[发明专利]具有支化C17烷基链的聚(甲基)丙烯酸酯共聚物及其在润滑油组合物中的用途

说明书

本发明涉及包含具有支化C17烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的聚(甲基)丙烯酸酯共聚物。本发明还涉及包含含有具有支化C17烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的聚(甲基)丙烯酸酯共聚物作为粘度指数改进组分的润滑油组合物。

本发明涉及包含具有支化C17烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的聚(甲基)丙烯酸酯共聚物。本发明还涉及包含含有具有支化C17烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的聚(甲基)丙烯酸酯共聚物作为粘度指数改进组分的润滑油组合物。

已知聚(甲基)丙烯酸酯(PMA)作为多级润滑油中的优异粘度指数改进剂(L.R.Rudnick(编辑)Lubricant Additives，Chemistry and Applications，CRC Press，Taylor&Francis Group，LLC，第二版，2009，315-338)。

PMA通常代表由两个或三个共聚单体单元：具有短、长且最终中等烷基链的甲基丙烯酸酯形成的线性共聚物。分子量由25,000g/mol至500,000g/mol变化，但存在由于高剪切下的链断裂使聚合物的剪切稳定性随着分子量的增加而急剧下降的问题。

剪切稳定性可以通过聚合物结构如梳状或星形结构的改进拓扑结构或引入支化烷基链而提高。术语支化通常也用于星形或梳状聚合物的情况。

US 8067349 B2和US 2010/0190671 A1描述了由大分子单体构建的梳状聚合物结构。这些大分子单体由聚异丁烯或氢化聚丁二烯制成。

US 8513172 B2描述了通过由受控自由基聚合产生的单链偶联制成的聚(甲基)丙烯酸酯的星形聚合物。

星形或梳状聚合物中的分支结构由线性聚合物链构成。由于低反应性试剂和大分子单体，在星形聚合物情况下的偶联反应的产率和在梳状聚合物情况下的掺入大分子单体难以完成。

通过使用具有支化烷基链的(甲基)丙烯酸酯单体，可以在分子水平上更简单地引入支链。本申请中所用术语(甲基)丙烯酸酯包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯衍生物。

US 6746993描述了包含具有支化C16-C36烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的粘度指数改进剂。支化单体每个烷基侧链包含一个分支。作为优选单体提及2-癸基十四烷基甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。

JP 2014015584 A和JP 2014136772A描述了包含具有支化C16-C36烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的粘度指数改进剂。包含粘度指数改进剂的相应组合物显示出改进的剪切稳定性。

WO 2014/017553 A1描述了包含具有直链或支化C1-C36烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚单体的粘度指数改进剂。

这些应用使用支化数(branching number)为1的烷基链。这意指烷基链仅包含一个导致分支的叔CH结构部分。尽管已知聚(甲基)丙烯酸酯具有较高支化数，但它们在润滑剂中的用途和效果尚不清楚。

WO 2009/124979 A1描述了具有支化C17烷基的醇混合物的合成方法。

Macromol.Chem.Phys.2014，215，1192描述了聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯均聚物的聚合和表征。

具有高分子量和非常好的粘度指数改进剂性能以及增强的剪切稳定性的PMA将是有益的，因为需要较少材料来达到规定中的要求。

本发明提供具有高剪切稳定性的高分子量聚(甲基)丙烯酸酯共聚物。本发明聚(甲基)丙烯酸酯共聚物由支化C17甲基丙烯酸酯共聚单体单元形成。尽管分支仅包含存在于相对长烷基链中的短侧烷基结构部分，并且因此不会预期该包含支化C17甲基丙烯酸酯共聚单体单元的聚(甲基)丙烯酸酯共聚物具有较高剪切稳定性，但令人惊讶地显著改进了本发明聚(甲基)丙烯酸酯共聚物的剪切稳定性。此外，由具有支化C17甲基丙烯酸酯而非线性类似物的聚合物制成的配制剂的粘度指数提高了配制剂的粘度指数。