合成润滑油基础油用茂金属聚-α烯烃催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种合成润滑油基础油用茂金属聚‑α烯烃催化剂，其结构包括取代芳香基、桥连原子、未取代或3单取代或3,6‑二位取代的5H‑茚并[1,2‑b]吡啶基或者未取代或3单取代或3,6‑二位取代的5H‑茚并[1,2‑b]硫代吡喃基、金属配位基。本发明专利技术茂金属聚‑α烯烃催化剂，结构稳定，催化效率高，本发明专利技术的制备方法操作简便、产率高、原料易得，成本低、环境污染小，易于工业化生产。

Metallocene poly alpha olefin catalyst for synthetic lube base oil and its preparation and Application

The present invention relates to a metallocene poly_alpha olefin catalyst for synthesis of lube base oils. Its structure includes substituted aromatic groups, bridged atoms, unsubstituted or 3-monosubstituted or 3,6_2-substituted 5H_indo [1,2_b] pyridyl groups, or unsubstituted or 3,6_2-substituted 5H_indo [1,2_b] thiopyranoic groups, gold. It belongs to the coordination group. The metallocene poly_alpha olefin catalyst of the invention has stable structure and high catalytic efficiency. The preparation method of the invention is simple in operation, high in yield, easy to obtain raw materials, low in cost, little environmental pollution and easy to industrialize production.

【技术实现步骤摘要】
合成润滑油基础油用茂金属聚-α烯烃催化剂及其制备和应用
本专利技术涉及一种催化剂，特别涉及一种茂金属聚-α烯烃催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚α-烯烃合成油(PAO)是一种性能优异的润滑油基础油，是目前合成发动机油、齿轮油和其他工业用油、脂中最广泛应用的基础油料之一，由其调制的合成油极大地扩展了润滑油脂在高温、低温、高负荷及其他苛刻条件下的应用范围，提供了优异的粘温性能、热氧化安定性、润滑及抗磨损性能和清净性，因而大大地延长了换油期，减缓了设备的腐蚀和磨损，降低了设备的维修周期，大大地提高了设备的利用率和使用寿命，为用户创造了丰厚的经济效益，同时又在环保和节能方面实现了很大的社会效益。因此，在当今许多最高档的润滑油品中PAO已普遍被优选作为润滑油的基础油。ExxonMobil公司是全世界生产聚α-烯烃的主要公司之一，2010年5月推出了使用茂金属催化剂合成工艺合成的新一代高粘度聚α-烯烃SpectraSynElite，为区别于常规PAO，这种新的PAO基础油被称为mPAO。通常情况下PAO分子拥有突出的基干，从基干以无序方式伸出长短不一的侧链。其分子结构可如下式简示。而mPAO采用茂金属催化剂合成工艺，茂金属为单活性中心催化剂，其独特的几何结构可得到很均一的化学产品，所以mPAO拥有梳状结构，不存在直立的侧链。与常规PAO相比这种形状拥有改进的流变特性和流动特征，从而可更好地提供剪切稳定性、较低的倾点和较高的粘度指数，特别是由于有较少的侧链而具有比常规PAO高得多的剪切稳定性。这些特性决定了mPAO的使用目标是高苛刻度的应用，包括动力传动系统和齿轮油、压缩机润滑油、传动液和工业润滑油。国外有关mPAO的合成与开发起步较早，世界各大公司如美孚、科聚亚和BP等都有自己的专利，尤其美孚、雪佛龙公司和日本出光近期已经实现了工业化生产并向市场推出了自己的产品，具体情况如表1所示。在PAO合成方面国内一直处于落后的局面，近几年上海纳克公司和孚科狮公司才完成了具有自主知识产权的PAO合成技术的研发并有相关产品的推出。但有关mPAO的研发却少有相关的研究和报道，目前这一领域的研发基本处于空白。聚α-烯烃合成油的性能除了与聚合原料有关外，很大程度上由其合成催化剂和合成工艺所决定。目前，主流PAO产品的合成大多采用非单活性中心催化剂，所得到的产品结构并不齐整，所以与单活性中心茂金属催化剂合成产品相比，粘温性能上有一定的差距。合成mPAO的茂金属催化剂主要有两大类：非桥联茂金属催化剂和桥联茂金属催化剂。采用非桥联茂金属催化剂所合成的产品为中低粘度的PAO，而采用桥联茂金属催化剂所得到的则为中高粘度的PAO。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种新型结构的合成润滑油基础油用茂金属聚-α烯烃催化剂及其制备方法和应用，主要以桥连硅或碳原子、3位单取代或者3，6位二取代的芴基或者5H-茚并[1,2-b]吡啶基或者5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基的过渡金属化合物。一方面，本专利技术提供了一种新型结构的合成润滑油基础油用茂金属聚-α烯烃催化剂。所述合成润滑油基础油用茂金属聚-α烯烃催化剂结构包括取代芳香基、桥连原子、未取代或3位单取代或者3，6位二取代的芴基或者未取代或5H-茚并[1,2-b]吡啶基或者未取代或5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基，金属配位基；所述催化剂的结构式为：其中：取代芳香基Ar为X为N或S；Y是桥连原子，为硅或碳；R1是环戊二烯上的取代基，为氟原子或者氢原子；R2是苯并噻吩上取代基，为氟原子或者氢原子；R3是吲哚上取代基，为氟原子或者氢原子；R4是桥连原子上的取代基，当桥连原子为硅时，为环己基，环戊基，环丁基；当桥连原子为碳时，为1，3，5-三取代或单取代二取代的苯基；R5是所述3单取代或3,6-二位取代的芴基或3单取代或3,6-二位取代的5H-茚并[1,2-b]吡啶基或3单取代或3,6-二位取代的5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基上的取代基，是卤素或碳原子数2～24的所有直链、支链的烷基；M为金属锆或铪或钛；L为与金属配位的卤素，根据金属的价位不同，卤素取代数目不同。根据本专利技术的具体实施方式，在所述催化剂中：1)所述芴基为下述群组中的基团之一：芴基、3-氟芴基、3，6-二氟芴基、3-溴芴基、3，6-二溴芴基、3-碘芴基、3，6-二碘芴基、3-乙基芴基、3，6-二乙基芴基、3-丙基芴基、3，6-二丙基芴基、3-丁基芴基、3，6-二丁基芴基、3-异丙基芴基、3，6-二异丙基芴基、3-异丁基芴基、3，6-二异丁基芴基、3-戊基芴基、3，6-二戊基芴基、3-异戊基芴基、3，6-二异戊基芴基、3-叔丁基芴基、3，6-二叔丁基芴基、3-烯丙基芴基、3，6-二烯丙基芴基、3-己基芴基、3，6-二己基芴基、3-异己基芴基、3，6-二异己基芴基、3-叔丁基乙基芴基、3，6-二叔丁基乙基芴基、3-庚基芴基、3，6-二庚基芴基、3-异庚基芴基、3，6-二异庚基芴基、3-叔丁基丙基芴基、3，6-二叔丁基丙基芴基、3-辛基芴基、3，6-二辛基芴基、3-异辛基芴基、3，6-二异辛基芴基、3-叔丁基丁基芴基、3，6-二叔丁基丁基芴基、3-十一烷基芴基、3，6-二-十一烷基芴基、3-十二烷基芴基、3，6-二-十二烷基芴基、3-十三烷基芴基、3，6-二-十三烷基芴基、3-十四烷基芴基、3，6-二-十四烷基芴基、3-十五烷基芴基、3，6-二-十五烷基芴基、3-十六烷基芴基、3，6-二-十六烷基芴基、3-十七烷基芴基、3，6-二-十七烷基芴基、3-十八烷基芴基、3，6-二-十八烷基芴基、3-十九烷基芴基、3，6-二-十九烷基芴基、3-二十烷基芴基、3，6-二-二十烷基芴基、3-二十一烷基芴基、3，6-二-二十一烷基芴基、3-二十二烷基芴基、3，6-二-二十二烷基芴基、3-二十三烷基芴基、3，6-二-二十三烷基芴基、3-二十四烷基芴基、3，6-二-二十四烷基芴基之一；2)所述5H-茚并[1,2-b]吡啶基为下述群组中的基团之一：5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-氟5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二氟5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-溴5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二溴5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-碘5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二碘5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-乙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二乙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-叔丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二叔丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-烯丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成润滑油基础油用茂金属聚‑α烯烃催化剂，其特征在于：所述催化剂结构包括取代芳香基、桥连原子、未取代或3单取代或3,6‑二位取代的5H‑茚并[1,2‑b]吡啶基或者未取代或3单取代或3,6‑二位取代的5H‑茚并[1,2‑b]硫代吡喃基、金属配位基，其结构式为：

【技术特征摘要】
2015.01.26 CN 2015100399533;2015.11.25 CN 201510831.一种合成润滑油基础油用茂金属聚-α烯烃催化剂，其特征在于：所述催化剂结构包括取代芳香基、桥连原子、未取代或3单取代或3,6-二位取代的5H-茚并[1,2-b]吡啶基或者未取代或3单取代或3,6-二位取代的5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基、金属配位基，其结构式为：其中：取代芳香基Ar为X为N或S；Y是桥连原子，为硅或碳；R1是环戊二烯上的取代基，为氟原子或者氢原子；R2是苯并噻吩上取代基，为氟原子或者氢原子；R3是吲哚上取代基，为氟原子或者氢原子；R4是桥连原子上的取代基，当桥连原子为硅时，为环己基，环戊基或环丁基；当桥连原子为碳时，为1，3，5-三取代或单取代二取代的苯基；R5是所述3单取代或3,6-二位取代的5H-茚并[1,2-b]吡啶基或3单取代或3,6-二位取代的5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基上的取代基，是卤素或碳原子数2～24的所有直链、支链的烷基；M为金属锆或铪或钛；L为与金属配位的卤素。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中：1)所述5H-茚并[1,2-b]吡啶基为下述群组中的基团之一：5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-氟5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二氟5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-溴5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二溴5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-碘5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二碘5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-乙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二乙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异戊基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-叔丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二叔丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-烯丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二烯丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-己基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二己基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异己基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异己基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-叔丁基乙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二叔丁基乙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-庚基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二庚基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异庚基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异庚基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-叔丁基丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二叔丁基丙基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-辛基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二辛基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-异辛基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二异辛基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-叔丁基丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二叔丁基丁基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十一烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十一烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十二烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十二烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十三烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十三烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十四烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十四烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十五烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十五烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十六烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十六烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十七烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十七烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十八烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十八烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-十九烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-十九烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-二十烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-二十烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-二十一烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-二十一烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-二十二烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-二十二烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-二十三烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-二十三烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3-二十四烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基、3，6-二-二十四烷基5H-茚并[1,2-b]吡啶基；2)所述5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基为下述群组中的基团之一:5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基、3-氟5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基、3，6-二氟5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基、3-溴5H-茚并[1,2-b]硫代吡喃基、3，6-二溴5H-茚并[...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东初，李兵，
申请(专利权)人：亚培烯科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33