具有低粘度和高粘度指数的封端的油溶性聚亚烷基二醇制造技术

一种封端的油溶性聚亚烷基二醇，其具有以下结构：R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低粘度和高粘度指数的封端的油溶性聚亚烷基二醇
本专利技术涉及一种封端的油溶性聚亚烷基二醇，其具有在100℃下低于4.5厘沲的运动粘度和大于150的粘度指数。
技术介绍
在润滑剂工业中的宏观趋势是探索和开发提供比当前基础油低的粘度但是优选具有较高粘度指数值的基础流体。含有较低粘度基础油的配制品可在设备内部提供较低的摩擦损耗并因此提供改进的能量效率。现今大多数润滑剂组合物使用烃油作为基础油。然而，众所周知的是随着烃油的粘度降低，粘度指数通常也降低。期望有一种在100℃下运动粘度小于4.5厘沲(cSt)，优选为4cSt或更小并且粘度指数大于150的基础油。现今API(美国石油学会)第I族和第II族烃油具有在100℃下4.5cSt或更小的运动粘度为并且具有在80到120或更低范围内粘度指数值。合成烃如聚α-烯烃具有稍微较高的值。举例来说，来自雪佛龙菲利普斯(ChevronPhillips)的SynfluidPAO-4具有在100℃下4cSt的运动粘度和124的粘度指数值。传统的聚亚烷基二醇(PAG)(如环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的共聚物和环氧丙烷的均聚物)提供比对于类似粘度等级的烃油高的粘度指数值。然而，粘度指数仍随着PAG的粘度而降低。用烷基或芳基封端这些聚合物(EO和/或PO类型)可增加其粘度指数值约20到50个单位。举例来说，其中甲基封端的具有在100℃下5cSt到20cSt的运动粘度的PAG使得粘度指数比未封端的PAG增加20到50以得到180到250的值。环氧乙烷和环氧丙烷的封端的PAG的缺点为润滑剂配制品的昂贵组分。另一个主要缺点为它们在较高处理水平下(例如，大于10重量％)不可溶于烃油。因此，它们在烃油中无法用作共基础油。为了克服烃溶解度难题，开发了称为油溶性聚亚烷基二醇(OSP)的新的聚亚烷基二醇范围。OSP含有作为结构单元的1,2-环氧丁烷。现在存在可商购的其为十二烷醇引发的PO/BO(50/50重量比)共聚物的OSP族。聚合物的一端用十二烷醇基团终止而另一端具有游离的羟基。它们的商品名为UCONTMOSP-18、UCONTMOSP-32、UCONTMOSP-46、UCONTMOSP-68、UCONTMOSP-150和UCONTMOSP-220(UCON为联合碳化物公司(UnionCarbideCorporation)的商标)。然而，低粘度OSP具有非常低的粘度指数值。举例来说，UCONOSP-18具有在100℃下4cSt的运动粘度和123的粘度指数值。期望具有在100℃下4.5cSt或更小，优选4cSt或更小的运动粘度和150的粘度指数。总的来说，希望实现油溶性聚亚烷基二醇的低运动粘度(在100℃下小于4.5cSt)以及高(高于150)粘度指数值。
技术实现思路
本专利技术提供一种实现油溶性聚亚烷基二醇的低运动粘度(在100℃下小于4.5cSt，优选4cSt或更小)以及高粘度指数值(大于150)的溶液。本专利技术是封端OSP可出乎意料地使其粘度指数值升高50个单位或更大的结果，这是在封端非油溶性OSP(例如，环氧乙烷和环氧丙烷的聚亚烷基二醇)的情况下观察到的粘度指数增加更大。因此，通过封端具有小于5cSt的运动粘度的未封端OSP(其通常具有期望地低粘度指数)，在100℃下的运动粘度可减小到小于4.5cSt，甚至4cSt或更小，而同时粘度指数可大大地增加以获得超过150的期望目标值。在第一方面中，本专利技术为具有以下结构的封端的油溶性聚亚烷基二醇：R1O-(AO)n-R2其中：R1为具有1到18个碳原子的直链或分支链烷基或芳基；AO是指选自所选择的1,2-环氧丁烷和1,2-环氧丙烷的单体的残基，使得至少50重量％的(AO)n组分为1,2-环氧丁烷残基；选择n来为未封端的聚亚烷基二醇提供在100℃下小于5厘沲的运动粘度；并且R2为具有1到8个碳原子的直链或分支链烷基或芳基，并且其中封端的油溶性聚亚烷基二醇的特征在于，具有在100℃下小于4.5厘沲的运动粘度和大于150的粘度指数。本专利技术可用作包含烃基础油的润滑流体的组分以增加润滑油的粘度指数而不大大增加运动粘度。具体实施方式“和/或(and/or)”意指“和，或可替代地”。除非另外指明，否则所有范围包括端点。除非日期用呈带有连字符的两位数形式的测试方法编号来指示，否则测试方法是指按此文件的优先权日最近的测试方法。参考测试方法含有参考测试协会和测试方法编号两者。测试方法组织由以下缩写中的一个来表示：ASTM是指ASTM国际(以前称为为美国测试与材料协会(AmericanSocietyforTestingandMaterials))；EN是指欧洲标准(EuropeanNorm)；DIN是指德国标准化学会(DeutschesInstitutfürNormung)；以及ISO是指国际标准化组织(InternationalOrganizationforStandards)。根据ASTMD7042测定运动粘度。根据ASTMD2270测定润滑剂组合物的粘度指数。根据ASTMD97测定倾点温度。根据ASTMD4274由OH(羟基)数测定未封端的油溶性聚亚烷基二醇聚合物的分子量，以克/摩尔(g/mol)为单位。通过加上封端剂的重量减去一来测定封端的油溶性聚亚烷基二醇聚合物的分子量。举例来说，甲基封端基团的分子量为15，但是由于甲基化学地取代在未封端的PAG上的氢，所以所得PAG的分子量由封端基团增加了15，但是由于被取代的氢的失去而减小一。如本文所使用，“残基”意指在聚合之后结合到聚合物中的单体或引发剂的部分。举例来说，在聚合聚亚烷基二醇中使用的醇引发剂的残基为醇盐(没有醇氢的醇)。通过在环氧丙烷中聚合形成的PAG中的环氧丙烷的残基为(-CH2CH(CH3)O-)。在使用1,2-环氧丁烷形成的PAG中1,2-环氧丁烷的残基为(-CH2CH(CH2CH3)O-)。本专利技术的封端的油溶性聚亚烷基二醇(封端的OSP)具有以下结构：R1O-(AO)n-R2R1O对应于在聚亚烷基二醇(PAG)的聚合期间使用的醇引发剂的残基。R1可为烷基或芳基并且可为直链或分支链的。R1具有一个或多个，优选两个或更多，三个或更多，四个或更多，五个或更多，六个或更多，七个或更多，八个或更多并且可具有十个或更多碳原子，并且同时具有18个或更少，优选16个或更少并且可具有14个或更少，13个或更少，甚至12个或更少的碳原子。合适的醇引发剂的实例(其中R1O可为残基)包括2-乙基己醇、十二烷醇和十三醇。(AO)n对应于聚亚烷基二醇组分并且包含总共n个选自1,2-环氧丁烷(BO)和1,2-环氧丙烷(PO)的单体的残基。每个AO单元独立地对应于BO或PO中任一者。BO残基占50重量％(wt％)或更多，并且可能75wt％或甚至100wt％的聚亚烷基二醇组分。当聚亚烷基二醇组分为BO和PO的共聚物时，那么共聚物可为嵌段共聚物或无规共聚物。聚亚烷基二醇组分理想地不含来自环氧乙烷的残基。选择在(AO)n中n的值以获得OSP的期望运动粘度和粘度指数。具体来说，选择BO残基和PO残基的数目以获得未封端的OSP在100℃下小于5cSt的运动粘度。“未封端的OSP”对应于以上结构，但是其中R2为氢。可容易地测定所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封端的油溶性聚亚烷基二醇，其具有以下结构：R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 US 62/0312011.一种封端的油溶性聚亚烷基二醇，其具有以下结构：R1O-(AO)n-R2其中：R1为具有1到18个碳原子的直链或分支链烷基或芳基；AO是指选自所选择的1,2-环氧丁烷和1,2-环氧丙烷的单体的残基，使得至少50重量％的所述(AO)n组分为1,2-环氧丁烷残基；选择n来为未封端的聚亚烷基二醇提供在100℃下小于5厘沲的运动粘度；并且R2为具有1到8个碳原子的直链或分支链烷基或芳基，并且其中所述封端的油溶性聚亚烷基二醇的特征在于具有在100℃下小于4.5厘沲的运动粘度和大于150的粘度指数。2.根据权利要求1所述的封端的油溶性聚亚烷基二醇，其中n为3到9的数。3.根据任一前述权利要求所述的封端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·克里德吉，M·R·格里夫斯，M·米尔特恩斯，R·范伍尔斯特，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US