CN107936184A - 一种润滑油组合物粘度指数改进剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括聚合型聚酰胺‑胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备、将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺‑胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物溶解于二甲亚砜中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯、甲基丙烯酸甲酯和引发剂，在50‑60℃下，氮气或惰性气体气氛下聚合反应1‑2小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗5‑8次，后置于60‑80℃的真空干燥箱中烘14‑20小时等步骤；该发明公开的一种润滑油组合物粘度指数改进剂价格低廉，对润滑油粘温性能改善明显，能够适应高档大跨度多级别的润滑油对低温动力粘度、边界泵送温度要求。

Description

一种润滑油组合物粘度指数改进剂
技术领域
本发明涉及润滑油一种润滑油添加剂，尤其涉及一种润滑油润滑油组合物粘度指数改进剂。
背景技术
润滑油是减少机器摩擦、降低磨损的有效物质之一。机器在操作时，润滑油粘度会随着温度的上升而下降，为了使润滑油在高温环境中，粘度下降不太大，仍能保持润滑性能，低温环境下粘度不至于太高，发动机等机械零部件仍然方便启动，需要加入粘度指数改进剂来调节润滑油的粘温性能。
粘度指数改进剂(Viscosity Index Improver,简称VII)是一种油溶性的高分子聚合物，加入油品中能起到改善油品的粘温性能的作用，当这种高分子聚合物溶解在溶剂(润滑油)中后，会形成线团结构，起到增稠的作用。在低温下，高分子聚合物以线团状存在，高分子卷曲，对基础油的内摩擦相对减少，对油品粘度影响不大；随着温度升高，其线团伸张，有效容积增大由于分子溶长，流体力学体积和表面积增大，使基础油内摩擦显著增加，对油品流动阻碍作用增大，从而弥补了基础油由于温度上升而下降的粘度，导致油品粘度显著增大的缺陷。
目前，最常见的粘度指数改进剂主要有聚甲基丙烯酸甲酯、氢化异戊二烯聚合物、聚异丁烯、乙丙共聚物、氢化苯乙烯双烯共聚物及苯乙烯聚酯。这些粘度指数改进剂或多或少存在低温于低温性能较差的问题，而且价格都较昂贵。在改善粘温性能的同时，却对油品的倾点产生了负面影响，使润滑油的倾点升高、低温动力粘度增大，使得发动机难以启动、边界泵送困难、不能保证发动机正常润滑、造成发动机磨损等问题。
因此，开发一种价格低廉、能够适应高档大跨度多级别的润滑油对低温动力粘度、边界泵送温度要求的润滑油组合物粘度指数改进剂势在必行。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种润滑油组合物粘度指数改进剂，该粘度改进剂价格低廉，对润滑油粘温性能改善明显，能够适应高档大跨度多级别的润滑油对低温动力粘度、边界泵送温度要求。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM溶于高沸点溶剂中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和氯化铜，在30-40℃下，室温搅拌7-9小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗5-8次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物溶解于二甲亚砜中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯、甲基丙烯酸甲酯和引发剂，在50-60℃下，氮气或惰性气体气氛下聚合反应1-2小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗5-8次，后置于60-80℃的真空干燥箱中烘14-20小时；
其中，步骤1)中所述PAMAM、高沸点溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化铜的质量比为(3-5)：(12-20):(1-2):0.5；
所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；
步骤2)中所述聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物、二甲亚砜、二甲基乙烯基膦酸酯、甲基丙烯酸甲酯、引发剂的质量比为(3-5)：(12-20)：
(1-2)：(5-7)：(0.1-0.2)；
所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种；
所述惰性气体选自氦气、氩气、氖气中的一种或几种；
一种润滑油组合物粘度指数改进剂，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到；
一种润滑油组合物，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂；
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
(1)本发明设计的润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，原料易得，价格较低廉，制备方法简单易行，对设备要求不高。
(2)本发明设计的润滑油组合物粘度指数改进剂，分子链上含有树枝状高分子结构，低温下，高分子聚合物以线团状存在，高分子卷曲，对基础油的内摩擦相对减少，对油品粘度影响不大；随着温度升高，其线团伸张，有效容积增大由于分子溶长，流体力学体积和表面积增大，使基础油内摩擦显著增加，对油品流动阻碍作用增大，从而弥补了基础油由于温度上升而下降的粘度，导致油品粘度显著增大的缺陷。
(3)本发明设计的润滑油组合物粘度指数改进剂，分子链中含有磷酸酯结构，加入到润滑油组合物中后，除了可以改善其粘温性能外，还可以提高油品质量，改善润滑油组合物的阻燃性和耐磨润滑效果。
(4)本发明设计的润滑油组合物粘度指数改进剂，通过聚合型单体甲基丙烯酸缩水甘油酯将树枝状高分子与乙烯类加聚物连接在一起形成新的聚合物材料，具有两类材料的优异特征，协调作用，使得该粘度指数改进剂对粘度指数改进效果明显，使得添加了这种粘度指数改进剂的润滑油具有优异的粘温性能，能够适应高档大跨度多级别的润滑油对低温动力粘度、边界泵送温度要求。
(5)本发明设计的润滑油组合物粘度指数改进剂，同时具备改进粘度指数、改善分散性、阻燃性和抗氧化性的优点，比传统单一性能添加剂添加量减少，避免因为添加剂量增大对润滑油粘度的影响。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本实施例中所述原料购自国药集团化学试剂有限公司。
实施例1
一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM30g溶于二甲亚砜120g中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯10g和氯化铜5g，在30℃下，室温搅拌7小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗5次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物30g溶解于二甲亚砜120g中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯10g、甲基丙烯酸甲酯50g和偶氮二异丁腈1g，在50℃下，氮气气氛下聚合反应1小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗5次，后置于60℃的真空干燥箱中烘14小时；
一种润滑油组合物粘度指数改进剂，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到；
一种润滑油组合物，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂。
实施例2
一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM35g溶于N-甲基吡咯烷酮140g中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯13g和氯化铜5g，在33℃下，室温搅拌8小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗6次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物35g溶解于二甲亚砜150g中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯15g、甲基丙烯酸甲酯60g和偶氮二异庚腈1.3g，在53℃下，氩气气氛下聚合反应1.2小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗6次，后置于66℃的真空干燥箱中烘16小时；
一种润滑油组合物粘度指数改进剂，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到；
一种润滑油组合物，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂。
实施例3
一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM40g溶于N,N-二甲基甲酰胺160g中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯16g和氯化铜5g，在36℃下，室温搅拌8.5小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗7次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物40g溶解于二甲亚砜180g中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯18g、甲基丙烯酸甲酯65g和偶氮二异丁腈1.7g，在58℃下，氖气气氛下聚合反应1.6小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗7次，后置于72℃的真空干燥箱中烘17小时；
一种润滑油组合物粘度指数改进剂，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到；
一种润滑油组合物，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂。
实施例4
一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM45g溶于N,N-二甲基甲酰胺190g中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯19g和氯化铜5g，在38℃下，室温搅拌9小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗8次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物45g溶解于二甲亚砜190g中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯20g、甲基丙烯酸甲酯68g和偶氮二异庚腈2g，在60℃下，氮气气氛下聚合反应1.8小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗8次，后置于80℃的真空干燥箱中烘19小时；
一种润滑油组合物粘度指数改进剂，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到；
一种润滑油组合物，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂。
实施例5
一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM50g溶于二甲亚砜200g中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯20g和氯化铜5g，在40℃下，室温搅拌9小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗8次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物50g溶解于二甲亚砜200g中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯20g、甲基丙烯酸甲酯70g和偶氮二异庚腈2g，在60℃下，氮气气氛下聚合反应2小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗8次，后置于80℃的真空干燥箱中烘20小时；
一种润滑油组合物粘度指数改进剂，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到；
一种润滑油组合物，采用所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂。
对比例
市售聚甲基丙烯酸甲酯粘度指数改进剂。
上述实施例1-5以及对比例所得样品分别按质量分数为1％的比例加入到150SN中性蜡基润滑油中，进行相应的性能测试，测试方法及其结果如表1所示。本发明采用的基础油150SN中性含蜡基础油；其在40℃下的运动粘度32.476mm2/s；100℃下的运动粘度为5.571mm2/s；基础油粘度指数(VII)109，倾点为-16℃。
表1实施例和对比例样品性能
项目 稠化能力mm2/s 粘度指数 倾点/℃ 剪切稳定指数
测试方法 SH/T0566-93 GB/T1995-88 GB/T3535 SH/T0103
实施例1 15 170 -21 ＜10
实施例2 16 175 -23 ＜10
实施例3 16 179 -25 ＜10
实施例4 17 182 -26 ＜10
实施例5 19 188 -28 ＜10
对比例 6 140 -12 20
从上表可以看出，本发明实施例公开的润滑油组合物粘度指数改进剂添加到基础油中形成的润滑油稠化能力15-19mm2/s，粘度指数170-188，倾点-21～-28℃，剪切稳定指数＜10，而传统市售聚甲基丙烯酸甲酯粘度指数改进剂添加到基础油中形成的润滑油稠化能力6mm2/s，粘度指数140，倾点-12℃，剪切稳定指数20，可见，本发明实施例公开的润滑油组合物粘度指数改进剂添加到基础油中形成的润滑油具有较好的剪切安定性、粘温性能，且稠化能力高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物的制备：将PAMAM溶于高沸点溶剂中，然后向其中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和氯化铜，在30-40℃下，室温搅拌7-9小时，然后在丙酮中沉出，过滤，再用水洗5-8次；
2)粘度指数改进剂的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物溶解于二甲亚砜中，并向其中加入二甲基乙烯基膦酸酯、甲基丙烯酸甲酯和引发剂，在50-60℃下，氮气或惰性气体气氛下聚合反应1-2小时，然后在丙酮中沉出，过滤，用乙醚洗5-8次，后置于60-80℃的真空干燥箱中烘14-20小时。
2.根据权利要求1所述的一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述PAMAM、高沸点溶剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化铜的质量比为(3-5)：(12-20):(1-2):0.5。
3.根据权利要求1所述的一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述聚合型聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)衍生物、二甲亚砜、二甲基乙烯基膦酸酯、甲基丙烯酸甲酯、引发剂的质量比为(3-5)：(12-20)：(1-2)：(5-7)：(0.1-0.2)。
5.根据权利要求1所述的一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法，其特征在于，所述惰性气体选自氦气、氩气、氖气中的一种或几种。
7.一种润滑油组合物粘度指数改进剂，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述润滑油组合物粘度指数改进剂的制备方法制备得到。
8.一种润滑油组合物，其特征在于，采用权利要求7所述润滑油组合物粘度指数改进剂作为粘度指数改进剂。
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