一种重组型润滑油粘度指数改进剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种重组型润滑油粘度指数改进剂，以重量百分比计，该改进型润滑油粘度指数改进剂至少由以下组份制成：乙烯-丙烯共聚物（Olefin?Copolymer,OCP），0.1-30%；苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃（丁二烯、异戊二烯）聚合物（HSD），0.1－30%；基础油40-99.8%；且所述烯烃共聚物上接枝或混合苯乙烯或氢化苯乙烯/共轭二烯烃聚合物。本发明在烯烃共聚物上接枝或混合氢化苯乙烯/共轭二烯烃聚合物，通过对二者进行烃重组，能够有效地改善粘度指数改进剂的稠化能力、剪切安定性和低温粘度，同时可大幅度减少加剂量，降低生产成本。
【专利说明】一种重组型润滑油粘度指数改进剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及润滑油添加剂，特别是一种润滑油粘度指数改进剂。
【背景技术】
[0002]粘度指数改进剂(Viscosity Index Improver,简称VII),粘度指数改进剂是一种油溶性的高分子聚合物，加入油品中能起到改善油品的粘温性能，提高油品的粘度指数。粘度指数改进剂是一种油溶性高分子聚合物，在室温下一般呈橡胶或固体形态，其相对分子质量从几万到几十万，而润滑油的平均相对分子质量仅为500左右。当这种高分子聚合物溶解在溶剂(润滑油)中后，会形成线团结构，且在溶剂中的线团体积与相对分子质量较小的溶剂油相比要大得多，因而使油品的粘度远大于溶剂的粘度，这就是增稠的原因。在低温下，高分子聚合物以线团状存在，高分子卷曲，对基础油的内摩擦相对减少，对油品粘度影响不大；随着温度升高，其线团伸张，有效容积增大由于分子溶长，流体力学体积和表面积增大，使基础油内摩擦显著增加，对油品流动阻碍作用增大，从而弥补了基础油由于温度上升而下降的粘度，导致油品粘度显著增大。粘度指数改进剂就是基于不同温度下具有不同形态，并对粘度产生不同的影响，以增加油品粘度和改进粘温性能的。
[0003]用粘度指数改进剂调成的稠化型内燃机油，液压油，齿轮油等具有良好的粘温性能，粘温曲线平滑，可同时满足多粘度级别要求。这种油具有较好的低温启动性能和高温润滑能力，可四季通用。与同粘度级别的单级油(如SAE10W-30与SAE30)相比，润滑油消耗据报道可降低27%，而燃料油消耗可降低3%-5%。近二十年来使用最多的粘指剂是聚甲基丙烯酸酯(PMA)，聚异丁烯(PIB)、乙丙共聚物(0CP)、氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)这四种。其中PMA和OCP还有改进的双效或多效产品，如分散型PMA、分散型0CP、分散抗氧型OCP等。PIB由于低温性能较差，PMA由于价格较高，目前都较少应用于内燃机油。HSD由于优良的剪切稳定性，有可能将在CF-4、SJ以上高档内燃机油中有较好的应用前景，但目前的应用很少。OCP由于其原料易得，价格便 宜，综合性能优良，而成为目前使用量最大的粘指剂，在国内外得到广泛的应用和发展。
[0004]其中，OCP是一类综合性能优良的粘度指数改进剂，又加上生产原料一乙烯和丙烯来源丰富和方便、价格便宜，目前占到总用量的60%以上。而各厂家生产的各种0CP，其低温性能和热氧化安定性差别不大，但由于分子量和分子量分布的差异导致胶液的稠化能力和剪切稳定性出现差异，而且，中、低粘度指数基础油不适合做内燃机油的基础油。由于粘指剂在实际使用中要经受高温氧化，在这种条件下引起聚合物解聚、裂解、氧化，造成粘度下降，酸值增加，环槽积碳增多，粘环等系列问题，因此，调制高档多级内燃机油首先应选择增稠能力大、剪切稳定性好的粘指剂，然后再考察粘指剂的其它性能是否满足要求。然而目前市面上所销售的OCP产品，由于其制作过程的原因，SSI指标好的往往价格偏高，对消费者是一种负担，而且其增稠能力和剪切稳定性难以同时得到兼顾。
【发明内容】
[0005]本发明的首要目地是提供一种重组型润滑油粘度指数改进剂，该润滑油粘度指数改进剂具有良好的增稠能力，同时具有良好的剪切稳定性，其SSI指标能够保持在10以下。
[0006]本发明的另一个目地是提供一种重组型润滑油粘度指数改进剂，该润滑油粘度指数改进剂便于生产，能够有效地降低制作成本，从而为消费者提供廉价且性能稳定的产品。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下。
[0008]一种重组型润滑油粘度指数改进剂，以重量百分比计(下文出现的所有用量，均是以重量百分比计)，该润滑油粘度指数改进剂至少由以下组份制成:
[0009]乙烯-丙烯共聚物(OlefinCopolymer, OCP),0.1-30% ；
[0010]苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃(丁二烯、异戊二烯)聚合物(HSD)，0.1 - 30% ；
[0011]基础油40-99.8%;
[0012]且所述烯烃共聚物上接枝或混合苯乙烯或氢化苯乙烯/共轭二烯烃聚合物(HSD)0
[0013]本发明在烯烃共聚物上接枝或混合氢化苯乙烯/共轭二烯烃聚合物，通过对二者进行烃重组，能够有效地改善粘度指数改进剂的稠化能力、剪切安定性和低温粘度，同时可大幅度减少加剂量，降低成本。
[0014]本发明在乙烯-丙烯共聚物上接枝苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物，通过对二者进行烃重组，能够有效地改善粘度指数改进剂的稠化能力、剪切安定性和低温粘度，同时可大幅度减少润滑油粘度指数改进剂的加剂量，降低成本。
[0015]所述乙烯-丙烯共聚物，优选的用量为7-20%。
[0016]所述苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃(丁二烯、异戊二烯)聚合物，其优选的用量为7 - 20%ο
[0017]所述基础油可以使用矿物油、合成油或从中选择2种以上的任意混合物。
[0018]所述重组型润滑油粘度指数改进剂，进一步包括有辅助制剂，以增加其剪切稳定指数。
[0019]所述辅助制剂，为有机酸，所述有机酸为甲酸-N酸(甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸等有机酸)，通过甲酸-N酸与乙烯-丙烯共聚物进行酯化反应，进一步提闻润滑油粘度指数改进剂的增桐能力。
[0020]一种更有效的方式是，乙烯-丙烯共聚物与苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物混合接枝，再同时投入苯乙烯和有机酸等多种单体分别各自聚合和酯化。且所述有机酸的用量为0.1-5%。
[0021]所述重组型润滑油粘度指数改进剂，其还可进一步包括有抗氧化剂、极压添加剂、耐磨剂、油性剂、洗涤分散剂的至少一种的添加剂。[0022]经研究发现，乙烯-丙烯共聚物与苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物各自都具有增稠能力，虽然都可以独立作为润滑油粘指数改进剂来使用，但是并没有组合使用过，本发明通过乙烯-丙烯共聚物与苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物混合或者进行接枝反应，能够充分改善增粘效果和低温流变学性能，大大提高低温表观粘度指数(CCSI)，从而大幅度减少基础油用量，降低生产成本；同时，因为本发明具有极小的CCS，在使用时，可加入更多的重质基础油，从而降低内燃机油的蒸发损失。
[0023]而且，试验发现，本发明所实现的润滑油粘度指数改进剂的稠化能力达到了16mm2/s,是其它粘指剂的2_3倍，具有极佳的剪切安定性，SSI (中国行业标准10%加剂量柴油喷嘴30循环)可达到10以下。因此，使用时的加剂量大大减小，最低用量仅为一般粘指剂的30%，在柴油机油中的加剂量甚至低到3-3.5%,不仅降低了使用成本，也可节约搬运和储存、运输费用。
[0024]有很好的低温结晶性(不结晶、不分层、不浑浊)，与溶剂精制基础油、加氢油等以及各种添加剂均有很好的相容性和储存稳定性，能够适用于各种基础油。
[0025]本发明在内燃机油中性能表现优越，可用于生产AP1、ACEA及OEM的最新规格产品，也可用于高粘度指数液压油和某些齿轮油。
【具体实施方式】
[0026]下面通过实施例对本发明作进一步的说明。应当指出的是，对于本发明的具体说明，并不作为对发明的具体限定，凡以近似方式实现的技术方案，均与发明的具体实施等同。
[0027]同时需要说明的是，下文中的重量百分比虽然在不同的实施例中具有不同的点，但是这些点共同构成一个涵盖范围，对于在此涵盖范围内的点，均属于本发明的保护范围。
[0028]【实施例1】。
[0029]选取以重量百分比计的以下组份:乙烯-丙烯共聚物0.1% ;苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物0.1% ;基础油99.8% ;先将乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物中的固体切成小块，然后加入基础油中，同时升温并机械或者风动搅拌，当温度升至70-400°C时恒温搅拌至混合或接枝完成。
[0030]而且可以边接枝边降解分子量甚至边脱水，直至达到要求。
[0031]且所述乙烯-丙烯共聚物上接枝苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物。本发明在乙烯-丙烯共聚物上接枝苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物，通过对二者进行进行饱和烃重组，能够有效地提高软环境粘度指数改进剂的稠化能力，同时可大幅度减少基础油的用量，降低生产成本。
[0032]【实施例2】。
[0033]选取以重量百分比计的以下组份:乙烯-丙烯共聚物30% ;苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物30% ;基础油40% ;先将乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物中的固体切成小块，然后加入基础油中，同时升温并机械或者风动搅拌，当温度升至70-400°C时恒温搅拌至接枝完成。
[0034]【实施例3】。
[0035]选取以重量百分比计的以下组份:乙烯-丙烯共聚物20% ;苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物20% ;基础油60% ;先将乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物中的固体切成小块，然后加入基础油中，同时升温并机械或者风动搅拌，当温度升至70-400 0C时恒温搅拌至混合或接枝完成。
[0036]【实施例4】。
[0037]选取以重量百分比计的以下组份:乙烯-丙烯共聚物7% ;苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物7% ;基础油86% ;先将乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物中的固体切成小块，然后加入基础油中，同时升温并机械或者风动搅拌，当温度升至70-400°C时恒温搅拌至接枝完成。
[0038]【实施例5】。
[0039]选取以重量百分比计的以下组份:乙烯-丙烯共聚物7% ;苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物7% ;基础油85.9% ;甲酸0.1 % ;先将乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物中的固体切成小块，然后加入基础油中，同时加入甲酸，然后升温并机械或者风动搅拌，当温度升至70-400°C时恒温搅拌至混合或接枝完成。
[0040]【实施例6】。
[0041]选取以重量百分比计的以下组份:乙烯-丙烯共聚物20%;苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物20% ;基础油55% ；甲酸5%;先将乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物中的固体切成小块，然后加入基础油中，同时加入甲酸，然后升温并机械或者风动搅拌，当温度升至70-400°C时恒温搅拌至接枝完成。
[0042]上述产品实施后，选其中的A、B、C三个产品，按照中国SH/T0622-2007测定标准测
试结果如下。
[0043]
【权利要求】
1.一种重组型润滑油粘度指数改进剂，以重量百分比计，该润滑油粘度指数改进剂至少由以下组份制成: 乙烯-丙烯共聚物(Olefin Copolymer, OCP), 0.1-30% ； 苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃(丁二烯、异戊二烯)聚合物，0.1 - 30% ； 基础油40-99.8% ； 且所述烯烃共聚物上接枝或混合苯乙烯或氢化苯乙烯/共轭二烯烃聚合物。
2.如权利要求1所述的重组型润滑油粘度指数改进剂，其特征在于所述乙烯-丙烯共聚物，优选的用量为7-20%。
3.如权利要求1所述的重组型润滑油粘度指数改进剂，其特征在于苯乙烯或苯乙烯/共轭二烯烃聚合物，其优选的用量为7 - 20%。
4.如权利要求1所述的重组型润滑油粘度指数改进剂，其特征在于所述基础油可以使用矿物油、合成油或从中选择2种以上的任意混合物。
5.如权利要求1所述的重组型润滑油粘度指数改进剂，其特征在于所述润滑油粘度指数改进剂，进一步包括有辅助制剂，以增加其剪切稳定指数。
6.如权利要求5所述的重组型润滑油粘度指数改进剂，其特征在于所述辅助制剂，还包括有机酸，所述有机酸为甲酸-N酸，通过甲酸-N酸与乙烯-丙烯共聚物进行酯化反应。
7.如权利要求6所述的重组型润滑油粘度指数改进剂，其特征在于所述有机酸的用量为 0.1-5%。
【文档编号】C10M143/00GK103468347SQ201310334948
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月3日 优先权日:2013年8月3日
【发明者】龚金玉 申请人:龚金玉