疏松核星型聚合物及其润滑组合物制造技术

本发明专利技术涉及星型聚合物，所述星型聚合物具有由衍生自一种或多种多官能单体和一种或多种单官能单体的混合物的聚合物交联网络构成的核，且其中星型聚合物具有由衍生自一种或多种单官能单体的混合物的聚合物制备的臂，其中星型聚合物包含至少三个结合在核上的臂。本发明专利技术进一步涉及包含具有润滑粘度的油和所述星型聚合物的润滑组合物，以及用所述润滑组合物润滑机械装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及星型聚合物，所述星型聚合物具有由衍生自一种或多种多官能单体和一种或多种单官能单体的混合物的聚合物交联网络构成的核，且其中星型聚合物具有由衍生自一种或多种单官能单体的混合物的聚合物制备的臂，其中星型聚合物包含平均至少三个结合在核上的臂。本专利技术进一步涉及包含具有润滑粘度的油和所述星型聚合物的润滑组合物，以及用所述润滑组合物润滑机械装置的方法。专利技术背景已知包括星型聚合物在内的粘度改进剂在润滑剂领域中用于提供粘度指数性能、如通过布氏粘度描述的低温性能和如通过在40℃和100℃下的运动粘度性能表示的较高温度性能。粘度改进剂性能在多种机械装置中观察到，包括液压系统、传动系统和内燃机。星型聚合物更详细地描述于大量专利申请中。WO 04/087850和WO 07/025837公开了含有嵌段共聚物的润滑组合物，所述嵌段共聚物由RAFT(可逆加成断裂转移)或ATRP(原子转移自由基聚合)聚合方法制备。国际申请WO 06/047393、WO 06/047398、WO 07/127615(US60/745422)、WO 07/127660(US60/745420)、WO 07/127663(US60/745417)和WO 07/127661(US60/745425)都公开了用于润滑剂的RAFT聚合物。RAFT聚合物能给润滑剂增稠。国际申请WO 96/23012公开了由丙烯酸或甲基丙烯酸系单体制备的星型支化聚合物。该聚合物具有衍生自多元醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的核或核芯。另外，该聚合物具有使它们用于润滑油组合物的分子量和其它物理特征。所公开的星型支化聚合物通过阴离子聚合技术制备。EP 979 834的星型聚合物需要5-10重量％(甲基)丙烯酸C16-30烷基酯和5-15重量％甲基丙烯酸丁酯。具有以5重量％或更多存在的(甲基)丙烯酸C16-30烷基酯单体的粘度指数改进剂具有降低的低温粘度性能，因为该聚合物具有蜡质结构。美国专利5,070,131公开了具有改进的剪切稳定性指数的齿轮油组合物，所述组合物基本由齿轮油、包含氢化星型聚合物的粘度指数改进剂组成，所述氢化星型聚合物包含至少4个臂，所述臂在氢化以前包含聚合的共轭二烯单体单元，且臂具有3,000-15,000的数均分子量。仍需要可提供改进的粘度指数和/或低温性能的粘度改进添加剂。可以较低的总处理率提供与现有添加剂相当的性能或者类似优点的更有效添加剂是添加剂工业中非常理想的。专利技术概述本专利技术涉及一类新星型聚合物，所述星型聚合物可作为润滑剂添加剂用于提供在润滑剂中在粘度指数、燃料经济性、低温粘度、油溶性、储存稳定性、剪切稳定性或其一些组合方面的改进性能。改进的性能可不仅包括在直接测试和与现有技术和添加剂相对比更好的结果和成果，而且包括在较低的总处理率下本专利技术提供的相当结果和成果。换言之，在一些实施方案中，本专利技术添加剂可能比现有技术更有效，使润滑剂组合物以添加剂量的一部分得到类似的性能，代表了该技术中非常理想的进步。本专利技术涉及具有星型结构的聚合物，所述聚合物由结合在至少三个臂上的核或者至少平均至少三个臂构成。星型聚合物的核为衍生自如下单体的混合物的交联网络：(a)一种或多种多官能单体；和(b)一种或多种单官能单体。该核也可描述为聚合物交联网络，但应当理解它实际上是由混合物单体形成的网络，其具有与网络核连接和从网络核中伸出的聚合物臂。如本文所用，核可描述为交联网络、反应单体的交联网络或聚合物交联网络。星型聚合物的臂为衍生自(i)一种或多种单官能单体的聚合物链。星型聚合物的臂衍生自包含聚合物臂前体的聚合物混合物，所述前体由(i)一种或多种单官能单体制备，其中所述前体包含至少一个反应性端基。在一些实施方案中，星型聚合物的臂为衍生自如下组分的聚合物：(i)一种或多种单官能单体、(ii)链转移剂和(iii)引发剂。在一些实施方案中，星型聚合物具有约70,000-1,100,000的数均分子量。在一些实施方案中，星型聚合物的核具有约8,000-50,000的数均分子量。在一些实施方案中，星型聚合物的臂具有约4,000、5,000或者甚至8,000至50,000的数均分子量。在一些实施方案中，星型聚合物具有约6或8至22个臂。本专利技术提供所述星型聚合物，其中组分(a)的多官能单体包含亚烷基二醇二甲基丙烯酸酯、三羟烷基链烷烃三甲基丙烯酸酯、二-链烷烃二醇二甲基丙烯酸酯或其组合，其中烷基、羟烷基、亚烷基和链烷烃基团各自独立地包含1-20个碳原子。本专利技术提供所述星型聚合物，其中组分(b)的多官能单体包含甲基丙烯酸烷基酯单体，其中烷基包含1-20个碳原子。本专利技术提供所述星型聚合物，其中组分(i)的单官能单体包含甲基丙烯酸烷基酯单体，其中烷基包含1-20个碳原子。本专利技术提供所述星型聚合物，其中组分(ii)的链转移剂包含三硫代碳酸酯，所述三硫代碳酸酯包含至少一个能够形成适于引发自由基聚合的自由基物种的基团。本专利技术提供所述星型聚合物，其中组分(iii)的引发剂包含过氧引发剂或偶氮引发剂，例如偶氮双异丁腈(AIBN)。本专利技术进一步提供包含具有润滑粘度的油和本文所述任何星型聚合物的润滑剂组合物。本专利技术进一步提供制备星型聚合物的方法，其包括步骤：(I)在45℃或更高的温度的温度下使(i)一种或多种单官能单体反应；其中步骤I的反应得到聚合物臂前体，其会形成所述星型聚合物的臂，其中所述前体包含至少一个反应性端基；和(II)在45℃或更高的温度的温度下使(a)一种或多种多官能单体；(b)一种或多种单官能单体；和(c)步骤I的反应产物反应；其中步骤II的反应得到包含结合在至少三个臂上的核的星型聚合物，其中星型聚合物的核包含衍生自单体(a)和(b)的混合物的聚合物交联网络。本文所述制备星型聚合物的方法可用于制备本文所述任何星型聚合物。在一些实施方案中，步骤(I)包括在45℃或更高的温度下使(i)一种或多种单官能单体、(ii)链转移剂和(iii)引发剂反应；其中步骤(I)的反应得到聚合物臂前体，所述聚合物臂前体会形成所述星型聚合物的臂，其中所述前体包含至少一个反应性端基。本专利技术进一步提供润滑机械装置的方法，所述方法包括向机械装置中供入任何本文所述润滑组合物。获益于本文所述润滑组合物的使用和润滑方法的机械装置包括内燃机、液压设备、手动或自动变速器、工业齿轮、车辆齿轮(或车轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
星型聚合物，其中所述星型聚合物包含结合在至少三个臂上的核；其中星型聚合物的核包含衍生自单体混合物的聚合物交联网络，所述单体混合物包含：(a)一种或多种多官能单体；和(b)一种或多种单官能单体；且其中星型聚合物的臂衍生自聚合物混合物，所述聚合物混合物包含由(i)一种或多种单官能单体制备的聚合物臂前体，其中所述前体包含至少一个反应性端基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.20 US 61/684,8801.星型聚合物，其中所述星型聚合物包含结合在至少三个臂上的核；
其中星型聚合物的核包含衍生自单体混合物的聚合物交联网络，所述单体
混合物包含：
(a)一种或多种多官能单体；和
(b)一种或多种单官能单体；且
其中星型聚合物的臂衍生自聚合物混合物，所述聚合物混合物包含由(i)一
种或多种单官能单体制备的聚合物臂前体，其中所述前体包含至少一个反
应性端基。
2.根据权利要求1的星型聚合物，其中星型聚合物的臂包含衍生自如
下组分的混合物的聚合物：(i)一种或多种单官能单体；(ii)链转移剂；和(iii)
引发剂。
3.根据权利要求1的星型聚合物，其中组分(a)的多官能单体包含亚烷
基二醇二甲基丙烯酸酯、三羟烷基链烷烃三甲基丙烯酸酯、二-链烷烃二醇
二甲基丙烯酸酯或其组合，其中烷基、羟烷基、亚烷基和链烷烃基团各自
独立地包含1-20个碳原子；且
其中组分(b)的单官能单体包含甲基丙烯酸烷基酯单体，其中烷基包含1-20
个碳原子。
4.根据权利要求2的组合物，其中组分(i)的单官能单体包含甲基丙烯
酸烷基酯单体，其中烷基包含1-20个碳原子；且
其中组分(ii)的链转移剂包含RAFT链转移剂，所述RAFT链转移剂包含
至少一个能够形成适于引发自由基聚合的自由基物种的基团；且
其中组分(iii)的引发剂包含过氧引发剂或AIBN。
5.根据权利要求1的组合物，其中：
组分(a)构成星型聚合物的0.1-35重量％；
组分(b)构成星型聚合物的0.9-35重量％；
组分(i)构成星型聚合物的30-99重量％。
6.润滑剂组合物，其包含具有润滑粘度的油和星型聚合物，其中所述

\t星型聚合物包含结合在至少三个臂上的核；
其中星型聚合物的核包含衍生自单体混合物的聚合物交联网络，所述单体
混合物包含：
(a)一种或多种多官能单体；和
(b)一种或多种单官能单体；
其中星型聚合物的臂衍生自聚合物混合物，所述聚合物混合物包含由(i)一
种或多种单官能单体制备的聚合物臂前体，其中所述前体包含至少一个反
应性端基。
7.根据权利要求1的星型聚合物，其中星型聚合物的臂包含衍生自如
下组分的混合物的聚合物：(i)一种或多种单官能单体；(ii)链转移剂；和(iii)
引发剂。
8.根据权利要求6组合物，其中组分(a)的多官能单体包含亚烷基二醇
二甲基丙烯酸酯、三羟烷基链烷烃三甲基丙烯酸酯、二-链烷烃二醇二甲基
丙烯酸酯或其组合，其中烷基、羟烷基、亚烷基和链烷烃基团各自独立地
包含1-20个碳原子；且
其中组分(b)的单官能单体包含甲基丙烯酸烷基酯单体，其中烷基包含1-20
个碳原子。
9.根据权利要求7的组合物，其中组分(i)的单官能单体包含甲基丙烯
酸烷基酯单体，其中烷基包含1-20个碳原子；
其中组分(ii)的链转移剂包含三硫代碳酸酯，所述三硫代碳酸酯包含至少一
个能够形成适于引发自由基聚合的自由基物种的基团；且
其中组分(iii)的引发剂包含过氧引发剂或AIBN。
10.根据权利要求6的组合物，其中：
具有润滑粘度的油构成润滑剂组合物的1-99重量％且星型聚合物构成润滑
剂组合物的99-1重量％，其中：

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·约翰逊，B·J·朔贝尔，
申请(专利权)人：路博润公司，
类型：发明
国别省市：美国;US