[发明专利]偶联的丁二酰亚胺润滑油添加剂

说明书

本发明涉及一种润滑油添加剂，确切地说是关于一种用于内燃机油或燃料油的具有抗氧化性能的偶联的丁二酰亚胺分散剂。

我国是一个领土辽阔的国家，发动机操作温度范围很宽，在冬季停停开开操作条件下，汽车曲轴箱油的温度低，使燃料烃和湿气(水份)不易从润滑油中排出去，造成发动机油产生大量的油泥，影响发动机正常运转，在夏季，连续驾驶操作温度高，内燃机油很容易发生氯化，使其粘度增长率提高，从而造成活塞上积炭和膝膜增加。为此，要求内燃机油既要有很好的低温油泥分散性，又要求具有优良的高温抗氧化能力。

聚异丁烯丁二酰胺是一种非常有效的油泥分散剂，通常在内燃机油中，占全部添加剂量的40～50％，如T154工业分散剂是一种聚异丁烯双丁二酰亚胺化合物，具有优良的低温和高温分散性，用于汽油机油和柴油机油中(黄文轩等“润滑油与燃料添加剂手册”P26)，但该分散剂的氧化安定性和热安定性都较差。为了满足内燃机油的使用要求，开发兼有其它功能、特别是抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂具有非常重要的意义。美国专利4973412公开了一种多功能润滑油添加剂，其制备方法是：先用有机二元酸偶联部分酰化的丁二酰亚胺，再用不饱和脂肪酸处理，最后再与具有抗氧化性能的亚硝基对苯二胺反应即得，该添加剂改进了丁二酰亚胺的抗氯化性能，但其制备工艺比较复杂。为了提高分散性和降低氮含量，美国专利5182038报导了一种用壬基酚偶联酰胺氨基生成的丁二酰亚胺分散剂。美国专利4636322、4699724和4713189公开的偶联的丁二酰亚胺分散剂是由苯酚、双酚A、间苯二酚、单壬基酚和β-萘酚通过曼尼希反应偶联丁二酰亚胺，再用羟基乙酸酰化部分多烯多胺制备而成，该添加剂改善了分散性和对橡胶密封圈的适应性，但没有提及改善氧化安定性问题。

本发明的目的是提供一种与已有技术结构不同的、制备工艺比较简单的、具有抗氧化性能的偶联的丁二酰亚胺分散剂。

本发明是通过下述技术方案实现的：由选自对苯二酚、邻苯二酚和对甲酚中的一种酚或其混合物，在过量醛存在下，通过曼尼希反应，后偶联丁二酰亚胺，制得具有抗氧化性能的、偶联的丁二酰亚胺分散剂，其中，烯基丁二酸酐与胺的摩尔比为1～2∶1，胺与酚的摩尔比为0.5～4∶1，醛与酚的摩尔比为12～6∶1。本发明所说的烯基丁二酸酐，其结构式为式中，R为C₂～C₁₀的单烯烃的共聚物或均聚物，最好是聚异丁烯，其数均分子量Mn=500～5000，最好是500～3500，分子量分布Mw/Mn=1.5～4.5，最好是1.5～3.5，烯基丁二酸酐是用长链烯烃聚合物与马来酸酐进行烃化反应制得(参见EP 355895,GB 1440219,USP4152499)。

本发明所说的多烯多胺包括伯胺和/或仲胺，最好是通式为H₂N(CH₂CH₂NH)_nH的多乙烯多胺，式中，n为1～6的整数，如乙二胺(EDA)，二乙烯三胺(DETA)，三乙烯四胺(TETA)，四乙烯五胺(TEPA)，五乙烯六胺(PEHA)等。

本发明所说的醛选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和苯甲醛中的一种，最好是甲醛或多聚甲醛。

本发明所说的酚为具有很强的捕捉游高基功能的对苯二酚、邻苯二酚(二者微溶于油)和对甲酚。

本发明所说的偶联的丁二酰亚胺分散剂的制备方法是第一步是将烯基丁二酸酐与多乙烯多胺进行反应，生成单-和/或双-烯基丁二酰亚胺，第二步进行曼尼希偶联反应。具体地说，制备步骤如下：

(1)将烯基丁二酸酐和胺按照上述比例，在反应介质存在下，在氮气保护下，按常规方法在100～200℃反应2～5小时，制得单-和/或双-烯基丁二酰亚胺；

(2)将步骤(1)制得的单-和/或双-烯基丁二酰亚胺的浓缩物，按照上述比例加入酚和醛，在氮气保护下，于100～200℃，反应2～5小时，制得偶联的丁二酰亚胺；

(3)吹氮，除去生成的水和未反应的醛，冷却、过滤，即得产品。

也可以通过加入脱水剂，如甲苯、二甲苯等，在回流温度下脱水，然后经减压蒸馏除去少量的溶剂和未反应的醛。

通过上述反应，根据不同的原料配比，可以生成几种不同的偶联产物，其结构如下：

本发明具有以下优点：