[发明专利]一种聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油的制备

说明书

本发明公开了一种聚α‑烯烃/酯类合成润滑基础油及其合成方法，烃类聚合物上接有酯基基团，使其同时具有聚α‑烯烃(PAO)合成润滑基础油的优点，也具有酯类润滑基础油的优点。传统方法是将酯类润滑油添加到PAO中做降凝剂，属于物理共混，其效果在高粘度润滑油中不佳；本方案采用化学方法进行酯化反应，使极性基团直接连接到聚合物中，得到一种全新的聚α‑烯烃/酯类全合成润滑基础油。

技术领域

本发明涉及润滑基础油领域，特别涉及到一种聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油的全合成方法。

背景技术

润滑油是由基础油和少量用于改善润滑油性能的添加剂组成。长期以来市场供应的润滑基础油主要为矿物油，近年来随着航空、汽车工业的飞速发展和节能、环保要求的日益提高，对高质量商业润滑油的需求不断增加，矿物油受其原料及生产工艺的限制，产品性能难以满足某些苟刻条件下的使用要求。

因此，合成润滑油的研发就成了必然，与同粘度的矿物油相比，合成润滑油不仅可以确保设备部件在更苟刻的场合下安全稳定的工作，而且能够满足长寿命、环保等更严格的要求。

聚α-烯烃合成润滑基础油(PAO)是现代发动机润滑油的主要组成成分，是影响润滑油综合性能的关键因素。相比于其他润滑基础油，PAO具有较宽的液体范围，优良的粘温特性与水解安定性以及较低的挥发性。但是聚α-烯烃合成油的缺点是对含有极性基团的添加剂溶介性差，对常用的丁腈耐油橡胶有一定的收缩作用。

酯类润滑基础油分子中的酯基具有极性，分子内含极性键，分子间作用力比矿物型基础油、合成型基础油PAO都要大，易吸附在器械摩擦表面上形成牢固的润滑膜，因此一般情况下，酯类基础油的润滑性优于同粘度的矿物油，酯类基础油的热稳定性及低温性能均佳，粘度指数高，粘温性能好，挥发性很低，大多数易生物降解。

在合成航空发动机润滑油中，多采用将酯类润滑油添加到PAO中做降凝剂，以弥补PAO的不足，现有技术采用物理共混，其效果在高粘度润滑油中不佳。

发明内容

本发明提供一种聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油，其结构是α-烯烃和马来酸酐的共聚物与多元醇酯化反应产物，其中α-烯烃含碳原子数为C8～C16，α-烯烃和马来酸酐共聚物的数均分子量为1800～3500，多元醇为季戊四醇、丙三醇中的一种。烃类聚合物侧链上接有酯基基团，使其同时具有聚α-烯烃(PAO)合成润滑基础油的优点，也具有酯类润滑基础油的优点。

本发明还提供一种以聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油为基础油的润滑油，由于聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油同时包含烃类聚合物和酯基基团，兼具聚α-烯烃(PAO)合成润滑基础油和酯类润滑基础油的优点，因此以聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油为基础油的润滑油可省去降凝剂或/和粘度指数改进剂。

另一方面，为了提高以聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油为基础油的润滑油的综合性能，也可以添加降凝剂、摩擦改进剂、消泡剂、分散剂、防锈剂、消净剂、抗氧化剂、抗磨剂、或粘度指数改进剂中的至少一种。

本发明还提供一种聚α-烯烃/酯类合成润滑基础油的合成方法：在催化剂存在的条件下，将α-烯烃与马来酸酐的二元共聚物与多元醇在120-150℃下进行酯化反应，所述催化剂为杂多酸或对甲苯磺酸；其中，所述α-烯烃的碳原子数为C8～C16，多元醇为季戊四醇、丙三醇中至少一种。

具体包含如下步骤：

(1)首先将单体α-烯烃和马来酸酐加入到甲苯溶剂中，添加引发剂，在100℃-110℃下反应得到二元共聚物；

(2)在所述二元共聚物中加入多元醇，以对甲苯磺酸为催化剂，在120-150℃下发生酯化反应；

(3)在60-100℃下减压蒸馏除去溶剂，继续升温除去对甲苯磺酸，得到粗产物；