專利名稱：聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑及制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種潤滑油粘度指數(shù)改進劑及制備方法，具體地說，是一種甲基丙烯酸酯共聚物及其制備方法。
背景技術：
粘度指數(shù)改進劑是內(nèi)燃機油、齒輪油和液壓油中常用的添加劑，其目的是改善油品的粘溫性能，使得潤滑油滿足高低溫工作要求。聚甲基丙烯酸酯(PMA)和乙烯丙烯共聚物(OCP)是用量最大的兩個品種，其中PMA型粘度指數(shù)改進劑具有更好的低溫性能、粘溫性能，OCP型粘度指數(shù)改進劑具有更好的增粘能力和剪切穩(wěn)定性?，F(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，要求潤滑油節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟。因此，添加劑在具有原有性能的基礎上，應具有更多的復合性能，即以較少的數(shù)量滿足較多的使用要求。對粘度指數(shù)改進劑來講，在滿足增粘等性能的前提下，最好具有分散、抗氧化、抗磨等性能。目前，關于PMA合成的專利及文獻較多，其中一種是以甲基丙烯酸酯或者是烷基丙烯酸酯為聚合單體，通過不同工藝聚合得到分子量及烷基側鏈不同的聚合物，滿足潤滑油增粘、低溫性能的要求。CN1011411B公開了一種正構烷基丙烯酸酯共聚物的制備方法，以75 55%的丙烯酸辛酯和25 45%的丙烯酸十二酯，或以丙烯酸十二酯和丙烯酸癸酯為單體共聚得到凝點降凝劑，聚合反應使用的引發(fā)劑為過氧化苯甲酰，聚合溫度為95°C，時間為6小時。CNlOl 142303A公開了聚甲基丙烯酸烷基酯在潤滑油組合物中的應用。所述的烷基酯為C12 C18烷基酯與甲基丙烯酸甲酯的共聚產(chǎn)物，聚合時使用的單體為甲基丙烯酸C12 C18烷基酯的混合物、甲基丙烯酸甲酯，使用的聚合引發(fā)劑為過辛酸叔丁酯，以及作為鏈轉移劑的十二烷基硫醇。該聚合物在氯仿中在25°c測得的比粘度為nsp/。為5 30ml/g。另一種PMA的合成方法是在甲基丙烯酸烷基酯單體共聚時引入其它的單體，使得 PMA在原有的性能上，又具有分散、抗磨及抗氧化的作用。USP4148981，USP4136042分別公開了一種丙烯酸烷基酯共聚物及由該共聚物改性的潤滑油。所述的共聚物由含二硫代磷酸鹽基團與乙烯基吖啶基α-取代的甲基丙烯酸反應而得的單體，與甲基丙烯酸烷基酯單體共聚而得。共聚物中引入的硫磷酸鹽基團，使得聚合物具有一定的抗磨性。USP4288508公開了一種粘度指數(shù)改進的、具有剪切穩(wěn)定性的多級潤滑油，由烷基碳數(shù)分別為C6 C15、C16 C3tl、C6 C4tl的支鏈烷基和C1 C5烷基的甲基丙烯酸烷基酯，與具有五元、六元雜環(huán)基團的乙烯單體共聚而得。共聚過程使用過辛酸叔丁酯為引發(fā)劑，并加入少量硫醇為鏈轉移劑。USP5013468公開了一種分散/抗氧型潤滑油添加劑，先將基礎油，1. 0 15wt% 的分散劑單體，ι. 0 15wt%的抗氧劑單體，78 98wt%的烷基單體混合，所述單體均含有丙烯酸基團，將混合物在氮氣保護下攪拌，加熱至75 85°C，加入硫醇和引發(fā)劑，加熱 2小時后再加入補充的引發(fā)劑，繼續(xù)加熱2小時，然后升溫至95 105°C充分反應，除去多余的催化劑，得到聚合物。所述的分散劑單體中含胺基，羰基碳原子和胺基氮原子之間有-NH-，-0-或-S-，抗氧劑單體中含有芳胺基或胺基。US6294628B1公開了一種用于潤滑油組分的分散-粘度改進劑，除了甲基丙烯酸烷基酯單體外，聚合時還引入含氮的單體，例如二甲基氨基丙基胺和N氨基乙基胡椒嗪，N， N- 二甲基胺基丙基甲酰胺等單體，使得PMA具有一定的分散性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑及其制備方法，該粘度指數(shù)改進劑具有較好的抗磨性和分散性。本發(fā)明提供的聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，由20 80質量％的甲基丙烯酸C1 C25烷基酯、10 70質量％的甲基丙烯酸C1 C2tl烷基硫醇酯、1 10質量％的有碳碳雙鍵的含氮化合物經(jīng)共聚反應制得。本發(fā)明以甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基硫醇酯和有碳碳雙鍵的含氮化合物為單體，經(jīng)共聚得到的產(chǎn)物為潤滑油粘度指數(shù)改進劑。該共聚物在保持較好增粘能力、降凝效果和剪切穩(wěn)定性的同時，兼有良好的抗磨性和分散性。
具體實施例方式本發(fā)明采用甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基硫醇酯及有碳碳雙鍵的含氮化合物共聚得到聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，該共聚物中由于含有硫、氮原子，提高了改進劑的抗磨性和分散性。該共聚物制備方法較為簡單，在具有較好增粘、降凝作用的同時， 分散和抗磨性能有所提高。利用本發(fā)明提供的聚甲基丙烯酸酯粘度指數(shù)改進劑，可以降低潤滑油配方中其它極壓抗磨劑和分散劑的加入量，或者在同等劑量下提高油品的極壓抗磨能力和分散能力。本發(fā)明提供的粘度指數(shù)改進劑由甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基硫醇酯及有碳碳雙鍵的含氮化合物三種類型的單體共聚而成，優(yōu)選由32 85質量％的甲基丙烯酸 C1 C25烷基酯、10 60質量％的甲基丙烯酸C1 C2tl烷基硫醇酯、2 8質量％的有碳碳雙鍵的含氮化合物經(jīng)共聚反應制得。所述的甲基丙烯酸烷基酯的結構式如式(I)所示。
權利要求
1.一種聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，由20 80質量％的甲基丙烯酸C1 C25 烷基酯、10 70質量％的甲基丙烯酸C1 C2tl烷基硫醇酯、1 10質量％的有碳碳雙鍵的含氮化合物經(jīng)共聚反應制得。
2.按照權利要求1所述的改進劑，其特征在于所述的改進劑由32 85質量％的甲基丙烯酸C1 C25烷基酯、10 60質量％的甲基丙烯酸C1 C2tl烷基硫醇酯、2 8質量％的含氮化合物經(jīng)共聚反應制得。
3.按照權利要求1所述的改進劑，其特征在于所述的甲基丙烯酸C1 C25烷基酯為不同碳數(shù)的甲基丙烯酸烷基酯的混合物。
4.按照權利要求3所述的改進劑，其特征在于所述的不同碳數(shù)烷基酯的混合物包括 0 30質量％的甲基丙烯酸C1 C2烷基酯、10 80質量％的甲基丙烯酸C9 Cltl烷基酯、 20 70質量％的甲基丙烯酸C11 C12烷基酯、0 60質量％的甲基丙烯酸C13 C14烷基酯、0 20質量％的甲基丙烯酸C15 C16烷基酯。
5.按照權利要求1所述的改進劑，其特征在于所述的有碳碳雙鍵的含氮化合物具有式 (III)的結構表達式CH2 = CR' -Bs (III)式(III)中，R'為氫或甲基，Bs為氮雜茂或氮雜苯、-COO(CH2)nNIi2基團或酰胺基，其中 R為C1 C3的烷基，η為1 3的整數(shù)。
6.按照權利要求1所述的改進劑，其特征在于共聚產(chǎn)物的數(shù)均分子量為2 5萬。
7.—種權利要求1所述粘度指數(shù)改進劑的制備方法，包括在基礎油存在下，使甲基丙烯酸C1 C25烷基酯、甲基丙烯酸C1 C2tl烷基硫醇酯和有碳碳雙鍵的含氮化合物混合，加入占聚合物原料總質量0. 1 0. 3質量％的聚合反應引發(fā)劑，于60 90°C進行預聚，待物料明顯變稠后再加入占聚合物原料總質量0. 1 0. 3質量％的聚合反應引發(fā)劑，于92 120°C進行共聚反應。
8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于所述的基礎油占聚合物原料總質量的10 70%。
9.按照權利要求7所述的方法，其特征在于所述基礎油的100°C運動粘度為2 8mm2/
10.按照權利要求7所述的方法，其特征在于所述的甲基丙烯酸C1 C25烷基酯為不同碳數(shù)的甲基丙烯酸烷基酯的混合物。
11.按照權利要求10所述的方法，其特征在于所述的不同碳數(shù)烷基酯的混合物包括 0 30質量％的甲基丙烯酸C1 C2烷基酯、10 80質量％的甲基丙烯酸C9 Cltl烷基酯、 20 70質量％的甲基丙烯酸C11 C12烷基酯、0 60質量％的甲基丙烯酸C13 C14烷基酯、0 20質量％的甲基丙烯酸C15 C16烷基酯。
12.按照權利要求7所述的方法，其特征在于所述的聚合反應引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。
13.按照權利要求7所述的方法，其特征在于預聚反應時間為2 5小時，共聚反應時間為3 12小時。
全文摘要
一種聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，由20～80質量％的甲基丙烯酸C1～C25烷基酯、10～70質量％的甲基丙烯酸C1～C20烷基硫醇酯、1～10質量％的有碳碳雙鍵的含氮化合物經(jīng)共聚反應制得。該粘度指數(shù)改進劑在保持較好的增粘能力、降凝效果和剪切穩(wěn)定性的同時，兼有良好的抗磨性能和分散性能。
文檔編號C10N30/06GK102295973SQ20101020827
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月24日
發(fā)明者劉依農(nóng), 段慶華, 范立闖 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院