[发明专利]具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油的合成方法。

背景技术

聚α烯烃(PAO)是合成航空润滑油的主要组成成分，是影响油品综合性能的关键因素，在国内外航空发动机润滑油领域应用十分广泛。PAO不但具有石油基基础油同样的烃类结构，而且还具有石油基烃类不具备的独特的排列整齐的长侧链。因此，PAO具有较石油基基础油更为全面的性能，是一种性能优良的航空发动机润滑油基础油。

高温热氧化安定性是航空发动机润滑油的重要使用性能之一，也是决定其使用温度的重要参数。航空发动机高温、高转速的工作特点，易使发动机润滑油的品质剧烈变化，尤其是润滑油工作温度在200℃以上时，油品氧化速率会成倍增加、润滑油热氧化衰变加剧。因此，航空发动机对润滑油基础油的氧化安定性有苛刻的要求。

抗氧化剂可以消灭润滑油使用过程中产生的自由基和游离基，有效延缓润滑油的氧化变质，延长机器设备使用寿命。2,6-二叔丁基对甲酚(抗氧化剂T501)是使用最广泛的酚类抗氧剂品种，用量为0.1％-1.0％。其制造工艺简单、成本低，但易挥发，抗氧效果不能持久，热失重温度低，不宜在高温下使用。另外，酚类抗氧化剂具有较大的极性，而聚α烯烃极性较小，将抗氧化剂加入到聚α烯烃中可能会出现由于极性差别大而抗氧化剂从聚α烯烃润滑油中析出的问题。这也是目前大多润滑油添加剂在矿物油和聚α烯烃润滑油中使用存在的问题。本发明中将抗氧化剂嵌入聚α烯烃中，使得制备的聚α烯烃中自身含有抗氧化剂，解决了抗氧化剂从基础油中析出的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油的制备方法，该方法将β-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸与己二醇或三羟甲基丙烷或季戊四醇或双季戊四醇中的部分羟基酯化，得到含有抗氧化基团的羟基化合物；将该羟基化合物再与丙烯酸充分酯化，即可得到带有端基双键的反应型抗氧化剂；在α烯烃为辛烯、癸烯、十二烯直连烯烃的聚合过程中，加入这种带有端基双键的反应型抗氧化剂，聚合反应之后即可得到具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油基础油。本发明制备的聚α烯烃润滑油自身具有良好的抗氧化性能，结构中含有大量的抗氧化基团，同时还能根据不同的使用要求调节抗氧化基团的含量。在使用过程中无需再添加酚类抗氧化剂。

本发明所述的具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油的合成方法，按下列步骤进行：

a.将β-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸和丙烯酸与己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、或双季戊四醇置入反应装置中，加入催化剂为氯化亚锡或对甲苯磺酸，再加入溶剂甲苯或二甲苯，反应温度为110℃-190℃，反应时间为4h-12h，冷却至室温，得到混合物；

b、将步骤a得到的混合物加入丙烯酸，控制温度在130-140℃，反应6-7h，冷却至室温；用蒸馏水洗涤至中性，然后减压蒸馏蒸去水和二甲苯，得到带有端基双键的反应型抗氧化剂；

c、将步骤b得到的带端基双键的反应型抗氧化剂加入到α烯烃为辛烯、癸烯或十二烯直连烯烃的聚合反应中，在AlCl₃、BF₃或Ziegler-Natta催化剂条件下，发生聚合反应，最后得到具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油。

步骤a中催化剂的用量为质量分数0.3％-1.0％。

本发明所述的具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油的合成方法，该方法将β-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸与己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇和双季戊四醇中的一个或多个羟基酯化，得到具有抗氧化基团的多羟基化合物。该多羟基化合物再与丙烯酸酯化，得到具有抗氧化基团的反应型抗氧化剂。然后该反应型抗氧化剂与α烯烃进行聚合反应，合成具有抗氧化性能的聚α烯烃润滑油基础油。本发明得到的聚α烯烃润滑油，结构中含有大量的抗氧化基团，因此自身具有良好的抗氧化性能。

本发明与现有技术相比：目前润滑油基础油添加抗氧化剂的通用做法是将抗氧化剂添加到一定温度下的基础油中，搅拌分散均匀。此种方法可以按照需要的抗氧化剂的质量条件，但是也存在抗氧化剂与基础油相容性差的弊端。抗氧化剂是添加在稍高温度下的基础油中，这时抗氧化剂和基础油相容性好。当基础油冷却后，由于抗氧化剂和基础油的极性相差较大，抗氧化剂可能会从基础油中析出，在使用中不能发挥抗氧化作用的效果。因此，本发明所述方法将抗氧化剂嵌入基础油中，从根本上解决了抗氧化剂和基础油相容性差而导致抗氧化剂从基础油中析出的问题。

附图说明

图1为本发明红外光谱图。

具体实施方式