[go: up one dir, main page]

KR102121959B1 - Method for polymerizating alpha-olefin - Google Patents

Method for polymerizating alpha-olefin Download PDF

Info

Publication number
KR102121959B1
KR102121959B1 KR1020180157435A KR20180157435A KR102121959B1 KR 102121959 B1 KR102121959 B1 KR 102121959B1 KR 1020180157435 A KR1020180157435 A KR 1020180157435A KR 20180157435 A KR20180157435 A KR 20180157435A KR 102121959 B1 KR102121959 B1 KR 102121959B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
olefin
alpha
alpha olefin
polymerization
viscosity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020180157435A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정곤
온누리
Original Assignee
전북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전북대학교 산학협력단 filed Critical 전북대학교 산학협력단
Priority to KR1020180157435A priority Critical patent/KR102121959B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102121959B1 publication Critical patent/KR102121959B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/06Metallic compounds other than hydrides and other than metallo-organic compounds; Boron halide or aluminium halide complexes with organic compounds containing oxygen
    • C08F4/12Metallic compounds other than hydrides and other than metallo-organic compounds; Boron halide or aluminium halide complexes with organic compounds containing oxygen of boron, aluminium, gallium, indium, thallium or rare earths
    • C08F4/14Boron halides or aluminium halides; Complexes thereof with organic compounds containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02Ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/14Monomers containing five or more carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/52Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from boron, aluminium, gallium, indium, thallium or rare earths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/17Viscosity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

본 발명은 루이스산 촉매 하에 α-올레핀 및 용매의 혼합물에 첨가제를 가하여 알파올레핀(α-olefin)을 중합시킴으로써 폴리알파올레핀(poly(α-olefin))을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 알파올레핀에 대한 상기 용매의 양을 조절함으로써 상기 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 조절하는, 알파올레핀의 중합방법에 관한 것이다. 이에 의하여, 루이스산 촉매를 사용하는 알파올레핀 중합법을 사용하면서도 용매의 양을 조절하는 간단한 방법으로 폴리알파올레핀의 분자량과 점도를 조절하여 고점도의 알파올레핀을 제조할 수 있다.The present invention includes the step of preparing a polyalpha (α-olefin) by polymerizing alpha-olefin by adding an additive to a mixture of α-olefin and solvent under a Lewis acid catalyst, wherein the alpha-olefin It relates to a polymerization method of the alpha-olefin, by adjusting the molecular weight and / or viscosity of the polyalpha olefin by adjusting the amount of the solvent for. As a result, a high-viscosity alpha-olefin can be produced by adjusting the molecular weight and viscosity of the poly-alpha-olefin in a simple way to control the amount of the solvent while using the alpha-olefin polymerization method using a Lewis acid catalyst.

Description

알파올레핀의 중합방법{METHOD FOR POLYMERIZATING ALPHA-OLEFIN}METHOD FOR POLYMERIZATING ALPHA-OLEFIN

본 발명은 알파올레핀의 중합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 분야에 활용되는 윤활기유를 제조하기 위하여 분자량과 점도를 다양한 범위로 조절할 수 있는 알파올레핀의 중합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for polymerizing alpha olefins, and more particularly, to a method for polymerizing alpha olefins capable of controlling molecular weight and viscosity in various ranges in order to prepare a lubricating base oil utilized in various fields.

종래의 윤활기유는 원유(crude oil) 즉, 미네랄 윤활유를 사용하여 제조되었다. 다양한 응용분야에 사용되고 있으나, 이와 같은 윤활유는 좁은 점도 범위를 가지며 방향족 화합물과 같은 불순물이 포함되기 때문에 가혹한 조건 하에서 작동되도록 디자인된 고성능 기계 및 장비에 대한 사용이 제한되는 문제점을 가지고 있다. 그에 대응하여 더 높은 성능을 가지는 합성기유를 사용한다. 그 가운데 장쇄 α-올레핀을 중합하여 제조하는 폴리알파올레핀(PAO)이 대표적인 제품이다. Conventional lubricating base oils were manufactured using crude oil, that is, mineral lubricating oil. Although used in a variety of applications, such lubricants have a narrow viscosity range and contain impurities such as aromatic compounds, which has a problem of limited use for high performance machinery and equipment designed to operate under harsh conditions. Correspondingly, a synthetic base oil having higher performance is used. Among them, a polyalphaolefin (PAO) produced by polymerizing a long-chain α-olefin is a representative product.

폴리알파올레핀 합성기유로 제조된 윤활유는 기기의 수명을 연장시키며, 유지 보수를 줄이고, 에너지 효율을 향상한다. 특히 극도로 높거나 낮은 온도에서의 작동은 폴리알파올레핀 윤활기유에 의해서만 가능하다.Lubricants made of polyalphaolefin synthetic base oils extend the life of the machine, reduce maintenance and improve energy efficiency. In particular, operation at extremely high or low temperatures is only possible with polyalphaolefin lubricant base oils.

폴리알파올레핀 합성에는 장쇄 α-올레핀의 붕소 또는 알루미늄 루이스 산 매개 양이온 중합법을 주로 사용하며, 대표적으로 1-데센으로 수행한다. 양이온 중합 반응의 일반적인 현상인 빠른 사슬 전이는 낮은 중합도를 가지는 폴리알파올레핀을 생성하며, 따라서 낮은 점도의 제품을 일반적으로 얻는다. 또한 분자량의 조절 기술이 없어 다양한 제품군의 제조에 한계가 있다.In the synthesis of polyalphaolefins, boron or aluminum Lewis acid-mediated cationic polymerization of long-chain α-olefins is mainly used, and is typically performed with 1-decene. Fast chain transfer, a common phenomenon of cationic polymerization reactions, produces polyalphaolefins with low degrees of polymerization, thus obtaining products of low viscosity in general. In addition, there is no limitation in the production of various product lines due to the lack of molecular weight control technology.

따라서, 이와 같이 제조된 중합체는 저점도 윤활유 제조에 사용되며, 일반적으로 100℃에서 10 cSt 이하의 점도를 가진다. 그러나, 윤활 및 마모 방지를 위해서는 초고점도 폴리알파올레핀이 필요하며 초고점도로 폴리알파올레핀을 중합하는 경우 치글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매 또는 메탈로센(metallocene) 촉매가 사용되는 방법이 사용되었고, 이와 같은 촉매 사용은 촉매 제조비용이 향상되고, 공정이 복잡해지는 문제점이 있다. Therefore, the polymer thus prepared is used for manufacturing low-viscosity lubricants, and generally has a viscosity of 10 cSt or less at 100°C. However, in order to prevent lubrication and abrasion, ultra-high viscosity polyalphaolefin is required, and when polymerizing polyalphaolefin with ultra-high viscosity, a method using a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst is used. The use of such a catalyst has a problem in that the manufacturing cost of the catalyst is improved and the process is complicated.

이에 반해, 종래 루이스산 촉매를 이용한 양이온 중합은 간단하며 엄격한 조건을 필요로 하지 않는 이점이 있으나, 저점도의 폴리알파올레핀 생산에만 적용되는 중합법이기 때문에 적용되는 제품의 범위가 좁은 문제점이 있었다.On the other hand, the conventional cationic polymerization using a Lewis acid catalyst has the advantage that it is simple and does not require strict conditions, but there is a problem in that the range of products applied is narrow because it is a polymerization method applied only to production of low viscosity polyalphaolefins.

한국등록특허공보 제10-1721277호Korean Registered Patent Publication No. 10-1721277 한국공개특허공보 제10-2015-0109361호Korean Patent Publication No. 10-2015-0109361

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 루이스산 촉매를 사용하는 알파올레핀 중합법을 사용하면서도 용매의 양을 조절하는 간단한 방법으로 폴리알파올레핀의 분자량과 점도를 조절하여 고점도의 알파올레핀까지 중합함으로써 공정이 매우 간단하고, 공정비용을 절감 하면서도 고점도의 윤활기유를 제조하여 윤활기유의 활용 범위를 넓힐 수 있는 알파올레핀의 중합방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to solve the above problems, and while using an alpha olefin polymerization method using a Lewis acid catalyst, it is a simple method of controlling the amount of the solvent, and also controls the molecular weight and viscosity of the poly alpha olefin to polymerize to high viscosity alpha olefin. By providing a method for polymerizing alpha olefins, the process is very simple, manufacturing a high-viscosity lubricating base oil while reducing the process cost, and broadening the utilization range of the lubricating base oil.

본 발명의 일 측면에 따르면,According to one aspect of the invention,

루이스산 촉매 하에 α-올레핀 및 용매의 혼합물에 첨가제를 가하여 알파올레핀(α-olefin)을 중합시킴으로써 폴리알파올레핀(poly(α-olefin))을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 알파올레핀에 대한 상기 용매의 양을 조절함으로써 상기 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 조절하는, 알파올레핀의 중합방법을 제공한다.And adding an additive to the mixture of α-olefin and solvent under a Lewis acid catalyst to polymerize alpha-olefin, thereby producing poly(α-olefin). It provides a polymerization method of the alpha olefin, which controls the molecular weight and/or viscosity of the polyalpha olefin by controlling the amount of the solvent.

상기 알파올레핀의 중합방법은, 반응용기에 루이스산 촉매를 넣고 질소 또는 아르곤 분위기를 만드는 단계; 상기 반응용기에 알파올레핀 및 탄화수소 용매를 넣는 단계; 및 상기 반응용기에 첨가제를 서서히 첨가하면서 알파올레핀을 중합하여 폴리알파올레핀을 제조하는 단계;에 따라 수행될 수 있다.The polymerization method of the alpha olefin comprises the steps of adding a Lewis acid catalyst to a reaction vessel and creating a nitrogen or argon atmosphere; Adding an alpha olefin and a hydrocarbon solvent to the reaction vessel; And polymerizing the alpha olefin while slowly adding the additive to the reaction vessel to produce a polyalpha olefin.

상기 루이스산 촉매는 AlCl3, EtAlCl2, Et2AlCl, ZnCl2, ZnBr2, BF3(OEt2), TiCl4, AlF3, SnCl4 및 SbCl5 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The Lewis acid catalyst may be at least one selected from AlCl 3 , EtAlCl 2 , Et 2 AlCl, ZnCl 2 , ZnBr 2 , BF 3 (OEt 2 ), TiCl 4 , AlF 3 , SnCl 4 and SbCl 5 .

바람직하게는, 상기 루이스산 촉매는 AlCl3, EtAlCl2 및 Et2AlCl 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Preferably, the Lewis acid catalyst may be at least one selected from AlCl 3 , EtAlCl 2 and Et 2 AlCl.

더욱 바람직하게는, 상기 루이스산 촉매는 AlCl3 일 수 있다.More preferably, the Lewis acid catalyst may be AlCl 3 .

상기 루이스산 촉매는 상기 알파올레핀 및 첨가제에 대하여 0.5 내지 5.0 mol% 함량으로 사용될 수 있다.The Lewis acid catalyst may be used in an amount of 0.5 to 5.0 mol% with respect to the alpha olefin and additives.

상기 알파올레핀은 에틸렌, 및 C3 내지 C20인 알파올레핀 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The alpha olefin may be at least one selected from ethylene and an alpha olefin of C3 to C20.

상기 알파올레핀은 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 및 1-테트라데센 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The alpha olefin may be at least one selected from 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, and 1-tetradecene.

상기 용매는 탄화수소 용매일 수 있다.The solvent may be a hydrocarbon solvent.

상기 탄화수소 용매는 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The hydrocarbon solvent may be any one selected from butane, pentane, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene.

바람직하게는, 상기 탄화수소 용매는 헥산, 헵탄 및 옥탄 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.Preferably, the hydrocarbon solvent may be any one selected from hexane, heptane and octane.

상기 탄화수소 용매는 상기 알파올레핀 1당량부에 대하여, 1 내지 100당량부의 범위에서 함량을 조절함으로써 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 조절할 수 있고, 바람직하게는 상기 알파올레핀 1당량부에 대하여, 1 내지 10당량부의 탄화수소 용매를 사용함으로써 최종 제조되는 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 높일 수 있다.The hydrocarbon solvent may control the molecular weight and/or viscosity of the polyalpha olefin by adjusting the content in the range of 1 to 100 equivalent parts, with respect to the 1 equivalent part of the alpha olefin, preferably with respect to the 1 equivalent part of the alpha olefin, The molecular weight and/or the viscosity of the polyalphaolefin finally produced can be increased by using 1 to 10 equivalents of a hydrocarbon solvent.

상기 첨가제는 물, 메탄올, 에탄올, 아이소프로필 알코올, 사이클로헥산올, t-부틸알코올, 및 t-부틸클로라이드 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The additive may be any one selected from water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, t-butyl alcohol, and t-butyl chloride.

바람직하게는, 상기 첨가제는 물일 수 있다. Preferably, the additive may be water.

상기 첨가제는 상기 알파올레핀 및 루이스산 촉매에 대하여 0.5 내지 5.0 mol% 함량으로 사용할 수 있다.The additive may be used in an amount of 0.5 to 5.0 mol% with respect to the alpha olefin and Lewis acid catalyst.

상기 폴리알파올레핀의 점도는 40℃ 기준으로 100 내지 400 cSt로 조절할 수 있다.The viscosity of the polyalpha olefin may be adjusted to 100 to 400 cSt based on 40°C.

상기 폴리알파올레핀의 점도는 100℃ 기준으로 10 내지 50 cSt로 조절할 수 있다. The viscosity of the polyalpha olefin can be adjusted to 10 to 50 cSt based on 100 ℃.

상기 중합반응은 수산화나트륨의 첨가에 의해 종결할 수 있다.The polymerization reaction can be terminated by adding sodium hydroxide.

상기 폴리알파올레핀은 윤활기유로 사용될 수 있다.The polyalpha olefin may be used as a lubricant base oil.

본 발명의 알파올레핀의 중합방법은 루이스산 촉매를 사용하는 알파올레핀 중합법을 사용하면서도 용매의 양을 조절하는 간단한 방법으로 폴리알파올레핀의 분자량과 점도를 조절하여 고점도의 알파올레핀까지 중합함으로써 공정이 매우 간단하고, 공정비용을 절감하면서도 고점도의 윤활기유를 제조하여 윤활기유의 활용 범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다.The polymerization method of the alpha olefin of the present invention is a simple method of controlling the amount of the solvent while using the alpha olefin polymerization method using a Lewis acid catalyst to control the molecular weight and viscosity of the poly alpha olefin to polymerize to a high viscosity alpha olefin. It is very simple and has the effect of manufacturing a high-viscosity lubricating base oil while reducing the process cost, thereby broadening the utilization range of the lubricating base oil.

도 1은 실험예 2에 따른 폴리(1-데센) 중합 후 1H-NMR 분석 결과이다.
도 2는 실험예 3에 따른 겔투과 크로마토그래피(GPC) 분석 결과이다.
1 is a result of 1 H-NMR analysis after poly(1-decene) polymerization according to Experimental Example 2.
2 is a result of gel permeation chromatography (GPC) analysis according to Experimental Example 3.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice.

그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, the following description is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. .

본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, or combination thereof described in the specification exists, or that one or more other features or It should be understood that the existence or addition possibilities of numbers, steps, actions, elements, or combinations thereof are not excluded in advance.

이하, 본 발명의 알파올레핀의 중합방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for polymerizing the alpha olefin of the present invention will be described.

본 발명의 알파올레핀의 중합방법은 루이스산 촉매 하에 α-올레핀 및 탄화수소 용매의 혼합물에 첨가제를 가하여 알파올레핀(α-olefin)을 중합시킴으로써 폴리알파올레핀(poly(α-olefin))을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 알파올레핀에 대한 탄화수소 용매의 양을 조절함으로써 상기 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 조절할 수 있다.In the polymerization method of alpha olefin of the present invention, an additive is added to a mixture of α-olefin and hydrocarbon solvent under a Lewis acid catalyst to polymerize alpha-olefin to produce poly(α-olefin). Including, by adjusting the amount of the hydrocarbon solvent for the alpha-olefin may control the molecular weight and / or viscosity of the polyalpha-olefin.

구체적으로, 상기 알파올레핀의 중합방법은 먼저, 반응용기에 루이스산 촉매를 넣고 질소 또는 아르곤 분위기를 만드는 것이 바람직하지만, 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않으며, 공기 중이나 다른 가능한 다른 기체 분위기에서 중합을 수행할 수도 있다.Specifically, the polymerization method of the alpha olefin first, it is preferable to put a Lewis acid catalyst in a reaction vessel to create a nitrogen or argon atmosphere, but the scope of the present invention is not limited thereto, and polymerization in air or other possible gas atmosphere You can also do

다음으로, 상기 반응용기에 첨가제를 서서히 첨가하면서 중합시작 온도는 35℃ 이하에서 알파올레핀을 중합하여 폴리알파올레핀을 제조하는 것이 바람직하다. 중합시작 온도는 더욱 바람직하게는, 30℃ 이하 일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 25℃ 이하 일 수 있다. Next, it is preferable to polymerize the alpha olefin at a polymerization start temperature of 35° C. or lower while gradually adding an additive to the reaction vessel to produce a polyalpha olefin. The polymerization start temperature may be more preferably 30° C. or less, and even more preferably 25° C. or less.

상기 루이스산 촉매는 AlCl3, EtAlCl2, Et2AlCl, ZnCl2, ZnBr2, BF3(OEt2), TiCl4, AlF3, SnCl4, SbCl5 등일 수 있으나, 바람직하게는 AlCl3, EtAlCl2, 및 Et2AlCl 등일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 AlCl3 일 수 있다.The Lewis acid catalyst may be AlCl 3 , EtAlCl 2 , Et 2 AlCl, ZnCl 2 , ZnBr 2 , BF 3 (OEt 2 ), TiCl 4 , AlF 3 , SnCl 4 , SbCl 5, etc., but preferably AlCl 3 , EtAlCl 2 , and Et 2 AlCl, and the like, and even more preferably AlCl 3 .

상기 루이스산 촉매는 상기 알파올레핀 및 첨가제에 대하여 0.5 내지 5.0 mol% 함량으로 사용되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 4.0 mol%, 더욱 더 바람직하게는 2.0 내지 4.0 mol% 일 수 있다.
The Lewis acid catalyst is preferably used in an amount of 0.5 to 5.0 mol% with respect to the alpha olefin and additives, more preferably 1.0 to 4.0 mol%, and even more preferably 2.0 to 4.0 mol%.

상기 알파올레핀은 에틸렌, 및 C3 내지 C20인 알파올레핀 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 및 1-테트라데센 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The alpha olefin is preferably at least one selected from ethylene and an alpha olefin of C3 to C20, more preferably 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, and 1 -It may be one or more selected from tetradecene.

상기 용매는 탄화수소 용매일 수 있고, 바람직하게는 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠 중에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 헥산, 헵탄, 및 옥탄 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The solvent may be a hydrocarbon solvent, preferably any one selected from butane, pentane, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene, even more preferably hexane, heptane, and It may be any one selected from octane.

상기 탄화수소 용매는 상기 알파올레핀 1당량부에 대하여, 1 내지 100당량부의 범위에서 함량을 조절함으로써 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 조절할 수 있고, 바람직하게는 상기 알파올레핀 1당량부에 대하여, 1 내지 10당량부의 탄화수소 용매를 사용함으로써 중합되는 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 높일 수 있다. 이때, 상기 탄화수소 용매 1 내지 10당량부의 범위에서 용매의 함량에 비례하여 중합되는 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도가 높아질 수 있다.The hydrocarbon solvent may control the molecular weight and/or viscosity of the polyalpha olefin by adjusting the content in the range of 1 to 100 equivalent parts, with respect to the 1 equivalent part of the alpha olefin, preferably with respect to the 1 equivalent part of the alpha olefin, The molecular weight and/or viscosity of the polymerized polyalphaolefin can be increased by using 1 to 10 equivalents of a hydrocarbon solvent. At this time, the molecular weight and/or viscosity of the polyalpha olefin polymerized in proportion to the content of the solvent in the range of 1 to 10 equivalents of the hydrocarbon solvent may be increased.

상기 첨가제는 물, 메탄올, 에탄올, 아이소프로필 알코올, 사이클로헥산올, t-부틸알코올, 및 t-부틸클로라이드 중에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다.The additive may be any one selected from water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, t-butyl alcohol, and t-butyl chloride, and preferably water.

상기 첨가제는 상기 알파올레핀 및 루이스산 촉매에 대하여 0.5 내지 5.0 mol% 함량으로 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3.0 mol%, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 2.5 mol% 일 수 있다.The additive is preferably used in an amount of 0.5 to 5.0 mol% with respect to the alpha olefin and Lewis acid catalyst, more preferably 1 to 3.0 mol%, even more preferably 1.5 to 2.5 mol%.

상기 폴리알파올레핀의 점도는 40℃ 기준으로 100 내지 400 cSt로 조절할 수 있다.The viscosity of the polyalpha olefin may be adjusted to 100 to 400 cSt based on 40°C.

또한, 상기 폴리알파올레핀의 점도는 100℃ 기준으로 10 내지 50 cSt로 조절할 수 있다.
In addition, the viscosity of the polyalpha olefin can be adjusted to 10 to 50 cSt based on 100 ℃.

상기 중합반응은 수산화나트륨의 첨가에 의해 종결하는 것이 바람직하다.It is preferable to terminate the polymerization reaction by addition of sodium hydroxide.

상기 폴리알파올레핀은 윤활기유로 사용될 수 있고, 특히 고점도 윤활기유로 제조될 수 있다.
The polyalpha olefin may be used as a lubricating base oil, and may be particularly made of a high viscosity lubricating base oil.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 들어 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail.

[[ 실시예Example ]]

(1) 1-(1) 1- 데센의Desen 중합 polymerization

실시예Example 1 내지 9: 1- 1 to 9: 1- 데센Dessen 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-데센)의Poly(1-decene) 제조 Produce

1L 둥근바닥 플라스크에 AlCl3 를 넣고 질소 상태로 만들어준 후, 0℃에서 1-데센(50 ㎖)과 탄화수소 용매 헥산(hexane)를 넣은 후 상온에서 H2O을 서서히 넣어주었다. 1시간 동안 반응시킨 후 5wt% NaOH를 넣어 반응을 종결시켰다. 상기 AlCl3, H2O, 헥산의 투입량은 해당 실시예에 따라 아래의 표 1에 정리된 바와 같으며, 각각의 실시예에 따라 제조된 poly(1-decene)의 분자량 및 점도 또한 기재하였다.
After adding AlCl 3 to a 1L round-bottomed flask and making it into a nitrogen state, 1-decene (50 mL) and a hydrocarbon solvent hexane were added at 0° C., and then H 2 O was slowly added at room temperature. After reacting for 1 hour, 5 wt% NaOH was added to terminate the reaction. The amount of AlCl 3 , H 2 O, and hexane is as summarized in Table 1 below according to the corresponding example, and the molecular weight and viscosity of the poly(1-decene) prepared according to each example are also described.

비교예Comparative example 1: 1- 1: 1- 데센Dessen 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-데센)의Poly(1-decene) 제조 Produce

탄화수소 용매인 헥산(hexane)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 poly(1-decene)을 합성하였다.
Poly(1-decene) was synthesized in the same manner as in Example 1, except that hexane, a hydrocarbon solvent, was not used.

실시예 1 내지 9, 및 비교예 1의 제조에 사용된 촉매, 첨가제, 용매 함량, 및 합성된 폴리(1-데센)의 분자량 및 점도를 정리하여 아래의 표 1에 나타내었다. 여기서, 점도는 ASTM-445, 점도지수(Viscosity Index)는 ASTM-2270에 따라 측정한 것이다.
The catalysts, additives, solvent content, and molecular weight and viscosity of the synthesized poly(1-decene) used in the preparation of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 are summarized in Table 1 below. Here, the viscosity is ASTM-445, the viscosity index (Viscosity Index) is measured in accordance with ASTM-2270.

구분division 촉매
AlCl3
(mol%)
catalyst
AlCl 3
(mol%)
첨가제
H2O
(mol%)
additive
H 2 O
(mol%)
용매
(Hexane)
menstruum
(Hexane)
전환율 (%)Conversion rate (%) 수평균분자량(Mn)
(g/mol)
Number average molecular weight (M n )
(g/mol)
중량평균분자량
(MW)
(g/mol)
Weight average molecular weight
(M W )
(g/mol)
점도 (cSt)Viscosity (cSt) 점도지수
(Viscosity Index)
Viscosity index
(Viscosity Index)
40℃40℃ 100℃100℃ Sigma PAOSigma PAO -- -- -- -- 940940 990990 46.946.9 8.08.0 143143 비교예 1Comparative Example 1 1.21.2 2.42.4 NoneNone 3939 12401240 16301630 -- -- -- 실시예 1Example 1 1.21.2 2.42.4 1equiv1equiv 9898 13001300 15401540 -- -- -- 실시예 2Example 2 1.21.2 1.21.2 1 equiv1 equiv 9797 12001200 14501450 -- -- -- 실시예 3Example 3 0.60.6 2.42.4 1 equiv1 equiv 5454 11301130 14701470 -- -- -- 실시예 4Example 4 2.42.4 2.42.4 1 equiv1 equiv >99>99 12801280 15601560 -- -- -- 실시예 5Example 5 3.63.6 2.42.4 1 equiv1 equiv >99>99 14801480 18401840 123123 16.716.7 148148 실시예 6Example 6 3.63.6 2.42.4 2 equiv2 equiv >99>99 16101610 20102010 173173 21.721.7 149149 실시예 7Example 7 3.63.6 2.42.4 5 equiv5 equiv >99>99 17701770 22802280 195195 24.324.3 154154 실시예 8Example 8 3.63.6 2.42.4 10 equiv10 equiv >99>99 18801880 24502450 323323 34.334.3 150150 실시예 9Example 9 3.63.6 2.42.4 20 equiv20 equiv >99>99 17701770 23302330 98.598.5 20.920.9 240240

(2) 1-(2) 1- 옥텐의Octenic 중합 polymerization

실시예Example 10 내지 12: 1- 10 to 12: 1- 옥텐Octene 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-옥텐)의Poly(1-octene) 제조 Produce

1L 둥근바닥 플라스크에 AlCl3 (5.96 mmol, 0.759g)를 넣고 질소 상태로 만들어주었다. 0℃에서 1-Octene (159 mmol, 25㎖)와 헥산(1-octene의 2,5,10 equiv.)을 넣은 후 상온에서 H2O (3.79 mmol, 68㎕)을 넣어주었다. 1시간 동안 반응시킨 후 5wt% NaOH를 넣어 반응을 종결시켰다.
AlCl 3 in a 1L round bottom flask (5.96 mmol, 0.759 g) was added and made into a nitrogen state. After adding 1-Octene (159 mmol, 25 mL) and hexane (2-octene 2,5,10 equiv.) at 0°C, H 2 O (3.79 mmol, 68 μL) was added at room temperature. After reacting for 1 hour, 5 wt% NaOH was added to terminate the reaction.

실시예Example 13 내지 15: 1- 13-15: 1- 옥텐Octene 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-옥텐)의Poly(1-octene) 제조 Produce

헥산(hexane) 대신에 헵탄(heptane) 용매를 사용한 것을 제외하고는 실시예 10 내지 12와 동일한 방법으로 폴리(1-옥텐)을 제조하였다.
Poly(1-octene) was prepared in the same manner as in Examples 10 to 12, except that a heptane solvent was used instead of hexane.

비교예Comparative example 2: 1- 2: 1- 옥텐Octene 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-옥텐)의Poly(1-octene) 제조 Produce

헥산 용매를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 폴리(1-옥텐)을 제조하였다.
Poly(1-octene) was prepared in the same manner as in Example 10, except that no hexane solvent was used.

상기 1-옥텐 중합에 의해 제조된 폴리(1-옥텐)의 분자량과 이에 따른 다분산지수(PDI)를 정리하여 아래의 표 2에 나타내었다.The molecular weight of the poly(1-octene) prepared by the 1-octene polymerization and the polydispersity index (PDI) accordingly are summarized in Table 2 below.

구분division 용매종류Solvent type 용매사용량Solvent consumption 분자량(M n /M w )Molecular weight ( M n / M w ) 비교예 2Comparative Example 2 사용안함not used -- 1160/1450
PDI=1.25
1160/1450
PDI=1.25
실시예 10Example 10 헥산Hexane 2equiv2equiv 1350/1690
PDI=1.25
1350/1690
PDI=1.25
실시예 11Example 11 헥산Hexane 5equiv5equiv 1590/2040
PDI=1.28
1590/2040
PDI=1.28
실시예 12Example 12 헥산Hexane 10equiv10equiv 1620/2130
PDI=1.31
1620/2130
PDI=1.31
실시예 13Example 13 헵탄Heptane 2equiv2equiv 1320/1640
PDI=1.24
1320/1640
PDI=1.24
실시예 14Example 14 헵탄Heptane 5equiv5equiv 1630/2090
PDI=1.28
1630/2090
PDI=1.28
실시예 15Example 15 헵탄Heptane 10equiv10equiv 1800/2320
PDI=1.29
1800/2320
PDI=1.29

이에 따르면, 용매(헥산 또는 헵탄)의 사용량이 2equiv에서 10equiv로 증가할수록 분자량이 증가하는 것을 알 수 있다.
According to this, it can be seen that the molecular weight increases as the amount of the solvent (hexane or heptane) increases from 2equiv to 10equiv.

(3) 1-(3) 1- 도데센의Dodecene 중합 polymerization

실시예Example 16 내지 18: 1- 16 to 18: 1- 도데센Dodesen 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-도데센)의Poly(1-dodecene) 제조 Produce

1L 둥근바닥 플라스크에 AlCl3 (4.02 mmol, 0.536g)를 넣고 질소 상태로 만들어주었다. 0℃에서 1-도데센 (113 mmol, 25㎖)과 헥산 (1-dodecene의 1,2,5,10 equiv.)을 넣은 후 상온에서 H2O (2.69 mmol, 48㎕)을 넣어주었다. 1시간 동안 반응시킨 후 5wt% NaOH를 넣어 반응을 종결시켰다.
AlCl 3 in a 1L round bottom flask (4.02 mmol, 0.536 g) was added and made into a nitrogen state. After adding 1-dodecene (113 mmol, 25 mL) and hexane (1, 2-dodecene 1,2,5,10 equiv.) at 0°C, H 2 O (2.69 mmol, 48 μL) was added at room temperature. After reacting for 1 hour, 5 wt% NaOH was added to terminate the reaction.

실시예Example 19 내지 21: 1- 19-21: 1- 도데센Dodesen 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-도데센)의Poly(1-dodecene) 제조 Produce

헥산(hexane) 대신에 헵탄(heptane) 용매를 사용한 것을 제외하고는 실시예 16 내지 18과 동일한 방법으로 폴리(1-도데센)을 제조하였다.
Poly(1-dodecene) was prepared in the same manner as in Examples 16 to 18, except that a heptane solvent was used instead of hexane.

비교예Comparative example 3: 1- 3: 1- 도데센Dodesen 중합에 의한 By polymerization 폴리(1-도데센)의Poly(1-dodecene) 제조 Produce

헥산 용매를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 폴리(1-도데센)을 제조하였다.
Poly(1-dodecene) was prepared in the same manner as in Example 16, except that no hexane solvent was used.

상기 1-도데센 중합에 의해 제조된 폴리(1-도데센)의 분자량과 이에 따른 다분산지수(PDI)를 정리하여 아래의 표 3에 나타내었다.The molecular weight of the poly(1-dodecene) prepared by the 1-dodecene polymerization and the polydispersity index (PDI) accordingly are summarized in Table 3 below.

구분division 용매종류Solvent type 용매사용량Solvent consumption 분자량(M n /M w )Molecular weight ( M n / M w ) 비교예 3Comparative Example 3 사용안함not used -- 1530/1970
PDI=1.29
1530/1970
PDI=1.29
실시예 16Example 16 헥산Hexane 2equiv2equiv 1750/2160
PDI=1.23
1750/2160
PDI=1.23
실시예 17Example 17 헥산Hexane 5equiv5equiv 1990/2450
PDI=1.23
1990/2450
PDI=1.23
실시예 18Example 18 헥산Hexane 10equiv10equiv 2020/2550
PDI=1.26
2020/2550
PDI=1.26
실시예 19Example 19 헵탄Heptane 2equiv2equiv 1810/2560
PDI=1.41
1810/2560
PDI=1.41
실시예 20Example 20 헵탄Heptane 5equiv5equiv 2080/2500
PDI=1.20
2080/2500
PDI=1.20
실시예 21Example 21 헵탄Heptane 10equiv10equiv 2280/2670
PDI=1.17
2280/2670
PDI=1.17

이에 따르면, 1-도데센 중합의 경우, 헥산 용매를 2equiv ~ 5equiv로 사용한 것은 분자량이 증가하였으나, 10equiv을 사용하면 오히려 분자량이 감소하는 것으로 나타났다. 한편, 헵탄 용매를 사용한 경우에는 2equiv ~ 10equiv로 사용량을 늘리면 분자량도 증가하는 것으로 나타났다.
According to this, in the case of 1-dodecene polymerization, the molecular weight increased when the hexane solvent was used in 2equiv to 5equiv, but the molecular weight decreased when 10equiv was used. On the other hand, in the case of using a heptane solvent, it was found that the molecular weight also increases when the amount is increased from 2equiv to 10equiv.

[[ 실험예Experimental Example ]]

실험예Experimental Example 1: 촉매 및 첨가제 종류별 전환율 측정 1: Measurement of conversion rate by catalyst and additive type

글로브 박스에서 20㎖ 반응 바이알에 촉매(0.19 mmol)을 넣고, 0℃에서 1-Decene (16 mmol, 3ml)를 넣은 후 30℃에서 첨가제(촉매의 1 equiv, t-BuCl은 1 equiv와 5 equiv)을 넣어주었다. 1시간 동안 반응시킨 후 5wt% NaOH를 넣어 반응을 종결시켰다. 상기 방법에 따라 사용되는 촉매와 첨가제의 종류를 달리하며, 폴리(1-데센)으로의 전환율을 측정하여 그 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.In a glove box, a catalyst (0.19 mmol) is added to a 20 ml reaction vial, 1-Decene (16 mmol, 3 ml) is added at 0°C, and then an additive (1 equiv for catalyst, 1 equiv for t-BuCl is 1 equiv and 5 equiv at 30°C). ). After reacting for 1 hour, 5 wt% NaOH was added to terminate the reaction. Different types of catalysts and additives are used according to the above method, and the conversion to poly(1-decene) is measured and the results are shown in Table 4 below.

촉매
첨가제
catalyst
additive
AlCl3 AlCl 3 EtAlCl2 EtAlCl 2 Et2AlClEt 2 AlCl
H2OH 2 O 65%65% 84%84% XX MeOHMeOH 46%46% 74%74% XX EtOHEtOH -- XX -- i-PrOHi-PrOH 52%52% XX -- CyOHCyOH 59%59% XX -- t-BuOHt-BuOH 40%40% XX -- t-BuCl(1eq)t-BuCl(1eq) -- -- <10%<10% t-BuCl(5eq)t-BuCl(5eq) -- -- 91%91%

실험예Experimental Example 2: 용매의 투입량에 따른 전환율 분석 2: Analysis of conversion rate according to the amount of solvent input

실시예 1 내지 9, 및 비교예 1의 반응 후 1H-NMR 분석을 하였고 그 결과를 도 1에 나타내었다. 상기 표 1과 도 1에 따르면, 비교예 1는 39%의 전환율을 나타내었다. 상업용 저점도 폴리알파올레핀과 비교하면, 수평균 분자량(Mn)과 질량평균분자량(Mw) 모두 더 높게 측정되었다. 그러나 용매를 사용하지 않는 비교예 1에서의 통제되지 않은 발열성은 중합 중 특별한 주의가 필요하였다. 본 발명의 실시예에서는 조절되지 않는 반응온도를 조절하기 위하여, 탄화수소 용매 즉 헥산(hexane)을 도입하였으며 등몰량의 헥산을 1-데센에 사용하자 실시예 1에서 1-데센의 소비가 98%로 관찰되었다.After the reactions of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1, 1 H-NMR analysis was performed, and the results are shown in FIG. 1. According to Table 1 and Figure 1, Comparative Example 1 exhibited a conversion rate of 39%. Compared to commercial low-viscosity polyalphaolefins, both number average molecular weight (M n ) and mass average molecular weight (M w ) were measured higher. However, uncontrolled exothermicity in Comparative Example 1 without using solvents required special attention during polymerization. In an embodiment of the present invention, in order to control an uncontrolled reaction temperature, a hydrocarbon solvent, hexane, was introduced, and when an equimolar amount of hexane was used for 1-decene, the consumption of 1-decene in Example 1 was 98%. Was observed.

다음으로, AlCl3 과 물의 양에 따른 영향을 조사하였다. 실시예 2에서 물 첨가제를 1.2 mol%로 감소하자 분자량이 약간 감소하는 것으로 나타났다. 실시예 3에서 AlCl3 사용량을 0.6 mol%로 반으로 줄이면 올리고머화의 비율이 54%로 급격이 저하되는 것으로 나타났다.Next, the effects of AlCl 3 and water were investigated. In Example 2, when the water additive was reduced to 1.2 mol%, the molecular weight was found to decrease slightly. In Example 3, when the amount of AlCl 3 was reduced in half to 0.6 mol%, the proportion of oligomerization was found to drop rapidly to 54%.

AlCl3 사용량 증가 실험에서, 2.4 mol% AlCl3 사용한 경우 1-데센에서 poly(1-decene)로 완전히 전환되었으나 분자량은 크게 증가하지 않았다. 그러나, 실시예 5에서 3.0 mol%의 AlCl3을 사용한 경우 분자량이 1480 g/mol로 증가하였고, 1-데센도 완전히 전환되었다.In the AlCl 3 usage increase experiment, when 2.4 mol% AlCl 3 was used, 1-decene was completely converted to poly(1-decene), but the molecular weight was not significantly increased. However, in Example 5, when 3.0 mol% of AlCl 3 was used, the molecular weight increased to 1480 g/mol, and 1-decene was also completely converted.

소량의 용매 헥산을 사용하여 극적인 변화가 나타났으므로, 용매 사용량에 따른 분자량과 점도 변화를 관찰하기 위하여 1-데센의 사용량에 대하여 1 ~ 10 equiv로 헥산의 첨가량을 달리하자 실시예 1(1 equiv 헥산)에서 실시예 8(10 equiv 헥산)은 헥산의 첨가량이 점차 증가하면서 M n = 1880 g/mol 에서 M w = 2450 g/mol로 분자량이 약 50% 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 실시예 9에서와 같이 헥산이 20 equiv를 초과하면 분자량이 오히려 작아지는 경향을 나타내었다.
Since a dramatic change was observed using a small amount of solvent hexane, in order to observe the change in molecular weight and viscosity according to the amount of solvent, let's change the addition amount of hexane to 1 to 10 equiv with respect to the amount of 1-decene. hexane). example 8 (10 equiv hexane) was shown to and from the content of hexane increasing M n = 1880 g / mol with a molecular weight M w = 2450 g / mol by about 50%. However, as in Example 9, when hexane exceeds 20 equiv, the molecular weight tends to decrease.

실험예Experimental Example 3: 3: 겔투과Gel permeation 크로마토그래피( Chromatography ( GPCGPC ) 분석) analysis

상용 PAO, 비교예 1, 실시예 1 내지 9에 대한 겔 투과 크로마토 그래피(gel permeation chromatography) 결과를 도 2에 나타내었다. 이에 따르면, 상업용 PAO (흑색 선, Mn = 940g / mol, Mw = 990)는 저분자량 올리고머로 구성되어 있지만, AlCl3와 물로 개시된 양이온 중합은 중합도가 더 높아진 것으로 명확히 나타났다.The results of gel permeation chromatography for commercial PAO, Comparative Example 1, and Examples 1 to 9 are shown in FIG. 2. According to this, commercial PAOs (black line, Mn = 940 g/mol, Mw = 990) consisted of low molecular weight oligomers, but it was clearly shown that the cationic polymerization initiated with AlCl 3 and water had a higher degree of polymerization.

비교예 1의 헥산을 사용하지 않은 중합은 낮은 전환율(검은 색 점선)로 인해 32 ㎖ THF 용출 부근에서 1-데센에 해당하는 날카로운 피크를 나타냈다. 헥산의 첨가는 GPC 트레이스를 고분자량 영역으로 이동시키면서 동시에 낮은 중합도의 부분도 감소되는 것으로 나타났다.The hexane-free polymerization of Comparative Example 1 showed a sharp peak corresponding to 1-decene in the vicinity of 32 mL THF elution due to low conversion (black dotted line). It was found that the addition of hexane moves the GPC trace to the high molecular weight region while simultaneously reducing the portion of low polymerization degree.

5 equiv 헥산을 사용한 실시예 7(황색 라인), 10 equiv 헥산을 사용한 실시예 8(녹색 라인) 및 20 equiv 헥산을 사용한 실시예 9(청색 점선)을 사용한 경우 유사한 분자량 분포를 형성하였지만, 실시예 8에서 실시예 9에 비하여 더 많은 poly(1-decene)을 제조하는 것으로 나타났다. 따라서 20 equiv 헥산을 사용한 경우 오히려 분자량이 낮아지는 것으로 나타났다.
Similar molecular weight distributions were formed when Example 7 (yellow line) using 5 equiv hexane, Example 8 (green line) using 10 equiv hexane, and Example 9 (blue dotted line) using 20 equiv hexane were used. It was shown in 8 that more poly(1-decene) was prepared compared to Example 9. Therefore, it was found that the molecular weight was lowered when 20 equiv hexane was used.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above, but those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope of the present invention described in the claims. It will be said that the present invention can be variously modified and changed by the like, and this is also included within the scope of the present invention.

Claims (17)

루이스산 촉매 하에 알파올레핀 및 용매의 혼합물에 첨가제를 가하여 알파올레핀(α-olefin)을 중합시킴으로써 폴리알파올레핀(poly(α-olefin))을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 알파올레핀에 대한 상기 용매의 양을 조절함으로써 상기 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도를 조절하고,
상기 루이스산 촉매는 AlCl3이고,
상기 용매는 탄화수소 용매이고,
상기 탄화수소 용매는 상기 알파올레핀 1당량부에 대하여, 1 내지 10 당량부의 범위에서 함량이 높을수록 폴리알파올레핀의 분자량 및/또는 점도가 높아지는 것을 특징으로 하는, 알파올레핀의 중합방법.
Producing a poly(α-olefin) by polymerizing alpha-olefin by adding an additive to a mixture of alpha olefin and solvent under a Lewis acid catalyst,
Adjusting the molecular weight and/or viscosity of the polyalphaolefin by controlling the amount of the solvent relative to the alphaolefin,
The Lewis acid catalyst is AlCl 3 ,
The solvent is a hydrocarbon solvent,
The hydrocarbon solvent is characterized in that the higher the content in the range of 1 to 10 equivalents relative to 1 equivalent by weight of the alpha olefin, the higher the molecular weight and/or viscosity of the polyalpha olefin, the polymerization method of the alpha olefin.
제1항에 있어서,
상기 알파올레핀의 중합방법은,
반응용기에 루이스산 촉매를 넣고 질소 또는 아르곤 분위기를 만드는 단계;
상기 반응용기에 알파올레핀 및 탄화수소 용매를 넣는 단계; 및
상기 반응용기에 첨가제를 서서히 첨가하면서 알파올레핀을 중합하여 폴리알파올레핀을 제조하는 단계;에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The polymerization method of the alpha olefin,
Adding a Lewis acid catalyst to the reaction vessel to create a nitrogen or argon atmosphere;
Adding an alpha olefin and a hydrocarbon solvent to the reaction vessel; And
Polymerizing an alpha olefin while slowly adding an additive to the reaction vessel to produce a poly alpha olefin;
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 루이스산 촉매는 상기 알파올레핀 및 첨가제에 대하여 0.5 내지 5.0 mol% 함량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The Lewis acid catalyst is a method for polymerization of alpha olefins, characterized in that it is used in an amount of 0.5 to 5.0 mol% relative to the alpha olefin and additives.
제1항에 있어서,
상기 알파올레핀은 에틸렌, 및 C3 내지 C20인 알파올레핀 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알파올레핀이 중합방법.
According to claim 1,
The alpha olefin is ethylene, and an alpha olefin polymerization method characterized in that at least one selected from C3 to C20 alpha olefin.
제7항에 있어서,
상기 알파올레핀은 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 및 1-테트라데센 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
The method of claim 7,
The alpha olefin polymerization method of alpha olefins, characterized in that at least one selected from 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, and 1-tetradecene.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탄화수소 용매는 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The hydrocarbon solvent is a butane, pentane, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene polymerization method characterized in that any one selected from ethylbenzene.
제10항에 있어서,
상기 탄화수소 용매는 헥산, 헵탄, 및 옥탄 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
The method of claim 10,
The hydrocarbon solvent is a method for polymerization of alpha olefins, characterized in that any one selected from hexane, heptane, and octane.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 첨가제는 물, 메탄올, 에탄올, 아이소프로필 알코올, 사이클로헥산올, t-부틸알코올, 및 t-부틸클로라이드 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The additive is a polymerization method of alpha olefins, characterized in that any one selected from water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, t-butyl alcohol, and t-butyl chloride.
제13항에 있어서,
상기 첨가제는 물인 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
The method of claim 13,
The additive is a polymerization method of alpha olefin, characterized in that the water.
제1항에 있어서,
상기 첨가제는 상기 알파올레핀 및 루이스산 촉매에 대하여 0.5 내지 5.0 mol% 함량으로 사용하는 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The additive is a method for polymerization of alpha olefins, characterized in that it is used in an amount of 0.5 to 5.0 mol% relative to the alpha olefin and Lewis acid catalysts.
제1항에 있어서,
상기 폴리알파올레핀의 점도는 40℃ 기준으로 100 내지 400 cSt로 조절하는 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The viscosity of the polyalpha olefin is a polymerization method of alpha olefin, characterized in that adjusted to 100 to 400 cSt based on 40 ℃.
제1항에 있어서,
상기 폴리알파올레핀의 점도는 100℃ 기준으로 10 내지 50 cSt로 조절하는 것을 특징으로 하는 알파올레핀의 중합방법.
According to claim 1,
The polymerization method of the alpha olefin, characterized in that the viscosity of the polyalpha olefin is adjusted to 10 to 50 cSt based on 100°C.
KR1020180157435A 2018-12-07 2018-12-07 Method for polymerizating alpha-olefin Active KR102121959B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180157435A KR102121959B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Method for polymerizating alpha-olefin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180157435A KR102121959B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Method for polymerizating alpha-olefin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102121959B1 true KR102121959B1 (en) 2020-06-11

Family

ID=71070360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180157435A Active KR102121959B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Method for polymerizating alpha-olefin

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102121959B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5196635A (en) * 1991-05-13 1993-03-23 Ethyl Corporation Oligomerization of alpha-olefin
JP2765739B2 (en) * 1987-12-29 1998-06-18 ザ ルブリゾル コーポレーション α-olefin polymer
JP4997119B2 (en) * 2005-01-14 2012-08-08 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク High viscosity PAO based on 1-decene / 1-dodecene
KR20150109361A (en) 2013-01-18 2015-10-01 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 Polymerization processes for high molecular weight polyolefins
KR101721277B1 (en) 2009-08-13 2017-03-29 켐트라 코포레이션 Process for controlling the viscosity of polyalphaolefins

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2765739B2 (en) * 1987-12-29 1998-06-18 ザ ルブリゾル コーポレーション α-olefin polymer
US5196635A (en) * 1991-05-13 1993-03-23 Ethyl Corporation Oligomerization of alpha-olefin
JP4997119B2 (en) * 2005-01-14 2012-08-08 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク High viscosity PAO based on 1-decene / 1-dodecene
KR101721277B1 (en) 2009-08-13 2017-03-29 켐트라 코포레이션 Process for controlling the viscosity of polyalphaolefins
KR20150109361A (en) 2013-01-18 2015-10-01 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 Polymerization processes for high molecular weight polyolefins

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Polymer(Korea), Vol. 39(2), pp. 346-352(2015.)* *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6824671B2 (en) Low noack volatility poly α-olefins
EP2265563B1 (en) Process for synthetic lubricant production
CA2779627C (en) Manufacture of oligomers from nonene
US20060211904A1 (en) Method of making low viscosity PAO
US10968290B2 (en) Metallocene-catalyzed polyalpha-olefins
JP2011522954A (en) Production of low viscosity poly α-olefin
WO2018182982A2 (en) Metallocene-catalyzed polyalpha-olefins
Shao et al. Metallocene-catalyzed oligomerizations of 1-butene and α-olefins: Toward synthetic lubricants
WO2018182984A1 (en) Metallocene compounds
CN110709431B (en) Metallocene catalyzed polyalphaolefins
KR102115676B1 (en) Alphaolefin oligomer having a uniform structure and preparation method thereof
CN114555543B (en) Process for preparing poly-alpha-olefins and apparatus therefor
KR102121959B1 (en) Method for polymerizating alpha-olefin
CN113150826B (en) A kind of low viscosity and high viscosity index poly-alpha-olefin base oil and preparation method thereof
CN113249141B (en) Preparation method of poly alpha-olefin base oil
CN107663247B (en) Catalyst composition for long-chain alpha-olefin polymerization and method for catalyzing long-chain alpha-olefin polymerization by using catalyst composition
CN107663249B (en) Catalyst composition for long-chain alpha-olefin polymerization and method for catalyzing long-chain alpha-olefin polymerization by using catalyst composition
CN116023532B (en) A method for preparing saturated metallocene polyalphaolefin
CN107663252B (en) Catalyst composition for long-chain alpha-olefin polymerization and method for catalyzing long-chain alpha-olefin polymerization by using catalyst composition
KR102275019B1 (en) Alphaolefin oligomer having low short chain branching and preparation method thereof
KR102398899B1 (en) Low viscosity alpha-olefin oligomer and preparation method thereof
CA3058136C (en) Metallocene compounds
KR20000031895A (en) Method for preparing polyalphaolefin having low viscosity under ambient temperature and atmospheric pressure
KR20030055432A (en) Method for preparing polyalphaolefin having high viscosity index by copolymerizing decene-1 and dodecene-1
WO1996037580A1 (en) Fluid mixtures of methylidene- or methyl-substituted linear hydrocarbons and derivatives thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20181207

PA0201 Request for examination
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20191206

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20200521

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20200605

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20200608

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230411

Start annual number: 4

End annual number: 4