JP2847120B2 - オレフィンオリゴマーの製造方法 - Google Patents

オレフィンオリゴマーの製造方法

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JP2847120B2 JP2119894A JP11989490A JP2847120B2 JP 2847120 B2 JP2847120 B2 JP 2847120B2 JP 2119894 A JP2119894 A JP 2119894A JP 11989490 A JP11989490 A JP 11989490A JP 2847120 B2 JP2847120 B2 JP 2847120B2
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はオレフィンオリゴマーの製造方法に関し、詳
しくは潤滑油基材などとして有用な低粘度のオレフィン
オリゴマーを収率よく製造する方法に関するものであ
る。
[従来の技術] オレフィン、殊に炭素数6〜12のα−オレフィンを重
合して得られるオレフィンオリゴマーは、潤滑油基材と
して有用である。これら潤滑油のうち、自動車エンジン
油などの用途分野においては、燃料消費量の低減化と共
に低温流動性の向上が要求されており、このため潤滑油
の低粘度化が図られている。
このような潤滑油基材に供されるオレフィンオリゴマ
ーの製造方法として、これまでに塩化アルミニウムや三
フッ化ホウ素などのルイス酸を触媒として、オレフィン
をカチオン重合して製造する方法が知られている。
ところが、この塩化アルミニウムを触媒とする製造方
法においては、これまでに高粘度のオレフィンオリゴマ
ーしか得られていないのが実情であった。
一方、三フッ化ホウ素を触媒とする製造方法において
は、アルコール、水またはカルボン酸を助触媒として用
い、オレフィンオリゴマーを製造する方法が知られてい
る(米国特許第3382291号公報、米国特許第3763244号公
報、特開昭49−11804号公報)。
これらの製造方法によれば、比較的低粘度のオレフィ
ンオリゴマーが得られるという利点を有するが、100℃
における粘度が4センチストークス(cSt)程度の低粘
度オレフィンオリゴマーを得ようとする場合、アルコー
ルまたは水を助触媒とする方法ではオレフィンオリゴマ
ーの収率がきわめて低いという欠点があった。また、カ
ルボン酸を助触媒とする方法では、前者の方法に比べて
収率は幾分向上するもののいまだ低収率であり、かつ多
量の助触媒を必要とし、重合温度を極力低く保持する必
要があるなどの不都合があり、効率のよい製造方法とは
言えなかった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、低粘度のオレフィンオリゴマーを高収率で
製造すると共に、触媒使用量の低減化を図り、しかも得
られるオレフィンオリゴマーの粘度を自在に制御するこ
とのできるオレフィンオリゴマーの製造方法を提供する
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、前記目的を達成するために、三フッ化
ホウ素触媒と共に用いる助触媒について種々検討を重ね
た結果、アルコールとカルボン酸とを併用することによ
って、低粘度のオレフィンオリゴマーを高収率で得るこ
とができ、しかも触媒の使用量も低減され、得られるオ
レフィンオリゴマーの粘度を制御しうるということを見
い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。
すなわち、本発明によれば、三フッ化ホウ素を触媒と
して、オレフィンを重合する方法において、助触媒とし
てアルコールおよびカルボン酸を用いることを特徴とす
るオレフィンオリゴマーの製造方法が提供される。
また、助触媒であるアルコールおよびカルボン酸
は、、それぞれ三フッ化ホウ素と錯体を形成することか
ら、本発明は、三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素−アル
コール錯体および三フッ化ホウ素−カルボン酸錯体を触
媒として、オレフィンを重合することを特徴とするオレ
フィンオリゴマーの製造方法をも提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いる原料のオレフィンについては特
に制限はなく、炭素数2以上のオレフィンであれば、α
−オレフィン、内部オレフィンまたはこれらの混合物で
あっても用いることができる。望ましいオレフィンとし
ては炭素数6〜18のα−オレフィンであり、より望まし
くは、炭素数8〜14のα−オレフィンである。
これらのオレフィンを、三フッ化ホウ素を触媒とし、
アルコールおよびカルボン酸を助触媒として用い、また
は、三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素−アルコール錯体
および三フッ化ホウ素−カルボン酸錯体を触媒として用
いて重合し、オレフィンオリゴマーを製造する。
触媒である三フッ化ホウ素、助触媒であるアルコール
およびカルボン酸の使用割合に特に制限はないが、通常
は、三フッ化ホウ素/アルコールおよびカルボン酸のモ
ル比が1.01以上、好ましくは1.02〜1.30とするのが望ま
しい。
ここにおいて、アルコール/カルボン酸のモル比は0.
5〜20、好ましくは1〜10とするのが望ましい。
また、触媒である三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素−
アルコール錯体および三フッ化ホウ素−カルボン酸錯体
の使用割合についても特に制限はないが、通常は、三フ
ッ化ホウ素/三フッ化ホウ素錯体のモル比が0.01以上、
好ましくは0.02〜0.30とするのが望ましい。ここに該錯
体のモル比は該錯体に含有されるアルコールとカルボン
酸の合計モル数で、三フッ化ホウ素のモル数を割って計
算される。
さらに、三フッ化ホウ素−アルコール錯体/三フッ化
ホウ素−カルボン酸錯体のモル比は0.5〜20、好ましく
は1〜10とするのが望ましい。ここに該錯体のモル比は
該錯体に含有されるアルコールとカルボン酸のモル比で
計算される。
本発明においては、このアルコール/カルボン酸のモ
ル比または三フッ化ホウ素−アルコール錯体/三フッ化
ホウ素−カルボン酸錯体のモル比を変化させることによ
って、得られるオレフィンオリゴマーの粘度を制御する
ことができ、所望の粘度を有するオレフィンオリゴマー
を得ることができる。
本発明においては、触媒である三フッ化ホウ素、助触
媒であるアルコールおよびカルボン酸をそれぞれ反応系
内に導入して、オレフィンの重合反応を行わせてもよ
く、別途、三フッ化ホウ素−アルコール錯体および三フ
ッ化ホウ素−カルボン酸錯体を調製し、これら錯体を三
フッ化ホウ素と共に反応系内に導入して、オレフィンの
重合反応を行わせてもよい。
錯体生成の際の発熱量が大きいので、最初から錯体を
仕込む方法が反応熱の除去が容易である点で望ましい。
全触媒の使用量に特に制限はないが、通常はオレフィ
ンに対し、0.05〜10.0重量%、好ましくは0.1〜5.0重量
%である。
助触媒である、または三フッ化ホウ素と錯体を形成す
るアルコールとしては特に制限はなく、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、n−ブチルアルコール、オクチ
ルアルコールなどを挙げることができる。
さらに、助触媒である、または三フッ化ホウ素と錯体
を形成するカルボン酸としては、有機カルボン酸であれ
ば特に制限はなく、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草
酸、オクチル酸などを挙げることができる。
これら三フッ化ホウ素錯体は、アルコールまたはカル
ボン酸中へ三フッ化ホウ素ガスを吹き込むことによって
容易に調製することができる。
重合にあたって、溶媒は特に必要としないが、所望に
より四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレンなどのハ
ロゲン化炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなど
の鎖状飽和炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘ
キサンなどの脂環式炭化水素を用いることができる。
重合条件も特に制限的ではないが、通常は−20〜90
℃、好ましくは−10〜60℃の温度、三フッ化ホウ素の張
り込み圧力として0〜35kg/cm2G、好ましくは0.05〜5kg
/cm2Gが採用される。
重合時間としては0.25〜8時間、好ましくは0.5〜4
時間で充分である。
重合終了後、重合生成物から触媒を除去してオレフィ
ンオリゴマーを取得する。
まず、三フッ化ホウ素の除去手段としては種々のもの
が挙げられるが、重合生成物を大気圧未満に減圧して除
去する方法、重合生成物に窒素、アルゴン、ヘリウムな
どの不活性ガスを吹き込んで除去する方法および重合生
成物を大略80℃以下に加熱して除去する方法が好まし
い。
次いで、このようにして三フッ化ホウ素を除去した重
合生成物を分離してオレフィンオリゴマーと三フッ化ホ
ウ素錯体を得る。このときの分離手段としては沈殿分離
や遠心分離が好ましい。
この重合終了後の処理は、前記の工程手順を経ること
に限られるものではなく、まず重合生成物を分離してオ
レフィンオリゴマーと触媒成分を得、次いで三フッ化ホ
ウ素を除去するなどの工程を採用してもよい。
除去回収された三フッ化ホウ素はそのまま、オレフィ
ンの重合触媒として再使用される。また、分離回収され
た三フッ化ホウ素錯体も活性低下を来すことなく、その
まま、オレフィンの重合触媒として再使用できるもので
ある。
本発明によって得られるオレフィンオリゴマーは、10
0℃における動粘度が3〜6センチストークスの比較的
低粘度のオリゴマーであり、−50℃以下の低流動点、10
0以上の粘度指数を有する低揮発性のオレフィンオリゴ
マーである。
[実施例] 以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに
詳しく説明する。
実施例1 撹拌機、冷却器、温度計およびガス導入管を備えた重
合用フラスコを乾燥窒素ガスにより置換した後、1−デ
セン100mlとn−ブタノール0.41ml、n−吉草酸0.40ml
を入れた。20℃まで冷却した後、三フッ化ホウ素ガスの
吹き込みを開始した。20℃に保つように冷却しながら2
時間吹き込んだ。吹き込み終了後、5%アンモニア水10
0mlを加えて触媒を失活させた後、水洗、乾燥し、未反
応オレフィンおよび低分子量オリゴマーを留去してオレ
フィンオリゴマーを得た。このときの重合条件、得られ
たオレフィンオリゴマーの収率および性状を第1表に示
す。
実施例2 撹拌機、冷却器、温度計およびガス導入管を備えた重
合用フラスコを乾燥窒素ガスにより置換した後、1−デ
セン100mlと三フッ化ホウ素−n−ブタノール錯体(モ
ル比1:1)0.55ml、三フッ化ホウ素−n−吉草酸錯体
(モル比1:1)0.55mlを入れた。20℃まで冷却した後、
三フッ化ホウ素ガスを吹き込み重合を開始した。20℃に
保つように冷却しながら2時間重合した。重合終了後、
5%アンモニア水100mlを加えて触媒を失活させた後、
水洗、乾燥し、未反応オレフィンおよび低分子量オリゴ
マーを留去してオレフィンオリゴマーを得た。このとき
の重合条件、得られたオレフィンオリゴマーの収率およ
び性状を第1表に示す。
実施例3〜5 触媒量または重合温度を変化させた以外は実施例2と
同様の操作を行った。このときの重合条件、得られたオ
レフィンオリゴマーの収率および性状を第1表に示す。
比較例1〜4 実施例2において用いた2種の錯体に代えて、三フッ
化ホウ素−n−ブタノール錯体(モル比1:1)を使用
し、重合条件を変化させた以外は実施例1と同様の操作
を行った。このときの重合条件、得らたオレフィンオリ
ゴマーの収率および性状を表1に示す。
比較例5〜8 実施例2において用いた2種の錯体に代えて、三フッ
化ホウ素−n−吉草酸錯体を使用し、重合条件を変化さ
せた以外は実施例2と同様の操作を行った。このときの
重合条件、得られたオレフィンオリゴマーの収率および
性状を表1に示す。
実施例6および比較例9 オレフィンを1−オクテンとし、重合条件を変化させ
た以外は実施例2と同様の操作を行った。このときの重
合条件、得られたオレフィンオリゴマーの収率および性
状を第2表に示す。
実施例7および比較例10 オレフィンを1−ドデセンとし、重合条件を変化させ
た以外は実施例2と同様の操作を行った。このときの重
合条件、得られたオレフィンオリゴマーの収率および性
状を第2表に示す。
[発明の効果] 本発明によれば、低粘度のオレフィンオリゴマーを高
収率で製造することができ、しかも触媒の使用量の低減
化が図られ、かつ得られるオレフィンオリゴマーの粘度
を制御することのできるオレフィンオリゴマーの製造方
法が提供される。
このため、特に低温流動性の向上が求められている自
動車エンジン油の基材として、すぐれたオレフィンオリ
ゴマーを提供することができる。
また、本発明によって得られるオレフィンオリゴマー
は、前記のほかガスタービンエンジン油、航空機作動
油、絶縁油などの潤滑油基油の原料としてもすぐれたも
のであり、これらオレフィンオリゴマーを水素添加処理
することによって良好な潤滑油基油とすることができ
る。
したがって、潤滑油製造工業および潤滑油利用分野に
寄与するところきわめて多大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−11804(JP,A) 特開 昭53−84089(JP,A) 特公 昭48−23404(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 11/02 - 11/13 C07C 2/06 - 2/34

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】三フッ化ホウ素を触媒として、オレフィン
    を重合する方法において、助触媒としてアルコールおよ
    びカルボン酸を用いることを特徴とするオレフィンオリ
    ゴマーの製造方法。
  2. 【請求項2】三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素−アルコ
    ール錯体および三フッ化ホウ素−カルボン酸錯体を触媒
    として、オレフィンを重合することを特徴とするオレフ
    ィンオリゴマーの製造方法。
  3. 【請求項3】オレフィンが、炭素数6以上である請求項
    1または2記載のオレフィンオリゴマーの製造方法。
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