[发明专利]一种聚异丁烯马来酸酐的制备方法

说明书

一种聚异丁烯马来酸酐的制备方法，步骤为：(1)将聚异丁烯加入到反应器中，搅拌并升温到反应温度，通过增压泵向反应器中通入大量惰性气体吹扫置换空气，然后密封反应釜继续通入惰性气体使得反应器内处于“微正压”状态。(2)将马来酸酐加热到熔融状态，然后将其通过增压泵向(1)所述的反应器中连续滴加数小时，滴加完成后保持“微正压”继续反应几小时。(3)结束后降温至150℃～180℃，将反应器内卸压至常压，通入大量的惰性气体气提，最终得到产品。本方法既有效提高了马来酸酐在聚异丁烯中的溶解度；又克服了传统工艺中一次性加入后由于瞬时浓度过大而产生的焦烧和结焦等缺陷。

技术领域

本发明涉及一种聚异丁烯马来酸酐的合成方法，尤其涉及一种采用微正压制备聚异丁烯马来酸酐的方法，属于润滑油添加剂技术领域。

背景技术

聚异丁烯马来酸酐(简称PIBSA)作为一种重要的化工中间体原料，其衍生的下游产品广泛应用于乳化炸药、表面活性剂、润滑油添加剂等行业。聚异丁烯丁二酰亚胺型无灰分散剂是目前使用较广泛和使用量最多的一种润滑油无灰分散剂，其制备工艺主要包括烃化和胺化过程：(1)烃化过程：聚异丁烯与马来酸酐反应生成聚异丁烯马来酸酐；(2)胺化过程：PIBSA通过与极性基团多乙烯多胺(通常为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺)反应制得单、双和多聚异丁烯丁二酰亚胺。PIBSA作为制备无灰分散剂的中间体，其结构和性质直接决定了后续胺化反应的成败。

目前PIBSA的烃化工艺主要有“氯化烃化法”、“热加合法”、“氧化～自由基氢化法”、“自由基一步法”和“酸催化法”等。

其中“氯化烃化法”是制备PIBSA最早也是最传统的工艺，20世纪广泛应用于工业生产，US3172892、US3231587、FR2321508等专利公布了其制备过程：将聚异丁烯与马来酸酐按照所需比例均匀混合后，升温至120℃～140℃开始通入氯气作为催化剂参与反应；然后在150℃～170℃条件下反应一定的时间后，再通入大量氮气除去未反应的氯气，最后加入稀释油经过沉降、过滤得到烯酐PIBSA。该工艺最突出的优点是对原料(PIB)本身的活性要求较低，反应温度低、反应时间短。但由于生产过程中引入了氯气，为防止氯气腐蚀设备而使用特种合金材料制造反应容器，且维护繁琐，增加了生产成本，另外产品中的游离氯含量较高，尤其作为润滑油添加剂在汽车发动机上使用，造成环境污染。尽管US6165235、US4110349、US5041622、US6077909等专利为改善氯化法工艺、降低氯含量等做了大量努力，但依然难以满足日益严格的环保要求。

随后PIBSA的烃化工艺经历了从“氯化法”到“热加合法”的发展过程。EP0355895B1、EP0623631、EP0629638、US3361673A、US4472588、US4599433等专利公布了一种采用“热加合法”制备聚异丁烯马来酸酐的方法，其工艺为：使用端基α～烯烃70％以上的高活性聚异丁烯和马来酸酐在150～250℃的温度下，通过所谓的“烯反应”中制备。其反应温度高、反应时间长、反应过程易发生不饱和酸聚合、聚烯烃和不饱和酸共聚、烯烃齐聚、烯烃共聚和不饱和酸高温分解等副反应，最后焦烧形成不溶性焦油状副产物，导致其转化度较低，颜色较深等不利影响。

现有公开的技术专利(US3476774、US5021169、US3412111、US4883886)中描述了各种抑制热加合反应过程中副反应和分解反应的化方法：主要采用空间位阻酚、氢醌、吩噻嗪等各类抗氧剂，但从实施结果来看并没有完全解决焦油状副产物的形成。