[发明专利]油溶性聚合物

说明书

技术领域

本申请涉及油溶性聚合物及其制备方法和其用途。

背景技术

通常通过不同(甲基)丙烯酸烷基酯(A(M)A)的混合物的常规自由基共聚合成的聚(甲基)丙烯酸烷基酯(PA(M)A)作为油添加剂，取决于分子量与组成而定，导致粘度指数(VI)升高，并伴随有与其它粘度指数改进剂(VII)相比突出的低温性能(R.M.Mortier，S.T.Orszulik编辑，Chemistry and Technology of Lubricants，Blackie Academic&Professional，第一版，London 1993，124-159&165-167)。可用作油添加剂的基本先决条件通常为聚合物的油溶性，在PA(M)A的情况下，其油溶性基于存在足够大量的典型地具有7-30个碳原子的烷基侧链。

经常通过共聚短链(甲基)丙烯酸烷基酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸丁酯，进一步提高PA(M)A的VI(EP0637332，TheLubrizol Corporation)。取决于浓度、永久剪切稳定性指数(PSSI)和基础油类型而定，用这种PA(M)A可实现的VI范围通常是150至250。

通过共聚含氮和/或含氧的单体，例如(甲基)丙烯酸二甲基氨乙酯(US2,737,496,E.I.du Pont de Nemours and Company)或二甲基氨丙基(甲基)丙烯酰胺(US4,021,357，Texaco Inc.)，实现有关炭黑和污物颗粒的分散作用方面的额外功能性。

在矿物油或合成油内聚合物溶液的粘度在很高的程度上取决于分子量。其也导致随着分子量增加，粘度对温度的依赖性下降，或者VI增加(J.Baertz，Additive für Schmierstoffe(用于润滑剂的添加剂)，Expert-Verlag，Renningen-Malmsheim 1994，197-252)。与温度的增加相关地，还提及坍塌缠结的解缠结，以得到伸长的蠕虫状分子。

然而，与分子量平行地，剪切稳定性下降，这是在高剪切降下链断裂所致。这一相反作用的结果是，基于常规聚合物类型，例如PA(M)A的诸如人工变速器油、自动变速器油、液压油或发动机油所要求的剪切稳定的VII仅仅在高的添加量下可以实现。因此，特别感兴趣的是，在低温下低的粘度贡献，通常在40-100℃的VI范围内增稠，在100℃以上高的粘度贡献且同时在整个温度范围内保证良好的油溶性的VII。

另外一类商业VII是由氢化的苯乙烯-二烯烃共聚物提供。这些共聚物的特别实施方案是由氢化聚异戊二烯臂和二乙烯基苯交联的聚苯乙烯芯组成的星形聚合物(US4,116,917，Shell Oil Company)。已发现，星形的聚合物对增稠作用、VI和剪切稳定性这些相互依赖的参数的关系具有有利的作用(SAE Technical Paper Series，982638，14-30)。

存在各种不同的方案用于制备基于PA(M)A的星形聚合物。例如，可使用常规的自由基聚合的分子量控制所使用的硫醇，例如具有四个硫醇官能度的季戊四醇衍生物形式。在WO00/29495(Ineos AcrylicsUK Ltd.)的实施例中，描述了通过仅仅这一方法合成聚(甲基丙烯酸异丁酯)星形物。然而，在这种星形聚合物情况下，臂借助硫醚桥键合，已知所述硫醚桥是极为氧化不稳定的，因此不可能用于例如油添加剂之类的应用中。此处所使用的常规的自由基聚合也使得无法制备具有嵌段结构的星形聚合物。

制备PAMA星形聚合物的大多数方案利用“受控聚合”。受控聚合方法的特征在于，可在窄的分子量分布下针对性地调节所需分子量，和在聚合过程中，通过改变单体来源，使得可制备嵌段共聚物。

一种方案因此包括借助GTP(基团转移聚合)，一种受控聚合的方法进行合成。例如，US4,794,144(E.I.du Pont de Nemours andCompany)的实施例公开了合成基于聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)的星形聚合物。关于这一点，可同样地使用以下的这两种合成路线：其中首先由单官能团的甲硅烷基烯酮缩醛出发合成臂，然后将其就地用双官能单体交联(先臂)，以及采用相反的顺序的合成路线(先芯)。在这两种情况下，都形成由交联的芯和不确定数量的臂组成的星形物。