CS212313B2 - A method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to a lubricating oil or hydrocarbon motor fuel - Google Patents
A method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to a lubricating oil or hydrocarbon motor fuel Download PDFInfo
- Publication number
- CS212313B2 CS212313B2 CS806214A CS621480A CS212313B2 CS 212313 B2 CS212313 B2 CS 212313B2 CS 806214 A CS806214 A CS 806214A CS 621480 A CS621480 A CS 621480A CS 212313 B2 CS212313 B2 CS 212313B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- initiator
- polymer
- temperature
- graft
- oil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Vynález se týká přípravy roubovaného kopolymeru vhodného jako přísada do mazacího oleje nebo motorového paliva na bázi uhlovodíků. Podle vynálezu se postupuje tak, že se dokonale smísí olejorozpustný v podstatě lineární, v podstatě nasycený kaučukovítý ethylen-propylenový polymer hlavních řetězců, roubovaný monomerní systém zahrnující kyselinu maleinovou, maleinanhydrid a alespoň jeden jiný monomer zvolený ze skupiny zahrnující 1-olefiny, N-vinylpyrrolidon, alkylmethakrylóty, alkylakryláty, styren a diisobutylen a radikálový iniciátor, přičemž teplota během míšení v přítomnosti iniciátoru je nižší než teplota rozkladu iniciátoru a pak se teplota směsi zvýší na teplotu rozkladu iniciátoru nebo na teplotu vyšší a pak se provede následná reakce monomerního systému s polyaminosloučeninou obsahující jednu primární nebo sekundární aminoskupinu.The invention relates to the preparation of a graft copolymer suitable as an additive to a hydrocarbon-based lubricating oil or motor fuel. According to the invention, the procedure is to intimately mix an oil-soluble substantially linear, substantially saturated rubbery ethylene-propylene polymer of main chains, a graft monomer system comprising maleic acid, maleic anhydride and at least one other monomer selected from the group comprising 1-olefins, N-vinylpyrrolidone, alkyl methacrylates, alkyl acrylates, styrene and diisobutylene and a radical initiator, wherein the temperature during mixing in the presence of the initiator is lower than the decomposition temperature of the initiator and then the temperature of the mixture is increased to the decomposition temperature of the initiator or to a temperature higher and then the subsequent reaction of the monomer system with a polyamino compound containing one primary or secondary amino group is carried out.
Description
Vynález se týká způsobu přípravy roubovaného kopolymeru vhodného jako přísada do mazacího oleje nebo uhlovodíkového motorového paliva. Roubovaný kopolymer připravený podle vynálezu má mnohaúčelový charakter. Vynález je zaměřen především na přípravu takových roubovaných kopolymerů, ve kterých jsou jednotky naroubovaného monomeru odvozeny od monomerního systému zahrnujícího kyselinu maleinovou nebo její anhydrid a jeden nebo více dalěích monomerů, které jsou s kyselinou maleinovou nebo jejím anhydridem kopolymerovatelné.The invention relates to a method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to lubricating oil or hydrocarbon motor fuel. The graft copolymer prepared according to the invention has a multipurpose character. The invention is directed primarily to the preparation of such graft copolymers in which the grafted monomer units are derived from a monomer system comprising maleic acid or its anhydride and one or more further monomers which are copolymerizable with maleic acid or its anhydride.
Kal ve spalovacích motorech vzniká oxidační degradací mazacích olejů a částečnou oxidací motorových paliv a působením vedlejěích produktů vzniklých spálením motorových paliv. Částečně oxidované vedlejěí produkty hoření motorových paliv obsahují reaktivní meziprodukty, jako jsou aldehydy, kyseliny a hydroxykyseliny, které podléhají složitým kondenzačním reakcím za vzniku nerozpustných pryskyřičných látek označovaných jako kalové a lakové úsady. Pokud tyto složky nejsou dispergovány poměrně brzo po svém vzniku, vypadávají z mazadla a usazují se, čímž způsobují ucpávání filtru a váznutí pohyblivých částí motoru.Sludge in internal combustion engines is formed by the oxidative degradation of lubricating oils and by the partial oxidation of motor fuels and by the action of by-products formed by the combustion of motor fuels. The partially oxidized by-products of motor fuel combustion contain reactive intermediates such as aldehydes, acids and hydroxy acids which undergo complex condensation reactions to form insoluble resinous substances known as sludge and varnish deposits. If these components are not dispersed relatively soon after their formation, they precipitate out of the lubricant and settle, causing filter plugging and seizing of moving engine parts.
V minulosti byly mazací oleje a uhlovodíková motorové paliva míšeny s několika přísadami, které jim měly dodat různé vlastnosti, jako zlepšení viskozity v závislosti na teplotě (zlepšení viskozitního indexu VI) snížení teploty tuhnutí, vlastnosti inhibující oxidaci, protikorozní vlastnosti a detergentní vlastnosti. Přidávání několika přísad však značně zvyšuje cenu mazacího oleje nebo motorového paliva a způsobuje problémy se snášenlivostí přísad a možností jejich vzájemných interakcí. Přísady na bázi roubovaných kopolymerů podle předloženého vynálezu spojují několik ze shora uvedených vlastnosti v jedné látce a představují proto významné zlepšení ve srovnání se směsmi přísad.In the past, lubricating oils and hydrocarbon motor fuels were blended with several additives to provide them with various properties, such as improved viscosity as a function of temperature (improved viscosity index VI), reduced pour point, oxidation inhibiting properties, anti-corrosion properties and detergent properties. However, the addition of several additives significantly increases the cost of the lubricating oil or motor fuel and causes problems with the compatibility of the additives and the possibility of their mutual interactions. The graft copolymer additives of the present invention combine several of the above-mentioned properties in one substance and therefore represent a significant improvement compared to mixtures of additives.
Roubování polárních monomerů na polyolefinové hlavní řetězce za vzniku přísad pro mazací oleje a motorová paliva je známé, například z patentu US č. 3 404 091. Rovněž použití maleinanhydridu jako monomeru pro roubování je známé z patentu US č. 3 687 849 a 3 687 905· Produkty získané těmito způsoby mají však různé nedostatky pokud se týče jejich vlastností a/nebo jsou příliš drahé. Je to způsobeno především tím, že do roubovaného kopolymeru je zavedeno nedostatečné množství kyseliny maleinové nebo jejího anhydridu a/nebo tím, že produkty obsahují příliš vysoká množství vedlejších produktů, které jsou málo nebo nejsou vůbec užitečné, jako jsou homopolymery. Kyselina maleinové nebo její anhydrid jsou obzvlášt žádoucí, jako roubované monomery poněvadž jsou poměrně laciné a poněvadž z teoretického hlediska představují ekonomický prostředek k zavedení dusíkatých sloučenin s dispergačními vlastnostmi do polymerů a to reakci těchto dusíkatých sloučenin s karboxyskupinami kyseliny maleinové či jejího anhydridu. V praxi však kyselina maleinové či její anhydrid při roubování polymeruje jen v nepatrném rozsahu. Proto pomoci těchto sloučenin nelze do polymeru zavést takové, množství karboxyskupin, které by umožnilo zabudováni značných množství dusíkatých sloučenin s dispergačními vlastnostmi do polymeru reakcí karboxyskupin s těmito dusíkatými sloučeninami. Roubované kopolymery podle vynálezu se připravují způsobem, při kterém se zavede do polymeru maximální množství kyseliny maleinové nebo jejího anhydridu za současné minimální tvorby vedlejších produktů.Grafting polar monomers onto polyolefin backbones to form additives for lubricating oils and motor fuels is known, for example from U.S. Patent No. 3,404,091. The use of maleic anhydride as a grafting monomer is also known from U.S. Patent Nos. 3,687,849 and 3,687,905. However, the products obtained by these methods have various shortcomings in terms of their properties and/or are too expensive. This is mainly due to the fact that insufficient amounts of maleic acid or its anhydride are introduced into the graft copolymer and/or that the products contain too high amounts of by-products which are of little or no use, such as homopolymers. Maleic acid or its anhydride are particularly desirable as graft monomers because they are relatively inexpensive and because from a theoretical point of view they represent an economical means of introducing nitrogen compounds with dispersing properties into polymers by reacting these nitrogen compounds with the carboxy groups of maleic acid or its anhydride. In practice, however, maleic acid or its anhydride polymerizes only to a small extent during grafting. Therefore, with the help of these compounds, it is not possible to introduce into the polymer such a quantity of carboxy groups that would allow the incorporation of significant quantities of nitrogen compounds with dispersing properties into the polymer by reacting the carboxy groups with these nitrogen compounds. The graft copolymers according to the invention are prepared in a manner in which the maximum amount of maleic acid or its anhydride is introduced into the polymer while minimizing the formation of by-products.
Roubované kopolymery podle vynálezu v sobě spojuji účinné zahušlovací vlastnosti, které jsou charakteristické pro polyolefinové přísady zlepšující viskozitní index s dispergačními vlastnostmi typickými pro látky obsahující dusík. Při jejich výrobě se k roubování použije monomerního systému obsahujícího kyselinu maleinovou nebo její anhydrid a alespoň jeden další (jiný) monomer, který je s kyselinou maleinovou či jejím anhydridem kopolymerovatelný adiční polymeraoí a naroubovaný monomerní systém se pak nechá dodatečně reagovat s polyaminem. Kopolymerovatelné monomery se volí s ohledem na jejich reaktivitu s kyselinou maleinovou nebo jejím anhydridem tak, aby bylo možno do polymeru zavést více kyseliny maleinové nebo jejího anhydridu, než by se zavedlo v nepřítomnosti těchto komonomerů.The graft copolymers of the invention combine the effective thickening properties characteristic of polyolefin viscosity index improvers with the dispersing properties typical of nitrogen-containing substances. In their production, a monomer system comprising maleic acid or its anhydride and at least one other monomer which is copolymerizable with maleic acid or its anhydride by addition polymerization is used for grafting, and the grafted monomer system is then subsequently reacted with a polyamine. The copolymerizable monomers are selected with respect to their reactivity with maleic acid or its anhydride so that more maleic acid or its anhydride can be incorporated into the polymer than would be incorporated in the absence of these comonomers.
Roubované kopolymery podle vynálezu se účinně vyrábějí tak, že se vytvoří dokonalá směs polymeru tvořícího hlavní řetězce, kopolymerovatelného monomerního systému a radikálového iniciátoru, přičemž teplota směsi se udržuje, alespoň po dobu, po kterou ve směsi probíhá rovnoměrně dispergace iniciátoru, pod teplotou rozkladu iniciátoru. Pak se teplota zvýší na teplotu, při které se iniciátor rozkládá nebo na teplotu vyšší, přednostně za pokračujícího míchání reakční směsi, aby vznikl roubovaný kopolymer a vzniklý roubovaný kopolymer se podrobí dodatečné reakci s polyaminem. Při tomto postupu vznikají jen malá množství vedlejších produktů, představujících ztráty, nebo tyto vedlejší produkty nevznikají vůbec.The graft copolymers of the invention are efficiently prepared by forming a perfect mixture of the backbone polymer, the copolymerizable monomer system and the radical initiator, the temperature of the mixture being maintained, at least for the time required for the initiator to be uniformly dispersed in the mixture, below the decomposition temperature of the initiator. The temperature is then raised to the temperature at which the initiator decomposes or above, preferably with continued stirring of the reaction mixture, to form the graft copolymer, and the resulting graft copolymer is subjected to an additional reaction with a polyamine. In this process, only small amounts of by-products are formed, representing losses, or these by-products are not formed at all.
Polymer hlavních řetězců, tj. substrát pro roubováni má s výhodou poměrně vysokou molekulovou hmotnost odpovídající střední viskozitní molekulové hmotnosti asi 100 000 až 200 OOO. Na rozdíl od dosavadní praxe se polymer hlavních řetězců před roubováním nedegraduje. Molekulová hmotnost výsledného roubovaného kopolymerů se snižuje homogenizaci nebo jinými degradačními technikami, aby se dosáhlo požadované rovnováhy zahuštovacích vlastností, vlastností zlepšujících viskozitní index, stability ve střihovém namáháni, detergeněních vlastností a jiných vlastností přísady v mazacích olejích nebo motorových palivech.The backbone polymer, i.e. the grafting substrate, preferably has a relatively high molecular weight corresponding to a viscosity average molecular weight of about 100,000 to 200,000. In contrast to prior art, the backbone polymer is not degraded prior to grafting. The molecular weight of the resulting graft copolymer is reduced by homogenization or other degradation techniques to achieve the desired balance of thickening properties, viscosity index improving properties, shear stability, detergency properties, and other additive properties in lubricating oils or motor fuels.
Roubované kopolymery podle vynálezu mají ve srovnání se známými dusíkatými přísadami zlepšujícími viskozitní index a majícími dispergační vlastnosti podstatnou výhodu v tom, že mají nízké výrobní náklady. Kromě toho v mnoha případech mají roubované kopolymery podle vynálezu v podstatě stejnou účinnost jako známé roubované kopolymery obsahující dusík, ale v nižších koncentracích, což dále zvyšuje jejich ekonomickou výhodnost.The graft copolymers of the invention have the significant advantage of low production costs compared to known nitrogen-containing viscosity index improvers and dispersants. In addition, in many cases, the graft copolymers of the invention have substantially the same performance as known nitrogen-containing graft copolymers, but at lower concentrations, which further increases their economic value.
Jako substrátu pro roubování, který tvoří hlavní řetězce polymeru, lze použít jakéhokoliv v podstatě lineárního, v podstatě nasyceného kaučukovítého olefinického uhlovodíkového polymeru, který je bu5 před nebo po naroubování kopolymerovaných monomerů rozpustný v oleji. Pod výrazem v podstatě nasycený se rozumí, že polymer obsahuje méně než 4 a s výhodou méně než 2 % molární olefinicky nenasycených dvojných vazeb. Polymery obsahující více olefinicky nenasycených dvojných vazeb jsou při použití v mazacích olejích příliš nestálé vůči oxidaci. Vhodnými polymery hlavních řetězců jsou kopolymery ethylen/propylen, terpolymery ethylen/propylen/dien, hydrogenované kopolymery styrenu a butadienu, polymery styren/isopren a ataktický polypropylen. Jako příklad polymerů hlavních řetězců, kterým se rozpustnost v oleji dodá roubováním nebo po roubováni, lze uvést polyethylen s nízkou hustotou apod. Polymery hlavních řetězců mohou mít molekulovou hmotnost v širokém rozmezí, například řádově asi 10 000 až 200 000 (viskozitní střední molekulová hmotnost), obvykleji 100 000 až 150 000. Roubovanou kopolymerací se obvykle molekulová hmotnost zvýší až na asi 200 000 až 400 000 a někdy i 500 000 nebo více. Obvykle se molekulová hmotnost zvýši na asi 200 000 až 400 000 (viskozitní střední molekulová hmotnost).Any substantially linear, substantially saturated rubbery olefinic hydrocarbon polymer that is oil-soluble, either before or after grafting of the copolymerized monomers, can be used as the grafting substrate, forming the polymer backbone. By substantially saturated is meant that the polymer contains less than 4, and preferably less than 2 mole percent, olefinically unsaturated double bonds. Polymers containing more olefinically unsaturated double bonds are too unstable to oxidation when used in lubricating oils. Suitable backbone polymers include ethylene/propylene copolymers, ethylene/propylene/diene terpolymers, hydrogenated styrene-butadiene copolymers, styrene/isoprene polymers, and atactic polypropylene. Examples of backbone polymers to which oil solubility is imparted by grafting or after grafting include low density polyethylene and the like. The backbone polymers may have a molecular weight over a wide range, for example on the order of about 10,000 to 200,000 (viscosity average molecular weight), more usually 100,000 to 150,000. Graft copolymerization usually increases the molecular weight up to about 200,000 to 400,000 and sometimes 500,000 or more. Usually, the molecular weight increases to about 200,000 to 400,000 (viscosity average molecular weight).
Volba molekulové hmotnosti polymeru hlavních řetězců a rozsahu, v jakém se nechá během roubované kopolymerace molekulová hmotnost zvýšit, závisí především na manipulačních vlastnostech výchozího polymeru a na požadované stálosti výsledného produktu ve střihovém namáhání. Výchozí polymery hlavních řetězců s nízkou molekulovou hmotností, u kterých se zabrání příliš velkému zvýšení molekulové hmotnosti během roubované kopolymerace, poskytují roubované kopolymerní produkty s větší odolností proti střihovému namáhání. Takové produkty proto vyžadují, jen malou nebo nevyžadují žádnou dodatečnou degradaci, které se provádí proto aby se snížila molekulová hmotnost na úroveň poskytující dobrou odolnost proti střihovému namáhání. S nižemolekulárnimi výchozími polymerními substráty pro roubování se však obtížněji manipuluje, poněvadž se jedná o látky polokapalné, které vykazuji při teplotě okolí (asi 20 °C) tok za studená a je často obtížné nebo neekonomické regulovat molekulovou hmotnost během roubované kopolymerace. I když je tedy možno se za použití nízkomolekulárních výchozích polymerů vyhnout nutnostni degradovat roubovaný kopolymerní produkt, obtíže při manipulaci a zpracování takových výchozích polymerů mají tendenci devalvovat tuto výhodu. V důsledku toho se přednostně používá výchozích polymerů hlavních řetězců s poněkud vyšší molekulovou hmotnostní, tj. střední viskozitní molekulovou hmotností alespoň asi 100 000 a tím se lze vyhnout shora uvedeným problémům. Molekulová hmotnost polymerního substrátu se přirozeně liší v závislosti na typu polymerů hlavních řetězců.The choice of the molecular weight of the backbone polymer and the extent to which the molecular weight is allowed to increase during the graft copolymerization depends primarily on the handling properties of the starting polymer and the desired shear stability of the resulting product. Starting low molecular weight backbone polymers, which are prevented from increasing their molecular weight too much during the graft copolymerization, provide graft copolymer products with greater shear stability. Such products therefore require little or no additional degradation to reduce the molecular weight to a level that provides good shear stability. However, lower molecular weight starting polymer substrates for grafting are more difficult to handle because they are semi-liquids that exhibit cold flow at ambient temperatures (about 20°C) and it is often difficult or uneconomical to control the molecular weight during the graft copolymerization. Thus, while it is possible to avoid the need to degrade the graft copolymer product by using low molecular weight starting polymers, the difficulties in handling and processing such starting polymers tend to devalue this advantage. Consequently, it is preferable to use starting main chain polymers with a somewhat higher molecular weight, i.e., a viscosity average molecular weight of at least about 100,000, and thus avoid the above-mentioned problems. The molecular weight of the polymer substrate naturally varies depending on the type of main chain polymers.
Ethylen/propylenové (EP) kopolymery mohou mít široké rozmezí poměru ethylenu a propy212313 lénu. Při obsahu nad asi 80 % molárních ethylenu jsou kopolymery částečná krystalické a tím ztrácejí rozpustnost v oleji a nehodí se jako substráty pro účely vynálezu. Užitečnější ethylen/propylenové substráty obsahují asi 50 až asi 70 % molárních ethylenu, mají střední viskozitní molekulovou hmotnost od asi 10 000 do asi 200 000 a poměr fflw/Hn nižší než 4, kde flw je hmotnostní střední molekulová hmotnost a Sn je číselná střední molekulová hmotnost. Může se použít produktů s nižším obsahem propylenu, vyšší molekulovou hmotností a širší distribuci molekulových hmotností, ale jak již bylo uvedeno, takové kopolymery vedou k roubovaným produktům, které jsou obvykle méně účinné jako přísady pro zlepšení viskozitního indexu. Pokud se týče Mooneyovy viskozity (ASTM· test D-, 646, ML 1+8 při ,25 °C) mají mít ehtylenpropylenové substráty, aby se zabránilo studenému toku, hodnotu asi 20 až 40, přednostně asi 28Í4. Při hodnotě nad 50 se stává směs příliš viskózni pro řádné promisení.Ethylene/propylene (EP) copolymers can have a wide range of ethylene to propylene ratios. Above about 80 mole percent ethylene, the copolymers are partially crystalline and thus lose oil solubility and are not suitable as substrates for the purposes of the invention. More useful ethylene/propylene substrates contain about 50 to about 70 mole percent ethylene, have a viscosity average molecular weight of about 10,000 to about 200,000, and a fflw/Hn ratio of less than 4, where flw is the weight average molecular weight and Sn is the number average molecular weight. Products with lower propylene content, higher molecular weight, and a broader molecular weight distribution can be used, but as previously noted, such copolymers result in grafted products that are generally less effective as viscosity index improvers. In terms of Mooney viscosity (ASTM Test D-646, ML 1+8 at 25°C), ethylene propylene substrates should have a value of about 20 to 40, preferably about 28°C, to prevent cold flow. Above 50, the mixture becomes too viscous for proper mixing.
Terpolymery ethylen/propylen modifikované dienem obsahují malé množství (přednostně méně než 10 %) nekonjugovaného dlenu, jako 1,4-hexadienu, dicyklopentadienu nebo ethylidennorbornenu. Maximální obsah ethylenu je dán rozpustností(vznikem krystalů); přednost se dává obsahu 45 až 55 % molárních ethylenu. Rozmezí střední viskozitní molekulové hmotnosti u přednostních produktů je asi 10 000 až 200 000 a poměr Hw/fln nižší než 8. I v tomto případě lze použít substrátů, jejichž vlastnosti nespadají do uvedených rozmezí, mé to však za následek obětování určitých vlastností výsledného produktu, jako přísady zlepšující viskozitní index.Diene-modified ethylene/propylene terpolymers contain a small amount (preferably less than 10%) of non-conjugated diene, such as 1,4-hexadiene, dicyclopentadiene or ethylidene norbornene. The maximum ethylene content is determined by solubility (crystallization); a content of 45 to 55 mole % ethylene is preferred. The range of average viscosity molecular weight for preferred products is about 10,000 to 200,000 and the ratio Hw/fln is less than 8. Again, substrates whose properties do not fall within the ranges specified may be used, but this may result in the sacrifice of certain properties of the final product, such as viscosity index improvers.
Jako hydrogenováných kopolymerů styrenu a butadienu se přednostně používá nepravidelných kopolymerů obsahujících asi 30 až 55 % hmotnostních butadienu, které mají viskozitní střední molekulovou hmotnost asi 25 000 až ,25 000. Hydrogenace se provede tak, aby bylo hydrogenováno více než 95 % olefinicky nenasycených vazeb, ale méně než 5 % aromatických nenasycených vazeb.The hydrogenated copolymers of styrene and butadiene are preferably random copolymers containing about 30 to 55% by weight of butadiene and having a viscosity average molecular weight of about 25,000 to 25,000. The hydrogenation is carried out so that more than 95% of the olefinically unsaturated bonds but less than 5% of the aromatic unsaturated bonds are hydrogenated.
V případě substrátů tvořených hydrogenovanými kopolymery styrenu a isoprenu se přednostně, ale nikoliv výlučně používá blokových kopolymerů. Polymery mohou obsahovat 2 nebo více bloků. Styrenové bloky mají obvykle molekulovou hmotnost asi 5 000 až asi 50 000 a jejich aromatické skupiny jsou alespoň z asi 50 % hydrogenovány a isoprenové bloky mají obvykle molekulovou hmotnost asi ,0 000 až asi 1 000 000 a jejich olefinické vazby jsou rovněž hydrogenovány alespoň z asi 50 %. Rovněž se může použít nepravidelných kopolymerů, které mají pokud se týče jednotek odvozených od styrenu a butadienu obdobné složení.In the case of substrates formed from hydrogenated copolymers of styrene and isoprene, block copolymers are preferably, but not exclusively, used. The polymers may contain 2 or more blocks. Styrene blocks typically have a molecular weight of about 5,000 to about 50,000 and their aromatic groups are at least about 50% hydrogenated, and isoprene blocks typically have a molecular weight of about 1,000 to about 1,000,000 and their olefinic bonds are also at least about 50% hydrogenated. Random copolymers having a similar composition in terms of units derived from styrene and butadiene may also be used.
Jako substrátu pro roubování se může rovněž použít amorfního polypropylenu s viskozitní střední molekulovou hmotností asi 10 000 až asi 200 000. Celá třída těchto substrátů vede k přísadám s obvykle dobrými dispergačními vlastnostmi, výsledné roubované kopolymery mají však obvykle poněkud horší vlastnosti jako přísady zlepšující viskozitní index.Amorphous polypropylene with a viscosity average molecular weight of about 10,000 to about 200,000 can also be used as a grafting substrate. This class of substrates results in additives with generally good dispersing properties, but the resulting graft copolymers generally have somewhat poorer properties as viscosity index improvers.
Všechny shora uvedené polymerní substráty jsou definovány tak, že poskytují roubované kopolymery, které jsou jak vynikajícími dispergačními přísadami, tak dobrými přísadami zlepšujícími viskozitní index. Polyolefinických substrátů, jejichž vlastnosti nespadají do shora uvedených rozmezí, lze rovněž použít, ale poskytují produkty, které jsou sice dobrými dispergátory, ale mají poněkud horší vlastnosti při zlepšování viskozitního indexu.All of the above polymer substrates are defined to provide graft copolymers that are both excellent dispersants and good viscosity index improvers. Polyolefin substrates whose properties do not fall within the above ranges can also be used but will provide products that are good dispersants but have somewhat inferior viscosity index improver properties.
Jako monomery kopolymerovatelné s kyselinou maleinovou nebo s jejím anhydridem (přednostně s maleinanhydridem) přicházejí v úvahu jakékoliv alfa,beta-monoethylenicky nenasycené monomery, které jsou dostatečně rozpustné v reakčním prostředí a reaktivní vůči kyselině maleinové nebo jejímu anhydridu, aby bylo možno do roubovaného polymerního produktu zavést podstatně vyšší množství kyseliny maleinové nebo jejího anhydridu, než lze zavést za použití samotné kyseliny maleinové nebo samostného maleinanhydrldu. Vhodnými monomery jsou estery, amidy a nitrily kyseliny akrylové a methakrylové a jiné monomery, které neobsahují volné kyselinové skupiny. Reprezentativními příklady látek z těchto skupin jsou methyl-, ethyl-, propyl-, butyl-, pentyl-, hexyl-, cyklohexyl-, 2-ethylhexyl- a isodecylester kyseliny akrylové nebo methakrylové. Jinými vhodnými monomery jsou styren, alfa-methylstyren, v kruhu C^-C^-alkyl a alkoxysubstituované styreny, jako p-methylstyren, p-sek.butylstyren, p-methoxystyren a ()4-0,2 alfa-olefihy jako 3e isobutylen apod. Jinými typy monomerů jsou vinylestery jako vinylacetát, -propionát a -butyrát, vinylketony jako methyl- a ethylvinyl keton; a jiné vinylové a vinylidenové monomery, jako je vinylchlorid a vinylidenchlorid. Mů že se používat jakýchkoliv směsí dvou nebo více těchto komonomerů. Komonomery obsahující více než jednu polymerovatelnou dvojnou vazbu a/nebo funkční skupiny, které mohou způsobit zesítování nebo gelaci, jako hydroxyskupiny a primární nebo sekundární aminoskupiny, nejsou vhodné. V menších množstvích lze používat konjugovaných diolefinů, jako butadienu, poněvadž tyto monomery mají nižší tendenci k síťování než nekonjugované diolefiny. Ačkoliv mohou monomery obsahovat až do asi 40 atomů uhlíku, dává se přednost monomerům obsahujícím do asi ,0 atomů uhlíku. Vyšší obsah uhlíkových atomů v molekule zvyšuje hmotnost a náklady a nemá žádné zvláštní výhody ani pokud se týče snadnosti kopolymeraoe s kyselinou maleinovou či jejím anhydridem, ani pokud se týče výsledných vlastností produktu jako přísady pro zlepšení viskozitního indexu a dispergační přísady.As monomers copolymerizable with maleic acid or its anhydride (preferably with maleic anhydride), any alpha, beta-monoethylenically unsaturated monomers that are sufficiently soluble in the reaction medium and reactive towards maleic acid or its anhydride to allow a substantially higher amount of maleic acid or its anhydride to be introduced into the grafted polymer product than can be introduced using maleic acid or maleic anhydride alone. Suitable monomers are esters, amides and nitriles of acrylic and methacrylic acid and other monomers that do not contain free acid groups. Representative examples of substances from these groups are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, cyclohexyl, 2-ethylhexyl and isodecyl esters of acrylic or methacrylic acid. Other suitable monomers are styrene, alpha-methylstyrene, C1-C4-alkyl and alkoxy substituted styrenes such as p-methylstyrene, p-sec.butylstyrene, p-methoxystyrene and ()4-0,2 alpha-olefins such as 3 - isobutylene and the like. Other types of monomers are vinyl esters such as vinyl acetate, -propionate and -butyrate, vinyl ketones such as methyl and ethyl vinyl ketone; and other vinyl and vinylidene monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride. Any mixture of two or more of these comonomers may be used. Comonomers containing more than one polymerizable double bond and/or functional groups which may cause crosslinking or gelation such as hydroxy groups and primary or secondary amino groups are not suitable. Conjugated diolefins such as butadiene may be used in smaller amounts since these monomers have a lower tendency to crosslink than non-conjugated diolefins. Although the monomers may contain up to about 40 carbon atoms, monomers containing up to about .0 carbon atoms are preferred. Higher carbon content in the molecule increases weight and cost and has no particular advantage either in terms of ease of copolymerization with maleic acid or its anhydride or in terms of the resulting product properties as a viscosity index improver and dispersant.
V minulosti byly vypracovány rozsáhlé studie týkající se reaktivity maleinanhydridu s jinými monomery a v těchto studiích jsou rovněž uvedeny poměry neaktivit (kopolymerační parametry) pro jednotlivé systémy. To umožňuje chemikovi snadno zvolit monomery a jejich poměry tak, aby bylo zavedení maleinanhydridu do roubovaných kopolymerů podle vynálezu optimální. Některé monomery ideálně alternují s maleinanhydridem v každém z naroubovaných řetězců, některé monomery tvoří s maleinanhydridem v naroubovaných řetězcích bloky a některé tvoří nepravidelné kopolymerní řetězce. Jako příklady těchto studií lze uvést Flory: Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, 1953, str. 178 až 199, zejména tabulky XX a XXII a tírandrup a Immergut: Polymer Handbook, druhé vydání 1975, John Wiley and Sons, lne., str. 11-105, 11-227 až 229.Extensive studies have been made in the past on the reactivity of maleic anhydride with other monomers, and these studies also report the inactivity ratios (copolymerization parameters) for the individual systems. This allows the chemist to easily select the monomers and their ratios so that the introduction of maleic anhydride into the graft copolymers of the invention is optimal. Some monomers ideally alternate with maleic anhydride in each of the graft chains, some monomers form blocks with maleic anhydride in the graft chains, and some form irregular copolymer chains. Examples of these studies include Flory: Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, 1953, pp. 178-199, especially Tables XX and XXII, and Tirandrup and Immergut: Polymer Handbook, Second Edition 1975, John Wiley and Sons, Inc., pp. 11-105, 11-227-229.
Poměry monomerů závisí na reaktivitě zvolených monomerů. Většího množství komonomerů je zapotřebí tehdy, když se zvolí monomer, který má větší tendenci k homopolymeraci, než ke kopolymeraci s maleinanhydridem. Obvykle je vzájemný poměr maleinanhydridu ke komonomerů v rozmezí od asi 1:4 do 4:1, přednostně v rozmezí od asi 1:2 do 2:1. V monomerním systému by mělo být přítomno dostatečné množství maleinanhydridu, aby bylo v roubovaném kopolymerním produktu přítomno asi 1 až 10 % hmotnostních maleinanhydridu, vztaženo na hmotnost produktu. Přednostní množství maleinanhydridu je 2 až 6 % hmotnostních.The monomer ratios depend on the reactivity of the monomers selected. A larger amount of comonomer is required when a monomer is selected that has a greater tendency to homopolymerize than to copolymerize with maleic anhydride. Typically, the ratio of maleic anhydride to comonomers is in the range of about 1:4 to 4:1, preferably in the range of about 1:2 to 2:1. Sufficient maleic anhydride should be present in the monomer system such that about 1 to 10% by weight of maleic anhydride, based on the weight of the product, is present in the graft copolymer product. The preferred amount of maleic anhydride is 2 to 6% by weight.
Kromě toho, že se při způsobu podle vynálezu vytváří dokonalá směs reakčních složek s radikálovým iniciátorem při teplotě nižší než je teplota rozkladu iniciátoru a pak se reakční teplota zvyšuje na hodnotu vyšší než je teplota rozkladu iniciátoru, se roubované kopolymery připravují běžně známými postupy radikálové kopolymerace. Jako typický přiklad takového postupu pro případ, kdy se jako polymerního substrátu, který tvoří hlavní řetězce, použije ethylen/propylenového kopolymerů, lze uvést následující postup. Polymer hlavních řetězců se rozpustí ve vhodném inertním rozpouštědle, jako v halogenovaném aromatickém uhlovodíku, při teplotě asi 80 až 150 °C na roztok o koncentraci asi 20 až 30 % hmotnostních. Rozpouštění polymeru se napomáhá vhodným mícháním, jako magnetickým nebo mechanickým mícháním. Pak se s roztokem smísí roubované monomery, obvykle při nižší teplotě, jako například při teplotě si 80 °C, přednostně za míchání reakční směsi. Roubované monomery se ke směsi přidávají v celkovém množství asi 2 až 30 % hmotnostních, vztaženo na ethylen/propylenový kopolymer, přednostně v množství asi 5 až 20 % hmotnostních. Je-li to potřeba, sníží se teplota směsí opět na teplotu nižší než je teplota rozkladu iniciátoru, a pak se přidá iniciátor a rovnoměrně rozdělí v roztoku. Teplota, míchání, pořadí a rychlost přidávání se pečlivě volí tak, aby se v této době snížila homopolymerace a roubované kopolymerace na nejnižší možnou míru. Iniciátor se přidává v množství-od asi 0,5 do 2 % hmotnostních, vztaženo na ethylen/propylenový kopolymer. Po rovnoměrném rozptýlení iniciátoru ve směsi se teplota postupně zvýší na teplotu rozkladu iniciátoru nebo na teplotu vyšší. V případě použití terc.butylperoxobenzoátu je tato teplota asi 120 až 140 °C. Tato teplota se udržuje tak dlouho, až je reakce v podstatě skončena. Obvykle postačuje reakční doba asi 1 až 2 hodiny. Reakční produkt typicky obsahuje asi 2 až 25 % 'hmotnostních, přednostně asi 4 až 20 % hmotnostních naroubovaných monomerů.In addition to the fact that in the process of the invention a perfect mixture of the reactants with the radical initiator is formed at a temperature below the decomposition temperature of the initiator and then the reaction temperature is increased to a value higher than the decomposition temperature of the initiator, the graft copolymers are prepared by conventional radical copolymerization procedures. As a typical example of such a procedure for the case where an ethylene/propylene copolymer is used as the polymer substrate forming the backbones, the following procedure can be mentioned. The backbone polymer is dissolved in a suitable inert solvent, such as a halogenated aromatic hydrocarbon, at a temperature of about 80 to 150 ° C to a solution having a concentration of about 20 to 30% by weight. The dissolution of the polymer is assisted by suitable stirring, such as magnetic or mechanical stirring. The graft monomers are then mixed with the solution, usually at a lower temperature, such as at a temperature of about 80 ° C, preferably with stirring of the reaction mixture. The graft monomers are added to the mixture in a total amount of about 2 to 30% by weight, based on the ethylene/propylene copolymer, preferably in an amount of about 5 to 20% by weight. If necessary, the temperature of the mixture is reduced again to a temperature below the decomposition temperature of the initiator, and then the initiator is added and evenly distributed in the solution. The temperature, mixing, order and rate of addition are carefully selected so as to reduce homopolymerization and graft copolymerization to the lowest possible extent during this time. The initiator is added in an amount of about 0.5 to 2% by weight, based on the ethylene/propylene copolymer. After the initiator is evenly dispersed in the mixture, the temperature is gradually increased to the decomposition temperature of the initiator or a higher temperature. In the case of using tert-butyl peroxybenzoate, this temperature is about 120 to 140 ° C. This temperature is maintained until the reaction is substantially complete. A reaction time of about 1 to 2 hours is usually sufficient. The reaction product typically contains about 2 to 25% by weight, preferably about 4 to 20% by weight, of grafted monomers.
I»AND"
Jako radikálového iniciátoru lze použit jakéhokoliv zdroje volných radikálů, který je schopen abstrahovat vodík. Jako příklad lze uvést alkylperoxoestery, alkylperoxidy, alkylhydroperoxidy, diaeylperoxidy, atd. Přednostním iniciátorem je terč.butylperoxobenzoát, ele může se použít i jiných iniciátorů, jako například terc.butylperoxooktoétu, diterc.butylperoxidu, terč.butylhydroperoxidu, kumenhydroperoxidu, benzoylperoxidu apod.Any free radical source capable of abstracting hydrogen can be used as a radical initiator. Examples include alkyl peroxyesters, alkyl peroxides, alkyl hydroperoxides, diaeyl peroxides, etc. The preferred initiator is tert-butyl peroxybenzoate, but other initiators can also be used, such as tert-butyl peroxyoctoate, ditert-butyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, etc.
Teplota, při které se provádí roubování může ležet od asi 80 do 150 °C. Zvolená teplota však přirozené závisí na teplotš rozkladu iniciátoru © na polymemím substrátu a roubovaných monomerech. V důsledku toho může být možné provádět roubování i při teplotě tak nízké, jako je 60 °G a tak vysoké jako asi 250 °C.The temperature at which the grafting is carried out may range from about 80 to 150°C. The temperature selected, however, naturally depends on the decomposition temperature of the initiator © on the polymeric substrate and the grafted monomers. Consequently, it may be possible to carry out grafting at temperatures as low as 60°C and as high as about 250°C.
Jak již bylo uvedeno, před prováděním roubovací reakce se podle vynálezu vyrobí dokonalá směs polymerního substrátu, roubovaných monomerů a iniciátoru a teplota se udržuje na hodnotě nižší než je teplota rozkladu iniciátoru, alespoň během přidávání a míšeni iniciátoru s roztokem. Tím se zabrání vzniku volných radikálů, dokud nejsou reakční složky úplně a homogenně smíseny. Tímto postupem se eliminuje nebo podstatně sníží tvorba nežádoucích vedlejších produktů, jako homopolymeru a zvýší se roubování polárního polymeru, obsahujícího kyslík.As already mentioned, before carrying out the grafting reaction, according to the invention, a perfect mixture of the polymer substrate, the grafted monomers and the initiator is produced and the temperature is maintained below the decomposition temperature of the initiator, at least during the addition and mixing of the initiator with the solution. This prevents the formation of free radicals until the reactants are completely and homogeneously mixed. This procedure eliminates or significantly reduces the formation of undesirable by-products such as homopolymer and increases the grafting of the polar oxygen-containing polymer.
Během roubovací reakce se pro přípravu roubovaného kopolymeru může použít jakéhokoliv rozpouštědlového prostředí za předpokladu, že je toto prostředí v podstatě inertní vůči reakčním složkám, tj. že prostředí nezpůsobuje nebo způsobuje jen v malé míře přenos řetězců· Přednost se dává halogenovaným aromatickým uhlovodíkům, jako chlorbenzenu nebo dichlorbenzenu, zejména dichlorbenzenu. V některých případech jsou však vhodné alifatické nebo aromatické uhlovodíky, včetně minerálního oleje.During the grafting reaction, any solvent medium may be used to prepare the graft copolymer, provided that the medium is substantially inert to the reactants, i.e., the medium causes no or only minor chain transfer. Halogenated aromatic hydrocarbons, such as chlorobenzene or dichlorobenzene, especially dichlorobenzene, are preferred. However, aliphatic or aromatic hydrocarbons, including mineral oil, are suitable in some cases.
Postup podle vynálezu byl sice až dosud vysvětlován tak, že se kopolymerovatelné reakční složky rozpustí v rozpouštědle, když však má polymer, který tvoři substrát pro roubování, a jeho směs s roubovanými monomery dostatečně nízkou viskozitu taveniny pro homogenní smísení a roubování při reakční teplotě, může se pracovat i bez rozpouštědla. Pořadí a rychlost přidávání jednotlivých reakčníeh složek a iniciátoru nemají zásadní důležitost, pokud se teplota reguluje shora uvedeným způsobem.Although the process according to the invention has been explained so far as the copolymerizable reactants are dissolved in a solvent, if the polymer forming the grafting substrate and its mixture with the grafted monomers have a sufficiently low melt viscosity for homogeneous mixing and grafting at the reaction temperature, it is possible to work without a solvent. The order and rate of addition of the individual reactants and the initiator are not of fundamental importance if the temperature is controlled in the manner described above.
Karboxylové skupiny zavedené do naroubovaných řetězců prostřednictvím kyseliny maleinové nebo maleinanhydridu se nechávají dodatečně reagovat s nepolymerovatelným polyaminem za vzniku struktury, která je pro jednoduchost označována jako karboxypolyaminový adukt. Polyamin se přidává v dostatečném množství, aby zreagovaly v podstatě všechny kerboxyskupiny. Uvedená reakce je často označována jako neutralizace a jejím produktem jsou amidové, imidové, amidinové a jiné struktury. Všechny tyto struktury spadají do rozsahu terminu karboxypolyaminový adukt. Polyamin smí v postatě obsahovat pouze jednu aminoskupinu, která je reaktivní vůči karboxyskupiném naroubované kyseliny maleinové nebo maleinanhydridu. Přídavné reaktivní aminoskupiny mají tendenci způsobovat rušivé reakce. Reaktivní aminoskupina je primární nebo sekundární aminoskupina. Všechen zbývající dusík v polyaminu by měl být v podstatě nereaktivní vůči naroubované kyselině maleinové nebo maleinanhydridu.The carboxyl groups introduced into the grafted chains by maleic acid or maleic anhydride are further reacted with a non-polymerizable polyamine to form a structure which is referred to for simplicity as a carboxypolyamine adduct. The polyamine is added in sufficient quantity to react substantially all of the carboxyl groups. This reaction is often referred to as neutralization and the products are amide, imide, amidine and other structures. All of these structures are within the scope of the term carboxypolyamine adduct. The polyamine should contain essentially only one amino group which is reactive towards the carboxyl groups of the grafted maleic acid or maleic anhydride. Additional reactive amino groups tend to cause interfering reactions. The reactive amino group is a primary or secondary amino group. All remaining nitrogen in the polyamine should be substantially unreactive towards the grafted maleic acid or maleic anhydride.
. Polyaminy lze charakterizovat jako alifatické, cykloalifetické, aromatické nebo heterocyklické a mohou mít smíšený charakter. Polyaminy mohou nést jiné funkční skupiny, jako hydroxyskupiny, v případě, že tyto skupiny nezpůsobují rušivé reakce. Jako příklady vhodných polyaminů lze uvést:. Polyamines can be characterized as aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocyclic and can be of mixed character. Polyamines can carry other functional groups, such as hydroxy groups, provided that these groups do not cause interfering reactions. Examples of suitable polyamines include:
dimethylaminoethylamin, dibutylaminoethylamin,dimethylaminoethylamine, dibutylaminoethylamine,
3- dimethylamino-1-propylamin,3-dimethylamino-1-propylamine,
4- methylethylamino-1-butylamin, pyri dy1e thylami n,4- methylethylamino-1-butylamine, pyri dy1e thylamin,
N-morfolinoethylamin, tetrehydropyridylethylamin, bi s-(dime thylamino)propylamin, bis-(diethylamino)ethylamin,N-morpholinoethylamine, tetrahydropyridylethylamine, bis-(dimethylamino)propylamine, bis-(diethylamino)ethylamine,
N,N-dime thyl-p-fenylendi amin, piperidylethylamin,N,N-dimethyl-p-phenylenediamine, piperidylethylamine,
1-aminoethylpyrazol,1-aminoethylpyrazole,
1-(methylamino)pyrazolin,1-(methylamino)pyrazoline,
1-methyl-4-aminooktylpyrazol,1-methyl-4-aminooctylpyrazole,
1- aminobutylimidazol,1-aminobutylimidazole,
4-aminoe thylthiazol,4-aminoethylthiazole,
2- aminoethyltriazin, dimethylkarbamoylpropylamin,2- aminoethyltriazine, dimethylcarbamoylpropylamine,
N-methyl-N-aminopropylacetamid,N-methyl-N-aminopropylacetamide,
N-aminoethylsukcinimid,N-aminoethylsuccinimide,
N-methylaminomaleinimid,N-methylaminomaleimide,
N-aminobutyl-elfa-chlorsukcinimid,N-aminobutyl-alpha-chlorosuccinimide,
3- aminoethyluracil,3-aminoethyluracil,
2-aminoethylpyridin, o-aminoethyl-N,N-dimethylbenzensulfamid,2-aminoethylpyridine, o-aminoethyl-N,N-dimethylbenzenesulfamide,
N-aminoe thylfeno thiazin,N-aminoethylphenothiazine,
N-aminoethylacetamid,N-aminoethylacetamide,
1-aminofenyl-2-me thylimidazolin,1-aminophenyl-2-methylimidazoline,
N-methyl-N-aminoethyl-S-ethyldithiokarbamát,N-methyl-N-aminoethyl-S-ethyldithiocarbamate,
N-fenylmo čovinu,N-phenylurea,
N-(3-aminopropyl)morfolin,N-(3-aminopropyl)morpholine,
4- aminomethylpyridin,4-aminomethylpyridine,
N-(3-aminopropyl)-2-pyrrolidinon,N-(3-aminopropyl)-2-pyrrolidinone,
N-(3-aminopropyl)-N'-me thylpiperazin,N-(3-aminopropyl)-N'-methylpiperazine,
1- (2-aminoethyl)-2-methyl-2-imidazolin,1-(2-aminoethyl)-2-methyl-2-imidazoline,
N-(5-aminopentyl)-2,5-dime thylpyrrol,N-(5-aminopentyl)-2,5-dimethylpyrrole,
2- aminothiazol a2-aminothiazole and
2-aminobenzothiazol.2-aminobenzothiazole.
Polyamidy tedy přednostně obsahují jednu primární nebo sekundární aminoskupinu a alespoň jednu terciární aminoskupinu, jako heterocyklickou aminoskupinu. Jako příklady posledně jmenovaných látek lze uvést aminoalkylsubstituované piperidiny, morfoliny, piperaziny, pyridiny, pyrrolidiny, pyrroly, benzopyrroly, chinoliny, indoly apod. Rovněž jsou vhodné polyaminy obsahující nereaktivní dusík v jiných skupinách, jako substituované primární nebo sekundární aminy, ve kterých je substltuent odvozen od pyrrolidonů, kaprolaktamů, oxazolidonů, oxazolů, thiazolů, pyrazolů, pyrazolinů, imidazolů, imidezolinů, thiazinů, oxazinů, diazinů, ve kterých je substituentem oxykarbamoyl, thiokarbamoyl nebo ve kterých je substituent odvozen od uracilů, hydantoinů, thiohydantoinů, guanidinů, močovin, sulfonamidů, fosforamidů, fenothiazinů, amidinů apod. Polyaminy mohou obsahovat až asi 6 atomů dusíku, přednostně 2 až 4 atomy dusíku a 4 až asi 30 atomů uhlíku, přednostně 4 až asi 12 atomů uhlíku.Thus, polyamides preferably contain one primary or secondary amino group and at least one tertiary amino group, such as a heterocyclic amino group. Examples of the latter include aminoalkyl-substituted piperidines, morpholines, piperazines, pyridines, pyrrolidines, pyrrolidines, pyrroles, benzopyrroles, quinolines, indoles, etc. Also suitable are polyamines containing non-reactive nitrogen in other groups, such as substituted primary or secondary amines, in which the substituent is derived from pyrrolidones, caprolactams, oxazolidones, oxazoles, thiazoles, pyrazoles, pyrazolines, imidazoles, imidezolines, thiazines, oxazines, diazines, in which the substituent is oxycarbamoyl, thiocarbamoyl, or in which the substituent is derived from uracils, hydantoins, thiohydantoins, guanidines, ureas, sulfonamides, phosphoramides, phenothiazines, amidines, etc. The polyamines may contain up to about 6 nitrogen atoms, preferably 2 to 4 nitrogen atoms, and 4 to about 30 carbon atoms, preferably 4 to about 12 carbon atoms.
Reakce roubovaného kopolymeru s polyaminem se účelně provádí v rozpouštědlovém reakčním prostředí obsahujícím roubovaný kopolymer. Je-li to žádoucí, může se roubovaný kopolymer oddělit a znovu rozpustit, nebo se může reakční produkt před přidáním poylaminu zkoncentrovat. Reakce se provádí při teplotě asi 80 °C, přednostně asi 120 až 300 °C, ale mimo teplotu, při které se roubovaný kopolymer rozkládá. Obvykle se pracuje v teplotním rozmezí od asi 150 do 250 °C. Aby reakce proběhla úplně, účelně se používá polyaminu v přebytku oproti steohiometriokému množství, řádově asi 1 až 10 % přebytku. Reakce je v podstatě skončena, když titrace ukazuje, že v roubovaném kopolymeru nezbývá více než asi 2 % karboxyskupin.The reaction of the graft copolymer with the polyamine is conveniently carried out in a solvent reaction medium containing the graft copolymer. If desired, the graft copolymer can be separated and redissolved, or the reaction product can be concentrated before the polyamine is added. The reaction is carried out at a temperature of about 80°C, preferably about 120 to 300°C, but not above the temperature at which the graft copolymer decomposes. Typically, the temperature range is from about 150 to 250°C. In order to ensure complete reaction, the polyamine is conveniently used in excess of the stoichiometric amount, on the order of about 1 to 10% excess. The reaction is substantially complete when titration shows that no more than about 2% of carboxyl groups remain in the graft copolymer.
Když jsou polymerní přísady pro zlepšení viskozitního indexu vystaveny silnému mecha212313 nickému napětí v zařízeních, ve kterých se jich používá, může dojít k degradaci polymeru, čímž se sníží příznivý účinek, které tyto přísady mají na závislost viskozity mazadla nebo motorového paliva na teplotě. Polymery, které odolávají této tendenci k mechanické degradaci za provozu jsou označovány za polymery stabilní vůči střihovému namáháni. Schopnost pří sad pro zlepěení viskozitního indexu odolávat mechanické degradaci během jejich použití je závislá na řadě faktorů, z nichž jedním z nich je molekulová hmotnost. Polymer s velmi vysokou molekulovou hmotnostní sice zpočátku výborně reguluje závislost viskozity mazadla či paliva na teplotě, ale velmi silně se za provozu degraduje a tak ztrácí značnou část nebo i téměř celý svůj účinek.When polymer viscosity index improvers are subjected to severe mechanical stress in the equipment in which they are used, polymer degradation can occur, thereby reducing the beneficial effect that these additives have on the temperature dependence of the viscosity of a lubricant or motor fuel. Polymers that resist this tendency to mechanical degradation during use are referred to as shear-stable polymers. The ability of viscosity index improvers to resist mechanical degradation during use depends on a number of factors, one of which is molecular weight. A polymer with a very high molecular weight initially provides excellent control of the temperature dependence of the viscosity of a lubricant or fuel, but degrades very severely during use and thus loses a significant part or almost all of its effect.
Roubované kopolymery vyrobené způsobem podle vynálezu mohou mít přiliě vysokou molekulovou hmotnost pro jejich účinné použití, i když jsou dobrými přísadami pro zlepšení visko žitního indexu. Mají však špatnou stabilitu vůči střihovému namáhání. Jak již bylo uvedeno, je to zčásti způsobeno technologií výroby zavedenou v průmyslu kaučuku, zejména při výrobě kopolymerů a terpolymerů na bázi ethylenu a propylenu. Tyto polymery se totiž obvykle vyrábějí s velmi vysokou molekulovou hmotností, aby produkty byly poměrně tvrdé pevné látky, se kterými se snadno manipuluje, a které jsou snadno transportovatelné. Když se tyto kaučuky vyrobí s molekulovou hmotností, která se hodí pro použití jako přísad zlepšujících viskozitni index, získané polymery mají povahu lepivých pevných látek, které vykazuji tečení i při teplotš okolí. I když technologie zpracování produktů s takovou molekulovou hmotností je známé, jako například technologie popsaná u způsobu oxidační degradace v patentech US č. 3 404 091 a 3 687 849, nicméně vyžadují takové polymery speciální zacházení. Rovnšž zpracování takových polymerů je pomalejěí, což má za následek zvýšení nákladů. Když se tedy používá při způsobu podle vynálezu běžných ethylen/propylenových kaučuků, mají produkty příliš vysokou molekulovou hmotnost než aby měly přijatelnou odolnost proti střihovému namáhání.Graft copolymers produced by the process of the invention may have too high a molecular weight for their effective use, although they are good viscosity index improvers. However, they have poor shear stability. As already mentioned, this is due in part to the production technology implemented in the rubber industry, particularly in the production of ethylene-propylene copolymers and terpolymers. These polymers are typically produced at very high molecular weights so that the products are relatively hard solids that are easy to handle and transport. When these rubbers are produced at molecular weights suitable for use as viscosity index improvers, the polymers obtained have the nature of sticky solids that exhibit flow even at ambient temperatures. Although the technology for processing products with such molecular weight is known, such as the technology described in the oxidative degradation process in U.S. Patent Nos. 3,404,091 and 3,687,849, such polymers nevertheless require special handling. Also, the processing of such polymers is slower, which results in increased costs. Thus, when conventional ethylene/propylene rubbers are used in the process according to the invention, the products have too high a molecular weight to have acceptable shear strength.
Další faktor, který nepříznivě ovlivňuje odolnost vůči střihovému namáhání, je důsledkem jednoho aspektu samotného způsobu podle vynálezu. Během roubování dochází ke značnému zhoustnutí reakční směsi a při zkoušeni roubovaného kopolymeru se zjistilo, že se při roubování zhorěila odolnost produktu proti střihovému namáhání. K tomu pravděpodobně dochází proto, že součástí reakce může být síťování. Ačkoliv se může síťováni eliminovat, mají produkty, při jejichž výrobě bylo potlačováno síťování, obvykle horší dispergační vlastnosti. Jak se tedy ukazuje, je při způsobu podle vynálezu nutno pro dosažení optimálních dispergačních vlastností učinit určitý kompromis pokud se týče stability proti střihovému namáhání.Another factor that adversely affects shear stability is an aspect of the process of the invention itself. During grafting, the reaction mixture thickens considerably, and when the grafted copolymer was tested, it was found that the shear stability of the product deteriorated during grafting. This is likely because crosslinking may be part of the reaction. Although crosslinking can be eliminated, products in which crosslinking has been suppressed tend to have poorer dispersibility. It thus appears that a compromise must be made in the process of the invention in order to achieve optimum dispersibility.
Existují jednoduché prostředky pro snížení molekulové hmotnosti na hodnotu v požadovaném rozmezí, kde je stálost při střihovém namáhání dobrá. Je třeba pouze podrobit produkt pro roubování mechanické nebo tepelné degradaci, aby se molekulová hmotnost nastavila v přednostním rozmezí. Odhaduje se, že zatímco produkty roubované kopolymerace mají viskozitní střední molekulovou hmotnost až asi 500 000 nebo více, žádoucí rozmezí pro výslednou přísadu, které se hodí jako dispergační přísada a jako přísada pro zlepšení viskozitního indexu, je asi 30 000 až 80 000.There are simple means for reducing the molecular weight to a value in the desired range where shear stability is good. It is only necessary to subject the graft product to mechanical or thermal degradation to bring the molecular weight into the preferred range. It is estimated that while graft copolymer products have viscosity average molecular weights of up to about 500,000 or more, the desirable range for the resulting additive, which is useful as a dispersant and as a viscosity index improver, is about 30,000 to 80,000.
Může se použít jakéhokoliv vhodného způsobu degradace, jako degradace v zubovém čerpadle nebo ve vytlačovacfm stroji, ale přednost se dává homogenizaci. Při homogenizaci se polymer za vysokého tlaku protlačuje zařízením, které obsahuje škrticí ventily a úzké hubice různého provedení. Takové zařízení může vytvořit stupeň smykového namáhání asi 5 000 s-’ a přednostně asi 10 000 až 1 000 000 s-'. Může se použít obchodně dostupných zařízení, jako je zařízení, které vyrábí Manton-Gaulin Manufaoturing Company nebo jejich modifikací. Pro dosažení potřebného smykového napětí může takové zařízení pracovat za tlaku až do asi 137,5 MPa. Homogenizace se může provádět buď po dávkách nebo kontinuálně v závislosti na stupni požadované degradace.Any suitable degradation method may be used, such as gear pump or extruder degradation, but homogenization is preferred. In homogenization, the polymer is forced under high pressure through a device that includes throttle valves and narrow nozzles of various designs. Such a device can produce a shear stress level of about 5,000 s - ' and preferably about 10,000 to 1,000,000 s - '. Commercially available devices such as those manufactured by Manton-Gaulin Manufacturing Company or modifications thereof can be used. Such devices can operate at pressures up to about 137.5 MPa to achieve the required shear stress. Homogenization can be carried out either batchwise or continuously, depending on the degree of degradation desired.
Přídavnou výhodou homogenizace je, že takto upravené produkty podle vynálezu jsou ještě účinnějšími zahušťovadly než obchodně dostupné ethylen/propylenové kopolymery, které nemajíAn additional advantage of homogenization is that the products of the invention thus modified are even more effective thickeners than commercially available ethylene/propylene copolymers, which do not have
2,23,3 dispergační vlastnosti. Produkty podle vynálezu mají tedy, v připadá, že se použije homogenizace, nejen lepSí dispergační vlastnosti, ale i vynikající rovnováhu zahuStovací schopnosti a stability při smykovém namáhání.2,23,3 dispersing properties. The products of the invention therefore have, when homogenization is used, not only better dispersing properties, but also an excellent balance of thickening ability and shear stability.
Produktů podle vynálezu lze používat ve velké řadš paliv a mazadel. Prvořadou použitelnost mají pro mazadla, kde má cenu jak jejich vynikající dispergační schopnost, tak jejich vliv na regulaci viskozity v závislosti na teplotS. Vhodnými základními mazadly jsou oleje jak minerálního (ropného) tak syntetického původu. Oleje mohou mít různou viskozitu, od vřetenových olejů po motorové oleje a převodové oleje. Vhodné syntetické kapaliny obsahují estery, jako dialkyladipát, dialkylsebakát, nebo dialkylazelát, triestery trimethylolpropanu, tetraestery pentaerythritolu, polyalkylenglykolové estery, estery kyseliny fosforečné nebo syntetické uhlovodíky typu poly-alfa-olefinu nebo alkylbenzenu. Jako typické aplikace takových mazadel lze uvést hydraulické kapaliny, kapaliny pro automatické převodovky, oleje pro mazání čtyřdobých motorů, převodové oleje a tuky.The products of the invention can be used in a wide range of fuels and lubricants. Their primary application is in lubricants, where both their excellent dispersing ability and their effect on viscosity control depending on temperature are valuable. Suitable base lubricants are oils of both mineral (petroleum) and synthetic origin. The oils can have various viscosities, from spindle oils to engine oils and gear oils. Suitable synthetic fluids include esters such as dialkyl adipate, dialkyl sebacate or dialkyl azelate, trimethylolpropane triesters, pentaerythritol tetraesters, polyalkylene glycol esters, phosphoric acid esters or synthetic hydrocarbons of the poly-alpha-olefin or alkylbenzene type. Typical applications of such lubricants include hydraulic fluids, automatic transmission fluids, four-stroke engine lubricating oils, gear oils and greases.
Produktů podle vynálezu se v mazadlech může používat v množství od asi 0,1 do 5,0, přednostně od asi 0,3 do 2,0 ale typicky od asi 0,6 do 1,5 % hmotnostních. Poněvadž produkty podle vynálezu jsou kaučukovité pevné látky, lze je běžně zpracovávat na viskozní koncentráty obsahující asi 7 až ,5 % pevné látky v oleji. Spotřebitel pak může používat tohoto koncentrátu v množství odpovídajícím obsahu polymerní složky, tak aby obsah této složky v mazadle byl ve shora uvedeném rozsahu.The products of the invention may be used in lubricants in amounts of from about 0.1 to 5.0, preferably from about 0.3 to 2.0, but typically from about 0.6 to 1.5% by weight. Since the products of the invention are rubbery solids, they can conveniently be processed into viscous concentrates containing from about 7 to .5% solids in oil. The consumer can then use this concentrate in an amount corresponding to the content of the polymer component, so that the content of this component in the lubricant is within the above range.
Mazadla obsahující produkty podle vynálezu mohou též obsahovat jiné přísady pro další zvýSení dispergačních vlastností a regulace viskozity v závislosti na teplotě, pro sníženi teploty tání, pro dodání detergenčních vlastností a vysokých teplot, inhibici koroze, protiotěrové přísady, antioxidanty, přísady pro dodání odolnosti vůči vysokým tlakům, činidla snižující tření, odpěnovací prostředky nebo barviva. Spolu s produkty podle vynálezu se tedy může používat sukcinimidů nebo esterů na bázi polybutenu, fosfosulfurizovaných polybutenů, polyakrylátů nebo polymethakrylátů, polyisobutylenu, ethylen/propylenových kopolymerů nebo terpolymerů, hydrogenovaných kopolymerů styrenu a butadienu nebo styrenu a isoprenu, kopolymerů obsahujících N-vinylpyrrolidon nebo dimethylaminoethylmethakrylát spolu s methakryláty, styrenovavých polyesterů, ethylenvinylacetátových kopolymerů nebo oligomerů, diakyl fumarátových polymerů nebo kopolymerů, esterifikovaných kopolymerů nebo oligomerů styrenu a maleinanhydridu, kondenzátů uhlovodíkového vosku s naftalenem Friedel-Craftsova typu, chlorovaných uhlovodíků, sulfonátů alkalických zemin, fenolátů, salioylátů nebo fenolátsulfidů, alkylnaftalensulfonátů kovů alkalických zemin, dialkyldithiofosfátů nebo diaryldithiofosfátů zinku nebo jiných kovů, dithiokarbamátů zinku, kadmia, olova, molybdenu nebo jiných kovů, sulfurizovaných nebo fosfosulfurizovaných esterů nebo ^erpenů, stericky bráněných fenolů, fenothiazinu nebo alkylovaných fenothiazinů, nafty’aminů, fenylendiaminů, dibenzyldisulfidu, sulfurizovaného diisobutylenu nebo triisobutylenu, trialkyl- nebo triarylfosfitů, trikresylfosfátu nebo silikovanových polymerů apod.Lubricants containing the products of the invention may also contain other additives to further enhance dispersancy and temperature-dependent viscosity control, to lower the melting point, to provide detergency and high temperature properties, corrosion inhibition, antiwear additives, antioxidants, additives to provide extreme pressure resistance, friction reducing agents, defoamers or colorants. Thus, succinimides or esters based on polybutene, phosphosulfurized polybutenes, polyacrylates or polymethacrylates, polyisobutylene, ethylene/propylene copolymers or terpolymers, hydrogenated copolymers of styrene and butadiene or styrene and isoprene, copolymers containing N-vinylpyrrolidone or dimethylaminoethyl methacrylate together with methacrylates, styrenic polyesters, ethylene vinyl acetate copolymers or oligomers, dialkyl fumarate polymers or copolymers, esterified copolymers or oligomers of styrene and maleic anhydride, Friedel-Crafts type hydrocarbon wax condensates with naphthalene, chlorinated hydrocarbons, alkaline earth sulfonates, phenolates, salioylates or phenolate sulfides, alkaline earth metal alkylnaphthalene sulfonates, dialkyldithiophosphates or diaryldithiophosphates of zinc or other metals, dithiocarbamates of zinc, cadmium, lead, molybdenum or other metals, sulfurized or phosphosulfurized esters or terpenes, sterically hindered phenols, phenothiazine or alkylated phenothiazines, naphthylamines, phenylenediamines, dibenzyldisulfide, sulfurized diisobutylene or triisobutylene, trialkyl or triaryl phosphites, tricresyl phosphate or silicate polymers, etc.
Když se produktů podle vynálezu používá v uhlovodíkových motorových palivech, kde se využívá především jejich vynikajících dispergačních vlastností, obvykle se přidávají v nižším množství, typicky v množství asi 0,001 až 0,1 % hmotnostních. Jako paliv se může použít jak benzinu, tak paliv pro Dieselový motory a tato paliva mohou obsahovat též další přísady, jako antioxidanty, desaktivátory kovů, stabilizátory, protikorozní přísady, injektorové detergenty, přísady pro potlačení vzniku úsad v secím systému a jiné přísady do karburátoru. Všechny díly a procenta uváděné v popisu a příkladech znamenají díly a procenta hmotnostní, pokud není uvedeno jinak. Zkouška detergenčních vlastností je založena na následujících postupech.When the products of the invention are used in hydrocarbon motor fuels, where their excellent dispersant properties are primarily utilized, they are usually added in lower amounts, typically in the range of about 0.001 to 0.1% by weight. Both gasoline and diesel fuels may be used as fuels, and these fuels may also contain other additives such as antioxidants, metal deactivators, stabilizers, anti-corrosion additives, injector detergents, seeding system deposit suppressants, and other carburetor additives. All parts and percentages in the specification and examples are parts and percentages by weight unless otherwise indicated. The detergency test is based on the following procedures.
Zkušební postupy pro zjištění dispergačních vlastnostíTest procedures for determining dispersant properties
A. Asfaltenová zkouškaA. Asphaltene test
Tato zkouška, kterou se zjišluje dispergační aktivita jakéhokoliv polymeru je založena na schopnosti polymeru dispergovat asfalteny v typickém minerálním oleji. Asfalteny se získají oxydací naftenového oleje vzduchem působením stop solí železa, jako naftenátu železitého, jako katalyzátoru. Oxidace se účelně provádí při 175 °G po dobu asi 72 hodin tak, že se proud vzduchu probublává naftenovým olejem za vzniku kalu, který se oddělí odstředěním. Kal se zbaví oleje (extrakcí pentanem) a pak se vyjme do chloroformu. Koncentrace vzniklého roztoku se nastaví na 2 % (hmotnost/objem).This test, which determines the dispersing activity of any polymer, is based on the ability of the polymer to disperse asphaltenes in a typical mineral oil. The asphaltenes are obtained by oxidizing a naphthenic oil with air in the presence of traces of iron salts, such as ferric naphthenate, as a catalyst. The oxidation is conveniently carried out at 175°C for about 72 hours by bubbling a stream of air through the naphthenic oil to form a sludge which is separated by centrifugation. The sludge is deoiled (pentane extraction) and then taken up in chloroform. The concentration of the resulting solution is adjusted to 2% (weight/volume).
Polymer, jehož dispergační účinnost se zkouší, se rozpustí ve standardním oleji, jako v rozpouštědlem extrahoveném neutrálním oleji 100. Připraví se směsi obsahující od asi 2 % do 0,01 % nebo ještě méně polymeru v oleji.The polymer whose dispersant activity is being tested is dissolved in a standard oil, such as solvent extracted neutral oil 100. Mixtures containing from about 2% to 0.01% or less of the polymer in the oil are prepared.
Na 10 ml vzorek této směsi se působí 2 ml standardního roztoku asfaltenů v chloroformu. Vzorek a reakční činidlo se důkladně smísí ve zkumavce a zkumavka se umístí v sušárně a nuceným tahem nastavené na teplotu 90 nebo 150 °C. Zkumavka se v sušárně nechá po dobu 2 hodin, aby se odehnaly těkavé látky, pak se nechá zchladnout a pozoruje se vzhled vzorku.A 10 ml sample of this mixture is treated with 2 ml of the standard solution of asphaltenes in chloroform. The sample and reagent are thoroughly mixed in a test tube and the test tube is placed in a forced-draft oven set at 90 or 150 °C. The test tube is left in the oven for 2 hours to drive off volatiles, then allowed to cool and the appearance of the sample is observed.
Má-li polymer dispergační vlastnosti, je olej čirý, i když zbarvený. Zkušenost ukazuje, že pokud polymer při této zkoušce nevykazuje dispergační vlastnosti při koncentraci pod asi 2 %, není schopen zlepšit čistotu částí motoru při skutečných zkouškách v motoru.If the polymer has dispersant properties, the oil is clear, even if colored. Experience shows that if the polymer does not show dispersant properties in this test at a concentration below about 2%, it is not capable of improving the cleanliness of engine parts in actual engine tests.
B. Postupná V-C zkouška (Sequence V-C Test)B. Sequence V-C Test
Tato zkouška je motorovou zkouškou, kterou hodnotí olej pro mazání čtyřdobých motorů za provozu motoru při kombinaci teplot od nízkých do středních pokud se týče tvorby kalových a lakových úsad. Zkouška rovněž ukazuje, zda mé olej schopnost udržet Čistotu a dobrou funkci ventilů pro nucenou ventilaci klikové skříně (PCV). Zkráceně lze zkoušku popsat takto:This test is an engine test that evaluates four-stroke engine oil during engine operation at a combination of low to medium temperatures with respect to sludge and varnish deposits. The test also shows whether the oil has the ability to maintain cleanliness and good function of the positive crankcase ventilation (PCV) valves. In short, the test can be described as follows:
Při zkoušce se používá zkušebního motoru a soupravy dodávané firmou Ford Motor Company pod názvem 302 C.I.D. V-S Sequence V-C Oil Test Engine and Parts Kit. Zkušební motor se úplně rozebere a sestaví popsaným způsobem. Pak se instaluje na stolici pro zkoušku na brzdě s dynamometrem vybavené vhodnými doplňky pro regulaci rychlosti, zatížení a jiných podmínek. Motor pracuje za použití ověřeného paliva MS-08 ve třech stupních. Během prvního stupně pracuje motor 120 minut při vysokém výkonu a při nízké teplotě oleje a vody a za Doužití chudé směsi (poměru vzduch/palivo). Během druhého stupně pracuje motor dalších 75 minut při vyšší teplotě oleje a vody. Během třetího stupně pracuje motor 45 minut při nízkých otáčkách a nízké teplotě oleje a vody a za použití bohaté směsi. Tento čtyřhodinový cyklus se každý den opakuje čtyřikrát až do provedení celkem 48 cyklů (192 hodin provozu motoru).The test engine and parts kit supplied by Ford Motor Company under the designation 302 C.I.D. V-S Sequence V-C Oil Test Engine and Parts Kit are used in the test. The test engine is completely disassembled and assembled as described. It is then installed on a brake test stand with a dynamometer equipped with suitable accessories for controlling speed, load and other conditions. The engine is run using the approved MS-08 fuel in three stages. During the first stage, the engine is run for 120 minutes at high power and low oil and water temperatures and using a lean mixture (air/fuel ratio). During the second stage, the engine is run for an additional 75 minutes at higher oil and water temperatures. During the third stage, the engine is run for 45 minutes at low speed and low oil and water temperatures and using a rich mixture. This four-hour cycle is repeated four times each day for a total of 48 cycles (192 hours of engine operation).
Na závěr zkoušky se motor úplně rozebere a určuje se stupeň opotřebeni, množství kalových a lakových úsad a množství úsad ve ventilech. Kromě toho se zjišluje ucpání ventilu pro nucenou ventilaci klikové skříně, mazacích kroužků a olejového sítka. Zkouškou se hodnotí ' dispergační vlastnosti mazadla pro kal při provozu za nízkých a středních teplot. Provoz zkušebního motoru probíhá za podmínek popsaných v normě ASTíi.'Speciál Technical Publication No. 315 K.At the end of the test, the engine is completely disassembled and the degree of wear, the amount of sludge and varnish deposits and the amount of deposits in the valves are determined. In addition, the clogging of the valve for forced ventilation of the crankcase, the lubricating rings and the oil strainer are determined. The test evaluates the 'dispersing properties of the lubricant for sludge when operating at low and medium temperatures. The operation of the test engine is carried out under the conditions described in the ASTíi standard.'Special Technical Publication No. 315 K.
Příklad 1Example 1
A. Příprava roubovaného kopolymeruA. Preparation of graft copolymer
Vzorek ethylen/propylenového kopolymeru 50/50 (Epoar 506, Goodrich Chemical Co.) o hmotnosti 350 g se předloží do 5 litrové baňky obsahující 1 050 g o-dichlorbenzenu. Po ,A 350 g sample of 50/50 ethylene/propylene copolymer (Epoar 506, Goodrich Chemical Co.) is introduced into a 5 liter flask containing 1050 g of o-dichlorobenzene. After ,
2,2313 propláchnutí dusíkem se obsah nádoby zahřeje na asi ,50 °C a mísí pomocí kovového míchadla typu C, až vznikne homogenní roztok. Během tohoto stupně a v průběhu celého reakčního cyklu se nad reakční směsí udržuje dusíkové atmosféra. Za 2 hodiny se získá homogenní roztok. Koz tok polymeru se pak ochladí na 80 °C a přidá se 35,0 g methylmethakrylátu (UMA) a 17,5 g maleinanhydridu (MAH). Tyto monomery se důkladně mísí s roztokem po dobu 35 minut. Pak se přidá směs 1,75 g terc.butylperoxobenzoátu, jako iniciátoru ve 25 g o-dichlorbenzenu. Pak se začne zvyšovat teplota, aby se reakční směs během 45 minut zahřála na 140 °C. Roubování začíná při asi 120 °C, což je zřejmé ze zvýšení viskozity roztoku. Teplota roztoku se po dobu 1 hodiny udržuje na ,40 °C, aby se roubovaná polymerace skončila a pak se reakční směs zředí 1 500 g oleje (100 neutrál viskozity oil). Odpojí se přívod dusíku a připojí se zařízení pro vakuovou destilaci sestávající z chladiče a předlohy. Těkavé složky se z roztoku odeženou při ,40 °C za tlaku 133,3 Pa. Celková doba odhánění je asi 3 hodiny. Pří tomnosti jak methylmethakrylátu, tak maleinanhydridu ve výsledném polymerním produktu se potvrdí infračervenou analýzou. Titrace polymerního roztoku ukazuje, že 89,1 % nasazeného maleinanhydridu se naroubovalo. Analýzou destilátu získaného z odhánění se zjistí, že 88,5 % methylmethakrylátu se naroubovalo. Roubovaný olefinický polymer obsahuje 8,9 % methylmethakrylátu a 4,5 % maleinanhydridu.2.2313 nitrogen purge, the contents of the vessel are heated to about .50 °C and mixed with a metal stirrer type C until a homogeneous solution is formed. During this stage and throughout the reaction cycle, a nitrogen atmosphere is maintained over the reaction mixture. After 2 hours, a homogeneous solution is obtained. The polymer stream is then cooled to 80 °C and 35.0 g of methyl methacrylate (UMA) and 17.5 g of maleic anhydride (MAH) are added. These monomers are thoroughly mixed with the solution for 35 minutes. Then a mixture of 1.75 g of tert.butyl peroxobenzoate, as an initiator in 25 g of o-dichlorobenzene is added. The temperature is then increased to heat the reaction mixture to 140 °C within 45 minutes. Grafting begins at about 120 °C, which is evident from the increase in the viscosity of the solution. The solution temperature is maintained at .40 °C for 1 hour to complete the graft polymerization and then the reaction mixture is diluted with 1500 g of oil (100 neutral viscosity oil). The nitrogen supply is disconnected and a vacuum distillation apparatus consisting of a condenser and a receiver is connected. The volatile components are stripped from the solution at .40 °C under a pressure of 133.3 Pa. The total stripping time is about 3 hours. The presence of both methyl methacrylate and maleic anhydride in the resulting polymer product is confirmed by infrared analysis. Titration of the polymer solution shows that 89.1% of the maleic anhydride charged has been grafted. Analysis of the distillate obtained from the stripping shows that 88.5% of the methyl methacrylate has been grafted. The grafted olefinic polymer contains 8.9% methyl methacrylate and 4.5% maleic anhydride.
B. Modifikace roubovaného kopolymeru následnou reakcíB. Modification of the graft copolymer by subsequent reaction
500 g 8,4% polymerního roztoku vyrobeného podle odstavce A se předloží do 51itrové baňky vybavené teploměrem, míchadlem a přívodem dusíku. Roztok se pod dusíkem vyhřeje na 140 °C a přidá se k němu 21,6 g N-(3-aminopropyl)morfolinu (NAPM). Během 15 minut viskozita roztoku značně vzroste, asi za 2 hodiny se viskozita roztoku vrátí přibližně na svou původní úroveň, pravděpodobně když se amová kyselina převede na imid. Roztok se dále za míchá ní zahřívá po dobu 16 hodin a pak se přívod dusíku odpojí a nahradí kondenzátorem a jímací předlohou. VSechen nezreagovaný N-(3-aminopropyl)morfolin se odežene vakuovou destilací za dobu asi 1 hodiny při teplotě asi 150 °C a tlaku 267:Pa. Po odehnání N-(3-aminopropyl)morfo· linu se roztok homogenizuje za tlaku 1,0 MPa v trojčitém čerpadle schopném vyvodit tlak 206 MPa, typu Kobe, velikost 3, aby se snížila molekulová hmotnost. Analýzou výsledného produktu se zjistí, že obsah dusíku (Kjelčahl) je 0,76 %, což ukazuje, že obsah N-(3-aminopropyDmorf olinu, vyjádřeného jako obsah maleinimidu je 6,1 %. Infračervená analýza izolovaného polymeru potvrzuje tvorbu imidu a ve spektru nejsou obsaženy zbytkové pásy anhydridu500 g of the 8.4% polymer solution prepared according to paragraph A are introduced into a 51-liter flask equipped with a thermometer, a stirrer and a nitrogen inlet. The solution is heated to 140 °C under nitrogen and 21.6 g of N-(3-aminopropyl)morpholine (NAPM) are added to it. Within 15 minutes, the viscosity of the solution increases considerably, in about 2 hours the viscosity of the solution returns to approximately its original level, probably when the amic acid is converted to the imide. The solution is further heated with stirring for 16 hours and then the nitrogen inlet is disconnected and replaced with a condenser and a receiving container. The remaining unreacted N-(3-aminopropyl)morpholine is removed by vacuum distillation for about 1 hour at a temperature of about 150 °C and a pressure of 267 : Pa. After driving off the N-(3-aminopropyl)morpholine, the solution is homogenized at 1.0 MPa in a triplex pump capable of delivering 206 MPa, Kobe type, size 3, to reduce the molecular weight. Analysis of the resulting product shows that the nitrogen content (Kjellach) is 0.76%, indicating that the N-(3-aminopropyl)morpholine content, expressed as maleimide, is 6.1%. Infrared analysis of the isolated polymer confirms the formation of the imide and the spectrum does not contain residual anhydride bands.
Za použití standardní zkoušky dispergace asfaltenů, popsané shora, se zjistí, že 0,0625 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at 150°C.
Připraví se olej s klasifikací SAE 10W/40 smísením 12,4 % hmotnostních koncentrátu výsledného homogenizovaného imidového produktu, 1,5 % hmotnostních přísady proti otěru na bázi dialkyldithiofosforečnanu zinečnatého a 2,0 % hmotnostních bazického Síranu hořečnatého v olejovém nákladu tvořeném mazacím olejem rafinovaným rozpouštědlem. Olej obsahuje tedy 1,04 % kopolymerního produktu. Při zkoušení pomocí shora popsané V-C motorové zkoušky se zjistí tyto vynikající hodnoty: kal 9,0; lak 8,3; lak na plášti pístu 7,2 po 200 hodi— nách provozu.An oil with SAE 10W/40 classification is prepared by mixing 12.4% by weight of the resulting homogenized imide product concentrate, 1.5% by weight of zinc dialkyldithiophosphate anti-wear additive and 2.0% by weight of basic magnesium sulfate in an oil charge consisting of solvent refined lubricating oil. The oil therefore contains 1.04% of copolymer product. When tested using the above-described V-C engine test, the following excellent values are found: sludge 9.0; varnish 8.3; piston skirt varnish 7.2 after 200 hours of operation.
Příklad 2Example 2
Postup popsaný v příkladě 1 se opakuje pouze s tím rozdílem, že se místo N-( 3-aminopropyl)morfolinu použije 22,5 g N,N-dimethylaminopropylaminu (NN-NMAPA) a že se polymerního produktu připraveného podle odstavce A používá ve formě roztoku o koncentraci 9,8 %. Analýzou konečného produktu se zjistí obsah dusíku (Kjeldahl) 0,94 %, což ukazuje, že obsah Ν,Ν-dimethylaminopropylaminu, vyjádřený jako maleinimid, je 6,1 %. Infračervené spektrum izolovaného polymeru obsahuje imidové pásy, ale žádné zbylé anhydridové pásy.The procedure described in Example 1 is repeated except that 22.5 g of N,N-dimethylaminopropylamine (NN-NMAPA) is used instead of N-(3-aminopropyl)morpholine and that the polymer product prepared according to paragraph A is used in the form of a solution with a concentration of 9.8%. Analysis of the final product shows a nitrogen content (Kjeldahl) of 0.94%, indicating that the content of N,N-dimethylaminopropylamine, expressed as maleimide, is 6.1%. The infrared spectrum of the isolated polymer contains imide bands but no residual anhydride bands.
Za použití standardní zkoušky dispergace asfaltenů, popsané shora, se zjistí, že 0,0625 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at 150°C.
Připraví se olej s klasifikací SAE 10W/40 smísením 14,6 % hmotnostních konečného homogenizovaného produktu (1,43 % polymeru v konečné směsi) 1,4 % hmotnostních přísady proti otěru na bázi dialkyldlthiofosforečnanu zinečnatého a 2,0 % hmotnostních bazického síranu hořečnatého v olejovém základu tvořeném mazacím olejem rafinovaným rozpouštědlem. Při zkouSení pomocí shora popsané V-C motorové zkoušky se zjistí tyto vynikající hodnoty: kal 9,6; lak 8,4; lak na plášti pístu 7,9 po ,92 hodinách provozu.An oil with SAE 10W/40 classification is prepared by mixing 14.6% by weight of the final homogenized product (1.43% polymer in the final mixture), 1.4% by weight of zinc dialkyl dithiophosphate anti-wear additive and 2.0% by weight of basic magnesium sulfate in a solvent refined lubricating oil base oil. When tested using the V-C engine test described above, the following excellent values are found: sludge 9.6; varnish 8.4; piston skirt varnish 7.9 after .92 hours of operation.
Příklad 3Example 3
Opakuje se postup popsaný v příkladě 1 pouze s tím rozdílem, že se místo N-(3-aminopropyDmorfolinu použije 30,0 g 4-aminomethylpyridinu (AMP) a že se polymerního produktu připraveného podle odstavce A používá ve formě roztoku o koncentraci 12,3 %. Analytickým stanovením dusíku podle Kjeldahla ve výsledném produktu se zjistí obsah dusíku 0,82 %, což odpovídá obsahu 4-aminomethylpyridinu, vyjádřenému jako obsah maleinimidu 5,6 %. Infračervené spektrum polymeru potvrzuje tvorbu imidu. Zbytkové anhydridové pásy nejsou přítomny.The procedure described in Example 1 is repeated with the only difference that 30.0 g of 4-aminomethylpyridine (AMP) is used instead of N-(3-aminopropyl)morpholine and that the polymer product prepared according to paragraph A is used in the form of a solution with a concentration of 12.3%. Analytical determination of nitrogen according to Kjeldahl in the resulting product reveals a nitrogen content of 0.82%, which corresponds to a 4-aminomethylpyridine content, expressed as a maleimide content of 5.6%. The infrared spectrum of the polymer confirms the formation of the imide. Residual anhydride bands are not present.
Za použití standardní zkoušky dispergace asfaltenů, popsané shora, se zjistí, že 0,125 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.125 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at 150°C.
Připraví se olej s klasifikací SAE 10W/40 smísením 11,2 % hmotnostních výsledného homogenizovaného produktu (1,35 % polymeru ve výsledné olejové směsi), 1,5 % hmotnostních přísady proti otěru na bázi dialkyldlthiofosforečnanu zinečnatého a 2,0 % hmotnostních bazického síranu hořečnatého v olejovém základu tvořeném mazacím olejem rafinovaným rozpouštědlem. Při zkoušení pomocí shora popsané V-C motorové zkoušky se zjistí tyto vynikající hodnoty: kal 9,7; lak 8,0; lak na plášti pístu 7,4 po 192 hodinách provozu.An oil with SAE 10W/40 classification is prepared by mixing 11.2% by weight of the resulting homogenized product (1.35% polymer in the resulting oil mixture), 1.5% by weight of zinc dialkyl dithiophosphate anti-wear additive and 2.0% by weight of basic magnesium sulfate in a solvent refined lubricating oil base oil. When tested using the above-described V-C engine test, the following excellent values are found: sludge 9.7; varnish 8.0; piston skirt varnish 7.4 after 192 hours of operation.
Příklad 4Example 4
Opakuje se postup popsaný v části A přikladu 1 pouze s tím rozdílem, že se místo methyl methakrylátu použije 20,0 g styrenu. Analýza ukazuje, že roubovaný kopolymer obsahuje 5,0 % styrenu a 4,5 % maleinanhydridu.The procedure described in Part A of Example 1 is repeated except that 20.0 g of styrene is used instead of methyl methacrylate. Analysis shows that the graft copolymer contains 5.0% styrene and 4.5% maleic anhydride.
Roubovaný kopolymer, který se takto získá, se nechá reagovat s N-(3-aminopropyl)morfolinem v podstatě způsobem popsaným v části B příkladu 1. Výsledný produkt obsahuje asi 6,0 % imidového produktu a podle shora popsané asfaltenové zkoušky vykazuje dispergační vlastnosti.The graft copolymer thus obtained is reacted with N-(3-aminopropyl)morpholine essentially as described in Part B of Example 1. The resulting product contains about 6.0% imide product and exhibits dispersant properties according to the asphaltene test described above.
Příklady 5 až 9Examples 5 to 9
V podstatě se opakuje postup popsaný v odstavci A příkladu 1 pouze s tím rozdílem, že se jako roubovaného komonomeru spolu s maleinanhydridem použije místo methylmethakrylátu 35,0 g methylakrylátů. Roubovaný kopolymerní produkt se pak nechá dodatečně reagovat s aminy uvedenými v tabulce I v podstatě za stejných podmínek, jako jsou podmínky uvedené v části B příkladu 1 pouze s tím rozdílem, že se reakcí s aminem modifikovaný roubovaný kopolymer nehomogenizuje za účelem snížení molekulové hmotnosti. (Dispergační vlastnosti nezávisí na zlepšené stábilitš ve smyku, které se dosahuje homogenizací.) Stupeň dispergačních vlastností při shora popsané asfaltenové zkoušce je uvedeno v tabulce I. Všechny produkty modifikované následnou reakcí vykazují dispergační vlastnosti a poskytují též zlepšení viskozitního indexu při použití v mazacích olejích. Zlepšení viskozitního indexu dodává olejům hlavní polymerní řetězec těchto produktů.The procedure described in paragraph A of Example 1 is essentially repeated except that 35.0 g of methyl acrylates are used as the graft comonomer together with maleic anhydride instead of methyl methacrylate. The graft copolymer product is then further reacted with the amines listed in Table I under substantially the same conditions as those set forth in Part B of Example 1 except that the amine-modified graft copolymer is not homogenized to reduce molecular weight. (The dispersant properties do not depend on the improved shear stability achieved by homogenization.) The degree of dispersant properties in the asphaltene test described above is shown in Table I. All of the products modified by the subsequent reaction exhibit dispersant properties and also provide viscosity index improvement when used in lubricating oils. The viscosity index improvement is imparted to the oils by the main polymer chain of these products.
Příklady 10 až 16Examples 10 to 16
Aminy uvedené v tabulce I se (Příklady 10 až 16) nechají reagovat s produktem získaným způsobem popsaným v části A příkladu 1 za podmínek v podstatě popsaných v části B příkladu 1 s tím rozdílem, že se neprovádí homogenizace. Výsledky zkoušky dispergace asfaltenů uvedenéThe amines listed in Table I (Examples 10 to 16) were reacted with the product obtained by the method described in Part A of Example 1 under conditions substantially as described in Part B of Example 1 except that homogenization was not performed. The asphaltene dispersion test results shown
2123,3 v tabulce I ukazují, že produkty mají dobré dispergační vlastnosti v mazacích olejích. Produkty rovněž zlepžují viskozitní index olejů, což je zejména účinek hlavního řetězce polymerů.2123.3 in Table I show that the products have good dispersing properties in lubricating oils. The products also improve the viscosity index of the oils, which is mainly the effect of the polymer backbone.
Tabulka ITable I
* = Stupeň dispergace asfaltenů se určuje podle následující tabulky:* = The degree of dispersion of asphaltenes is determined according to the following table:
TabulkaTable
Stupeň dispergace asfaltenůDegree of dispersion of asphaltenes
Koncentrace přísady, které se musí použít, aby se dosáhlo přijatelných výsledkůThe concentration of the additive that must be used to achieve acceptable results
2,02.0
1,01.0
0,50.5
0,250.25
0,120.12
0,060.06
Příklad ,7Example ,7
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který ja naroubována směs maleinanhydridu a směsi olefinůGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer to which a mixture of maleic anhydride and a mixture of olefins is grafted
24,0 g ethylen/propylenového kopolymeru (Epcar 506) se předloží do 500 ml baňky obsahující 73,8 g o-dichlorbenzenu. Po profouknutí dusíkem se obsah baňky zahřívá na asi 110 °C a mísí pomocí míchadla typu C, aby vznikl homogenní roztok. Během tohoto stupně a během celé reakce se směs udržuje pod atmosférou dusíku. Když vznikne homogenní roztok, přidá se k němu 3,92 g maleinanhydridu, 2,54 g 1-tetradecenu, 2,02 g 1-hexadecenu, 2,27 g 1-oktadecenu a 2,52 g ,-epikosenu a směs se převede do roztoku důkladným míšením po dobu 30 minut. Pak se přidá 0,3046 g t-butylperbenzoátového iniciátoru ve 2,2 g o-dichlorbenzenu. Teplota, která se během tohoto přidávání udržuje na ,10 °C, se teď zvýší na ,35 °C. Po ,t hodině při 135 °C se teplota zvýší na 140 °C a udržuje se při této teplotě 1 hodinu, aby se dokončila roubovaná polymerace. Pak se směs zředí 276 g oleje (100 neutrál viscosity oil). Odpojí se přívod dusíku a připojí se zařízení pro vakuovou destilaci sestávající z chladiče a předlohy. Těkavé složky se z roztoku odeženou při 140 °C za tlaku 133,3 Pa. Po odehnání těkavých složek (asi za 1 hodinu) se do baňky přidá 1,30 g Ν,Ν-dimethylaminopropylaminu (N,N-DMAPA). Viskozita roztoku během 15 minut podstatně vzroste. Jak je uvedeno v příkladu 1 viskozita24.0 g of ethylene/propylene copolymer (Epcar 506) are introduced into a 500 ml flask containing 73.8 g of o-dichlorobenzene. After purging with nitrogen, the contents of the flask are heated to about 110 °C and mixed using a type C stirrer to form a homogeneous solution. During this stage and throughout the reaction, the mixture is maintained under a nitrogen atmosphere. When a homogeneous solution is formed, 3.92 g of maleic anhydride, 2.54 g of 1-tetradecene, 2.02 g of 1-hexadecene, 2.27 g of 1-octadecene and 2.52 g of ,-epicosene are added thereto and the mixture is brought into solution by thorough mixing for 30 minutes. 0.3046 g of t-butyl perbenzoate initiator in 2.2 g of o-dichlorobenzene is then added. The temperature, which is maintained at .10 °C during this addition, is now increased to .35 °C. After .t hour at 135 °C, the temperature is increased to 140 °C and maintained at this temperature for 1 hour to complete the graft polymerization. The mixture is then diluted with 276 g of oil (100 neutral viscosity oil). The nitrogen supply is disconnected and a vacuum distillation apparatus consisting of a condenser and a receiver is connected. The volatile components are removed from the solution at 140 °C at a pressure of 133.3 Pa. After the volatile components have been removed (after about 1 hour), 1.30 g of N,N-dimethylaminopropylamine (N,N-DMAPA) is added to the flask. The viscosity of the solution increases significantly within 15 minutes. As shown in Example 1, the viscosity
212313 14 roztoku nakonec během ěasu poklesne, pravděpodobně proto, že se amové kyselina převede na imid. Po 1 hodině se roztok opět vakuuje při 140 °C za tlaku 133,3 Pa. Po odehnání těkavých složek se přidá 6,0 g n-butanolu a roztok se 2 hodiny míchá při 120 až 130 °C. Pak se roztok znovu odpařuje při 150 °C a tlaku 66,7 Pa až do vymizení těkavých látek. Podle analýzy obsahuje výsledný produkt 0,81 % dusíku (kjeldahlisace), což ukazuje na obsah 5,3 % Ν,Ν-DMAPA, vyjádřený jako maleinimid. Za použití standardního testu dispergace asfaltenů popsaného shora se zjistí, že 0,0625 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.212313 14 the solution eventually decreases over time, probably because the amic acid is converted to the imide. After 1 hour, the solution is again evacuated at 140 °C at 133.3 Pa. After the volatiles have been removed, 6.0 g of n-butanol is added and the solution is stirred at 120-130 °C for 2 hours. The solution is then evaporated again at 150 °C at 66.7 Pa until the volatiles have disappeared. According to analysis, the resulting product contains 0.81% nitrogen (Kjeldahlization), indicating a content of 5.3% N,N-DMAPA, expressed as maleimide. Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at 150 °C.
Příklad 18Example 18
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který je naroubována směs maleinanhydridu a 1-oktenuGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer onto which a mixture of maleic anhydride and 1-octene is grafted
V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladě 17 s tím rozdílem, že se použije 25,0 g kopolymerů ethylenu a propylenu, 3,75 g maleinanhydridu, 73,0 g o-DCB a 0,3169 g terc.butylperoxobenzoátu. Místo olefinické směsi použité v příkladě 17 se použije 4,50 g 1-oktenu.The procedure described in Example 17 is essentially repeated except that 25.0 g of ethylene-propylene copolymers, 3.75 g of maleic anhydride, 73.0 g of o-DCB and 0.3169 g of tert-butyl peroxobenzoate are used. Instead of the olefin mixture used in Example 17, 4.50 g of 1-octene are used.
Po skončení roubovací reakce a po vakuovém odpaření se tak jako v příkladě ,7 přidá 3,0 g Ν,Ν-DMAPA. Po 1 hodině se roztok odpaří za vakua při 155 °C a 66,7 Pa až do odstranění věech těkavých složek. Analýzou se zjisti obsah dusíku v konečném produktu (kjeldahlisací) 0,73 %, což ukazuje na obsah 4,8 % Ν,Ν-DMAP vyjádřeného jako maleinimid. Za použití standardního testu dispergace asfaltenů, popsaného shora se zjistí, že 0,0313 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.After the grafting reaction is complete and after vacuum evaporation, 3.0 g of N,N-DMAPA is added as in Example 7. After 1 hour, the solution is evaporated under vacuum at 155°C and 66.7 Pa until all volatile components are removed. Analysis shows that the nitrogen content of the final product (by Kjeldahl) is 0.73%, indicating a content of 4.8% N,N-DMAP expressed as maleimide. Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0313 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at 150°C.
Příklad 19Example 19
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který je naroubována smšs maleinanhydridu a N-vinylpyrrolidononuGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer to which a mixture of maleic anhydride and N-vinylpyrrolidinone is grafted
V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladě 17 s tím rozdílem, že se použije 25,0 g kopolymerů ethylenu a propylenu, 2,50 g maleinanhydridu, 73,0 g o-DCB a 0,3031 g terc.butylperoxobenzoátu. Místo olefinické směsi použité v příkladě 17 se použije N-vinylpyrrolidinonu (NVP). Při dalším zpracování reakční směsi se použije 3,0 g Ν,Ν-DMAPA. Analýzou se zjistí obsah dusíku v konečném produktu (kjeldahlisací) 1,00 %, což ukazuje na obsah 4,8 % Ν,Ν-DMAPA vyjádřeného jako maleinimid. Za použití standardního testu dispergace asfaltenů, popsaného shora se zjistí, že 0,0625 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.The procedure described in Example 17 is essentially repeated except that 25.0 g of ethylene-propylene copolymers, 2.50 g of maleic anhydride, 73.0 g of o-DCB and 0.3031 g of tert-butyl peroxybenzoate are used. N-vinylpyrrolidinone (NVP) is used instead of the olefin mixture used in Example 17. 3.0 g of N,N-DMAPA is used in the further processing of the reaction mixture. Analysis shows that the nitrogen content of the final product (by Kjeldahl) is 1.00%, indicating a content of 4.8% N,N-DMAPA expressed as maleimide. Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at 150°C.
Příklad 20Example 20
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který je naroubována směs maleinanhydridu a směsi methakrylátůGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer onto which a mixture of maleic anhydride and a mixture of methacrylates is grafted
V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladě 18 pouze s tlm rozdílem, že se použije 1,00 g maleinanhydridu a 0,2827 g terc.butylperoxobenzoátu. Místo 1-oktenu se použije směsi 5,70 g dodecylpentadecylmethakrylátu a 2,45 g cetyleikosylmethakrylátu. Při dalěím zpracování roubovaného produktu se použije 1,1 g Ν,Ν-DMAPA. Analýzou výsledných produktů (dva vzorky) se zjistí obsah dusíku podle Kjeldahla 0,61 a 0,63 Si, což ukazuje, že obsah Ν,Ν-DMAPA vyjádřený jako maleinimid je 2,3 Ž. Za použiti standardního testu dispergace asfaltenů popsaného shora se zjistí, že 0,0625 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.The procedure described in Example 18 is essentially repeated with the only difference that 1.00 g of maleic anhydride and 0.2827 g of tert-butyl peroxybenzoate are used. Instead of 1-octene, a mixture of 5.70 g of dodecylpentadecyl methacrylate and 2.45 g of cetylecosyl methacrylate is used. In the further processing of the grafted product, 1.1 g of N,N-DMAPA is used. Analysis of the resulting products (two samples) shows a Kjeldahl nitrogen content of 0.61 and 0.63 Si, indicating that the N,N-DMAPA content expressed as maleimide is 2.3 Z. Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer product disperses 0.4% of asphaltenes at 150 °C.
P ř 1 k 1 a d y 21 až 27Examples 21 to 27
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který je naroubována směs maleinanhydridu a tetradecenuGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer onto which a mixture of maleic anhydride and tetradecene is grafted
2,23,32,23,3
V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladě ,8 pouze s tím rozdílem, že se použije ,00 g kopolymeru ethylenu a propylenu, 10,0 g maleinanhydridu, 192 g o-DCB a 1,3877 g terc.butylperoxobenzoátu. Po vakuovém odehnání těkavých složek se roubovaný polymer nechá reagovat s aminy uvedenými v tabulce II způsobem uvedeným v příkladě 18. Výsledné produkty mají obsah dusíku podle Kjeldahla (N^) a hodnotu standardního testu dispergace asfaltenů uvedené v tabulce II.The procedure described in Example 8 is essentially repeated except that 0.00 g of ethylene-propylene copolymer, 10.0 g of maleic anhydride, 192 g of o-DCB and 1.3877 g of tert-butyl peroxybenzoate are used. After vacuum stripping of the volatile components, the grafted polymer is reacted with the amines listed in Table II as described in Example 18. The resulting products have the Kjeldahl nitrogen content (N^) and the standard asphaltene dispersion test value listed in Table II.
Tabulka IITable II
Příklad 28Example 28
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který ja naroubována směs maleinanhydridu a diisobutylenuGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer to which a mixture of maleic anhydride and diisobutylene is grafted
V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladě 19 s tím rozdílem, že se použije 2,86 g diisobutylenu místo NVP. Analýzou se zjistí, že konečný produkt obsahuje 0,47 % dusíku podle Kjeldahla, což ukazuje, že obsah Ν,Ν-DMAPA, vyjádřený jako maleinimid je 3,06 %. Za použití standardního testu dispergace asfaltenů popsaného shora se zjistí, že 0,0625 g polymerního produktu disperguje 0,4 % asfaltenů při ,50 °C.The procedure described in Example 19 is essentially repeated except that 2.86 g of diisobutylene is used instead of NVP. Analysis shows that the final product contains 0.47% Kjeldahl nitrogen, indicating that the N,N-DMAPA content, expressed as maleimide, is 3.06%. Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer product disperses 0.4% asphaltenes at .50°C.
Příklad 29Example 29
Roubovaný kopolymer obsahující jako polymer hlavních řetězců ethylen/propylenový kopolymer, na který je naroubována směs maleinanhydridu a CEMAGraft copolymer containing as the main chain polymer an ethylene/propylene copolymer onto which a mixture of maleic anhydride and CEMA is grafted
V podstatě se opakuje postup popsaný v příkladě ,9 s tím rozdílem, že se použije 5,00 g cetjleikonylmethakrylátu (CEMA) místo ,-oktenu a při dodatečné reakci se použije místo Ν,Ν-DMAPA 1,87 g 3-aminopropylmorfolinu (3-AM). Analýzou výsledného produktu se zjistí, že cbsah dusíku (podle Kjeldahla) je 1,11 %, což ukazuje na obsah 8,97 % 3-APM ve formě maleinimidu. Za použití shora popsané standardní zkoušky dispergace asfaltenů se zjistí, že 0,0625 g polymerní látky disperguje 0,4 % asfaltenů při 150 °C.The procedure described in Example 9 is essentially repeated except that 5.00 g of cetyl ethylene methacrylate (CEMA) is used instead of octene and 1.87 g of 3-aminopropylmorpholine (3-AM) is used instead of N,N-DMAPA in the additional reaction. Analysis of the resulting product shows that the nitrogen content (according to Kjeldahl) is 1.11%, indicating a content of 8.97% 3-APM in the form of maleimide. Using the standard asphaltene dispersion test described above, it is found that 0.0625 g of the polymer disperses 0.4% asphaltenes at 150°C.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS806214A CS212313B2 (en) | 1977-12-05 | 1980-09-12 | A method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to a lubricating oil or hydrocarbon motor fuel |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/857,079 US4160739A (en) | 1977-12-05 | 1977-12-05 | Polyolefinic copolymer additives for lubricants and fuels |
| CS788032A CS212312B2 (en) | 1977-12-05 | 1978-12-05 | Lubricating or fuelling mixture |
| CS806214A CS212313B2 (en) | 1977-12-05 | 1980-09-12 | A method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to a lubricating oil or hydrocarbon motor fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS212313B2 true CS212313B2 (en) | 1982-03-26 |
Family
ID=25746548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS806214A CS212313B2 (en) | 1977-12-05 | 1980-09-12 | A method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to a lubricating oil or hydrocarbon motor fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS212313B2 (en) |
-
1980
- 1980-09-12 CS CS806214A patent/CS212313B2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0002286B1 (en) | Lubricant or fuel | |
| US6531547B1 (en) | Vinyl aromatic-(vinyl aromatic-co-acrylic) block copolymers prepared by stabilized free radical polymerization | |
| EP0787158B1 (en) | methods for the manufacture of polar grafted polyolefines | |
| US4161452A (en) | Polyolefinic copolymer additives for lubricants and fuels | |
| SU843767A3 (en) | Lubricating composition | |
| US5523008A (en) | Polar grafted polyolefins, methods for their manufacture, and lubricating oil compositions containing them | |
| EP0225048B1 (en) | Multifunctional viscosity improver | |
| US4533482A (en) | Hydrogenated diolefin-lower alkyl acrylate or methacrylate viscosity index improving copolymers for lubricating oils | |
| EP0087234B1 (en) | Ashless dispersant compounds, their preparation, and their use in providing dispersancy in lubricating oils or liquid fuels | |
| CA2013891C (en) | Dispersant polymethacrylate viscosity index improvers | |
| US6472353B1 (en) | Dispersant-viscosity improvers for lubricating oil compositions | |
| US4292185A (en) | Polymeric additive for lubricants and fuels | |
| EP0203991B1 (en) | Polymeric compositions, oil compositions containing said polymeric compositions, transmission fluids and hydraulic fluids | |
| CS212313B2 (en) | A method for preparing a graft copolymer suitable as an additive to a lubricating oil or hydrocarbon motor fuel | |
| AU624227B2 (en) | Graft copolymers and lubricants containing such as dispersant-viscosity improvers | |
| EP1137682B1 (en) | Dispersant-viscosity improvers for lubricating oil compositions | |
| US5135671A (en) | Multifunctional viscosity index improver containing units from unsaturated chlorides and aromatic amines | |
| CZ341095A3 (en) | Additive mutigrade engine and lubricating oil compositions | |
| EP0430528A1 (en) | Lube oil additive package containing viscosity index improver |