CN101870902A - 一种聚异丁烯作为润滑油基础油及其润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
在催化剂的存在下，以及特定的压力和温度条件下，使异丁烯在液相中聚合，制备出的聚异丁烯通过减压蒸馏(温度一般在300～450℃)的方式可获得40℃时运动粘度范围在15.0～500.0mm2/s之间的馏分(组成一般为C20～C35)，即为本发明的合成润滑油基础油，该合成油符合润滑油基础油的粘度范围，适合用作润滑油基础油。该合成油与聚α烯烃合成油(PAO)的理化特性相近，用作润滑油基础油具有颜色浅、闪点高、倾点低、粘度指数高、抗剪切性强等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种由聚异丁烯作为润滑油基础油，以及由该基础油制成的润滑油组合物。
背景技术
聚异丁烯简称PIB，是一种典型的饱和线型聚合物，整个结构主要部分是由重复单元-CH2-C(CH3)2-构成，头基是CH3-，尾基是-CH2-C(CH3)＝CH或-CH＝C(CH3)-CH3。聚异丁烯(PIB)由异丁烯聚合而成，按分子量高低不同，分为低分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯、高分子量聚异丁烯；按末端乙烯基摩尔分数高低不同，分为高活性聚异丁烯和低活性聚异丁烯；按卫生程度不同，分为食品级聚异丁烯和工业级聚异丁烯；按聚合工艺不同，分为本体法聚异丁烯和溶剂法聚异丁烯；按原料来源来不同，分为纯异丁烯聚异丁烯和混合碳四聚异丁烯；按催化剂不同，分为铝系聚异丁烯和硼系聚异丁烯。
一般来说，分子量在350到3500之间的材料称低分子量聚异丁烯，分子量在一万到十万之间为中分子量产品，分子量在十万至一千万之间的为高分子量产品。分子量在三万以下的产品通常呈液态，分子量较高的材料则呈固态。
聚异丁烯是无色无味无毒的高纯度的液体异构直链烷烃，作为原料通过酰基化反应生成的中间体可用于：A.化妆品和药品的油相成份而无特殊的限制，热稳定和存储稳定性良好；B.用作粘合剂；C、用作嵌缝胶和密封胶；用作工业缠绕膜和农业牧草膜；D、用作润滑油添加剂，起到增粘、抗剪切、减少排烟、延长发动机寿命等作用，一般加入比例在5％以下。
以下专利中，聚异丁烯被用来做各种添加剂使用。
专利CN 1539005A发明中公开了一种含有溶剂和5％-20％(重量)聚异丁烯的低烟雾二冲程发动机润滑油，其中聚异丁烯作为降低烟雾添加剂使用。
专利CN 1090586A发明中提到一种取代的酰化剂，通过聚异丁烯与enophile反应生成，其中在聚异丁烯反应物中末端基团-CH2的至少50％不饱和键形成其高活性的组分(HRPIB)，HRPIB的数均分子量(Mn)是至少750和不含氯的取代的酰化剂的取代比例是＜1.3。该试剂对生产例如官能化的氨基-和羟基化-衍生物是最有用的中间体，而所述的衍生物用于改善润滑油和燃料的分散性、洗涤性和VI(改善粘度指数)。其中说明此取代的酰化剂的酰亚胺随时可用作润滑油和汽油的添加剂。
用作润滑油添加剂：专利CN 1415712A发明中提供了一种通用内燃机润滑油组合物，该润滑油组合物满足GB11121和API SF/CD通用内燃机油规格的要求，其中组分聚异丁烯丁二酰亚胺含量为1％-7％，作为润滑油添加剂(无灰分散剂)使用。
用作汽油添加剂：专利CN 1222562A发明中提供了一种无铅汽油添加剂，它由二茂铁、聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯钡盐、苯三唑脂肪酸铵盐、润滑油和溶剂复合而成，该添加剂用量小、价格低、使用方便、使辛烷值可提高3-5。
中国专利申请号为200810101780.3公开的一种高温链条组合物，用特定分子量的聚异丁烯和酯类油作为基础油，其中聚异丁烯既做基础油，又做粘附剂使用，并且重量比在10％以下。
现有技术里，聚异丁烯常用做润滑油添加剂里的增稠剂、粘附剂、无灰分散剂等添加剂使用，还没有见到用聚异丁烯做润滑油基础油(加入量在70％以上)的报道。
专利CN 1412210A(申请号为01136256.1)中介绍了一种低分子量聚异丁烯的制备方法：发明人采用液态三氟化硼络合作为催化剂，事先在催化剂中或随反应原料异丁烯一起加入络合稳定剂，稳定剂的加入量为异丁烯的0.001～0.01％，在0.1～1MPa，-50℃～20℃的反应条件下，于管式或釜式反应器中异丁烯进行连续液相聚合，异丁烯在反应釜中的停留时间20min～5h，异丁烯在反应釜中的恒定浓度为2～10％，聚合所用的溶剂为己烷，得到的最终产物平均分子量为500～8000。
目前合成润滑油基础油使用最多的是聚α烯烃合成油(PAO)，其缺陷在于成本较高，价格昂贵，高时达到每吨在20000元以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种聚异丁烯作为润滑油基础油，该基础油相比聚α烯烃合成油(PAO)成本更低廉、更经济，并且该特定的聚异丁烯适合做润滑油基础油。
为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：
一种聚异丁烯作为润滑油基础油，聚异丁烯的化学式是：
CH3-CH2-C(CH3)2-CH2-C(CH3)＝CH
或者
CH3-CH2-C(CH3)2-CH＝C(CH3)-CH3
该聚异丁烯40℃时运动粘度范围在15.0～500.0mm2/s之间。
通过现有的常减压蒸馏技术，可以制备出适合于做润滑油基础油的特定运动粘度(40℃时运动粘度范围在15.0～500.0mm2/s之间)的聚异丁烯。
在催化剂的存在下，以及特定的压力和温度条件下，使异丁烯在液相中聚合，制备出的聚异丁烯通过减压蒸馏(温度一般在300～450℃)的方式可获得40℃时运动粘度范围在15.0～500.0mm2/s之间的馏分(组成一般为C20～C35)，即为本发明的合成润滑油基础油，该合成油符合润滑油基础油的粘度范围，适合用作润滑油基础油。
此类合成润滑油基础油(PIB)属于异丁烯的低分子聚合物，采用传统的生产工艺(铝系催化剂)和新型的生产工艺(硼系催化剂)聚合和减压分馏都可以生产出成品，在作为润滑油基础油用时通常把40℃运动粘度在15.0～500.0mm2/s的异丁烯的低分子聚合物分成几个馏分段。
生产此类润滑油基础油的原料异丁烯是石油化工中催化裂化、焦化、轻油裂解等生产装置的副产品，因此其来源广泛，成本低廉。生产此类润滑油基础油的原料异丁烯既可以用纯异丁烯也可以用混合碳四聚异丁烯。
上述润滑油基础油有以下几个优选实施方式：
用40℃时运动粘度在15.0～25.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N22润滑油成品；
用40℃时运动粘度在25.0～40.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N32润滑油成品；
用40℃时运动粘度在40.0～55.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N46润滑油成品；
用40℃时运动粘度在55.0～80.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N68润滑油成品；
用40℃时运动粘度在80.0～120.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N100润滑油成品；
用40℃时运动粘度在120.0～180.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N150润滑油成品；
用40℃时运动粘度在180.0～260.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N220润滑油成品；
用40℃时运动粘度在260.0～380.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N320润滑油成品；
用40℃时运动粘度在380.0～500.0mm2/s之间的聚异丁烯做成的基础油，适合做N460润滑油成品；
附表：对比两种基础油的质量指标
通过表格对照，发现40℃运动粘度范围在15.0～500.0mm2/s的聚异丁烯合成油，其运动粘度、粘度指数、开口闪点、倾点、色度、抗剪切性等质量指标进行分析，发现其颜色浅、闪点高、倾点低、粘度指数高、抗剪切性强等特点，可以广泛用作润滑油基础油。
此外，本发明还提供了用聚异丁烯基础油配制各种润滑油组合物，聚异丁烯基础油(PIB)可适用于调制汽轮机油、高低温航空液压油、高低温润滑脂、自动传动液、数控机床油，空气压缩机油、变压器油、绝缘油、高压开关油，金属加工液、导热油、高压抗磨液压油、重负荷车辆齿轮油GL-580W/90、重负荷工业齿轮油CKD/CKE级别润滑油、高级柴油机油CF/CF-4 10W/30、CH-4 10W/30、SH 10W/30、SJ10W/30、通用机油级别的10W/30、15W/40、20W/50等。
一种以聚异丁烯基础油制成的润滑油组合物，
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在25.0～35.0mm2/s之间。
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油(PIB)： 90～99％
抗磨液压油复合剂 0.5～10％
抗乳化剂 余量
其中，抗磨液压油复合剂是T 5036，抗乳化剂是T 1001。
一种以聚异丁烯基础油制成的润滑油组合物，
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在40.0～55.0mm2/s之间。
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油(PIB) 90％～95％
矿物油 0％～2％
抗氧剂 0.5％～2.0％
防锈剂 1.0％～3.0％
抗乳化剂 余量
其中矿物油是N 32或150BS，抗氧剂是T 531，防锈剂是T 746，抗乳化剂是T 1001。
一种以聚异丁烯基础油制成的润滑油组合物，
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在55.0～80.0mm2/s之间。
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油(PIB) 70％～90％
矿物油 0％～10％
复合添加剂 10％～15％
其中矿物油是150BS，复合添加剂是4980A。
一种以聚异丁烯基础油制成的润滑油组合物，
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在80.0～120.0mm2/s之间。
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 70％～90％
矿物油 0％～15％
抗磨剂 2.0％～4.0％
抗氧抗腐剂 2.0％～4.0％
抗氧剂 0.5％～2.0％
防锈剂 1.0％～3.0％
抗乳化剂 余量
其中矿物油是N 32，抗磨剂是T 321，抗氧抗腐剂是T 203，抗氧剂是T 531，防锈剂是T 746，抗乳化剂是T 1001。
一种以聚异丁烯基础油制成的润滑油组合物，
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在120.0～150.0mm2/s之间。
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 90％～95％
矿物油 0％～10％
抗氧剂 0.5％～2.0％
防锈剂 1.0％～3.0％
抗乳化剂 余量
矿物油是N 32或150BS，抗氧剂是T 531，防锈剂是T 746，抗乳化剂是T 1001。
一种以聚异丁烯基础油制成的润滑油组合物，
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在260.0～380.0mm2/s之间。
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油(PIB) 90％～95％
矿物油 0％～10％
复合添加剂 余量
其中，矿物油是N 32或150BS，复合添加剂是T 4265。
本发明有益效果是：提供一种新的润滑油基础油的原料，按照现有技术工艺可以制备出符合运动粘度范围的聚异丁烯，提供的聚异丁烯润滑油基础油成本较低，其特性类似聚α烯烃合成油，具有颜色浅、闪点高、倾点低、粘度指数高、抗剪切型强，氧化安定性好等，可广泛用作润滑油基础油，并且可以根据需要调和出各种润滑油。
具体实施方式
实施例1：
选择40℃运动粘度在25.0～35.0的合成基础油(PIB)用作低温抗磨液压油HV32的基础油。
配方：
各种组分 重量百分比
基础油(PIB)： 98.9％
T 5036(抗磨液压油复合剂) 1％
T 1001：(抗乳化剂) 余量
附表(HV 32的质量指标和分析数据以及对比结果)
实施例2：
选择40℃运动粘度在40.0～55.0的合成基础油(PIB)用作46#冷冻机油的基础油。
配方：
各种组分 重量百分比
基础油(PIB) 93％
N 32或150BS(矿物油) 2％
T 531(抗氧剂) 2.0％
T 746(防锈剂) 2.5％
T 1001(抗乳化剂) 余量
附表(DAB 150的质量指标和分析数据以及对比结果)
实施例3：
选择40℃运动粘度在55.0～80.0的此类合成基础油(PIB)，用作高级柴油机油CH-4 10W/30的基础油。
配方：
组分名称 重量百分比
基础油(PIB) 90％
N 32或150BS(矿物油) 2％
4980A(复合添加剂)： 8％
附表(CH-4 10W/30的质量指标和分析数据以及对比结果)
实施例4：
选择40℃运动粘度在80.0～120.0的合成基础油(PIB)用作高压抗磨液压油HM100的基础油。
配方：
各种组分 重量百分比
基础油(PIB)： 88％
N 32或150BS： 4％
T 321(极压抗磨剂) 3％
T 203(抗氧抗腐剂) 3％
T 531(抗氧剂) 1％
T 746(防锈剂) 0.9％
T 1001(抗乳化剂) 余量
附表(HM100的质量指标和分析数据以及对比结果)
实施例5：
选择40℃运动粘度在120.0～150.0的合成基础油(PIB)用作空气压缩机油DAB 150的基础油。
配方：
各种组分 重量百分比
基础油(PIB) 95％
N 32或150BS(矿物油) 2％
T 531(抗氧剂) 2％
T 746(防锈剂) 0.9％
T 1001(抗乳化剂) 余量
附表(DAB 150的质量指标和分析数据以及对比结果)
实施例6：
选择40℃运动粘度在260.0～380.0的合成基础油(PIB)用作重负荷工业齿轮油CKD 320的基础油。
配方：
各种组分 重量百分比
基础油(PIB)： 92％
N 32或150BS(矿物油) 5％
T 4265(复合添加剂) 3％
附表(DAB 150的质量指标和分析数据以及对比结果
Claims (16)
1.一种聚异丁烯作为润滑油基础油，聚异丁烯的化学式是：
CH3-CH2-C(CH3)2-CH2-C(CH3)＝CH
或者
CH3-CH2-C(CH3)2-CH＝C(CH3)-CH3
其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度范围在15.0～500.0mm2/s之间。
2.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在15.0～25.0mm2/s之间。
3.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在25.0～40.0mm2/s之间。
4.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在40.0～55.0mm2/s之间。
5.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在55.0～80.0mm2/s之间。
6.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在80.0～120.0mm2/s之间。
7.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在120.0～180.0mm2/s之间。
8.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在180.0～260.0mm2/s之间。
9.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在260.0～380.0mm2/s之间。
10.一种如权利要求1所述的聚异丁烯作为润滑油基础油，其特征在于：该聚异丁烯40℃时运动粘度在380.0～500.0mm2/s之间。
11.一种以权利要求1所述基础油制成的润滑油组合物，其特征在于：
(1)所述基础油40℃时运动粘度在25.0～35.0mm2/s之间；
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 90～99％
抗磨液压油复合剂 0.5～10％
抗乳化剂 余量
12.一种以权利要求1所述基础油制成的润滑油组合物，其特征在于：
(1)所述基础油40℃时运动粘度在40.0～55.0mm2/s之间；
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 90％～95％
矿物油 0％～2％
抗氧剂 0.5％～2％
防锈剂 1.0％～3.0％
抗乳化剂 余量
13.一种以权利要求1所述基础油制成的润滑油组合物，其特征在于：
(1)所述聚异丁烯基础油40℃时运动粘度在55.0～80.0mm2/s之间；
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 70％～90％
矿物油 0％～10％
复合添加剂 余量
14.一种以权利要求1所述基础油制成的润滑油组合物，其特征在于：
(1)所述基础油40℃时运动粘度在80.0～120.0mm2/s之间；
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 70％～90％
矿物油 0％～15％
抗磨剂 2.0％～4.0％
抗氧抗腐剂 2.0％～4.0％
抗氧剂 0.5％～2.0％
防锈剂 1.0％～3.0％
抗乳化剂 余量
15.一种以权利要求1所述基础油制成的润滑油组合物，其特征在于：
(1)所述基础油40℃时运动粘度在120.0～150.0mm2/s之间；
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 90％～95％
矿物油 0％～10％
抗氧剂 0.5％～2.0％
防锈剂 1.0％～3.0％
抗乳化剂 余量
16.一种以权利要求1所述基础油制成的润滑油组合物，其特征在于：
(1)所述基础油40℃时运动粘度在260.0～380.0mm2/s之间；
(2)其配方是：
组分 重量比(份)
基础油 90％～95％
矿物油 0％～10％
复合添加剂 余量。
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| CN102492525A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-06-13 | 徐州希弗重工科技有限公司 | 液压油添加剂组合物及其制备方法 |
| CN103642575A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 济南开发区星火科学技术研究院 | 一种润滑油及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101027 |