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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

多官能多接枝单体的低分子量聚合物

专利摘要

本发明描述了可用作分散剂的多接枝低分子量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。产品可用作润滑剂添加剂和燃料添加剂。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201080051835.X
申请日期:
2010-11-16
专利申请人:
卡斯特罗尔有限公司
分类号:
["C08F8/00","C08F8/30","C08F8/32","C10M149/04","C10M149/06","C10M149/10","C08F255/04","C08F285/00"]
发明/设计人:
伊尔文·L·戈德布莱特，理查德·P·索尔，舍安-耶尔·陈
权利要求: 1.一种多官能多接枝聚合物，其包含：(a)具有可接枝位点并且重均分子量在500至9950范围内的低分子量聚合物，(b)第一接枝单体，其包含具有2至50个碳原子并含有氮和氧中至少之一的至少一种烯键式不饱和的脂族或芳香族单体，所述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、N-烯丙基二异辛基酚噻嗪、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-乙烯基哌嗪类、乙烯基哌啶类、乙烯基吗啉类、4-甲基-5-乙烯基噻唑、N-烯丙基二异辛基酚噻嗪、2-乙烯基硫代苯并噻唑、2-烯丙基硫代苯并噻唑、2-丁烯基硫代苯并噻唑、N-乙烯基吩噻嗪、N-烯丙基吩噻嗪、及其组合；(c)第二接枝单体，其是在聚合物骨架上的可接枝偶联基团与胺的缩合产物，其中所述可接枝偶联基团由偶联剂与上述聚合物反应形成，以及所述偶联剂选自酰化剂和环氧化物并具有至少两个组分偶联位点。2.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中低分子量聚合物选自聚烯烃、聚酯、使用烯烃和酯的混合物来制造的混合的烯烃-酯聚合物、聚苯乙烯及其混合物。3.权利要求2的多官能多接枝聚合物，其包含从丁烯、丁二烯、异丁烯或其组合生产的至少一种低分子量聚合物。4.权利要求2的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物选自均聚物、共聚物和三元共聚物。5.权利要求3的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物是聚异丁烯。6.权利要求2的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物选自源于甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯及其混合物的聚合物。7.权利要求2的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物选自源于甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯及其混合物的聚合物。8.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物的重均分子量为500至6,500。9.权利要求8的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物的重均分子量为750至5,000。10.权利要求9的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物的重均分子量为900至5,000。11.权利要求2的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物具有1至20的多分散度。12.权利要求11的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物具有1至15的多分散度。13.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中烯键式不饱和单体选自1-乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶、二烯丙基甲酰胺及其混合物。14.权利要求13的多官能多接枝聚合物，其中烯键式不饱和单体包含1-乙烯基咪唑。15.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中烯键式不饱和单体包含硫、磷、卤素或其组合。16.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其含有每摩尔聚合物0.1摩尔至9.9摩尔的烯键式不饱和单体。17.权利要求16的多官能多接枝聚合物，其含有每摩尔聚合物1摩尔至6摩尔的烯键式不饱和单体。18.权利要求17的多官能多接枝聚合物，其含有每摩尔聚合物1.5摩尔至5.5摩尔的烯键式不饱和单体。19.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中酰化剂选自单羧酸、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。20.权利要求19的多官能多接枝聚合物，其中酰化剂选自单不饱和的C4至C10二羧酸、单不饱和的C3至C10单羧酸、其酸酐以及两种以上这些酰化剂的混合物。21.权利要求19的多官能多接枝聚合物，其中酰化剂选自丙烯酸、巴豆酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、延胡索酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、甲基延胡索酸、戊烯二酸、氯代马来酸、乌头酸、甲基巴豆酸、山梨酸、3-己烯酸、10-癸烯酸、2-戊烯-1,3,5-三羧酸、肉桂酸、其低级烷基酯及其组合。22.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其具有每摩尔聚合物0.1mole至9.9摩尔的偶联剂。23.权利要求22的多官能多接枝聚合物，其具有每摩尔聚合物1摩尔至6摩尔的偶联剂。24.权利要求23的多官能多接枝聚合物，其具有每摩尔聚合物1.5摩尔至5.5摩尔的偶联剂。25.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为1:100至100:1。26.权利要求25的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为1:20至20:1。27.权利要求26的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为1:10至10:1。28.权利要求27的多官能多接枝聚合物，其中所述偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为1:2至2:1。29.权利要求28的多官能多接枝聚合物，其中所述偶联剂与烯键式不饱和单体的摩尔比为1:1。30.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中上述胺选自伯胺和仲胺。31.权利要求30的多官能多接枝聚合物，其中胺选自亚甲胺、乙烯胺、丁烯胺、丙烯胺、戊烯胺、己烯胺、庚烯胺、辛烯胺、氨基-烷基-取代的哌嗪、乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、丙烯二胺、二(七亚甲基)三胺、三丙烯四胺、四乙烯五胺、三亚甲基二胺、五乙烯六胺、二(三亚甲基)三胺、3-吗啉基丙胺、苯胺、4-吗啉基苯胺、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是亚芳基，R1是氢、—NH—芳基、—NH—芳烷基、—NH—烷芳基或具有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、烯基、烷氧基、芳烷基、烷芳基、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是氢或烷基、烯基、烷氧基、芳烷基或烷芳基基团，其可以具有4至24个碳原子；或由下式表示的化合物：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，并且该基团可以是烷基、烯基、烷氧基、烷芳基、芳烷基、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、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-咪唑啉酮：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。32.权利要求31的多官能多接枝聚合物，其中所述胺是N-苯基-1,4-苯二胺。33.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中胺与偶联剂的摩尔比为1:10至6:1。34.权利要求33的多官能多接枝聚合物，其中胺与偶联剂的摩尔比为1:3至4:1。35.权利要求34的多官能多接枝聚合物，其中胺与偶联剂的摩尔比为1:2至2:1。36.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中每摩尔聚合物的烯键式不饱和单体和偶联剂与胺的反应产物的总摩尔数为0.5摩尔直至20摩尔。37.权利要求36的多官能多接枝聚合物，其中每摩尔聚合物的烯键式不饱和单体和偶联剂与胺的反应产物的总摩尔数为1摩尔直至15摩尔。38.权利要求37的多官能多接枝聚合物，其中每摩尔聚合物的烯键式不饱和单体和偶联剂与胺的反应产物的总摩尔数为2摩尔直至11摩尔。39.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂与胺的反应产物与聚合物的摩尔比和烯键式不饱和单体与聚合物的摩尔比各为0.1:1至9.9:1。40.一种制造多官能多接枝聚合物的方法，所述方法包含：(a)将重均分子量在500至9950范围内的低分子量聚合物与偶联剂在引发剂存在下进行反应，以形成可用于反应的具有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低分子量聚合物的接枝反应产物；以及(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，以形成多官能多接枝聚合物。41.权利要求40的方法，其中将低分子量聚合物和重均分子量为10,000至750,000的高分子量聚合物的混合物在步骤(a)中与上述偶联剂进行反应，并将得到的接枝反应产物在步骤(b)中反应以形成上述烯键式不饱和单体与低分子量聚合物的接枝反应产物和与高分子量聚合物的接枝反应产物，然后将其各自在步骤(c)中与能够与每个这种聚合物骨架上的偶联基团反应的胺进行反应。42.一种制造多官能多接枝聚合物的方法，所述方法包含：(a)将在溶液中的重均分子量在500至9950范围内的低分子量聚合物与偶联剂在引发剂存在下进行反应，以形成可用于反应的具有偶联基团的接枝反应产物；(b)将在溶液中步骤(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低分子量聚合物的接枝反应产物；以及(c)将在溶液中步骤(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进行反应，以形成多官能多接枝聚合物。43.权利要求42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发生。44.权利要求42的方法，其中溶剂选自直链或直链脂族或脂环族烃、芳香族烃及其混合物。45.权利要求42的方法，其中溶剂是加氢裂解的基料。46.权利要求42的方法，其中溶剂是费-托(FischerTropsch)来源的烃基料。47.权利要求46的方法，其中溶剂是含有0至50wt.％芳香族烃的基料。48.权利要求47的方法，其中溶剂是含有0至25wt.％芳香族烃的基料。49.权利要求42的方法，其中溶剂是极性有机或无机溶剂。50.权利要求42的方法，其中将上述低分子量聚合物和重均分子量为10,000至750,000的高分子量聚合物的混合物与上述偶联剂在步骤(a)中进行反应，并将得到的接枝反应产物在步骤(b)中进行反应以形成上述烯键式不饱和单体与低分子量聚合物的接枝反应产物和与高分子量聚合物的接枝反应产物，然后将其各自在步骤(c)中与能够与每个这种聚合物骨架上的偶联基团反应的胺进行反应。51.一种制造多官能多接枝聚合物的方法，所述方法包含下列步骤：(a)将重均分子量在500至9950范围内的低分子量聚合物作为熔体与偶联剂热反应或在引发剂存在下进行反应，以形成可用于反应的具有偶联基团的接枝反应产物；(b)将在步骤(a)中形成的接枝反应产物作为熔体或在溶液中与烯键式不饱和单体热反应或在引发剂存在下进行反应，以形成上述烯键式不饱和单体与低分子量聚合物的接枝反应产物；以及(c)将在步骤(b)中形成的接枝反应产物作为熔体或在溶液中与能够与聚合物骨架上的偶联基团反应的胺进行反应，以形成所述多官能多接枝聚合物。52.权利要求51的方法，其中在步骤(a)中首先将上述低分子量聚合物熔化，并然后将其与偶联剂和引发剂混合。53.权利要求51的方法，其中将上述低分子量聚合物和重均分子量为10,000至750,000的高分子量聚合物的混合物与上述偶联剂在步骤(a)中进行反应，并将得到的接枝反应产物在步骤(b)中进行反应以形成上述烯键式不饱和单体与低分子量聚合物的接枝反应产物和与高分子量聚合物的接枝反应产物，然后将其各自在步骤(c)中与能够与每个这种聚合物骨架上的偶联基团反应的胺进行反应。54.一种改进润滑油的烟炱处理、粘度、油泥和漆膜控制的方法，所述方法包含在所述油中掺入有效量的权利要求1的多官能多接枝聚合物。55.一种润滑油，其包含：(a)润滑油基础油；(b)以重量计至少0.0005％至25％的权利要求1的多官能多接枝聚合物；以及(c)以重量计0％至25％的其他润滑油添加剂。56.权利要求55的润滑油，其包含以重量计至少0.005％至20％的权利要求1的多官能多接枝聚合物。57.权利要求55的润滑油，其包含以重量计至少0.05％至15％的权利要求1的多官能多接枝聚合物。58.一种润滑油浓缩物，其包含0.05％至80％的权利要求1所述的多官能多接枝聚合物。59.一种润滑油浓缩物，其包含0.5％至50％的权利要求1所述的多官能多接枝聚合物。60.一种燃料组合物，其包含(a)烃基燃料，其任选包含醇和醚；以及(b)权利要求1的多官能多接枝聚合物，所述聚合物的水平以重量计在5至5,000ppm的范围内。61.权利要求60的燃料组合物，其包含(a)烃基燃料，其任选包含醇和醚；以及(b)权利要求1的多官能多接枝聚合物，所述聚合物的水平以重量计在10至5,000ppm的范围内。62.权利要求61的燃料组合物，其包含(a)烃基燃料，其任选包含醇和醚；以及(b)权利要求1的多官能多接枝聚合物，所述聚合物的水平以重量计在25至1,500ppm的范围内。63.权利要求11的多官能多接枝聚合物，其中所述聚合物骨架具有1至5的多分散度。64.权利要求15的多官能多接枝聚合物，其中烯键式不饱和单体包含4-甲基-5-乙烯基噻唑。65.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂的至少一个位点是烯属不饱和位点。66.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂和胺的反应产物与聚合物的摩尔比和烯键式不饱和单体与聚合物的摩尔比各为1:1至9.9:1。67.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂和胺的反应产物与聚合物的摩尔比和烯键式不饱和单体与聚合物的摩尔比各为1:1至6:1。68.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂和胺的反应产物与聚合物的摩尔比和烯键式不饱和单体与聚合物的摩尔比各为1:1至5.5:1。69.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中偶联剂和胺的反应产物与聚合物的摩尔比和烯键式不饱和单体与聚合物的摩尔比各为0.1:1至6:1。70.权利要求1的多官能多接枝聚合物，其中所述低分子量聚合物的重均分子量在500至9500的范围内。71.权利要求40的方法，其中所述低分子量聚合物的重均分子量在500至9500的范围内。72.权利要求42的方法，其中所述低分子量聚合物的重均分子量在500至9500的范围内。73.权利要求51的方法，其中所述低分子量聚合物的重均分子量在500至9500的范围内。74.由权利要求41的方法制造的聚合物。75.由权利要求50的方法制造的聚合物。76.由权利要求53的方法制造的聚合物。