[发明专利]一种低粘度氢化聚乙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低粘度氢化聚乙烯的制备方法，属于合成润滑剂中聚烯烃润滑油领域。所述发明包括离子液体催化剂的制备、低粘度氢化聚乙烯的制备及其后处理方法。该方法制备的低粘度氢化聚乙烯在航空、航天、兵器、精密仪器、机械等领域具有广泛的应用前景。

背景技术

低粘度润滑油在低温液压油、内燃机油、液力传动油、汽车工业发动机油等领域具有广泛的应用。目前，国内这类用油绝大部分仍为传统矿物油，合成润滑油的研发、生产厂家少，技术相对落后，产品主要依靠进口。因此，开发研究低粘度合成润滑油的制备方法显得尤为重要。

目前，有少量研究低粘度润滑油的制备方法，主要是聚α-烯烃合成润滑油，US 7,544,850 B2 公开了一种以1-十四碳烯为原料制备低粘度聚α-烯烃的方法，产物具有粘度指数高、倾点低、挥发性小等特性。缺点是催化剂后处理复杂，生产成本高。US 8,207,390 B2和US 2007/0043248 A1公开了在过渡金属催化体系下，催化至少含50%的C₄～C₂₄的α-烯烃的聚合，产物的M_w/M_n约1.0～1.4，V_100℃< 20 mm²·s^-1。US 2009/0326296 A1公开了由BF₃和BF₃的低聚物组成的催化体系催化混合α-烯烃的聚合制备低粘度聚α-烯烃润滑油，产物的粘度和Noack挥发度低，缺陷是BF₃会造成设备腐蚀。CN 102076719 A 公开了另一种低粘度聚α-烯烃的制备方法，产物具有低倾点和优异的Noack挥发度，但其闪点较低，限制了聚α-烯烃的应用范围。CN 101824354 A采用了BF₃-正丁醇催化体系通过催化脱氢-烷烃分离法（Pacol-Olex）生产低粘度（V_100℃= 3～5 mm²·s^-1）聚烯烃合成润滑油，然而产物的后处理复杂，且环境污染严重。

由此可见，合成低粘度合成润滑油的关键技术在于原料和催化剂。对于低粘度聚α-烯烃合成油来说，一方面，C₄～C₁₂烯均可作为原料，其中最优原料为癸烯（C₁₀），但C₁₀纯度不高且产量小，往往影响合成油的质量和产量；另一方面，传统的催化剂体系如均相Lewis酸型、Ziegler-Natta、茂金属等在带来巨大经济效益的同时，也产生了后处理复杂、影响氢化精制催化剂的消耗、环境污染、腐蚀设备等问题。

离子液体作为新型合成润滑油催化剂可根据反应和催化过程本身的特点适当调整和修饰离子液体的阴阳离子，提高反应选择性、反应速率和收率。同时，离子液体还可作为催化剂的助剂或是有机溶剂的“绿色”替代品用于催化反应过程。早在1993年，EP 0558187 A1就公开了采用酸性离子液体[EMIM]Cl/AlCl₃[c(AlCl₃=0.67)]催化丁烯聚合反应的研究，反应产物具有较好的润滑性能，且可与离子液体分为两相，实现了催化剂的简单有效的分离。WOP 9521872报道了通过在[EMIM]Cl/AlCl₃离子液体催化剂中加入少量的助催化剂四乙基铵盐[NEt₄]Cl提高润滑油产率的方法。最终通过调整离子液体催化剂的结构达到实现聚α-烯烃润滑油粘度的控制调节。

发明内容

本发明在已有专利201110366937.7的基础上进行了技术优化，公开了一种低粘度氢化聚乙烯的制备方法，所用原料乙烯来源广泛、纯度高，离子液体催化体系活性高，工艺流程简捷先进，成本较低，产品无色透明，绿色环保，粘度低，粘度指数高，倾点和Noack挥发度低，适合作为低粘度全合成润滑油或润滑油添加剂产品使用。

本发明的技术方案是：本发明在离子液体和助催化剂构成的催化体系下，催化乙烯聚合；再于负载催化剂体系下，催化聚乙烯化合物的加氢精制。

一种制备低粘度氢化聚乙烯的方法，具体步骤如下：

（1）离子液体催化剂的制备：在真空手套箱中，将组分A与组分B直接反应或是在有机溶剂下混合反应，并通过搅拌控制反应的剧烈程度，其中，组分A与组分B的物质的量比为2:1～1:4，控制反应温度25～55℃，反应时间为2～12小时，即制得离子液体催化剂。