CN103709331B - 硼化润滑油分散剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于润滑油添加剂技术领域，具体涉及一种硼化润滑油分散剂的制备方法。该方法包括下述的步骤：端烯基聚异丁二烯和马来酸酐反应，将得到聚烯烃基丁二酸酐升温，加入在引发剂，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸酯，反应，分离中间产物A；中间产物A和甲苯，升温，加入四乙烯五胺，A与四乙烯五胺反应，反应后去除溶剂收集产物B；产物？B升温，投入硼化剂、促进剂和溶剂，升温至，反应，回收溶剂，得硼化润滑油分散剂。本发明的产品生成后无硼酸沉降，耐高温、抗氧化性好，胶束浓度低、分散性能良好，在极压条件下具有良好的耐磨性，工艺简单，生产过程中无需特殊设备，生产成本低，硼化过程中所用溶剂能回收，循环利用。
Description
技术领域
本发明属于润滑油添加剂技术领域，具体涉及一种硼化润滑油分散剂的制备方法。
背景技术
在内燃机运转过程中，形成了许多漆膜、油泥和积炭，造成油路和滤网的堵塞，活塞的磨损，活塞环粘结，而且由于油泥中含有许多水分，使内燃机很容易被锈蚀，缩短了内燃机的使用寿命。为解决上述问题，人们广泛采用在润滑油中加入清净分散剂的方法，分散剂的作用是将油泥、漆膜和积炭的前体分散在油中，阻止其形成油泥、漆膜和积炭，延长换油期，从而延长内燃机的使用寿命。
分散剂一般是含氮化合物，其中聚烯烃丁二酰亚胺的应用最为普遍，它一般是由长链的聚烯烃丁二酸或酸酐与胺或多胺反应制得的聚烯烃丁二酰亚胺。由于聚异丁烯的原料易得，工艺简便，同时具有良好的抗氧化能力和抗剪切能力，是目前无灰分散剂中最典型的油溶性烃基。硼是一种无毒、无公害，具有杀菌、防腐、抗磨和阻燃性能的元素。因此，由于引入了硼元素，抗磨性得到了提高，可有效的防治金属表面的拉伤和擦伤，同时也可减少无灰分散剂与橡胶密封圈的相容性，这在高档润滑油中很有用处。
当前汽车高速低速交叉行使，使汽油机油的高温沉积和低温油泥同时存在。鉴于此，必须改变分散剂油溶性烃基，增大烃基分子量，同时增加与其平衡的极性基团，以获得更强的分散能力，满足现代润滑油的要求。
本专利涉及到的有关硼改性无灰分散剂的国内外专利详述如下：
CN1258728A提供了一种直接硼化聚丁烯丁二酰亚胺的产品，硼化的反应温度为50～100℃，加入了脂肪醇为促进剂，所合成的硼化物硼的含量约为0.01％～1.0％。该分散剂具有良好的低温分散性能和热氧化稳定性能，且在制备的过程中不产生硼渣。
CN1590518A论述了一种改进的硼改性无灰分散剂，该方法以醛为中间媒体，醇、水为促进剂，用含有碱性氮的无灰分散剂、硼化剂为原料，在有机溶剂条件下合成硼改性无灰分散剂的方法。此方法采用分段硼化法，第一阶段硼化温度为小于40℃，时间为0.5小时～4小时，第二阶段硼化温度为60℃～100℃，反应0.5小时～6小时。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种硼化润滑油分散剂的制备方法的方法。
本发明是通过下述的技术方案来实现的：
本发明的硼化润滑油分散剂的制备方法的方法，包括下述的步骤：
(1)聚烯烃基丁二酸酐的合成：在三颈瓶中加入高活性端烯基聚异丁二烯和马来酸酐摩尔比为1:1-3，搅拌升温至预定温度，反应6-8h，用氮气吹掉未反应的马来酸酐，得到聚烯烃基丁二酸酐；
(2)在氮气保护下于三口瓶中加入聚烯烃基丁二酸酐，升温至80-120℃，加入在引发剂过氧苯甲酰0.5-2g，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯与聚烯烃基丁二酸酐摩尔比为1-10:1，反应6-8h，分离中间产物A；
(3)在三口瓶中加入中间产物A和A质量10-30%的甲苯，在氮气保护下升温至80-120℃，加入四乙烯五胺，A与四乙烯五胺摩尔比为1:1-3进行反应5-8h，反应后去除溶剂收集产物B；
(4)在三口瓶中加入产物B升温至85-95℃，在氮气保护下下，投入硼化剂、促进剂和溶剂，B与硼化剂的摩尔比为1∶1-3；回流硼化反应1h-4h，升温至120-160℃，反应2h-4h，回收溶剂，得硼化润滑油分散剂。
上述的引发剂为过氧苯甲酰、过氧化叔丁基、过氧化叔丁烷中的至少一种，引发剂用量为反应物重量的0.1-5%。
上述的聚异丁烯基的数均分子量为500-6000。
优选的，上述的聚异丁烯基的数均分子量为1000-3000。
上述的多烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
上述的硼化剂是硼酸、偏硼酸、焦硼酸中的至少一种。
促进剂为正丁醇、异丁醇、正戊醇、正己醇中的至少一种，促进剂用量为反应物B重量的1-10%。
溶剂为苯、甲苯、二甲苯或苯的同系物中的至少一种，溶剂用量为反应物质量的10-30%。
本发明具有如下的技术效果，本发明改变分散剂油溶性烃基，增大烃基分子量，同时增加与其平衡的极性基团，获得更强的分散能力，不仅具有良好的分散性能而且还有一定的增粘能力；本产品生成后无硼酸沉降，耐高温、抗氧化性好，胶束浓度低、分散性能良好，在极压条件下具有良好的耐磨性，工艺简单，生产过程中无需特殊设备，生产成本低，硼化过程中所用溶剂能回收，循环利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
(1)聚烯烃基丁二酸酐的合成：在三颈瓶中加入高活性端烯基聚异丁二烯和马来酸酐摩尔比为1:1，搅拌升温至预定温度，反应6h，用氮气吹掉未反应的马来酸酐，得到聚烯烃基丁二酸酐。
(2)在氮气保护下于三口瓶中加入聚烯烃基丁二酸酐，升温至80℃，加入在引发剂过氧苯甲酰0.5g，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯与聚烯烃基丁二酸酐摩尔比为1:1，反应6h，分离中间产物A；
(3)在三口瓶中加入中间产物A和A质量10%的甲苯，在氮气保护下升温至120℃，加入四乙烯五胺，A与四乙烯五胺摩尔比为1:1进行反应5h，反应后去除溶剂收集产物B。
(4)在三口瓶中加入产物B升温至95℃，在氮气保护下下，投入硼酸、促进剂正丁醇和溶剂二甲苯，B与硼酸的摩尔比为1∶1；加入B质量1%的促进剂，以及B质量10%的二甲苯，回流硼化反应1h，升温至120℃，反应2h，回收溶剂，得硼化润滑油分散剂。
实施例2
(1)聚烯烃基丁二酸酐的合成：在三颈瓶中加入高活性端烯基聚异丁二烯和马来酸酐摩尔比为1:2，搅拌升温至预定温度，反应8h，用氮气吹掉未反应的马来酸酐，得到聚烯烃基丁二酸酐。
(2)在氮气保护下于三口瓶中加入聚烯烃基丁二酸酐，升温至100℃，加入在引发剂过氧苯甲酰1g，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯与聚烯烃基丁二酸酐摩尔比为5:1，反应7h，分离中间产物A；
(3)在三口瓶中加入中间产物A和A质量15%的甲苯，在氮气保护下升温至80℃，加入四乙烯五胺，A与四乙烯五胺摩尔比为1:1.5进行反应8h，反应后去除溶剂收集产物B。
(4)在三口瓶中加入产物B升温至85℃，在氮气保护下下，投入硼酸、促进剂正丁醇和溶剂二甲苯，B与硼酸的摩尔比为1∶3；加入B质量5%的促进剂，以及B质量20%的二甲苯回流硼化反应3h，升温至140℃，反应4h，回收溶剂，得硼化润滑油分散剂。
实施例3
(1)聚烯烃基丁二酸酐的合成：在三颈瓶中加入高活性端烯基聚异丁二烯和马来酸酐摩尔比为1:3，搅拌升温至预定温度，反应7h，用氮气吹掉未反应的马来酸酐，得到聚烯烃基丁二酸酐。
(2)在氮气保护下于三口瓶中加入聚烯烃基丁二酸酐，升温至120℃，加入在引发剂过氧苯甲酰2g，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯与聚烯烃基丁二酸酐摩尔比为10:1，反应8h，分离中间产物A；
(3)在三口瓶中加入中间产物A和A质量30%的甲苯，在氮气保护下升温至100℃，加入四乙烯五胺，A与四乙烯五胺摩尔比为1:3进行反应6h，反应后去除溶剂收集产物B。
(4)在三口瓶中加入产物B升温至90℃，在氮气保护下下，投入硼酸、促进剂正丁醇和溶剂二甲苯，B与硼酸的摩尔比为1∶2；加入B质量10%的促进剂，以及B质量30%的二甲苯，回流硼化反应4h，升温至160℃，反应2.5h，回收溶剂，得硼化润滑油分散剂，。
表2
| 产品性能 | 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 氮含量% | 0.1 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
| 硼含量% | 0.2 | 4.0 | 4.5 | 4.3 |
| 粘度（40°C） | 42.5 | 53.7 | 52.8 | 54.6 |
| 粘度（100°C） | 7.5 | 8.6 | 9.5 | 8.8 |
| 起始分解温度°C | 290 | 321 | 313 | 309 |
| 滤渣g | 1.2 | 0 | 0 | 0 |
Claims (8)
1.硼化润滑油分散剂的制备方法，包括下述的步骤：
(1)聚烯烃基丁二酸酐的合成：在三颈瓶中加入聚异丁烯和马来酸酐摩尔比为1:1-3，搅拌升温至预定温度，反应6-8h，用氮气吹掉未反应的马来酸酐，得到聚烯烃基丁二酸酐；
(2)在氮气保护下于三口瓶中加入聚烯烃基丁二酸酐，升温至80-120℃，加入引发剂，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯与聚烯烃基丁二酸酐摩尔比为1-10:1，反应6-8h，分离中间产物A；
(3)在三口瓶中加入中间产物A和A质量10-30%的甲苯，在氮气保护下升温至80-120℃，加入多烯多胺，A与多烯多胺摩尔比为1:1-3进行反应5-8h，反应后去除溶剂收集产物B；
(4)在三口瓶中加入产物B升温至85-95℃，在氮气保护下，投入硼化剂、促进剂和溶剂，B与硼化剂的摩尔比为1∶1-3；回流硼化反应1h-4h，升温至120-160℃，反应2-4h，回收溶剂，得硼化润滑油分散剂。
2.如权利要求1所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过氧苯甲酰、过氧化叔丁烷中的至少一种，引发剂用量为反应物重量的0.1-5%。
3.如权利要求1所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的聚异丁烯的数均分子量为500-6000。
4.如权利要求1或3所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的聚异丁烯的数均分子量为1000-3000。
5.如权利要求1所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的多烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
6.如权利要求1所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的硼化剂是硼酸、偏硼酸、焦硼酸中的至少一种。
7.如权利要求1所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的促进剂为正丁醇、异丁醇、正戊醇、正己醇中的至少一种，促进剂用量为反应物B重量的1-10%。
8.如权利要求1所述的硼化润滑油分散剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的至少一种，溶剂用量为反应物质量的10-30%。
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