CN114058421A - 一种润滑油无灰分散剂及其制备方法 - Google Patents

一种润滑油无灰分散剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种润滑油无灰分散剂，具有式(I)或(II)所示结构。本发明还涉及一种润滑油无灰分散剂的制备方法，包括如下步骤：(1)先将烃基取代琥珀酸酐和基础油加入反应器中，升温至70～90℃，搅拌均匀后，加入含有羧基和羟基的化合物，在130～150℃连续反应5～8小时，然后在140～160℃除水2～4小时，得到中间产物A；(2)将所述中间产物A加入反应器中，升温至95～110℃，同时加入多乙烯多胺类化合物和聚醚胺类化合物，在115～125℃反应2～3小时，然后升温至150～160℃除水5～8小时，冷却得到无灰分散剂B。

Description

一种润滑油无灰分散剂及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑油添加剂领域，涉及一种无灰分散剂及其制备方法。
背景技术
无灰分散剂的出现与现代汽车工业的发展密不可分，20世纪40～50年代随着汽车工业的发展，汽车数量急剧增加，造成城市交通堵塞，空气污染严重。为了减少对空气污染，普遍采用了正压进排气(PCV)系统，这很容易使燃料油的分解产物(过氧化物、氢过氧化物和自由基)窜漏进入曲轴箱，引发润滑油的氧化，最后沉积在活塞表面，造成润滑效果下降。上世纪60年代初美国开发出了各类非聚合型丁二酰亚胺无灰分散剂，解决了低温油泥的分散问题，成为迄今仍最广泛使用的无灰分散剂。但是到了80年代，由于交通堵塞，汽车发动机工况条件越来越差，发动机停停开开，曲轴箱内机油经常达不到最有效的操作温度，燃料烃和水不能从润滑油中排出，逐渐形成了包括胶膜、漆膜、积炭、油泥和烟炱等沉积物，其中最值得关注的是烟炱，它是由脱去一些氢原子的烃碎片组成，可能是燃料和从曲轴箱通过活塞环进入燃烧室的润滑油不完全燃烧产生的，这些带有电荷微粒容易发生团聚，它不仅能促进炭和油泥的结合产生大量沉积物，而且导致润滑油粘度增大，阀系磨损严重、抗氧化能力差、清净性不好以及材质易变硬等问题。目前普通的无灰分散剂已经无法满足解决烟炱分散问题的要求，无灰分散剂的发展从结构上看：由低分子、单挂和双挂向多功能化和高分子化转变，如硼化、磷化、酯化、Mannich卞胺化等，在原有产品的基础上通过引入功能基团或改进产物部分片断的结构来达到增加产品功能、改善产品性能的目的。研究表明，聚醚胺类化合物具有优良的抗极压抗磨、清净、分散、破乳、缓蚀及抗氧性能，可有效抑制汽车喷油嘴、进气阀及燃烧室的沉积物生成。
中国专利CN104650771A提出一种含有具壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)分散剂的无纺布黏合剂，该发明目的在于制造一种无纺布粘合剂。该无纺布粘合剂是由聚合单体丙烯酸乙酯、聚合单体丙烯酸丁酯、聚合单体苯乙烯、聚合单体丙烯酸、溶剂乙酸乙酯、引发剂过氧化苯甲酰和分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚、分散剂壬基酚聚氧乙烯醚组成。该发明是用于无纺布与硬质材料表面之间、无纺布与无纺布之间起粘合作用的粘合剂。该发明外观呈乳白色粘稠液体，pH值6.5-8.0，具备耐水、耐候性，存放环境温度需在5℃以上。本发明制造过程中，无废气、废水、固体废弃物，符合国家环保生产标准。
中国专利CN104277617A提出一种具有壬基苯酚(nonyl phenol，NP)的杀菌防水涂料。该发明的杀菌防水涂料包括如下质量份数的原料：三聚氰胺40-50份，氢氧化钠3-5份，壬基苯酚10-15份，聚乙烯醇缩丁醛4-7份，分散剂0.1-0.3份，抗氧剂1-3份，甲基异丁酮3-5份，氯化铝5-6份，二丙酮醇8-10份。本发明的弹性涂料光泽柔和、色泽均匀、使用寿命长、施工方便，可广泛应用于PC、树脂材料以及其他基材的表面的涂抹。
中国专利CN101565568B提出一种具壬基酚聚氧乙烯醚分散剂的奈米氧化物分散体组合物。该发明涉及的纳米氧化物分散体组合物，由纳米氧化物、分散剂、增稠剂、pH调节剂、消泡剂和去离子水组成；纳米氧化物为纳米Al2O3、纳米TiO2和纳米ZnO中的一种、两种或三种；分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺；增稠剂为改性脲增稠剂；pH调节剂为氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、两种或三种；消泡剂为有机硅消泡剂。其制备是：砂磨机中加去离子水、分散剂和消泡剂进行砂磨处理；在分散的情况下加入纳米氧化物；经砂磨成纳米分散体；再进行超声；常温下，再加入增稠剂和pH调节剂，搅拌均匀，得纳米氧化物分散体组合物；该分散体阴凉处贮存稳定，加至涂料中，可提高涂料的抗菌性、耐磨性和疏水性。
中国专利CN108779340A公布了一种分散剂组合物，其包含：(1)具有COOH和PO3H2的酸性基团低聚酸；(2)聚氧化烯醚基团；(3)聚胺类化合物，其可用于制备含水颜料组合物，特别是低VOC颜料组合物，其可用作用于着色溶剂型和水型漆、染色剂或其它涂料组合物的着色剂，特别是用作用于销售点调色体系和内置调色(in-plant tinting)体系的着色剂。
中国专利CN107207982A公布了一种用于非含水润滑剂组合物中的新的有机摩擦改性剂，该有机摩擦改性剂包含由聚异丁烯琥珀酸酐与亲水性聚醚胺反应形成的产物，与现有的单油酸甘油酯摩擦改进剂相比，此发明公布的有机摩擦改性能有显著降低油品的摩擦系数。
中国专利US8455568B2公布了一种后处理的聚合物分散剂，首先将PIBSA和芳香胺以及聚醚胺反应得到一种分散剂，然后用环状碳酸酯、线性单碳酸酯、线性聚碳酸酯、芳族多羧酸、芳族多羧酸酐或芳族多羧酸酯进行后处理，得到的后处理的聚合物分散剂具有优越的分散性能。
专利US9487730B2公布了一种在润滑油中用作粘度指数改进剂的反应产物，其采用油溶性乙烯-α-烯烃共聚物和烃基取代的聚(氧化烯)单胺反应制备得到，实验表明，含有更高氧化乙烯和氧化丙烯单体比例的聚(氧化烯)单胺反应的酰化烯烃共聚物润滑油，显示出更好的烟炱增稠性能和HFRR磨损性能。专利US7618928B2公布了一种润滑油添加剂，其中无灰分散剂有三种不同类型的物质组成：(1)PIBSA和聚醚胺类化合物以及芳香胺的反应产物；(2)硼化无灰分散剂；(3)醋酸乙烯酯后处理无灰分散剂。测试结果表明三种无灰分散剂具有良好的协同分散效应，能够有效降低油品的增粘趋势。
中国专利CN 108285533 A公布了一种聚胺高分子共聚物，其由衍生自缩水甘油醚和衍生自聚醚胺组成，该聚胺高分子共聚物作为分散剂具有良好的分散性；另一方面，该聚胺高分子共聚物不含壬基苯酚或双酚A等化学成分，其直链烷结构在自然环境中更易于分解而不造成环境的污染。
中国专利CN 103380202 A公布了一种本发明涉及两类特殊抗氧化剂与四类特殊分散剂(其中一种为聚醚胺)在含有组II或组III基油的润滑组合物中，在蒸汽和燃气涡轮机系统中提供改善的洁净度。
中国专利CN103415602B公布了一种油箱润滑的火花点火发动机通过向其中供入包含(a)具有润滑粘度的油；(b)聚醚；和(c)含金属清净剂的润滑剂而润滑。研究发现聚醚在用于常规润滑剂中时，通常对润滑剂稳定性具有很少或不具有影响，或者具有负面影响，但在用于低磷和任选低灰配制剂中时具有有利影响。
无灰分散剂在油品中主要通过胺基极性端吸附悬浮油品中的油泥、烟炱等沉积物，其氮含量和碱值是其最重要的性能指标。聚醚胺类化合物单独作为分散剂，因其氮含量和碱值较低，其分散效果远远不如聚异丁烯丁二酰亚胺型分散剂，无法有效阻止烟炱等大颗粒沉积物，所以现有文献专利中，聚醚胺类化合物通常与聚异丁烯丁二酰亚胺型分散剂、硼化无灰分散剂等混合复配使用，但简单的混合复配并没有从结构上达到无灰分散剂功能化的要求。
发明内容
针对现有技术的以上不足，本发明提供了一种润滑无灰分散剂，该分散剂的分子结构上同时含有多烯多胺和聚醚胺分子片段，既保证无灰分散剂的氮含量和碱值这两个重要指标，同时又引入了具有高温清净性能的聚醚胺化合物，增加了极性基团的吸附和悬浮能力，更有利于吸附润滑油品中烟炱等较大颗粒物，避免油品粘度过快增长，延长了油品使用寿命。本发明还提供了上述润滑无灰分散剂的制备方法。
为此，本发明提供一种润滑油无灰分散剂，具有式(I)或(II)所示结构，式(I)和(II)如下：
(I)
Figure BDA0002616542260000051
(II)
Figure BDA0002616542260000052
其中，P为由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚异丁烯、乙丙共聚物、聚a烯烃中的至少一种形成的取代基；R为C2-C10烷基、H基或芳香基；m为1～30的整数；n为1～10的整数。
本发明还提供一种润滑油无灰分散剂的制备方法，其是上述的润滑油无灰分散剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将烃基取代琥珀酸酐和基础油加入反应器中，升温至70～90℃，搅拌均匀后，加入含有羧基和羟基的化合物，在130～150℃连续反应5～8小时，然后在140～160℃除水2～4小时，得到中间产物A；
(2)将所述中间产物A加入反应器中，升温至95～110℃，同时加入多乙烯多胺类化合物和聚醚胺类化合物，在115～125℃反应2～3小时，然后升温至150～160℃除水5～8小时，冷却得到无灰分散剂B。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述烃基取代琥珀酸酐为油溶性，所述油溶性烃基取代琥珀酸酐中的烃基取代基由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚异丁烯、乙丙共聚物、聚a烯烃中的至少一种形成。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述含有羧基和羟基的化合物包括乙醇酸、二羟基丙酸、3-羟基-3-甲基谷氨酸、2,2-二羟甲基丙酸、3-羟基丁酸、R-羟基丁二酸、β-羟基异戊酸、L-丝氨酸、2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种；所述含有羧基和羟基的化合物进一步优选为乙醇酸。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述多乙烯多胺类化合物中至少含有一个伯胺，所述多乙烯多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺和重混胺中的至少一种；所述多乙烯多胺类化合物进一步优选为四乙烯五胺和重混胺。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述聚醚胺类化合物包括聚醚多胺、聚醚氨基醇、聚醚氨基硫醇中的至少一种。所述聚醚多胺进一步优选为聚醚二胺、聚醚三胺、聚醚四胺或者多官能团聚醚胺。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述基础油包括矿物基础油、合成基础油以及植物油中的至少一种。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述油溶性烃基取代琥珀酸酐为聚异丁烯琥珀酸酐，其分子量为900～5000。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其中优选的是，所述聚醚多胺包括聚醚二胺、聚醚三胺、聚醚四胺中的至少一种。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，步骤(1)中优选的是，所述烃基取代琥珀酸酐与所述含有羧基和羟基的化合物的摩尔比为1:(1.5～2.2)。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，步骤(1)中优选的是，所述中间产物A中基础油所占的质量百分数为30～70％。
本发明所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，步骤(2)中优选的是，所述中间产物A和所述多乙烯多胺类化合物的摩尔比为1:(0.9～2.3)，所述中间产物A和所述聚醚胺类化合物的摩尔比为1:(0.3～1.5)。
一种润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)先将烃基取代琥珀酸酐和基础油加入带有搅拌和温控系统的反应器中，升温至70～90℃，搅拌均匀后，加入含有羧基和羟基的化合物，在130～150℃连续反应5～8小时，然后在140～160℃除水2～4小时，得到中间产物A；
(2)将所述中间产物A加入带有搅拌和温控系统的反应器中，升温至95～110℃，同时加入多乙烯多胺类化合物和聚醚胺类化合物，在115～125℃反应2～3小时，然后升温至150～160℃除水5～8小时，冷却得到无灰分散剂B。
本发明的有益效果如下：
本发明的润滑油无灰分散剂，在分子结构上同时含有多烯多胺和聚醚胺分子片段，既保证无灰分散剂的氮含量和碱值这两个重要指标，同时又引入了具有高温清净性能的聚醚胺化合物，增加了极性基团的吸附和悬浮能力，更有利于吸附润滑油品中烟炱等较大颗粒物，避免油品粘度过快增长，延长了油品使用寿命。
本发明的润滑油无灰分散剂的制备方法，首先通过含有羧基和羟基的化合物将油溶性烃基取代琥珀酸酐功能化，使其与胺类物质的反应位点数翻倍，然后再接枝多乙烯多胺和聚醚胺类化合物，得到的分散剂分子结构上同时含有多烯多胺和聚醚胺分子片段，既保证无灰分散剂的氮含量和碱值这两个重要指标，同时又引入了具有高温清净性能的聚醚胺化合物，增加了极性基团的吸附和悬浮能力，更有利于吸附润滑油品中烟炱等较大颗粒物，避免油品粘度过快增长。结果表明该方法制备的无灰分散剂的斑点分散性和烟炱分散性能均优于市售无灰分散剂。
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。
本文中披露的所有范围都包含端点并且是可独立结合的。本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。
本发明提供的润滑油无灰分散剂，具有式(I)或(II)所示结构，式(I)和(II)如下：
(I)
Figure BDA0002616542260000081
(II)
Figure BDA0002616542260000082
其中，P为由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚异丁烯、乙丙共聚物、聚a烯烃中的至少一种形成的取代基；R为C2-C10烷基、H基或芳香基；m为1～30的整数；n为1～10的整数。
本发明提供的润滑油无灰分散剂的制备方法，其是上述的润滑油无灰分散剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将烃基取代琥珀酸酐和基础油加入反应器中，升温至70～90℃，搅拌均匀后，加入含有羧基和羟基的化合物，在130～150℃连续反应5～8小时，然后在140～160℃除水2～4小时，得到中间产物A；
(2)将所述中间产物A加入反应器中，升温至95～110℃，同时加入多乙烯多胺类化合物和聚醚胺类化合物，在115～125℃反应2～3小时，然后升温至150～160℃除水5～8小时，冷却得到无灰分散剂B。
在一些实施例中，所述烃基取代琥珀酸酐为油溶性，所述油溶性烃基取代琥珀酸酐中的烃基取代基由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚异丁烯、乙丙共聚物、聚a烯烃中的至少一种形成。
在一些实施例中，所述含有羧基和羟基的化合物包括乙醇酸、二羟基丙酸、3-羟基-3-甲基谷氨酸、2,2-二羟甲基丙酸、3-羟基丁酸、R-羟基丁二酸、β-羟基异戊酸、L-丝氨酸、2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种；所述含有羧基和羟基的化合物进一步优选为乙醇酸。
在一些实施例中，所述多乙烯多胺类化合物中至少含有一个伯胺，所述多乙烯多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺和重混胺中的至少一种；所述多乙烯多胺类化合物进一步优选为四乙烯五胺和重混胺。
在一些实施例中，所述聚醚胺类化合物包括聚醚多胺、聚醚氨基醇、聚醚氨基硫醇中的至少一种。所述聚醚多胺进一步优选为聚醚二胺、聚醚三胺、聚醚四胺或者多官能团聚醚胺。
在一些实施例中，所述基础油包括矿物基础油、合成基础油以及植物油中的至少一种。
在一些实施例中，所述油溶性烃基取代琥珀酸酐为聚异丁烯琥珀酸酐，其分子量为900～5000。
在一些实施例中，所述聚醚多胺包括聚醚二胺、聚醚三胺、聚醚四胺中的至少一种。
在一些实施例中，步骤(1)中，所述烃基取代琥珀酸酐与所述含有羧基和羟基的化合物的摩尔比为1:(1.5～2.2)。
在一些实施例中，步骤(1)中，所述中间产物A中基础油所占的质量百分数为30～70％。
在一些实施例中，步骤(2)中，所述中间产物A和所述多乙烯多胺类化合物的摩尔比为1:(0.9～2.3)，所述中间产物A和所述聚醚胺类化合物的摩尔比为1:(0.3～1.5)。
实施例1
中间产物的制备
将1000g聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA-2300，0.43mol)和800g基础油Youbase4加入到带有搅拌和温度计的4L四口烧瓶中，升温至85℃，搅拌30min混合均匀后，将52.4g(0.69mol)乙醇酸加入四口烧瓶中，按10℃/h的速率升温至150℃，连续反应8小时后，继续在150℃，通入大量氮气气提除水2.5小时，得到中间产物A1，酸值为44.8KOH mg/g。
实施例2
中间产物的制备
将1000g聚异丁烯琥珀酸酐(PIBSA-2300，0.43mol)和800g基础油Youbase4加入到带有搅拌和温度计的4L四口烧瓶中，升温至85℃，搅拌30min混合均匀后，将65g(0.86mol)乙醇酸加入四口烧瓶中，按10℃/h的速率升温至145℃，连续反应8小时后，升温至150℃，通入大量氮气气提除水2.5小时，得到中间产物A2，酸值为56KOH mg/g。
对比实施例1
无灰分散剂的制备
将500g实施例1制备的中间产物A1加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至103℃，将48.3g五乙烯六胺加入到四口烧瓶中，在120℃反应2.5小时，然后升温至160℃氮气气提除水6小时，冷却得到无灰分散剂B1。
实施例3
无灰分散剂的制备
将500g实施例1制备的中间产物A1加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至100℃，同时将27g五乙烯六胺和16.2g聚醚二胺(
Figure BDA0002616542260000111
EDR-176)加入到四口烧瓶中，在120℃反应2.5小时，然后升温至160℃氮气气提除水6小时，冷却得到无灰分散剂B2。
对比实施例2
无灰分散剂的制备
将500g实施例1制备的中间产物A1加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至100℃，将36.9g聚醚二胺(
Figure BDA0002616542260000112
EDR-176)加入到四口烧瓶中，在120℃反应2.5小时，然后升温至160℃氮气气提除水6小时，冷却得到无灰分散剂B3。
实施例4
无灰分散剂的制备
将500g实施例2制备的中间产物A2加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至108℃，同时将37g五乙烯六胺、63g聚醚二胺(
Figure BDA0002616542260000121
ED-900)加入到四口烧瓶中，在120℃反应3小时，然后升温至160℃氮气气提除水6小时，冷却得到无灰分散剂B4。
实施例5
无灰分散剂的制备
将500g实施例2制备的中间产物A2加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至100℃，同时将26.8g五乙烯六胺、104g聚醚二胺(
Figure BDA0002616542260000123
ED-900)加入到四口烧瓶中，在120℃反应3小时，然后升温至160℃氮气气提6小时，冷却得到无灰分散剂B5。
实施例6
无灰分散剂的制备
将500g实施例2制备的中间产物A2加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至96℃，同时将16.2g五乙烯六胺、145g聚醚二胺(
Figure BDA0002616542260000122
ED-900)加入到四口烧瓶中，在120℃反应2.3小时，然后升温至160℃氮气气提6小时，冷却得到无灰分散剂B6。
实施例7
无灰分散剂的制备
将500g实施例2制备的中间产物A2加入带有搅拌和温控系统的1L四口烧瓶中，升温至108℃，同时将6.2g五乙烯六胺、183.8g聚醚二胺(
Figure BDA0002616542260000131
ED-900)加入到四口烧瓶中，在120℃反应6.5小时，然后升温至160℃氮气气提6小时，冷却得到无灰分散剂B7。
实施例8
无灰分散剂的评价
(1)将实施例3-7和对比实施例1-2得到的无灰分散剂以及市售无灰分散剂T161进行理化数据(氮含量)分析；
(2)低温油泥分散性评价
将0.5g无灰分散剂和5g基础油以及4.5g油泥调入，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，得到斑点试验数据。斑点分散值高，说明低温油泥分散性越好。
(3)烟炱分散性
将4.5％抗氧型无灰分散剂调制成CI-4柴油机油，使用CA 6DL2-35重负荷柴油发动机进行烟炱分散性能的台架试验评定，分析发动机运行120小时后油品的相对粘度增长值，粘度增长越小，说明分散剂的烟炱分散性越好。
(4)高温清净性
将3％抗氧型无灰分散剂加入到HVI150基础油中，调制成300ml的试验油。将成焦板试验仪参数设置为：板温为310℃，油温为100℃，连续溅油2h后考察形成漆膜的情况。该方法是使含添加剂内燃机油飞溅到高温金属表面形成漆膜,以此模拟曲轴箱在活塞工作时的成漆量,通过测定金属板上焦的重量,考察油品的高温清净性能。
上述评价结果均列于表1。
表1
Figure BDA0002616542260000141
从表1中的数据可以看出，实施例3-7制备的无灰分散剂的斑点分散性优于对比实施例1-2以及市售无灰分散剂T161。并且，分别将实施例3-7和对比实施例1-2制备的无灰分散剂以及市售无灰分散剂T161加入机油中，随着发动机试验机时间的增加，机油中的烟炱含量逐渐增大，油品的相对粘度增长也越来越大，实施例对应的机油的相对粘度增加速度明显低于对比实施例1-2和市售无灰分散剂T161对应的机油的粘度，说明实施例制备的无灰分散剂的烟炱分散性能优于市售无灰分散剂。
综上所述，本发明的润滑油无灰分散剂，在分子结构上同时含有多烯多胺和聚醚胺分子片段，既保证无灰分散剂的氮含量和碱值这两个重要指标，同时又引入了具有高温清净性能的聚醚胺化合物，增加了极性基团的吸附和悬浮能力，更有利于吸附润滑油品中烟炱等较大颗粒物，避免油品粘度过快增长，延长了油品使用寿命。
本发明的润滑油无灰分散剂的制备方法，首先通过含有羧基和羟基的化合物将油溶性烃基取代琥珀酸酐功能化，使其与胺类物质的反应位点数翻倍，然后再接枝多乙烯多胺和聚醚胺类化合物，得到的分散剂分子结构上同时含有多烯多胺和聚醚胺分子片段，既保证无灰分散剂的氮含量和碱值这两个重要指标，同时又引入了具有高温清净性能的聚醚胺化合物，增加了极性基团的吸附和悬浮能力，更有利于吸附润滑油品中烟炱等较大颗粒物，避免油品粘度过快增长。结果表明该方法制备的无灰分散剂的斑点分散性和烟炱分散性能均优于市售无灰分散剂。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种润滑油无灰分散剂，其特征在于，具有式(I)或(II)所示结构，式(I)和(II)如下：
Figure FDA0002616542250000011
其中，P为由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚异丁烯、乙丙共聚物、聚a烯烃中的至少一种形成的取代基；R为C2-C10烷基、H基或芳香基；m为1～30的整数；n为1～10的整数。
2.一种润滑油无灰分散剂的制备方法，其是权利要求1所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)先将烃基取代琥珀酸酐和基础油加入反应器中，升温至70～90℃，搅拌均匀后，加入含有羧基和羟基的化合物，在130～150℃连续反应5～8小时，然后在140～160℃除水2～4小时，得到中间产物A；
(2)将所述中间产物A加入反应器中，升温至95～110℃，同时加入多乙烯多胺类化合物和聚醚胺类化合物，在115～125℃反应2～3小时，然后升温至150～160℃除水5～8小时，冷却得到无灰分散剂B。
3.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述烃基取代琥珀酸酐为油溶性，所述油溶性烃基取代琥珀酸酐中的烃基取代基由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚异丁烯、乙丙共聚物、聚a烯烃中的至少一种形成。
4.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述含有羧基和羟基的化合物包括乙醇酸、二羟基丙酸、3-羟基-3-甲基谷氨酸、2,2-二羟甲基丙酸、3-羟基丁酸、R-羟基丁二酸、β-羟基异戊酸、L-丝氨酸、2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述多乙烯多胺类化合物中至少含有一个伯胺，所述多乙烯多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺和重混胺中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚胺类化合物包括聚醚多胺、聚醚氨基醇、聚醚氨基硫醇中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述基础油包括矿物基础油、合成基础油以及植物油中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述油溶性烃基取代琥珀酸酐为聚异丁烯琥珀酸酐，其数均分子量为900～5000。
9.根据权利要求6所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚多胺包括聚醚二胺、聚醚三胺、聚醚四胺中的至少一种。
10.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烃基取代琥珀酸酐与所述含有羧基和羟基的化合物的摩尔比为1:(1.5～2.2)。
11.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述中间产物A中基础油所占的质量百分数为30～70％。
12.根据权利要求2所述的润滑油无灰分散剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述中间产物A和所述多乙烯多胺类化合物的摩尔比为1:(0.9～2.3)，所述中间产物A和所述聚醚胺类化合物的摩尔比为1:(0.3～1.5)。
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