CN106867627B - 烟炱分散剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种烟炱分散剂的制备方法，包括如下步骤：(1)在反应釜中加入聚异丁烯基马来酸酐、溶剂和基础油，在惰性气体保护下搅拌混合均匀，在70～90℃滴加多烯多胺，滴加完毕后继续在100～150℃反应4～8小时；(2)继续加入芳香胺和醛类化合物，在70～150℃反应5～10小时；(3)继续加入含钼试剂和水，在80～110℃反应5～12小时。该分散剂具有很好的烟炱分散性能和优异的抗烟炱磨损性能。

Description

烟炱分散剂的制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油品添加剂领域，具体说是一种抗磨型烟炱分散剂的制备方法。
背景技术
环境法规对柴油机氮氧化物排放量的限制越来越严格，发动机制造商普遍采取了发动机尾气再循环(EGR)等一系列新技术来降低氮氧化物的排放。虽然新技术的应用显著降低了氮氧化物的排量，但也使润滑油中的烟炱含量大大增加。柴油机油中烟炱含量的增加会导致发动机在运转过程中烟炱大量聚集，易造成发动机滤网堵塞而影响供油，使油品黏度增大而流动性变差，同时会使发动机缸套—活塞环部分和进排气阀系部分的磨损加剧。要解决柴油机油因烟炱引起的黏度增加和磨损增大等问题，配方既需要有优异烟炱分散性能的无灰分散剂外，还需要性能优异的抗磨剂。
为了改善油品的烟炱分散性能，科研人员开发了一系列烟炱无灰分散剂，这些烟炱无灰分散剂的特点在于其分子结构中都含有芳香族化合物特别是芳胺结构。专利US20030173251报道了羟基芳香化合物的曼尼西缩合产物可以作为润滑油烟炱分散剂。专利US20080103074报道了一种含芳香族化合物的油溶性添加剂，这种分散剂可以很好的控制润滑油的黏度增长。专利US20080194438报道了一种由多联的芳香族化合物制备的无灰分散剂，该剂在润滑油组分中表现出优秀的烟炱分散性。专利US20100130393公开了一种由多元醇和芳胺制备的无灰分散剂，这种结构中含有酯基的分散剂也有特别优异的烟炱分散性能。专利US20100016192介绍了在分散剂中引入4-氨基二苯胺得到的产品具有很好的烟炱分散性能。专利US20120046206公开了一种胺功能化的分散剂，也具有很好的烟炱分散性能。
在分散剂结构中引入钼元素可以提高其抗磨性能。专利US4357149报道了在曼尼西无灰剂的结构中引入钼，提高了该分散剂的抗磨性能。专利US2012190863、US20120997公开了含钼分散剂的制备工艺，这种结构的分散剂由烯基马来酸酐、多烯多胺、丙烯酸和三氧化钼反应制备，具有很好的抗磨性能。专利US20090325832介绍了一种由烯基马来酸酐、多烯多胺、马来酸酐和三氧化钼反应制备的抗磨分散剂，也具有很好的抗磨性能。
发明内容
本发明公开了一种抗磨型烟炱分散剂及其制备方法，该分散剂具有很好的烟炱分散性能和优异的抗烟炱磨损性能。
本发明提供一种烟炱分散剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入聚异丁烯基马来酸酐、溶剂和基础油，在惰性气体保护下搅拌混合均匀，在70～90℃滴加多烯多胺，滴加完毕后继续在100～150℃反应4～8小时；
(2)继续加入芳香胺和醛类化合物，在70～150℃反应5～10小时；
(3)继续加入含钼试剂和水，在80～110℃反应5～12小时。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述聚异丁烯基马来酸酐的数均分子量优选为900～2500。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与多烯多胺的质量比优选为1:0.06～0.09。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与芳香胺摩尔比优选为1:0.2～1。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与醛的摩尔比优选为1:0.8～2。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与溶剂的质量比优选为1:0.4～0.8。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与基础油的质量比优选为1:0.4～0.8。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与含钼试剂的质量比优选为1:0.03～0.08。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，聚异丁烯基马来酸酐与水的质量比优选为1:0.05～0.2。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述多烯多胺优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺和六乙烯七胺中的一种或几种。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述芳香胺优选为含有苯环、萘结构的胺，其结构式为：
其中R1为H、烷基或芳基、芳基烷基、芳基和芳基烷基中的一种或多种。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述芳香胺优选为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-1-萘胺、2-羟基苯胺、邻羟基苯胺、四氨基二苯胺、对氨基酚或对羟基二苯胺。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述醛类化合物优选为甲醛、庚醛、多聚甲醛、苯甲醛或苯乙醛。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述含钼试剂优选为三氧化钼或钼酸铵。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述溶剂优选为石油醚、异辛烷、苯、甲苯或二甲苯。
本发明所述的烟炱分散剂的制备方法，其中，所述惰性气体优选为氮气。
本发明的有益效果：
分散剂具有很好的烟炱分散性能和优异的抗烟炱磨损性能。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
实施例1
在配有搅拌器、温度计、加热套和氮气管道的250mL玻璃烧瓶中加入分子量为1000的聚异丁烯马来酸酐(皂化值91mgKOH/g)75.0g、基础油30.0g、甲苯30.0g，通入氮气，开启机械搅拌器进行搅拌，70℃加入四乙烯五胺6.7g，110℃反应8小时。继续加入庚醛5.5g，四氨基二苯胺2.3g，在70℃反应4小时，110℃反应6小时。继续加入三氧化钼2.5g，蒸馏水4g，在80℃反应3小时，92℃反应3小时，110℃反应6小时。反应结束后过滤，减压蒸出溶剂，得到最终产品。
实施例2
在配有搅拌器、温度计、加热套和氮气管道的250mL玻璃烧瓶中加入分子量为2300的聚异丁烯马来酸酐(皂化值57mgKOH/g)70.0g、基础油45.0g、二甲苯55.0g，通入氮气，开启机械搅拌器进行搅拌，80℃加入五乙烯六胺5.5g，100℃反应1小时，130℃反应1小时，150℃反应2小时。继续加入37％的甲醛水溶液5.7g，对氨基苯酚3.6g，在70℃反应1小时，130℃反应1小时，150℃反应3小时。继续加入三氧化钼3.2g，蒸馏水12g，在80℃反应1小时，90℃反应3小时，110℃反应1小时。反应结束后过滤，减压蒸出溶剂，得到最终产品。
实施例3
在配有搅拌器、温度计、加热套和氮气管道的250mL玻璃烧瓶中加入分子量为2300的聚异丁烯马来酸酐(皂化值57mgKOH/g)70.0g、基础油55.0g、二甲苯45.0g，通入氮气，开启机械搅拌器进行搅拌，90℃加入多乙烯多胺4.2g，100℃反应1小时，130℃反应2小时，150℃反应2小时。继续加入多聚甲醛2.1g，4-羟基二苯胺3.6g，在70℃反应1小时，130℃反应2小时，150℃反应4小时。继续加入钼酸铵5.6g，蒸馏水15g，在80℃反应1小时，90℃反应4小时，110℃反应2小时。反应结束后过滤，减压蒸出溶剂，得到最终产品。
实施例4
本实例为添加剂在油品中的烟炱分散性能测试，试验选用炭黑代替烟炱进行模拟实验。
对比分散剂T161为国内添加剂公司生产，对比磷硼化分散剂为国外添加剂公司生产。
分别将各分散剂以一定的加剂量调制成CH-4试验油，然后在油样中加入6％的炭黑，测定油品加入炭黑前后的黏度，计算油品的黏度增长率，增长率越低，说明分散剂的烟炱分散性能越好，结果见表1。
表1几种分散剂的烟炱分散性能模拟评价。
项目 实例1 实例2 实例3 T161 磷硼化无灰剂
黏度增长率/％ 26.2 28.4 27.6 34.1 60.3
由表1可知，本发明实例1、实例2和实例3所制备的分散剂具有很好的烟炱分散性能。
实施例5
本实例为添加剂在油品中的抗烟炱磨损性能测试。
分别将各分散剂以一定的加剂量调制成CH-4试验油，然后在油样中加入3％的炭黑，在MRS-1J型四球摩擦磨损试验机上进行抗磨损性能试验。试验完成后测量钢球的磨斑直径，磨斑直径越小，说明分散剂的抗烟炱磨损性能越好，结果见表2。
表2几种分散剂的抗烟炱磨损性能模拟评价。
由表2可知，本发明实例1、实例2和实例3所制备的分散剂具有优异的抗烟炱磨损性能。
实施例6
本实例为分散剂的油泥斑点分散性试验。
将1g分散剂、9g油泥和10g基础油一起放入50ml烧杯中，150℃恒温加热搅拌1.5小时，趁热取一滴上述试验油滴于滤纸上，放入烘箱恒温80℃保持2小时测量扩散圈与油圈的比值，比值越大，分散性越好。
表3几种分散剂的油泥分散性能评价。
项目 实例1 实例2 实例3 T161 磷硼化无灰剂
SDT/％ 72.2 73.9 72.5 70.1 69.7
由表3可知，本发明的分散剂具有很好的油泥分散性能。

Claims (16)

1.一种烟炱分散剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入聚异丁烯基马来酸酐、溶剂和基础油，在惰性气体保护下搅拌混合均匀，在70～90℃滴加多烯多胺，滴加完毕后继续在100～150℃反应4～8小时；
(2)继续加入芳香胺和醛类化合物，在70～150℃反应5～10小时；
(3)继续加入含钼试剂和水，在80～110℃反应5～12小时。
2.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述聚异丁烯基马来酸酐的数均分子量为900～2500。
3.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与多烯多胺的质量比为1:0.06～0.09。
4.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与芳香胺摩尔比为1:0.2～1。
5.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与醛的摩尔比为1:0.8～2。
6.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与溶剂的质量比为1:0.4～0.8。
7.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与基础油的质量比为1:0.4～0.8。
8.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与含钼试剂的质量比为1:0.03～0.08。
9.根据权利要求1所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，聚异丁烯基马来酸酐与水的质量比为1:0.05～0.2。
10.根据权利要求1～9任一项所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述多烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺和六乙烯七胺中的一种或几种。
11.根据权利要求1～9任一项所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述芳香胺为含有苯环、萘结构的胺。
12.根据权利要求11所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述芳香胺为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-1-萘胺、2-羟基苯胺、邻羟基苯胺、四氨基二苯胺、对氨基酚或对羟基二苯胺。
13.根据权利要求1～9任一项所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述醛类化合物为甲醛、庚醛、多聚甲醛、苯甲醛或苯乙醛。
14.根据权利要求1～9任一项所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述含钼试剂为三氧化钼或钼酸铵。
15.根据权利要求1～9任一项所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为石油醚、异辛烷、苯、甲苯或二甲苯。
16.根据权利要求1～9任一项所述的烟炱分散剂的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
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