[发明专利]一种粘度指数改进剂、其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘度指数改进剂，尤其涉及一种聚烷基丙烯酸酯聚合物类型的粘度指数改进剂。

背景技术

航空液压系统以及高温、抗燃设备所用液压油需要具有优良的阻燃性，良好的高低温性能，良好的热、氧化稳定性，良好的腐蚀安定性以及在较宽温度范围内具有较低的粘度变化，也就是要有很高的粘度指数。通过在液压油中添加适宜的粘度指数改进剂，可以使油品具有高的粘度指数和良好的低温流动性，能够在最低的可能操作温度下(如高空飞行)保持良好的流动，同时可以在较高的操作温度下保持足够的粘度。常见的航空液压油包括合成烃耐燃航空液压油、磷酸酯抗燃液压油等等。

近年来，随着环保要求不断提高，以及环保法规不断严格，人们进一步要求机械设备节能化。润滑油品低粘度化可以有效节能，但也存在漏液和润滑不良的问题，提高润滑油品粘度指数被认为是可以较好解决上述矛盾的办法，并且已经有多种聚合物(如聚异丁烯、乙丙烯烃聚合物等)作为粘度指数改进剂被广泛应用在汽车发动机润滑油中以改善其有关高低温粘度特性的性能。但是，由于化学组成及结构的不同，应用在汽车发动机润滑油中的粘度指数改进剂在磷酸酯液压油中的溶解性很差，因此无法在磷酸酯液压油中得到应用。

US3718596公开了高分子量(15000～40000)和低分子量(2500～12000)聚(甲基)丙烯酸酯的混合物作为粘度指数改进剂在磷酸酯基液压油中的应用，已公开了聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸己酯分别作为高分子量聚合物和低分子量聚合物作为粘度指数改进剂。US5464551公开的粘度指数改进剂与US3718596公开的聚甲基丙烯酸酯结构相同，但有更高的分子量(50000～100000)，其中聚甲基丙烯酸酯的重复单元基本上是甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸己酯。这些粘度指数改进剂增粘效果较差，也无法将高的粘度指数、与磷酸酯的相溶性、低用量下增稠性以及低温流动性在单一聚合物添加剂中结合起来。

CN1173530A以及CN1329133A公开了用于航空液压油的聚(甲基)丙烯酸酯粘度指数改进剂，含有40～100％(甲基)丙烯酸(C1～C10)烷基酯和0～60％(甲基)丙烯酸(C11～C20)烷基酯单体单元。含有40～70％(甲基)丙烯酸(C1～C10)烷基酯和30～60％(甲基)丙烯酸(C11～C20)烷基酯的优选聚合物使在磷酸酯液压油中良好的溶解性与在低温和高温下良好的粘度控制相结合。但是，上述粘度指数改进剂也存在低用量下增稠能力较低的缺陷。

发明内容

本发明提供一种粘度指数改进剂及其制备方法，该粘度指数改进剂适用于磷酸酯液压油，同时具有低用量下增稠能力强以及低温流动性好的优点。

本发明还提供所述粘度指数改进剂的用途。

本发明粘度指数改进剂的结构式为：

其中R₁为C1～C3的烷基，优选甲基，R₂为C1～C5的烷基，优选C2～C4的直链烷基，R₃为C6～C18的烷基，优选C8～C16的直链烷基，R₄为C3～C18的直链烷基，优选C5～C15的直链烷基，R₅为C6～C18的直链烷基，优选C8～C16的直链烷基；x为1～10000的正整数，优选10～5000，y为0或1～5000的正整数，优选10～3000，z为1～3000的正整数，优选10～2000，n为1到5000的正整数，优选10～3000；粘度指数改进剂的重均分子量为10000～1000000，优选50000～300000，更优选80000～200000。

本发明粘度指数改进剂的制备方法包括：在引发剂、链转移剂和稀释剂的存在下，使下述a类单体、b类单体与c类单体进行聚合反应或仅由下述a类单体与c类单体进行聚合反应，分离、收集聚合产物。

所述a类单体具有以下结构式：

其中R₁为C1～C3的烷基，优选甲基，R₂为C1～C5的烷基，优选C2～C4的直链烷基。

所述b类单体具有以下结构式：

其中R₁与a类单体中的R₁相同，R₃为C6～C18的烷基，优选C8～C16的直链烷基。

c类单体具有以下结构式：