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机械工程学会摩擦学分会固体润滑国家重点实验室摩擦学学报

多功能接枝聚合物

专利摘要

本发明描述了可用作分散剂的多功能接枝聚合物的组合物和制备。所描述的分散剂适用于控制油泥和漆膜以及烟炱、摩擦和磨损。产物可用作润滑剂添加剂。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201180017838.6
申请日期:
2011-03-29
专利申请人:
卡斯特罗尔有限公司
分类号:
["C08F255/00","C08F255/04","C08F8/42","C08F8/46","C10M143/00"]
发明/设计人:
理查德·P·索尔
权利要求: 1.多功能接枝聚合物，其包含a、b、c、d和e的接枝聚合物：a.包含骨架的聚合物，所述聚合物具有可接枝位点和在约10,000至约500,000范围内的重均分子量；b.烯键式不饱和的脂族或芳香族单体，其具有2至约50个碳原子并含有氮和氧中的至少一种；c.偶联剂，其选自酰化剂和环氧化物并具有至少两个组分偶联位点，其中至少一个是烯属不饱和位点；d.胺，其能够与聚合物骨架上由偶联剂与聚合物之间的反应形成的偶联基团反应；以及e.有机金属化合物，其能够与聚合物反应。2.权利要求1的多功能接枝聚合物，其中聚合物选自聚烯烃、聚酯、混合的烯烃-酯聚合物、及其混合物。3.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其包含从乙烯、丙烯、异戊二烯、丁烷、丁二烯、异丁烯、苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯或其组合生产的至少一种聚合物。4.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中聚合物选自均聚物、共聚物和三元共聚物。5.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中聚合物具有约150,000至约200,000的重均分子量。6.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中所述聚合物骨架具有约1至约20的多分散性。7.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中所述聚合物骨架具有约1至约15的多分散性。8.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中烯键式不饱和单体选自1-乙烯基咪唑、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-烯丙基咪唑、1-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、二烯丙基甲酰胺、N-甲基-N-烯丙基甲酰胺、N-乙基-N-烯丙基甲酰胺、N-环己基-N-烯丙基甲酰胺、4-甲基-5-乙烯基噻唑、N-烯丙基二异辛基吩噻嗪、2-甲基-1-乙烯基咪唑、3-甲基-1-乙烯基吡唑、N-乙烯基嘌呤、N-乙烯基哌嗪、乙烯基哌啶、乙烯基吗啉及其组合。9.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中烯键式不饱和单体还包含硫、磷、卤素或其组合。10.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其含有每摩尔聚合物约0.5摩尔至约12摩尔的烯键式不饱和单体。11.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其含有每摩尔聚合物约1.0摩尔至约11摩尔的烯键式不饱和单体。12.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中偶联剂包含酰化剂，所述酰化剂选自单羧酸、二羧酸、多羧酸、这些羧酸的酸酐、这些羧酸的低级烷基酯、这些羧酸的卤化物、及其组合。13.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中偶联剂包含酰化剂，所述酰化剂选自单不饱和的C3至C10单羧酸、单不饱和的C4至C10二羧酸、其酸酐、以及两种或更多种这些酰化剂的混合物。14.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其具有每摩尔聚合物约0.5摩尔至约12摩尔的偶联剂。15.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其具有每摩尔聚合物约1.0摩尔至约11摩尔的偶联剂。16.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为约1:20至约20:1。17.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为约1:12至约12:1。18.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中胺选自伯胺和仲胺。19.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中胺选自亚甲基胺、亚乙基胺、亚丁基胺、亚丙基胺、亚戊基胺、亚己基胺、亚庚基胺、亚辛基胺、氨基-烷基-取代的哌嗪、亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、亚丙基二胺、二(七亚甲基)三胺、三亚丙基四胺、四亚乙基五胺、三亚甲基二胺、五亚乙基六胺、二(三亚甲基)三胺、3-吗啉代丙胺、苯胺、4-吗啉苯胺、苯甲胺、苯乙胺、3-苯基-1-丙胺、N-苯基苯二胺、N-苯基-1,4-苯二胺、N-苯基-1,3-苯二胺、N-苯基-1,2-苯二胺、N-萘基-苯二胺、N-苯基萘二胺、N’-氨基丙基-N-苯基苯二胺、N,N-二甲基氨基丙胺、N,N-二辛基乙胺、(2-氨基丙基)哌嗪、1-4-双(2-氨基乙基)哌嗪、2-甲基-1-(2-氨基丁基)哌嗪，由下式表示的N-芳基苯二胺：其中Ar是芳香性的，R1是氢、-NH-芳基、-NH-芳基烷基、-NH-烷基芳基、或具有4至24个碳原子的支链或直链基团，并且所述基团可以是烷基、链烯基、烷氧基、芳基烷基、烷基芳基、羟基烷基或氨基烷基基团，R2是-NH2、-(NH(CH2)n-)m--NH2、CH2-(CH2)n-NH2、-芳基-NH2，其中n和m各自具有1至10的值，并且R3是氢或可以具有4至24个碳原子的烷基、链烯基、烷氧基、芳基烷基或烷基芳基基团；或由下式表示的N-芳基苯二胺化合物：其中R4、R5和R6是氢或含有1至10个碳原子的直链或支链烃基团，并且所述基团可以是烷基、链烯基、烷氧基、烷基芳基、芳基烷基、羟基烷基或氨基烷基基团，并且R4、R5和R6可以相同或不同；由下式表示的氨基咔唑：其中R7和R8表示氢或具有1至14个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基基团，并且R7和R8可以相同或不同；由下式表示的氨基吲哚：其中R9表示氢或具有1至14个碳原子的烷基基团；由下式表示的氨基-吲唑啉酮：其中R10是氢或具有1至14个碳原子的烷基基团；由下式表示的氨基巯三唑：以及由下式表示的氨基白啶：其中R11表示氢或具有1至14个碳原子的烷基或烷氧基基团；以及它们的组合。20.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中偶联剂与胺的摩尔比为约1:10至约6:1。21.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中偶联剂与胺的摩尔比为约1:3至约4:1。22.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中每摩尔聚合物的烯键式不饱和单体、偶联剂与胺的反应产物、以及有机金属化合物的总摩尔数为约0.5摩尔直至约20摩尔。23.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中相对于每摩尔聚合物，烯键式不饱和单体、偶联剂与胺的反应产物、以及有机金属化合物的总摩尔数为约1摩尔直至约10摩尔。24.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含选自钼、钴、钛、钙、镁、锰、铋、钨和铜的金属成员。25.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含金属羧酸盐，所述金属羧酸盐含有选自钼、钴、钛、钙、镁、锰、铋、钨和铜的金属组分。26.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含具有至少一个C6至C40羧酸部分的金属羧酸盐。27.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含钼化合物。28.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含羧酸钼。29.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含羧酸钼，所述羧酸钼包含至少一个具有C6至C40碳原子的直链或支链羧酸部分。30.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含选自下列的钼化合物：新癸酸钼硼、2-乙基己酸4-壬氧基苯甲酸钼、异硬脂酸4-壬氧基苯甲酸钼、十二烷基苯磺酸钼、C18支链-直链羧酸钼、C36直链羧酸钼、C36+-C18支链-直链羧酸钼、C36支链-直链羧酸钼、C36/C36+直链羧酸钼、C36+支链烷基羧酸/叔丁基苯甲酸钼、C18支链烷基羧酸/叔丁基苯甲酸钼、油酸钼、C18直链烷基羧酸/叔丁基苯甲酸钼、辛酸钼、乙酰丙酮酸钼及其组合。31.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含乙酰丙酮酸钼。32.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含辛酸钼。33.前述权利要求任一项的多功能接枝聚合物，其中有机金属化合物包含新癸酸钼硼。34.制备权利要求1的多功能接枝聚合物的方法，其包括：（a）将聚合物与偶联剂在引发剂存在下进行反应，以形成在聚合物骨架上具有可用于反应的偶联基团的接枝反应产物；（b）将步骤（a）中形成的接枝反应产物与烯键式不饱和单体在引发剂存在下进行反应，以形成烯键式不饱和单体与聚合物的接枝反应产物；（c）将步骤（b）中形成的接枝产物与能够与聚合物骨架上的偶联基团反应的胺进行反应，以形成胺与聚合物骨架上的偶联基团的反应产物；以及（d）将有机金属化合物与步骤（c）的产物进行反应，以形成多功能接枝聚合物。35.制备权利要求1的多功能接枝聚合物的方法，其包括：（a）将聚合物与偶联剂在引发剂存在下在溶液中进行反应，以形成具有可用于反应的偶联基团的接枝反应产物；（b）将步骤（a）中形成的接枝反应产物与烯键式不饱和单体在引发剂存在下在溶液中进行反应，以形成烯键式不饱和单体与聚合物的接枝反应产物；（c）将步骤（b）中形成的接枝反应产物与能够与聚合物骨架上的偶联基团反应的胺在溶液中进行反应，以形成胺与聚合物骨架上的偶联基团的反应产物；以及（d）将有机金属化合物与步骤（c）的产物在溶液中进行反应，以形成多功能接枝聚合物。36.权利要求35的方法，其中反应在选自I类、II类、III类、IV类和V类基料及其混合物的溶剂中进行。37.制备权利要求1的多功能接枝聚合物的方法，其包括下列步骤：（a）将聚合物与偶联剂作为熔体在加热下或在引发剂存在下进行反应，以形成在聚合物骨架上具有可用于反应的偶联基团的接枝反应产物；（b）将步骤（a）中形成的接枝反应产物与烯键式不饱和单体作为熔体在加热下或在引发剂存在下进行反应，以形成烯键式不饱和单体与聚合物的接枝反应产物；（c）将步骤（b）中形成的接枝反应产物与能够与聚合物骨架上的偶联基团反应的胺作为熔体或在溶液中进行反应，以形成胺与聚合物骨架上的偶联基团的反应产物；以及（d）将有机金属化合物与步骤（c）的产物作为熔体或在溶液中进行反应，以形成多功能接枝聚合物。38.权利要求37的方法，其中在步骤（a）中，首先将聚合物熔化，然后与偶联剂和引发剂混合。39.改进润滑油的烟炱处理、粘度、油泥和漆膜控制、摩擦改良剂和抗磨损性质的方法，其包括在所述油中掺入有效量的权利要求1至33任一项的多功能接枝聚合物。40.润滑油，其包含：（a）润滑剂基础油；（b）以重量计至少约0.0005%至约25%的权利要求1-33任一项的多功能接枝聚合物；以及（c）以重量计0%至约25%的其他润滑油添加剂。41.润滑油，其包含：（a）润滑剂基础油；（b）以重量计至少约0.005%至约20%的权利要求1-33任一项的多功能接枝聚合物；以及（c）以重量计0%至约25%的其他润滑油添加剂。