[发明专利]聚α-烯烃的合成方法

说明书

一种聚α‑烯烃的合成方法，包括如下步骤：一种C₈‑C₁₂的烯烃单体，在Ziegler‑Natta催化剂体系作用下，反应一定时间，反应结束后加入淬灭剂，结束反应并停止搅拌，通过外循环取热，使体系温度降至室温后，加入引发剂，并通入BF₃，控制聚合温度，反应0.5～3h后经后处理，得到聚α‑烯烃齐聚混合物。

技术领域

本发明涉及聚α-烯烃的合成方法。

背景技术

聚α-烯烃润滑油基础油(PAO)是一类α-烯烃(支化或非支化)在催化剂作用下聚合，再经加氢而获得的基础油，是合成基础油中最有发展前途的品种。与矿物类基础油相比粘度指数高，倾点低，抗水解安定性及氧化安定性好，具有液相范围宽、蒸发损失小、倾点低、黏度指数高、热氧化安定性好等优点，能够符合日益苛刻的OEM规格，满足当代严苛的节能、环保要求。同时与矿物油的掺合性好可以用于全合成或半合成油中。

PAO的优异的性能取决于聚α-烯烃油的聚合度、分子结构及分子量分布，而聚合催化剂和聚合工艺是决定因素，目前使用的催化剂主要包括氯化铝催化剂、Ziegler体系催化剂、BF₃体系的Lewis酸络合型催化剂，近年来，又开发了高效的基于离子液体的催化体系和相关工艺。

一般认为：Ziegler-Natta催化体系主要以生产中、高粘度润滑油(100℃，40-100mm/s)为主。由于Ziegler体系催化剂具有中心结构可控的特点，得到产品分子结构规整，支化率低，产品具有优异的粘温性能，但由于其规整的长链分子导致产品低温性能差，尤其是低温抗剪切性能差。BF₃催化剂比一般的正碳离子齐聚机理具有更大程度的骨架支链化特性，且反应容易控制，得到产品具有优异的低温流动性，但是分子聚合度低，主要适合生产低粘度润滑油产品，国外80％低粘度润滑油采用BF₃催化体系生产，但是相对而言，粘温性能较差。采用的工艺均为一种催化剂的一步法如：在Ziegler-Natta催化体系方面，专利US311316公开了以TiC1₄和A1(iBu)为催化体系，催化1-癸烯制备聚α-烯烃润滑油的方法，得到产品的粘度指数大于135，倾点小于-25℃。专利US464241公开了以三乙基铝(TEA)、氯代丙烯或氯代叔丁烷和TiC1₄为催化体系，己烷作溶剂，催化1-癸烯聚合，得到产品的粘度指数大于140。文献《(C₂H₅)₂AlCl/TiCl₄催化1-癸烯聚合制备高黏度指数润滑油》介绍了以(C₂H₅)₂A1C1/TiC1₄为催化剂，催化1-癸烯聚合，得到粘度指数高达173的合成润滑油，并且通过调节A1/Ti可制备出各种粘度的聚α-烯烃；在BF₃催化体系聚合方面，专利US421830公开了一种BF₃催化C₁₂-C₁₈的混合α-烯烃聚合制备PAO的方法，得到的聚合产物倾点为-29℃，粘指为130，100℃运动粘度为3.73mm²·s^-1。专利US5191140公开了一种采用BF₃催化体系催化C₆\C₈\C₁₀\C₁₂的混合α-烯烃制备PAO的方法，聚合物倾点低于-60℃、粘度指数为126℃，100℃粘度为6.69mm²·s^-1。文献《癸烯-1聚α-烯烃合成油的合成及性质》和文献《BF₃催化C₈～C₁₃混合烯烃的聚合工艺》用BF₃为催化剂，醇为引发剂，分别催化癸烯-1、C₈～C₁₃的α-烯烃聚合，得到合成油100℃的粘度为4.78-4.80mm²·s^-1，粘度指数为130-132，凝点为-60℃--62℃。