一种丙烯酸酯三嵌段聚合物及其制备方法和应用技术

一种丙烯酸酯三嵌段聚合物及其制备方法和应用。本发明专利技术属于聚合物合成领域。本发明专利技术的目的是为了解决现有以线性聚合物作为粘指剂存在综合性能较差、制备工艺复杂且可控性差以及生产成本高的技术问题。本发明专利技术的丙烯酸酯三嵌段聚合物为A1‑

Acrylate triblock polymer and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯三嵌段聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚合物合成领域，具体涉及一种丙烯酸酯三嵌段聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]润滑油粘度指数改进剂是一类应用于润滑油的添加剂，可改善润滑油的粘温性能，以获得低温启动性能好、在高温下又能保持适当粘度的多级发动机油。被广泛应用于运输工具、工程机械、加工制造、特种作业等领域，其中运输工具领域的应用比重最大，主要为汽车、飞机、铁路和船舶的发动机及传动系统用润滑油。
[0003]目前对润滑油的粘温性能、换油周期、维护成本都有了更高的要求，润滑油粘指剂作为影响润滑油性能的重要因素，也需要在性能上进一步提升。优良的润滑油粘指剂必须首先具有优异的增粘能力和不错的粘温性能，以满足不同环境工况下的正常使用。线性聚合物通常可以通过增大分子量来提高增粘能力，但其抗剪切性较差。因此，开发一种综合性能优异的润滑油粘指剂具有重要的研究意义和广阔的市场前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有以线性聚合物作为粘指剂存在综合性能较差、制备工艺复杂且可控性差以及生产成本高的技术问题，而提供一种丙烯酸酯三嵌段聚合物分子量和侧链长度可控的及其制备方法及其应用。
[0005]本专利技术的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物为A1‑
B
‑
A2结构，A1、A2为甲基丙烯酸酯单体或丙烯酸酯单体且A1与A2相同，B为具有C3～C10侧链的丙烯酸烷基酯类单体，所述A1、A2在三嵌段聚合物中的比例共为10％～90％，其中A1、A2在三嵌段聚合物中的比例相等，所述B在三嵌段聚合物中的比例为10％～90％。
[0006]进一步限定，所述丙烯酸酯三嵌段聚合物的数均分子量(M
n
)为1万g/mol～30万g/mol，分子量分布(PDI)为1.2～1.9。
[0007]本专利技术的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物的制备方法按以下步骤进行：
[0008]步骤1：将锂盐和1,1
‑
二苯基乙烯(DPE)溶解于四氢呋喃，然后加入丁基锂并将反应体系温度控制在
‑
70～
‑
80℃，滴加A1段单体反应10min～2h，然后滴加B段单体反应10min～2h，再滴加段A2单体反应10min～2h，滴加甲醇终止反应后用水洗涤，真空干燥后，得到具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体；
[0009]步骤2：在酸催化下，采用碳原子数为3～10的长链烷基醇在高温下对步骤1得到的具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体进行转酯化，得到丙烯酸酯三嵌段聚合物。
[0010]进一步限定，步骤1中所述锂盐LiCl、LiBr、LiI、LiF、Li2CO3中的一种，步骤1中所述锂盐与1,1
‑
二苯基乙烯(DPE)的摩尔比为(1～5)：1，所述锂盐的质量与四氢呋喃的体积的比为(1～200)mg：9mL，所述丁基锂与A1、A2段单体的总的物质的量的比为1：(10～500)，步骤1所得具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体的数均分子量(M
n
)为1万g/mol～20万g/mol，分
子量分布(PDI)为1.2～1.9。
[0011]进一步限定，步骤2中所述具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体与碳原子数为3～10的长链烷基醇的摩尔比为1：(10～50)，步骤2中所述酸为对甲苯磺酸、乙酸、甲酸中的一种，步骤2中所述酸与具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体的质量比为1：(1～20)，步骤2中所述转酯化温度为50～200℃，转酯化反应时间为12h～24h。
[0012]进一步限定，所述转酯化温度为130℃，转酯化反应时间为16h。
[0013]本专利技术的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物作为粘指剂应用于润滑油领域。
[0014]进一步限定，润滑油中丙烯酸酯三嵌段聚合物的添加量为0.1wt％～5wt％，此时润滑油的Kv40为30mm2/s～60mm2/s，Kv100为5mm2/s～15mm2/s，粘度指数为100～300。
[0015]进一步限定，所述丙烯酸酯三嵌段聚合物作为粘指剂应用于润滑油的具体步骤为：
[0016]依次向丙烯酸酯三嵌段聚合物中加入二氯甲烷和基础油150N，搅拌至完全溶解，抽真空去除二氯甲烷后得到含丙烯酸酯三嵌段聚合物类粘指剂的润滑油。
[0017]进一步限定，所述二氯甲烷的体积与丙烯酸酯三嵌段聚合物的质量的比为(10～100)mL：1g。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有的显著效果：
[0019]1)本专利技术的丙烯酸酯三嵌段聚合物是具有较长侧链的支化聚合物，因此可以在较低的分子量时提供较好的增粘效果，且在使用过程中不容易发生分子链断裂的情况，具有较好的稳定性。
[0020]2)本专利技术所提供的丙烯酸酯三嵌段聚合物类粘指剂，其A1‑
B
‑
A2聚合形态具有更可控的分子量和微观结构，较低的分子量分布，产品质量稳定。
[0021]3)本专利技术所提供的制备工艺步骤简单，通过对高规整的三嵌段聚合物进行简单的转酯化反应，即可获得具有不同侧链长度的丙烯酸酯三嵌段聚合物类粘指剂，减少了长链丙烯酸烷基酯直接进行聚合反应的复杂性，生产条件可控性高，且成本较低。
[0022]4)本专利技术所提供的丙烯酸酯三嵌段聚合物类粘指剂应用于润滑油中，表现出非常好的增粘效果，具有优异的黏温性能。添加较少的粘指剂即可达到润滑油粘度指数明显提高的效果，节约能源，降低环境负荷。
[0023]5)本专利技术制备的粘指剂可广泛应用于汽油机油、柴油机油、齿轮油、液压油、轴承油等，以及其他需要润滑的方面，市场应用范围更广，经济效益更高。
附图说明
[0024]图1为实施例1所得丙烯酸酯三嵌段聚合物的1HNMR谱图；
[0025]图2为实施例1所得丙烯酸酯三嵌段聚合物的GPC谱图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方
法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
[0028]实施例1：本实施例的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物按以下步骤进行：
[0029]步骤1：在Ar氛围下于1L Schlenk瓶中，将LiCl(40mg，0.94mmol，5eq.)、DPE(0.1mL，0.57mmol，3eq.)溶解于90mLTHF，然后滴加丁基锂(0.12mL，0.19mmol，1eq.)并将反应体系温度控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯三嵌段聚合物，其特征在于，所述丙烯酸酯三嵌段聚合物为A1‑
B
‑
A2结构，A1、A2为甲基丙烯酸酯单体或丙烯酸酯单体且A1与A2相同，B为具有C3～C10侧链的丙烯酸烷基酯类单体，所述A1、A2在三嵌段聚合物中的比例共为10％～90％，其中A1、A2在三嵌段聚合物中的比例相等，所述B在三嵌段聚合物中的比例为10％～90％。2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物，其特征在于，所述丙烯酸酯三嵌段聚合物的M
n
为1万g/mol～30万g/mol，PDI为1.2～1.9。3.如权利要求1或2所述的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法按以下步骤进行：步骤1：将锂盐和DPE溶解于四氢呋喃，然后加入丁基锂并将反应体系温度控制在
‑
70～
‑
80℃，滴加A1段单体反应10min～2h，然后滴加B段单体反应10min～2h，再滴加段A2单体反应10min～2h，滴加甲醇终止反应后用水洗涤，真空干燥后，得到具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体；步骤2：在酸催化下，采用碳原子数为3～10的长链烷基醇在高温下对步骤1得到的具有A1‑
B
‑
A2结构的三嵌段聚合物前体进行转酯化，得到丙烯酸酯三嵌段聚合物。4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸酯三嵌段聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1中所述锂盐LiCl、LiBr、LiI、LiF、Li2CO3中的一种，步骤1中所述锂盐与DPE的摩尔比为(1～5)：1，所述锂盐的质量与四氢呋喃的体积的比为(1～200)mg：9mL，所述丁基锂与A1、A2段单体的总的物质的量的比为1：(10～500)，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆刚，王亮，刘敏，夏一鸣，匡佳，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：