[发明专利]一种从低分子量聚异丁烯合成润滑油添加剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从低分子量高活性聚异丁烯合成润滑油添加剂的方法。

背景技术

国内最近石油工业和汽车工业都处于快速发展阶段，润滑油的产量增长迅速，对润滑油添加剂的需求自然水涨船高，由于润滑工况的不同， 对润滑材料提出了不同的要求： 二冲程发动机油的积炭及排烟，回转式压缩机油的积炭及过滤堵塞，链条油的积炭及磨损，稠化齿轮油的抗剪切性。对于这些问题，一般基础油及添加剂不能完全解决。

近年来，通过对低分子量高活性聚异丁烯(HRPIB)的研究应用发现，HRPIB可改善润滑油的润滑性能，减少积炭形成，降低设备能耗，延长使用寿命。低分子量高活性聚异丁烯为无色、无毒、无特殊气味的透明粘稠状高分子聚合物， 其中端基双键含量在80％左右，HRPIB有广泛的用途 。但聚异丁烯分子中含有不饱和键，氧化安定性差，从而限制了聚异丁烯作为润滑剂基础油的使用。对低分子量高活性聚异丁烯进行改性和功能性改后，可以使聚异丁烯具有好的抗氧化性、极压抗磨性能等优点，提高了聚异丁烯作为润滑油基础油或添加剂使用的性能。

由于高活性聚异丁烯是近几年新推出的产品，用户有一个认识和推广使用的过程，如何将潜在的市场需求转化成有效的消费，这是高活性聚异丁烯供应商摆在目前急需解决的课题。如果将这类低分子量高活性聚异丁烯转化为聚异丁烯类润滑油添加剂，不仅有利于资源的重新利用，增加了产品附加值，减少环境污染，同时这类润滑油添加剂还与润滑剂基础油有很好的相容性，可以减少润滑油在使用添加剂过程中带来的相容性差的影响，为生产新型润滑有添加剂开辟了新的途径。

烯烃和其他不饱和碳氢化合物含有活性中间体，这些物种被环氧化后可以生成不同功能的有用的有机化学品，在有机合成化学中有很深刻的意义。环氧化方法因其原料及催化剂的不同有所差别的。比较常见的方法有：(1)使用过氧酸为氧化剂，以酸或生物酶为催化剂；(2)用有机或无机过氧酸为氧化剂而采用过渡金属催化法；(3)通过卤代醇(halohydrines)；(4)用分子氧来环氧化等(James.Kener Functionlization of oleyl carbonate by epoxidation, JAOCS(2007) 84: 457-461及Srikanta Dinda等idation of cottonseed oil by aqueous hydrogen peroxide catalysed by liquid inorganic acids,Bioresourse echnology, 99(2008): 3737-3744.

聚异丁烯的改性是通过化学反应引入某些官能团， 通常的改性有氯化、酯化、羧化等，如聚异丁烯与马来酸酐反应生成聚异丁烯丁二酸酐，然后再与四乙烯五胺进行胺化反应得到聚异丁烯丁二酰亚胺，它是一种用途较广泛、使用量最多的润滑油和汽油及柴油无灰分散剂。环氧化合物是一类重要的有机含氧化合物 ， 具有重要的工业应用价值， 高聚物的环氧化研究如环氧化聚丁二烯有很多报道，而对于聚异丁烯的环氧化的研究 US 6 448 418报道了采用过氧酸原位法对聚异丁烯进行环氧化，但其中并没有给出产物的性能及指标，而国内尚未见相关报道。

发明内容

本发明目的在于，提供一种从低分子量聚异丁烯合成润滑油添加剂的方法，该方法将聚异丁烯，甲酸和溶剂、混合均匀后搅拌下升温，按比例滴加过氧化氢与催化剂的混合物，滴加完毕且温度平稳后，将体系温度调至反应温度，反应结束后将反应物静置分层，分去水层，油层用软水洗至中性，减压蒸去溶剂，即可得到无色透明油状物环氧聚异丁烯，然后将环氧聚异丁烯与混合脂肪酸反应，得到浅黄色透明油状物环氧聚异丁烯混合脂肪酸酯。该方法催化剂用量小，工艺清洁，实施条件简单，便于进行规模化生产。克服了现有技术中的不足。

本发明所述的一种从低分子量聚异丁烯合成润滑油添加剂的方法，按下列步骤进行：

a、将聚异丁烯，甲酸和溶剂混合均匀，在搅拌下升温至20-50℃，滴加浓度为20-30%过氧化氢与磷酸的混合物；

b、滴加完毕且温度平稳后，将体系温度调至反应温度30-65℃，反应时间3-7小时；

c、反应结束后将反应混合物静置分层，分去水层，油层用软水洗至中性，减压蒸去溶剂，得到无色透明油状物的环氧聚异丁烯；

d、将反应后剩余的甲酸水溶液中加入原料质量百分比为氧化钙或碳酸钙5-15%，即可得到甲酸钙，回收；

e、将混合脂肪酸加热至温度100-130℃，再将步骤c环氧聚异丁烯缓慢加入到脂肪酸中，反应5-8小时；