[发明专利]一种黏度指数改进剂及其制备方法、用途

说明书

本发明提出了一种黏度指数改进剂及其制备方法、用途。本发明的黏度指数改进剂，其结构如通式(I)或(II)所示：其中各基团的定义见说明书。本发明的黏度指数改进剂具有良好的抗氧化性、分散性、抗磨性，可以用于改善汽油机油和柴油机油的黏温性能，同时也可以减少无灰分散剂的使用量。

技术领域

本发明涉及一种黏度指数改进剂，尤其涉及用于润滑油的黏度指数改进剂。

背景技术

随着环保及内燃机排放要求的不断提高，燃油经济性高、大功率、小型化的发动机是今后的发展方向，由此带来的发动机工作环境越来越苛刻，对于内燃机油的清净性、抗氧化性及烟炱分散性提出了新的要求。

为解决以上问题，一是可以通过加大清净分散剂用量来解决，这样使得内燃机油的生产成本上升，削弱了产品的市场竞争力。另外一种方法可以通过改善现有的添加剂，增加黏度指数改进剂的性能得到解决。例如，采用分散型乙丙共聚物黏指剂，在满足油品黏温性能的同时，也能改善油品的低温油泥分散性和烟炱分散能力，从而减少柴油机油中无灰分散剂的加入量，达到改善高温润滑能力、减少燃油消耗、降低成本的目的，因此具有良好的经济性。目前，制备分散型乙丙共聚物是润滑油添加剂研发的一个重要方向。

CN105121479A《多官能分散型黏度指数改进剂》公开了一种多官能团分散型黏度指数改进剂、制备所述多官能团分散型黏度指数改进剂的方法，以及包含所述多官能团分散型黏度指数改进剂的润滑油。所述多官能团分散型黏度指数改进剂包含两种不同官能团，各官能团直接接枝到具有可接枝位点的聚合物骨架。所述第一官能团包含酰化剂与第一胺的反应产物，所述第二胺包含脂肪族伯胺。第一官能团给黏度指数改进剂提供烟灰处理性能能力，第二官能团给所述分散型黏度指数改进剂提供油泥和漆膜控制性能。CN103864993A《一种分散型乙丙共聚物及其制备方法》提供了一种分散型乙丙共聚物及其制备方法，其反应物组成和含量按重量百分比为：酸酐基团接枝的乙丙共聚物90％～99.7％、N-(1-萘基)乙二胺及其衍生物含量为0.3％～10％；其制备方法为：将酸酐接枝后乙丙共聚物在基础油中与N-(1-萘基)乙二胺及其衍生物反应，得到含有分散型乙丙共聚物的胶液；其特点是产品不易氧化变色，制备工艺更为简便，应用于润滑油中可以使油品具有较好的分散性能。CN102653696A《一种黏度指数改进剂及其制备方法》涉及一种黏度指数改进剂及其制备方法，利用溶液接枝法在乙丙共聚物上接枝马来酸酐，将咪唑啉基团连接在乙丙共聚物上；在乙丙共聚物上通过化学反应连接咪唑啉基团，使产品具有较好的烟炱分散性能和防锈性能，可以满足中高档内燃机油的需要，制备方法可操作性强，适合工业化大规模生产。US5021177《分散抗氧型多功能黏度指数改进剂》介绍了一种多功能黏指剂，主要由甲基丙烯酸异氰基乙酯与乙丙共聚物反应，然后和N苯基对苯二胺接枝反应得到聚合物，产物具有分散性和抗氧性。US 5424366《含有吩噻嗪的多功能黏度指数改进剂》，由乙丙共聚物和烯基降冰烯接枝反应得到的产物，与甲基丙烯酸缩水甘油酯(乙烯基苄氯)和烷氨基吩噻唑反应的产物进行反应得到接枝产物，表现出较好的分散性、抗氧性和抗磨性。US5942471《含有吩噻嗪和苯胺的分散抗氧性黏度指数改进剂》，介绍了在乙丙共聚物中接枝马来酸酐后，引入吩噻嗪类衍生物和对氨基二苯胺两种抗氧基团，通过实验对比发现，单独引入对氨基二苯胺有一定的抗氧化性能，单独引入吩噻嗪有一定的分散性能；同时引入这两种抗氧基团的乙丙共聚物黏度指数改进剂调配成的10W/30油，在ⅢE试验中表现出很好的协同作用。尽管以上专利改善了现有黏度指数改进剂的性能，提高了分散性和抗氧化性，但是仍然存在其分散性不足、制备工艺复杂、产品成本高的问题，需要进一步改善。

另外研究发现，在高档汽油机中得到广泛应用的涡轮增压直喷技术(TGDI)技术，虽然能提高发动机的热效率和动力性、降低发动机油耗、改进排放，但是TGDI技术的应用也带来低速早燃问题，低速早燃一般发生在燃烧室内排气门或积炭严重处，它的危害较大，能够造成火花塞电极熔断、活塞环断裂、连杆弯曲，严重时可以导致缸体破裂，损害发动机。现有的研究结果表明：发动机油的基础油类型、抗氧剂及硫酸盐灰分含量对增压直喷发动机低速随机早燃的形成具有显著影响，采用合适的基础油、添加抗氧剂或降低硫酸盐灰分含量均有助于减少低速早燃的发生。