润滑油粘度指数改进剂的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种润滑油粘度指数改进剂（Ⅶ）的生产方法，通过采用先向反应釜中加入基础油，边搅拌边加热至８０℃－低于１００℃时，加入乙丙共聚物，再升高温度至１００℃－２００℃，使乙丙共聚物完全溶解；然后在温度为１７１℃－２７０℃条件下，向反应釜中加入可控降解催化剂，反应０．５小时－１０小时再补入基础油搅拌均匀后既得润滑油粘度指数改进剂。主要解决现有技术中润滑油粘度指数改进剂价格过高，或者增稠能力、剪切稳定性、油品清净性不能兼顾的问题。可用于润滑油粘度指数改进剂的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景机器中互相接触和相互运动的摩擦副之间必然发生摩擦和磨损，润滑油 就是粘附在摩擦副之间用于减少摩擦、降低磨损的有效物质之一。现代机器 设备运行条件越来越苛刻，单纯用纯基础油用作润滑油已经越来越少了 ，需 加入一系列添加剂调合成更高、更完善性能的润滑油。润滑油添加剂分为两 类， 一类是给基础油赋予原来没有的性质，如清净分散剂、抗氧、抗腐蚀、抗磨剂等，也称为功能添加剂；另一类影响或改善基础油的性质，如粘度指 数改进剂(VII)、降凝剂等。机器在操作时润滑油必须具备较恒定的粘度， 粘度会随着温度的上升而下降，表示这种粘度随温度变化趋势的最常用方法 就是粘度指数，高粘度指数表示粘度随温度的变化较小。粘度指数改进剂能 够改进润滑油的粘温性能，即能缩小温度上升带来的粘度下降的幅度。含有 这种添加剂的润滑油具有较高的粘度指数，称为多级油，在低温时有低粘度 润滑油良好的启动特性与摩擦特性；在高温时又有高粘度润滑油良好的润滑 性能。此外，还具有四季通用以及降低燃料和动力消耗、节省润滑油消耗、 减少磨损等优点。一种理想的粘度指数改进剂不仅要求裯化能力大(单位VII引起的粘度 增长)、低温性能好、热氧化安定性好、清净剂性好；同时还要求有优良的剪 切稳定性。稠化能力与VII的类型、结构、分子量、分子量分布(分散度) 有关，分子量越大稠化能力越强，但同时剪切稳定性越差。剪切稳定性也与上述因素有关， 一般以剪切稳定指数(SSI)表示剪切稳 定性，SSI表示如下SSI- (Vi -Vf) / (Vi - Vo)式中，Vi-多级油剪切前的粘度(IO(TC,下同)； Vf-多级油剪切后的粘度； Vo =不含VII润滑油的粘度。一般用超声波、柴油喷嘴及L-38发动机测定SSI，柴油喷嘴方法与实际 使用的关联性较好，SSI越小，表示VII的剪切稳定性越好。润滑油使用的 VII，其SSI—般要求在50以下，中、高档发动机油SSI最好在20以下，齿 轮油和液压油SSI最好在8以下。VII主要有聚异丁烯(PIB)、乙烯-丙烯共聚物(OCP)、聚曱基丙烯酸酯 (PMA)、氬化苯乙烯-双烯共聚物(HSD)。除此之外，还有聚异丁二烯-二环 戊二烯-曱基苯乙烯共聚物、苯乙烯-叔丁基苯乙烯-乙烯基硅酮共聚物以 及乙烯、苯乙烯、醚和酯类共聚物。PIB是第一个用作VII的添加剂，具有最 优异的剪切稳定性而且价格低廉，但稠化能力和低温性能(CCS)不好，目前 已经很少用在多级内燃机油中，但在齿轮油中使用较多；PMA低温性能优异， 低分子的PMA剪切稳定性也较好，但价格昂贵，目前主要用于大跨度齿轮油 和低温液压油中；HSD是嵌段或星状聚合物，有优良的稠化能力和剪切稳定性， 但由于其苯乙烯部分易热解，在柴油机油中使用性能不好，加上价格较贵， 因此影响了其广泛使用。OCP是一类综合性能优良的VII，又加上生产原料-乙烯和丙烯来源丰富 和方便、价格便宜，自上世纪七十年代研制成功以来得到了广泛应用和空前 发展，目前占到总用量的60%以上，同时每年以12%的速度在增长。OCP的使用性能，除了与其分子量、分子量分布有关外，还与其乙烯/丙 烯的比例有关。分子量越大，稠化能力越强，但剪切稳定性越差，反之亦然。 OCP的分子量取决于其聚合度，稠化能力取决于主链上的-CH2-个数(N), 当N小于2700时，稠化能力突然下降；当N大于9000时，剪切稳定性明显 下降，相应的分子量应在45000-140000之间。对于高性能发动机油，OCP分 子量应控制在45000-100000之间，而对于齿轮油和液压油，OCP分子量应在 1-10万之间。分散度较大的0CP,其高分子和低分子部分都较多，从而对油 品的SSI和稠化能力产生不利影响， 一种优良的0CP的分散度应在1. 5-2之 间。乙烯含量高，由于取代甲基数较少，OCP的粘温性能、低温性能(CCS、 MRV)、剪切稳定性、热氧化安定性较好，但太高由于-CH2 —的对称性，使得 OCP的结晶度增加，造成油溶性下降，稠化能力也变差，乙烯含量应在55%以 内。0CP型VII主要通过三种途径获得，其一是直接合成法，即由乙烯和丙烯 在Ziegler-Natta催化体系作用下聚合而成；其二是热溶法，即将合成法制 得的千胶，加入基础油，在120-14(TC条件下搅拌溶解而成，该方法不改变 0CP分子量；其三是降解法，降解法工艺简单， 一次性投入较小，所以成为生 产0CP型VII的主要途径。降解法是指将聚合得到的0CP，通过不同的降解手 段得到较小分子量和适合的分子量分布OCP VII的方法。降解法又分为机械 降解法和化学降解法。机械降解法采用均质器、密炼^L和胶炼机等设备，在 机械剪切应力作用下得到较小分子量的VII，该方法在降解深度方面非常有 限，只能生产中度剪切稳定性的VII。化学降解法又分为热降解法和热氧化降 解法，热降解是指将加有0CP干胶的基础油母液升温到250-450。C,通过N2保 护进行降解，热氧化降解是指将母液升温到100-27(TC，在或不在催化剂、改 进剂、引发剂(或其中之一)存在下，通入空气或氧气进行O. 5-10小时的氧 化降解，如果工艺得当，得到的VII的SSI可在1-35之间。所以，热氧化降 解是可以较为深度降解OCP的生产工艺，成为生产现代润滑油VII非常重要 的工艺手段。当前国内外生产OCP类型润滑油粘度指数改进剂的方法主要有热溶法、 机械降解法、热氧化降解法等，可以归纳为以下几种(1)热溶法。文献"《化学工程师》黑龙江省化工研究院，2001 (3): 48-49"公开了一种OCP类型润滑油粘度指数改进剂(T612)的生产方法。它 采用热溶法，将切成小块的乙丙橡胶，加入热的基础油中，在搅拌下充分溶 剂获得产品，其SSI为5(W，增稠能力为6厘斯。 (2) 机械热氧化降解法。文献"《润滑油》中国石油润滑油公司、中国 石油润滑油科技情报站，2003 ( 6 ): 48-52" ^Hf 了杨明桂等以优选的乙丙 橡胶为原料，采用HVI150基础油，于空气中，抑制剂存在下进行机械热氧化 降解，生产的乙丙共聚物润滑油粘度指数改进剂T613B的SSI为22%,稠化能 力为4.8厘斯。其产品剪切稳定性SSI在20以上，属于中档产品，稠化能力 较低。(3) 热降解法。文献"《精细石油化工》中国石油化工集团公司精细石 油化工科技情报中心站，1991 (2)， 33-35"公开了梁汉江等采用热降解技 术，使用&保护在300-34(TC降解0. 5-3小时，生产的OCP类型润滑油粘度指 数改进剂(T614)，质量和进口的P735、 P755 (机械降解法)相当。该产品存 在颜色较深、稠化能力较低等缺点。(4) 热降解法。中国专利ZL 200610028720.4和ZL200610028721. 9公 开了在热氧降解的基础上，采用复合选择性催化剂，催化剂能够在较低的温 度条件下，促进聚合物的热氧化降解。从说明书实施例1-8可知，其稠化能 力为4. 0-6. 3厘斯，其SSI在IO. 8-51。其特点在于可得到SSI较优的产品， 但稠化能力较低，而且工艺中要求有惰性气体保护，要加入碳链增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种润滑油粘度指数改进剂的生产方法，　以重量百分比计，所述润滑油粘度指数改进剂包括以下组分：　ａ）１－３０％的乙丙共聚物；　ｂ）０．０００１－１．０％的可控降解催化剂；　ｃ）余量的基础油；　其中，所述的乙丙共聚物是乙烯和丙烯共聚的二元共聚物，乙丙共聚物的重均分子量Ｍｗ＝０．５×１０↑［５］－５．０×１０↑［５］，重均分子量Ｍｗ与数均分子量Ｍｎ之比Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６－３．８；可控降解催化剂选自过氧类化合物或偶氮类化合物中的至少一种；基础油在１００℃下的运动粘度Ｖ↓［１００］为２．０－１０．０厘斯；　包括以下生产步骤：　１）先向反应釜中加入基础油，边搅拌边加热至８０℃至低于１００℃时，加入乙丙共聚物，再升高温度至１００℃－２００℃，使乙丙共聚物完全溶解；　２）在温度为１７１℃－２７０℃条件下，向反应釜中加入可控降解催化剂，反应０．５－１０小时再补入基础油搅拌均匀后既得润滑油粘度指数改进剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程雪，
申请(专利权)人：程雪，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]