[发明专利]一类含卤素的合成基础油及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一类含卤素的合成基础油及其制备方法和用途。所述合成基础油的特点包括引入卤素基团形成含卤素尤其是氟的基础油，其中卤素基团的偶极运动导致了偶极‑偶极和偶极诱导的卤素基油分子，特别是其氟化基础油与其它成分的偶极相互作用，它比纯碳氢合成油分子之间的分散力更强而且更局部化，从而能够改善所述基础油应用的性能，包括解决了业界困扰着纯碳氢合成油的兼溶性问题，并且能够增强高抗氧化性和增强热稳定性。

技术领域

本发明涉及一类新型的含卤素的合成润滑油基础油，特别是含氟原子的合成润滑油基础油。

背景技术

由乙烯，或丙烯，或丁烯，或异丁烯，或α-烯烃单体或其混合物聚合，或上述任何一种或几种的组合聚合生成的合成基础油是一种性能优异的润滑油基础油和基础油性能改进剂，是目前合成发动机油、齿轮油和其他工业用油、脂中最广泛应用的基础油料之一，由其调制的合成油极大地扩展了润滑油脂在高温、低温、高负荷及其他苛刻条件下的应用范围，提供了优异的粘温性能、热氧化安定性、润滑及抗磨损性能和清净性，因而大大地延长了换油期，减缓了设备的腐蚀和磨损，降低了设备的维修周期，大大地提高了设备的利用率和使用寿命，为用户创造了丰厚的经济效益，同时又在环保和节能方面实现了很大的社会效益。因此，在当今许多最高档的润滑油品中合成基础油已普遍被优选作为润滑油的基础油。

ExxonMobil公司是全世界生产合成基础油的主要公司之一，在上世纪八十年代就推出了使用α-烯烃合成了的新一代聚α-烯烃(PAO)合成基础油，这种新的PAO基础油在通常情况下PAO分子拥有突出的基干，从基干伸出长侧链。其分子结构可简示如下式，其独特的几何结构可得到很均一的化学产品，拥有梳状结构，不存在直立的侧链。与常规矿物油相比这种形状拥有改进的流变特性和流动特征，从而可更好地提供剪切稳定性、较低的倾点和较高的粘度指数，特别是由于有较少的侧链而具有比常规矿物油高得多的剪切稳定性。这些特性决定了矿物油的使用目标是高苛刻度的应用，包括动力传动系统和齿轮油、压缩机润滑油、传动液和工业润滑油。

现有工艺技术合成基础油PAO的生产工艺主要由α-烯烃聚合；催化加氢；分馏得到合成基础油PAO产品，如下式所示。

合成mPAO的生产工艺主要包括第一步：聚合，第二步：加氢，得到mPAO产品；具体流程图如图1所示。

α-烯烃聚合得到的聚α-烯烃是含有不饱和的双键容易氧化，还要进行进一步的加氢反应，如何处理端位双键使其生成更稳定的产物是我们研究的课题。

发明内容

针对聚α-烯烃合成中现有的问题，本发明人通过实验验证，可以在端位双键或其他位双键上引入卤素原子特别是引入氟原子，从而可以增加聚α-烯烃的极性，改进其与其他添加剂的相溶性，同时提高合成基础油的抗氧化性和增强热稳定性，从而增加耐高温，耐腐蚀性，耐辐射性，耐磨损等性能。

例如，乙烯聚合的多支链聚乙烯在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成的合成基础油分子结构如下式所示。

本发明提供了一类新型的含卤素的合成润滑油基础油，尤其是其含氟原子的合成基础油及其制备方法和用途。

一方面，本发明提供了一类新型含卤素的合成基础油。为聚-α烯烃在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成；α烯烃单体或混合α烯烃聚合物在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成；乙烯聚合的多支链聚乙烯在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成；乙烯和丙烯共聚物在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成；乙烯，α烯烃与其共聚单体的聚合物在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成；异丁烯聚合物在端位双键或其他位双键加成卤素特别加成氟原子形成。

所述基础油包含合成产物FF-PAO和/或F-PAO，其结构和合成方法如下式所述：