[发明专利]抗氧性丁二酰亚胺润滑油分散剂及其制备

说明书

本发明涉及含氮高分子化合物润滑油添加剂及其制备，具体地说是一种用于润滑油的具有抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂及其制备。

我国是一个领土辽阔的国家，发动机操作温度范围很宽。在冬季停停开开的条件下，汽油曲轴箱里的温度很低，燃料烃和湿汽不易从润滑油中排出去，造成发动机产生大量油泥，影响发动机正常运转。在夏季连续驾驶的情况下，发动机温度很高，内燃机油容易氧化，粘度增大，造成活塞上积炭和漆膜增加。为此，要求内燃机油既要有很好的低温油泥分散性能，又要有优良的高温抗氧化性能。

聚异丁烯丁二酰亚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总量的40～50％。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。US 4,973,412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氧化性能，但其制备工艺比较复杂。为了提高分散性和降低氮含量，US 5,182,038报道了一种利用壬基酚偶联酰胺基生成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-萘酚通过曼尼奇反应偶联丁二酰亚胺，再用羟基乙酸酰化部分多乙烯多胺制备而成。该添加剂改善了分散性和对橡胶密封圈的适应性，但没有提到改善氧化安定性问题。

本发明的目的在于提供一种与已有技术结构不同的、具有抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂。

本发明的另一个目的在于提供一种制备工艺比较简单的具有抗氧化性能的丁二酰亚胺分散剂的制备方法。

本发明提供的抗氧性丁二酰亚胺分散剂是具有如下结构的化合物：其中R₁为数均分子量为500～5000的聚异丁烯，m为0～6的整数；A的结构为：其中R₂为C₁～C₇的亚烷基，t-Bu为叔丁基；Y的结构为：其中R₁’为数均分子量为500～5000的聚异丁烯。

本发明提供的分散剂结构上由三个基团构成：

(a)烯基丁二酰基团，可以是单烯基丁二酰基团，也可以是双烯基丁二酰基团。其中的烯基，即上述结构式中的R₁和R₁’为聚异丁烯，数均分子量可以是500～5000，较好500～3500，最好是800～2300。R₁和R₁’的分子量可以相同也可以不同。

(b)含有屏蔽酚的低碳酰基团，即上述结构式中的A。其中的R₂可以是C₁～C₇的亚烷基，优选C₂～C₅的亚烷基，如亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚戊基等。与不同的仲氨基相连的“A”基团可以相同，也可以不同。

(c)多胺基团。上述结构式所示的多胺有两种情况，第一种是结构式中m为0的情况，这时所说多胺为乙二胺，它的结构中有两个伯氨基，没有仲氨基，与基团(a)和(b)的结合方式只有一种，即一个伯氨基与基团(a)相连，另一个伯氨基与基团(b)相连。第二种情况是除m为0以外的情况，即所说多胺可以是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺等。这类多胺结构中含有两个伯氨基和若干个仲氨基，则至少一个伯氨基要与基团(a)相连，另一个伯氨基和/或至少一个仲氨基与基团(b)相连，当只有一个伯氨基与基团(a)相连时，所得产品为含有屏蔽酚的单烯基丁二酰亚胺；当有两个伯氨基与基团(a)相连时，所得产品为含有屏蔽酚的双烯基丁二酰亚胺。结构式中m为0～6的整数，最好是2～5的整数。

本发明提供的分散剂是按如下方法制备的：将低碳酸酯与丁二酰亚胺混合，在催化量的酸或碱催化剂的存在下，于80～200℃反应1～10小时，分离产物，低碳酸酯具有式(I)所示结构，丁二酰亚胺具有式(II)或(III)之一所示结构：其中R₁和R₁’为相同或不同的数均分子量500～5000的聚异丁烯，R₂为C₁～C₇的亚烷基，R₃为C₁～C₃的烷基，m为0～6的整数，n为1～6的整数。