抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂及其制备制造技术

＊＊＊（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］＊）↓［ｍ］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－Ｙ 本发明专利技术涉及一种抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂及其制备。该分散剂具有如下结构，它是通过将含有屏蔽酚的低碳酸酯与聚异丁烯丁二酰亚胺在酸或碱催化剂的存在下，于８０～２００℃下反应制得的。该分散剂不仅对润滑油具有良好的分散性能，还具有优良的高温抗氧化性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含氮高分子化合物润滑油添加剂及其制备，具体地说是一种用于润滑油的具有抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂及其制备。我国是一个领土辽阔的国家，发动机操作温度范围很宽。在冬季停停开开的条件下，汽油曲轴箱里的温度很低，燃料烃和湿汽不易从润滑油中排出去，造成发动机产生大量油泥，影响发动机正常运转。在夏季连续驾驶的情况下，发动机温度很高，内燃机油容易氧化，粘度增大，造成活塞上积炭和漆膜增加。为此，要求内燃机油既要有很好的低温油泥分散性能，又要有优良的高温抗氧化性能。聚异丁烯丁二酰亚胺是一种非常有效的油泥分散剂，通常在内燃机油中占全部添加剂总量的40～50％。但该分散剂的氧化安定性和热安定性都较差。为了满足内燃机油的使用要求，开发兼有其它功能特别是抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂具有非常重要的意义。US4,973,412公开了一种多功能润滑油添加剂，其制备方法是先用有机二元酸偶联部分酰化的丁二酰亚胺，再用不饱和脂肪酸处理，最后再与具有抗氧化性能的亚硝基对苯二胺反应即得。该添加剂改进了丁二酰亚胺的抗氧化性能，但其制备工艺比较复杂。为了提高分散性和降低氮含量，US5,182,038报道了一种利用壬基酚偶联酰胺基生成的丁二酰亚胺分散剂是由苯酚、双酚A、间苯二酚、单壬基酚和β-萘酚通过曼尼奇反应偶联丁二酰亚胺，再用羟基乙酸酰化部分多乙烯多胺制备而成。该添加剂改善了分散性和对橡胶密封圈的适应性，但没有提到改善氧化安定性问题。本专利技术的目的在于提供一种与已有技术结构不同的、具有抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备工艺比较简单的具有抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂的制备方法。本专利技术提供的抗氧性丁二酰亚胺分散剂是具有如下结构的化合物 其中R1为数均分子量为500～5000的聚异丁烯，m为0～6的整数；A的结构为 其中R2为C1～C7的亚烷基，t-Bu为叔丁基；Y的结构为 或 其中R1’为数均分子量为500～5000的聚异丁烯。本专利技术提供的分散剂结构上由三个基团构成(a)烯基丁二酰基团，可以是单烯基丁二酰基团，也可以是双烯基丁二酰基团。其中的烯基，即上述结构式中的R1和R1’为聚异丁烯，数均分子量可以是500～5000，较好500～3500，最好是800～2300。R1和R1’的分子量可以相同也可以不同。(b)含有屏蔽酚的低碳酰基团，即上述结构式中的A。其中的R2可以是C1～C7的亚烷基，优选C2～C5的亚烷基，如亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚戊基等。与不同的仲氨基相连的“A”基团可以相同，也可以不同。(c)多胺基团。上述结构式所示的多胺有两种情况，第一种是结构式中m为0的情况，这时所说多胺为乙二胺，它的结构中有两个伯氨基，没有仲氨基，与基团(a)和(b)的结合方式只有一种，即一个伯氨基与基团(a)相连，另一个伯氨基与基团(b)相连。第二种情况是除m为0以外的情况，即所说多胺可以是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺等。这类多胺结构中含有两个伯氨基和若干个仲氨基，则至少一个伯氨基要与基团(a)相连，另一个伯氨基和/或至少一个仲氨基与基团(b)相连，当只有一个伯氨基与基团(a)相连时，所得产品为含有屏蔽酚的单烯基丁二酰亚胺；当有两个伯氨基与基团(a)相连时，所得产品为含有屏蔽酚的双烯基丁二酰亚胺。结构式中m为0～6的整数，最好是2～5的整数。本专利技术提供的分散剂是按如下方法制备的将低碳酸酯与丁二酰亚胺混合，在催化量的酸或碱催化剂的存在下，于80～200℃反应1～10小时，分离产物，低碳酸酯具有式(I)所示结构，丁二酰亚胺具有式(II)或(III)之一所示结构 其中R1和R1’为相同或不同的数均分子量500～5000的聚异丁烯，R2为C1～C7的亚烷基，R3为C1～C3的烷基，m为0～6的整数，n为1～6的整数。确切地说，本专利技术提供的分散剂可以按如下方法制备将含有屏蔽酚的低碳酸酯与烯基丁二酰亚胺混合，在用量为反应物总重0.3～10％，优选1～6％的酸或碱催化剂的存在下，于80～200℃，较好是100～160℃，最好是120～150℃的温度下反应1～10小时，优选2～8小时，通过减压蒸馏和/或过滤的方式分离产物即可。反应温度较低时，反应时间可略长，反应温度较高时，反应时间可较短，但是当反应温度超过200℃时，产物颜色变深。所说低碳酸酯与丁二酰亚胺的混合比可以视丁二酰亚胺中与H相连的N原子的个数而定，假设其为P，则混合比可以是1～P∶1，即丁二酰亚胺中与氮原子相连的H可以被低碳酸酯部分取代，也可以被低碳酸酯全部取代。为了使反应更均匀，可以在反应物中加入稀释油，同时在氮气保护下进行，以免发生副反应。另外也可在反应物中加入芳烃类溶剂，如甲苯、二甲苯、乙苯等，在回流温度下反应即可。反应中会有甲醇或乙醇等低碳醇产生，可通过尾气导管随时排出。所说的含有屏蔽酚的低碳酸酯，可以是C2～C8低碳酸酯，优选C3～C6低碳酸酯，如丙酸酯、异丁酸酯、或戊酸酯，也就是说结构式(I)所示的R2为C1～C7的亚烷基，优选C2～C5的亚烷基。所说酯基可以是甲酯、乙酯、丙酯等，优选甲酯和乙酯，即R3为C1～C3烷基，优选C1～C2烷基。所说烯基丁二酰亚胺可以是聚异丁烯单丁二酰亚胺，如结构式(II)所示，也可以是聚异丁烯双丁二酰亚胺，如结构式(III)所示，它们是传统的无灰分散剂，其制备方法已为本领域技术人员公知，一般是先将聚异丁烯与马来酸酐反应，所得产物再与多胺反应即可制得。如果要得到单丁二酰亚胺，则烯基马来酸酐与多胺的摩尔比为1∶1；如果要得到双单丁二酰亚胺，则烯基马来酸酐与多胺的摩尔比为2∶1。其中，聚异丁烯即R1和R1’的数均分子量可以是500～5000，较好是500～3500，最好是800～2300。R1和R1’的分子量可以相同也可以不同。可用来制备结构式(II)所示化合物的多胺为H2N(CH2CH2NH)m+1H，m为0～6的整数，最好为2～5的整数。可用来制备结构式(III)所示化合物的多胺为H2N(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2，n为1～6的整数，最好为2～5的整数。所说的酸或碱催化剂可以是有机酸，如膦酸、苯磺酸等，也可以是无机酸，如盐酸、酸性树脂等，还可以是无机碱，如氢氧化钠、碱性树脂等。其中树脂的用量可以根据其酸性或碱性的强弱来确定，例如，酸性较弱则可以增大用量，反之则用量较小。本专利技术提供的抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂由于在丁二酰亚胺结构中引入新的抗氧基团，与单烯基丁二酰亚胺分散剂T151和双烯基丁二酰亚胺分散剂T154相比，其抗氧性能和清净分散性能均有明显改善。例如，T151薄层氧化试验诱导期为50分钟，而本专利技术试样可达65分钟；T154的热重分析试验(TGA)初始分解温度为179.5℃，差热分析试验(DSC)初始分解温度为185.8℃，而本专利技术试样分别最高可达198.5℃和198.1℃，说明本专利技术试样的热安定性和热氧化安定性均有改善。又如，T154成焦板试验板面评级为13.5，而本专利技术试样可达14.5；T154在斑点试验中斑点值为60，而本专利技术试样可达66，说明本专利技术提供的添加剂的清净分散性能也有明显改善。本专利技术提供的抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂的制备方法比现有技术中具有抗氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂，其特征在于，它是具有如下结构的化合物： ＊＊＊ 其中Ｒ↓［１］为数均分子量为５００～５０００的聚异丁烯，ｍ为０～６的整数；Ａ的结构为： ＊＊＊ 其中Ｒ↓［２］为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［７］的亚烷基，ｔ－Ｂｕ为叔丁基；Ｙ的结构为： ＊＊＊ 其中Ｒ↓［１］’为数均分子量为５００～５０００的聚异丁烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊崇翔，周宇，李新华，朱同荣，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]