基于油相容性聚酯的高粘度基础流体制造技术

本发明专利技术涉及聚酯，它们的制备方法和它们作为高粘度基础流体的用途。本发明专利技术进一步涉及包含这样的聚酯的润滑剂组合物，并涉及这样的组合物作为自动传动流体、手动传动流体、无级变速传动流体、齿轮油配制剂、工业齿轮油配制剂、轴流体配制剂、双离合传动流体、专用混合动力传动流体或作为液压油的用途。传动流体或作为液压油的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于油相容性聚酯的高粘度基础流体


[0001]本专利技术涉及聚酯，它们的制备方法和它们作为高粘度基础流体的用途。本专利技术进一步涉及包含这样的聚酯的润滑剂组合物，并涉及这样的组合物作为自动传动流体、手动传动流体、无级变速传动流体、差速齿轮油配制剂、工业齿轮油配制剂、轴流体配制剂、双离合传动流体、专用混合动力传动流体或作为液压油的用途。

技术介绍

[0002]高粘度基础流体通常用于提升粘度指数(VI)和用于增稠具有很高的对剪切稳定性的要求的润滑剂配制剂。典型的应用是齿轮油，其由于在操作中高的机械应力和宽的温度范围而具有非常苛刻的要求。
[0003]高粘度基础流体已知具有30至1000cSt的100℃下运动粘度(KV
100
)。
[0004]工业齿轮箱预期在高热和重负荷的条件下运转；并且在环境中经常被灰尘、工艺碎屑和水污染。在没有充分保护的情况下，齿轮将会过早地磨损。这意味着必须更频繁地更换某些部件，必须更频繁地替换油，并且最糟糕的是，不得不会预见到有设备停工期。
[0005]目前的齿轮驱动设备被设计为在许多应用中运转，经常必须承受恶劣的环境。典型地，齿轮箱正在变得越来越小，并且由更轻的和更复杂的材料制成，然而它们必须比以往任何时候都更耐用。结果是，对齿轮油润滑剂提出了更大要求，并且必须更多地考虑使用高性能基础流体和添加剂。
[0006]这个市场中的典型产品是高粘度聚α烯烃(PAO)和茂金属催化的PAO(mPAO)，其典型地以100℃下40至300cSt的粘度范围销售(Choudary等人，Lubricant Sciences(《润滑剂科学》)，2012年，23
‑
44)。基于高粘度PAO的配制剂已知在低温下具有最佳的性能，但它们的弱点是极性低。由于PAO基础油的非极性性质，分散抑制剂(DI)包和老化产品在所述油中溶解得不好，这导致各种问题。
[0007]较高的极性由以下物质提供：α
‑
烯烃与马来酸酯的共聚物(US5,435,928)、α
‑
烯烃与丙烯酸烷基酯的低聚物(US 3,968,148)或α
‑
烯烃与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物(US 5,691,284)。或者，可应用具有酯官能化单体的PAO(EP2970532)或聚乙烯基醚(US2013/0165360)。使用极性高粘度基础流体的巨大优点是：不必将极性低粘性流体(例如酯)用作DI包的增容剂。极性低粘性流体已知在涂料和密封剂的情况下会导致一些问题，而这对于高粘度流体而言不是太大问题。
[0008]酯流体通常被用作增容剂。已经有报道多种合适的二酯和多元醇酯(L.R.Rudnick，Synthetics,Mineral Oils,and Bio
‑
Based Lubricants:Chemistry and Technology(《合成物，矿物油和生物基润滑剂：化学和技术》)，第2版，2013年，第51页及随后数页)。不幸的是，这些选项仅限于具有低分子量的酯，因为复杂的酯与在应用中使用的非极性基础油没有相容性。一个例外是由二聚体酸制成的聚酯，但由于所述二聚体酸的制备过程导致的环状结构，这些聚酯在润滑剂中提供低的性能(WO 01/46350)。
[0009]聚酯可由二酸和二醇制成。使用二聚体酸背后的构思是经由具有较大非极性的二
酸引入油相容性。另一种可选方案是使用通过将α烯烃环氧化制备的二醇。这样的环氧化物可用于制备具有油相容性的聚亚烷基二醇(L.R.Rudnick，Synthetics,Mineral Oils,and Bio
‑
Based Lubricants:Chemistry and Technology，第2版，2013年，第123页及随后数页；EP 3315591)。所述二醇和二酸单元的碳数受到限制，因为长的直链碳链在聚合物中诱导结晶性，这会阻碍将所得聚酯作为润滑剂的应用。
[0010]进一步已经发现，由α
‑
烯烃制成的环氧化物要么提供在基础油中低的溶解度，要么显示出过高的结晶度以至于不能被用作高粘度基础流体。
[0011]为了克服这个问题，现在已经令人惊奇地发现由内烯烃制备的环氧化物可用于制备令人惊奇地显示出低聚合物结晶性和良好油相容性的聚酯。
[0012]与由衍生自α
‑
烯烃的环氧化物制成的聚酯相比，这种强的效果可归因于较短的侧链和大大增加的支化度的结合。

技术实现思路

[0013]专利技术详述
[0014]本专利技术的第一个目的涉及由衍生自内烯烃的内环氧化物，或由衍生自包含10
‑
24个碳原子的内环氧化物的二醇，和包含5至13个碳原子的二羧酸制备的聚酯。
[0015]在所述聚酯中的碳与氧的摩尔比优选在4:1至12:1范围内，更优选在5:1至9:1范围内，和甚至更优选在6:1至7.5:1范围内。
[0016]根据本专利技术的聚酯的数均分子量M
n
优选在1,000至15,000g/mol，优选2,000至10,000g/mol范围内。
[0017]优选地，根据本专利技术的聚酯具有在1.5至6范围内，优选在1.8至5范围内，更优选在2至4范围内的多分散指数(PDI)M
w
/M
n
。
[0018]M
w
和M
n
是通过尺寸排阻色谱法(SEC)使用可商购的聚甲基丙烯酸甲酯标准物测定的。所述测定是通过凝胶渗透色谱法采用THF作为洗脱剂进行的。
[0019]术语“内环氧化物”意思是指由内烯烃制备的环氧化物。
[0020]术语“内烯烃”意思是指含有内部不饱和双键的烯烃。内烯烃可由它们相应的α
‑
烯烃通过异构化过程制备。已知几种催化剂用于将α
‑
烯烃异构化成内烯烃。活性催化剂可达到热力学异构化极限，从而得到具有平衡分布的双键异构体的内烯烃。
[0021]内烯烃可由它们相应的α
‑
烯烃通过异构化过程制备，并且是可商购获得的。
[0022]已知多种催化剂用于在烯烃类化合物的双键异构化中使用。
[0023]这些主要是沸石和分子筛以及树脂型酸性体系(US 5,849,974)。然而，这些催化剂中有许多会产生大量的聚合物和/或骨架异构化产物；即支化的烯烃或二聚体或低聚物。对于一些应用而言，希望将支化产物限制在尽可能少的量。因此，对于一些应用而言，希望使用的催化剂对双键异构化有选择性而不会使骨架结构异构化或形成二聚体或更高级低聚物。二聚体和更高级低聚物的形成是酸性催化剂体系的副反应。为了避免这些副反应，使用碱性催化剂或掺杂有碱金属或碱土金属的催化剂。
[0024]根据本专利技术使用的烯烃原料选自包含10至24个碳原子，优选12至20个碳原子，和最优选14至18个碳原子的α
‑
烯烃。本专利技术不限于包含单一组分的原料；也可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.由衍生自包含10至24个碳原子的内烯烃的内环氧化物，或由衍生自该内环氧化物的二醇，和包含5至13个碳原子的饱和的直链脂族二羧酸获得的聚酯。2.根据权利要求1所述的聚酯，其中所述内烯烃包含不超过30摩尔％，优选不超过20摩尔％的位于α
‑
位的双键。3.根据权利要求1或2所述的聚酯，其中所述内烯烃包含12至20个碳原子，优选14至18个碳原子。4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚酯，其中，所述二羧酸为饱和的直链脂族二羧酸，其选自胶酸(戊二酸)、2,2
‑
二甲基胶酸(2,2
‑
二甲基戊二酸)、肥酸(己二酸)、2,4,4
‑
三甲基肥酸(2,4,4
‑
三甲基己二酸)、蒲桃酸(庚二酸)、软木酸(辛二酸)、杜鹃花酸(壬二酸)、皮脂酸(癸二酸)、十一烷二酸、十二烷二酸、巴西基酸(十三烷二酸)和它们的混合物；优选的是杜鹃花酸(壬二酸)、皮脂酸(癸二酸)、十二烷二酸和它们的混合物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚酯，其中所述聚酯的特征在于熔点为等于或低于
‑
15℃，优选等于或低于
‑
25℃；更优选它们不具有任何熔点。6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚酯，其中所述聚酯的特征在于玻璃化转变温度为等于或低于
‑
50℃。7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚酯，其中所述聚酯具有在1,000至15,000g/mol范围内的数均分子量M
n
，所述数均分子量是通过尺寸排阻色谱法(SEC)使用聚甲基丙烯酸甲酯标准物测定的。8.根据权利要求1至7中任一项所述的聚酯，其特征在于KV
100
在40至2000cSt范围内，优选在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：