，温度70～100℃，第二引发剂占总量的2％～10％，聚合反应可在甲苯溶剂中进行。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述第一引发剂为甲苯磺酸。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述阻聚剂为对苯二酚。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述第二引发剂为偶氮二异丁腈。
本发明实施例的另一目的在于提供一种润滑油，其包括基础油和上述的酸酐型二元聚合物降凝剂。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述酸酐型二元聚合物降凝剂用于降低基础油的凝固点。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述酸酐型二元聚合物降凝剂的质量为基础油质量的0.4％～0.8％。
本发明实施例提供的一种酸酐型二元聚合物降凝剂，可以降低润滑油的凝固点，提高润滑油的低温流动性，方法简单，加剂量少，降凝效果显著。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
该实施例提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其合成方法包括以下步骤：
(1)取27.4g甲基丙烯酸、64.2g十四醇加入带有搅拌器、回流冷凝管和分水器的反应容器中，然后加入对甲苯磺酸1.5g、对苯二酚0.9g，升高温度到120℃下反应5h；反应结束后对粗酯进行纯化，用NaHCO3将粗酯至弱碱性，然后水洗3遍，最后用CaCl2干燥18h，得到甲基丙烯酸十四酯。
(2)取16.8g甲基丙烯酸十四酯和5.4g十二烯基丁二酸酐加入到加入带有搅拌器、回流冷凝管的反应容器中，加入偶氮二异丁腈1.6g、甲苯16mL，升高温度到85℃下反应6h；反应结束后蒸发溶剂甲苯，得到黄色粘稠液体，即为酸酐型二元聚合物降凝剂。
实施例2
该实施例提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其合成方法包括以下步骤：
(1)取36.5g甲基丙烯酸、96.8g十六醇加入带有搅拌器、回流冷凝管和分水器的反应容器中，然后加入对甲苯磺酸1.9g、对苯二酚1.2g，升高温度到120℃下反应5h；反应结束后对粗酯进行纯化，用NaHCO3将粗酯至弱碱性，然后水洗2遍，最后用CaCl2干燥18h，得到甲基丙烯酸十六酯。
(2)取18.6g甲基丙烯酸十六酯和5.4g十二烯基丁二酸酐加入到加入带有搅拌器、回流冷凝管的反应容器中，加入偶氮二异丁腈1.6g、甲苯16mL，升高温度到85℃下反应6h；反应结束后蒸发溶剂甲苯，得到黄色粘稠液体，即为酸酐型二元聚合物降凝剂。
实施例3
该实施例提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其合成方法包括以下步骤：
(1)取18.3g甲基丙烯酸、32.1g十四醇加入带有搅拌器、回流冷凝管和分水器的反应容器中，然后加入对甲苯磺酸0.8g、对苯二酚0.6g，升高温度到120℃下反应5h；反应结束后对粗酯进行纯化，用NaHCO3将粗酯至弱碱性，然后水洗3遍，最后用CaCl2干燥18h，得到甲基丙烯酸十四酯。
(2)取16.8g甲基丙烯酸十四酯和4.2g正辛烯基丁二酸酐加入到加入带有搅拌器、回流冷凝管的反应容器中，加入偶氮二异丁腈1.6g、甲苯16mL，升高温度到85℃下反应5h；反应结束后蒸发溶剂甲苯，得到黄色粘稠液体，即为酸酐型二元聚合物降凝剂。
实施例4
该实施例提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其合成方法包括以下步骤：
(1)取18.3g甲基丙烯酸、32.1g十四醇加入带有搅拌器、回流冷凝管和分水器的反应容器中，然后加入对甲苯磺酸0.8g、对苯二酚0.6g，升高温度到120℃下反应5h；反应结束后对粗酯进行纯化，用NaHCO3将粗酯至弱碱性，然后水洗3遍，最后用CaCl2干燥18h，得到甲基丙烯酸十四酯。
(2)取16.8g甲基丙烯酸十四酯和5.4g壬烯基丁二酸酐加入到加入带有搅拌器、回流冷凝管的反应容器中，加入偶氮二异丁腈1.6g、甲苯15mL，升高温度到85℃下反应5h；反应结束后蒸发溶剂甲苯，得到黄色粘稠液体，即为酸酐型二元聚合物降凝剂。
实施例5
该实施例提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其合成方法包括以下步骤：
(1)取18.3g甲基丙烯酸、32.1g十四醇加入带有搅拌器、回流冷凝管和分水器的反应容器中，然后加入对甲苯磺酸0.8g、对苯二酚0.6g，升高温度到120℃下反应5h；反应结束后对粗酯进行纯化，用NaHCO3将粗酯至弱碱性，然后水洗3遍，最后用CaCl2干燥18h，得到甲基丙烯酸十四酯。
(2)取18.6g甲基丙烯酸十四酯和5.4g壬烯基丁二酸酐加入到加入带有搅拌器、回流冷凝管的反应容器中，加入偶氮二异丁腈1.6g、甲苯15mL，升高温度到85℃下反应5h；反应结束后蒸发溶剂甲苯，得到黄色粘稠液体，即为酸酐型二元聚合物降凝剂。
实施例6
该实施例提供了一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其合成方法包括以下步骤：
(1)取18.3g甲基丙烯酸、32.1g十四醇加入带有搅拌器、回流冷凝管和分水器的反应容器中，然后加入对甲苯磺酸0.8g、对苯二酚0.6g，升高温度到120℃下反应5h；反应结束后对粗酯进行纯化，用NaHCO3将粗酯至弱碱性，然后水洗3遍，最后用CaCl2干燥18h，得到甲基丙烯酸十四酯。
(2)取18.6g甲基丙烯酸十四酯和4.2g正辛烯基丁二酸酐加入到加入带有搅拌器、回流冷凝管的反应容器中，加入偶氮二异丁腈1.6g、甲苯15mL，升高温度到85℃下反应5h；反应结束后蒸发溶剂甲苯，得到黄色粘稠液体，即为酸酐型二元聚合物降凝剂。
实施例7
该实施例提供了一种润滑油，其是由往150SN润滑油基础油添加0.4wt％的上述实施例1提供的酸酐型二元聚合物降凝剂混合而得。
实施例8
该实施例提供了一种润滑油，其是由往150SN润滑油基础油添加0.8wt％的上述实施例2提供的酸酐型二元聚合物降凝剂混合而得。
实施例9
该实施例提供了一种润滑油，其是由往350SN润滑油基础油添加0.6wt％的上述实施例3提供的酸酐型二元聚合物降凝剂混合而得。
实施例10
该实施例提供了一种润滑油，其是由往350SN润滑油基础油添加0.7wt％的上述实施例4提供的酸酐型二元聚合物降凝剂混合而得。
其中，将实施例1～6提供的酸酐型二元聚合物降凝剂分别按照0.5wt％的添加量添加至初始凝固点为-14℃的150SN润滑油中进行混匀后，再测试加有酸酐型二元聚合物降凝剂的润滑油的凝固点，其测试结果如表1所示。
表1
测试项目 凝固点
实施例1 -27℃
实施例2 -20℃
实施例3 -22℃
实施例4 -25℃
实施例5 -20℃
实施例6 -21℃
从表1可以看出，本发明实施例提供的种酸酐型二元聚合物降凝剂，可以显著降低润滑油的凝固点。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种酸酐型二元聚合物降凝剂，其特征在于，所述酸酐型二元聚合物降凝剂的结构通式为式I：
Figure FDA0003616874600000011
式中，R1为-C14H29、-C16H33、-C18H37中的任一种；R2为-C5H9、-C6H11、-C9H17中的任一种。
2.一种如权利要求1所述的酸酐型二元聚合物降凝剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
Figure FDA0003616874600000012
以甲基丙烯酸和高碳醇为原料，并加入第一引发剂和阻聚剂进行反应，得到结构通式为式II的甲基丙烯酸高碳醇酯；
将结构通式为式II的甲基丙烯酸高碳醇酯和结构通式为式III的烯基丁二酸酐类化合物进行混合，并加入第二引发剂进行聚合反应，得到所述酸酐型二元聚合物降凝剂。
3.根据权利要求2所述的一种酸酐型二元聚合物降凝剂的合成方法，其特征在于，所述第一引发剂为甲苯磺酸。
4.根据权利要求2所述的一种酸酐型二元聚合物降凝剂的合成方法，其特征在于，所述阻聚剂为对苯二酚。
5.根据权利要求2所述的一种酸酐型二元聚合物降凝剂的合成方法，其特征在于，所述第二引发剂为偶氮二异丁腈。
6.一种润滑油，包括基础油，其特征在于，还包括如权利要求1所述的酸酐型二元聚合物降凝剂。
7.根据权利要求6所述的一种润滑油，其特征在于，所述酸酐型二元聚合物降凝剂用于降低基础油的凝固点。
8.根据权利要求6所述的一种润滑油，其特征在于，所述酸酐型二元聚合物降凝剂的质量为基础油质量的0.4％～0.8％。
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