[发明专利]用作粘度指数改进剂或胶凝剂的基本线性乙烯/α-烯烃聚合物

说明书

本申请要求1996.8.30提交的美国临时申请号60/024,913

和1996.3.8提交的美国临时申请号60/013,052的权益。

本发明一般而言涉及含至少一种作为粘度指数(以下简称为VI)改进剂或胶凝剂的乙烯/α-烯烃共聚体的含油组合物。本发明更具体涉及这样的组合物，其中共聚物基本上为线型，尤其是具有均匀支化分布和窄分子量分布(MWD)。该共聚体可通过一步或多步的进一步反应来改性以提供另外的功能。一个令人特别感兴趣的这种反应包括，将如马来酸酐这样的烯烃类不饱和有机化合物接枝到该共聚体上，所得到的接枝聚合物再进一步与一种或多种如胺之类另外的化合物进行反应。

当把VI改进剂加入到含油组合物中去之后，组合物在高温下的粘度更为可人或有所改进。高温粘度的改善和提高而没有其他变化被称之为VI改进。

VI是一个用来度量润滑剂粘度和温度稳定性的经验数。高VI表示在升温或高温下抗变稀，而低VI则表示在这样的温度下有变稀的倾向。

VI改进剂的性能指标包括增稠能力、剪切稳定性以及化学与热氧化稳定性，所有这些是与聚合物结构相关的。一个提供所期高温测粘行为的给定VI改进剂的能力取决于诸如聚合物分子量、浓度和与含油组合物的化学结构相关的化学结构之类的因素。剪切稳定性在很大程度上取决于聚合物分子量和MWD。

已有各种不同的油溶性聚合物被用来作为润滑油的VI的改进剂。例证聚合物包括氢化苯乙烯/二烯聚合物、氢化聚异戊二稀、聚甲基丙烯酸烷基酯，以及如乙烯/丙烯共聚物和乙烯/丙烯/二烯三元共聚物之类乙烯/α-烯烃共聚物以及这些二元共聚物与三元共聚物的不同衍生物。这些聚合物可用来制备那些同时满足SAE(汽车工程师协会)高温和低温测粘要求的多级通用润滑油(如10W-30)。

至少某些油溶性聚合物对于作为其他的如矿物油、石蜡油和环烷油的含油材料的增稠剂或胶凝剂以制备适合作为润滑脂或化妆材料使用的组合物来说也是有用的。

基于在茂金属催化剂存在下制备的乙烯烯烃共聚物之VI改进剂也已有文献公开，如USP 5,151,204和 USP5,446,22l。

发明概述

本发明的一个方面是一种含含油材料和粘度改进有效量的基本线型乙烯聚合物(以下简称SLEP)的含油组合物，该SLEP的特征在于：(i)熔体流动比，I₁₀/I₂≥5.63；(ii)MWD，M_w/M_n，由方程M_w/M_n≤(I₁₀/I₂)-4.63所定义；和(iii)开始出现表面熔体破裂(以下简称OSMF)的临界剪切速率至少要比有类似I2和M_w/M_n的线型烯烃聚合物在OSMF的临界剪切速率大50％。

第一个相关方面是，聚合物的数量是使得组合物适合用于制备润滑脂或化妆材料的有效增稠或胶凝用量。

第二个相关方面是，含油组合物还含一种倾点下降剂(以下简称PPD)，其用量足以使其低温性质比不含PPD的相似组合物的低温性质得到改进。

第三个相关方面是，至少部分SLEP为剪切改性的SLEP所替代，借此，含油组合物的剪切稳定性得以提高。该剪切改性聚合物的适当制法为：对SLEP施加足以提高其熔体指数(I₂)的剪切作用。

第四个相关方面是，该含油组合物包含SLEP之外还包含至少一种聚合物，选自氢化聚异戊二烯、苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物、苯乙烯/异戊二烯嵌段聚合物、氢化苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物、氢化苯乙烯/异戊二烯嵌段聚合物、接枝苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物、接枝苯乙烯/异戊二烯嵌段聚合物、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚丙烯酸烷基酯、乙烯聚合物和丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯聚合物。

上述方面与相关方面的每一方面又包括3个进一步相关方面(a)至(c)。方面(a)，SLEP中的乙烯含量在聚合物重量的20至80重量百分数范围内。方面(b)，SLEP被接枝上至少为接枝后SLEP重量的0.01重量百分数的含可接枝部分的不饱和有机化合物。方面(c)，含活性部分的接枝SLEP与含羟基或胺基官能团的化合物进一步反应。例证化合物包括醇，尤其是脂族饱和一元醇、酸和胺特别是伯胺。

“嵌段共聚物”包括二嵌段聚合物、三嵌段聚合物、辐射状嵌段或星形嵌段聚合物和锥形共聚体。