[发明专利]低粘度聚α-烯烃的制备

说明书

本申请是2009年3月24日提交的相同发明名称的中国专利申请200980124749.4(PCT/US2009/038007)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年6月30日提交的在先的美国申请序列号12/164,824的利益，该文件通过引用整体结合在本文中。

发明领域

本发明涉及低粘度聚α-烯烃的制备。更具体地，本发明涉及某些由烯烃的混合进料制备的低粘度聚α-烯烃和制备这样的低聚物的方法。

发明背景

聚α-烯烃构成了一类烃润滑剂，其已经在润滑油市场证明了其重要性。这些材料典型地通过α-烯烃的聚合生产，所述α-烯烃通常为1-辛烯至1-十二碳烯，其中1-癸烯是优选的材料，尽管低级烯烃如乙烯和丙烯的聚合物(包括乙烯与高级烯烃的共聚物)也可以使用。可以得到的聚α-烯烃(PAO)产物具有宽范围的粘度，从100℃约2cSt的高度流动性的流体至100℃的粘度超过100cSt的高分子量的粘性材料。所述PAO可以通过烯烃进料在催化剂如AlCl₃、BF₃或BF₃络合物存在下的聚合来生产。在所述聚合之后，所述润滑剂范围的产物可以被氢化以降低残余不饱和度。在该反应的过程中，不饱和度的量通常被降低超过90％。

汽车工业目前对发动机油有更大的要求-在高温下工作时间更长；因此需要低粘度的PAO，优选4cSt的PAO，同时需要Noack挥发度和低温性能。因此，需要显示低Noack挥发度(ASTMD5800StandardTestMethodforEvaporationLossofLubricatingOilsbytheNoackMethod)的低粘度的PAO。

一种特定等级的PAO的性能极大地依赖于用于制备该产物的α-烯烃。一般地，所述α-烯烃的碳数越高，产物的Noack挥发度越低和产物的倾点越高。相反，所述α-烯烃的碳数越低，产物的Noack挥发度越高和产物的倾点越低。对于任何一种所使用的烯烃，对于汽车应用来说，所希望的低Noack挥发度和低倾点对于PAO来说通常是抵触的目标。

具有4cSt的粘度的PAO通常由1-癸烯制备，并且具有13-14％的Noack挥发度和小于-60℃的倾点。具有6cSt的粘度的PAO通常由1-癸烯或α-烯烃的混合物制备，并且具有约7.0％的Noack挥发度和约-60℃的倾点。

发明概述

本文所公开的是一种用于低聚α-烯烃的方法。原料是至少10重量％的辛烯、癸烯和至少30重量％的十二碳烯的混合物。使所述α-烯烃原料和至少一种催化剂在反应器中经历低聚条件。在反应之后，对所述混合物进行蒸馏，以除去未反应的α-烯烃和α-烯烃的二聚体。所得到的产物可以被氢化。最终产物含有至少两个不同标称粘度的聚α-烯烃馏分。

在各种实施方案中，所述原料可以具有以下方面。所述原料可以含有至少25％的癸烯。所述原料可以含有不超过约50％的癸烯。所述原料可以含有不超过约35％的辛烯。所述原料可以含有不超过约45％的十二碳烯。所述原料可以含有不超过约35％的癸烯。所述原料可以含有不超过约35％的辛烯，不超过45％的十二碳烯，和至少25％但不超过60％的癸烯。在任何所公开的实施方案的另一个方面，所述辛烯、癸烯和十二碳烯在进料中的重量百分比产生在9.9-10.5范围内的平均碳含量。

在一个实施方案中，所公开的反应后混合物的最后蒸馏产生具有聚α-烯烃馏分和具有约6cSt的100℃粘度的聚α-烯烃馏分，所述具有约4cSt的100℃粘度的馏分占收率的至少50％。

任何所公开的实施方案的另一个方面是，所得到的在100℃具有约4cSt的粘度的聚α-烯烃具有约-45℃至-80℃的倾点；所述倾点通过ASTMD5950测定。

任何所公开的实施方案的另一个方面是，所得到的在100℃具有约6cSt的粘度的聚α-烯烃具有约-45℃至-75℃的倾点；所述倾点通过ASTMD5950测定。

本文还公开了聚α-烯烃，其是已经经历氢化的低聚α-烯烃。所述低聚α-烯烃通过以下步骤制备：a)使由至少10重量％辛烯、癸烯和至少30重量％十二碳烯的混合物组成的烯烃进料接触，以得到包含烯烃三聚体的中间体产物，和b)蒸馏所述中间体产物。所述低聚α-烯烃具有约4cSt的100℃粘度，和通过ASTMD5950测定的约-45℃至-80℃的倾点。