RU2832346C2 - Copolymers of acrylates and olefins as high-viscosity base fluids - Google Patents
Copolymers of acrylates and olefins as high-viscosity base fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2832346C2 RU2832346C2 RU2021137446A RU2021137446A RU2832346C2 RU 2832346 C2 RU2832346 C2 RU 2832346C2 RU 2021137446 A RU2021137446 A RU 2021137446A RU 2021137446 A RU2021137446 A RU 2021137446A RU 2832346 C2 RU2832346 C2 RU 2832346C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copolymer
- weight
- total
- monomer units
- carbon atoms
- Prior art date
Links
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 117
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 33
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 title abstract description 16
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 title abstract description 11
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 97
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 94
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 28
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 21
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 19
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims description 27
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 27
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 20
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 19
- HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 1-tetradecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC=C HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 claims description 8
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 150000002688 maleic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims description 5
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N n-decene Natural products CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-L fumarate(2-) Chemical class [O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-L 0.000 claims description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 4
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 4
- CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 1 -dodecene Natural products CCCCCCCCCCC=C CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RXBOCDZLKBPILN-UHFFFAOYSA-N 2-propylheptyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCC(CCC)COC(=O)C=C RXBOCDZLKBPILN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229940069096 dodecene Drugs 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- ANISOHQJBAQUQP-UHFFFAOYSA-N octyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)C=C ANISOHQJBAQUQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940095068 tetradecene Drugs 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 abstract 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 28
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 18
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 17
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 12
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 6
- GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N dodecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GLVVKKSPKXTQRB-UHFFFAOYSA-N ethenyl dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OC=C GLVVKKSPKXTQRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N octadecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 5
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 4
- ROPXFXOUUANXRR-BUHFOSPRSA-N bis(2-ethylhexyl) (e)-but-2-enedioate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)\C=C\C(=O)OCC(CC)CCCC ROPXFXOUUANXRR-BUHFOSPRSA-N 0.000 description 4
- HXEQSCUBDIKNLN-UHFFFAOYSA-N ditert-butyl ethanediperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C(=O)OOC(C)(C)C HXEQSCUBDIKNLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101150092791 PAO4 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- PBOSTUDLECTMNL-UHFFFAOYSA-N lauryl acrylate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)C=C PBOSTUDLECTMNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003879 lubricant additive Substances 0.000 description 3
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 3
- PDEDQSAFHNADLV-UHFFFAOYSA-M potassium;disodium;dinitrate;nitrite Chemical compound [Na+].[Na+].[K+].[O-]N=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PDEDQSAFHNADLV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YOIZTLBZAMFVPK-UHFFFAOYSA-N 2-(3-ethoxy-4-hydroxyphenyl)-2-hydroxyacetic acid Chemical compound CCOC1=CC(C(O)C(O)=O)=CC=C1O YOIZTLBZAMFVPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- COCLLEMEIJQBAG-UHFFFAOYSA-N 8-methylnonyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)CCCCCCCOC(=O)C(C)=C COCLLEMEIJQBAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 2
- ROPXFXOUUANXRR-YPKPFQOOSA-N bis(2-ethylhexyl) (z)-but-2-enedioate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)\C=C/C(=O)OCC(CC)CCCC ROPXFXOUUANXRR-YPKPFQOOSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical group CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012065 two one-sided test Methods 0.000 description 2
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 2
- NNQPQJLMERNWGN-UHFFFAOYSA-N 11-methyldodecyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCOC(=O)C=C NNQPQJLMERNWGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDQMWEYDKDCEHT-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C(C)=C WDQMWEYDKDCEHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVGFPWDANALGOY-UHFFFAOYSA-N 8-methylnonyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)CCCCCCCOC(=O)C=C LVGFPWDANALGOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100407037 Oryza sativa subsp. japonica PAO6 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- -1 antifoams Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000012718 coordination polymerization Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N elaidic acid methyl ester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000013020 final formulation Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- LNMQRPPRQDGUDR-UHFFFAOYSA-N hexyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCOC(=O)C=C LNMQRPPRQDGUDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000010722 industrial gear oil Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000006078 metal deactivator Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N methyl oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N 0.000 description 1
- 229940073769 methyl oleate Drugs 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920001603 poly (alkyl acrylates) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF TECHNICAL INVENTION
Настоящее изобретение относится к сополимерам акрилатов и олефинов и к способу получения этих полимеров. Настоящее изобретение также направлено на смазочные композиции, содержащие эти сополимеры, а также на применение этих сополимеров в качестве присадки для смазочных материалов или синтетической базовой жидкости в композиции смазочного масла, предпочтительно в композиции редукторного масла, композиции трансмиссионного масла, композиции масла для гидравлических систем, композиции моторного масла, композиции судового масла, композиции промышленного смазочного масла или в консистентной смазке.The present invention relates to copolymers of acrylates and olefins and to a method for producing these polymers. The present invention is also directed to lubricating compositions containing these copolymers, as well as to the use of these copolymers as an additive for lubricants or a synthetic base fluid in a lubricating oil composition, preferably in a gear oil composition, a transmission oil composition, a hydraulic oil composition, a motor oil composition, a marine oil composition, an industrial lubricating oil composition, or in a grease.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к области смазывания. Смазочные материалы представляют собой композиции, которые снижают трение между поверхностями. В дополнение к обеспечению свободы движений между двумя поверхностями и снижению механического износа поверхностей, смазочный материал также может замедлять коррозию поверхностей и/или может замедлять повреждение поверхностей, вызываемое нагреванием или окислением. Примеры смазочных композиций включают без ограничений моторное масло, жидкости для трансмиссии, масла для коробки передачи, смазочные масла для промышленности, консистентные смазки и масла для обработки металлов.The present invention relates to the field of lubrication. Lubricants are compositions that reduce friction between surfaces. In addition to providing freedom of movement between two surfaces and reducing mechanical wear of surfaces, a lubricant can also slow down corrosion of surfaces and/or can slow down damage to surfaces caused by heat or oxidation. Examples of lubricating compositions include, but are not limited to, motor oil, transmission fluids, gearbox oils, industrial lubricating oils, greases, and metalworking oils.
Смазочные материалы обычно содержат базовую жидкость и различные количества присадок. Традиционными базовыми жидкостями являются углеводороды, такие как минеральные масла. Термины «базовое масло» или «базовая жидкость» в большинстве случаев используются взаимозаменяемо. В данном документе «базовая жидкость» используется в качестве общего термина.Lubricants typically contain a base fluid and varying amounts of additives. Traditional base fluids are hydrocarbons such as mineral oils. The terms "base oil" or "base fluid" are used interchangeably in most cases. In this document, "base fluid" is used as a generic term.
С базовой жидкостью можно комбинировать большое разнообразие присадок, в зависимости от предполагаемого применения смазочного материала. Примеры присадок для смазочных материалов включают без ограничений присадки, улучшающие индекс вязкости, загустители, замедлители окисления, замедлители коррозии, диспергирующие средства, присадки для работы в условиях высоких давлений, противовспенивающие средства и дезактиваторы металлов.A wide variety of additives can be combined with the base fluid, depending on the intended application of the lubricant. Examples of lubricant additives include, but are not limited to, viscosity index improvers, thickeners, oxidation inhibitors, corrosion inhibitors, dispersants, high-pressure additives, antifoams, and metal deactivators.
Типичные неполимерные базовые жидкости менее эффективны в качестве смазочных материалов из-за их низкой вязкости и дополнительно снижающейся вязкости при более высоких рабочих температурах. Следовательно, полимерные присадки применяются для загущения базового масла и снижения изменения вязкости при изменении температуры. Термин «индекс вязкости» (VI) применяют для описания такого изменения вязкости с изменением температуры. Чем ниже VI, тем больше изменение вязкости с изменением температуры и наоборот. Таким образом, для составов смазочных материалов требуется высокий VI. Для улучшения VI в состав смазочного материала можно добавлять полимерные присадки или присадки, улучшающие индекс вязкости (VII).Typical non-polymer base fluids are less effective as lubricants because of their low viscosity and further decreasing viscosity at higher operating temperatures. Therefore, polymer additives are used to thicken the base oil and reduce the change in viscosity with temperature. The term viscosity index (VI) is used to describe this change in viscosity with temperature. The lower the VI, the greater the change in viscosity with temperature and vice versa. Thus, a high VI is required for lubricant formulations. Polymer additives or viscosity index improvers (VII) can be added to the lubricant formulation to improve VI.
В данной области хорошо известно, что для применения в улучшителях VI алкилакрилаты не рекомендованы, и коммерческие улучшители VI сделаны на основе метакрилатов. Наряду с тем, что существуют литературные источники (Rashad et al. J. of Petr. Sci. and Engineering 2012, 173-177; Evin et al. J. of Sol. Chem 1994, 325-338) и патенты (WO 96/17517), общеизвестно, что характеристики полиакрилатов в качестве улучшителя VI хуже, чем характеристики полиметакрилатов. В частности, в WO 96/17517 упоминается, что было неожиданно обнаружено, что сложные эфиры на основе поли(алкилакрилат) обычно не снижают в достаточной мере влияние температуры на вязкость при их использовании в гидравлических жидкостях.It is well known in the art that alkyl acrylates are not recommended for use in VI improvers and commercial VI improvers are based on methacrylates. In addition to the literature (Rashad et al. J. of Petr. Sci. and Engineering 2012, 173-177; Evin et al. J. of Sol. Chem 1994, 325-338) and patents (WO 96/17517), it is well known that the performance of polyacrylates as VI improvers is inferior to that of polymethacrylates. In particular, WO 96/17517 mentions that it was surprisingly found that poly(alkyl acrylate) esters generally do not reduce the effect of temperature on viscosity sufficiently when used in hydraulic fluids.
Недостатком добавления полимерных присадок в состав смазочного материала является то, что они будут подвергаться напряжению сдвига и будут механически разрушаться с течением времени. Высокомолекулярные полимеры являются лучшими загустителями, но они будут более подвержены напряжению сдвига, приводящему к разрушению полимера. Чтобы уменьшить величину разрушения полимера, можно уменьшать молекулярную массу полимера, за счет чего получая более устойчивый на сдвиг полимер. Эти устойчивые на сдвиг низкомолекулярные полимеры больше не являются очень эффективными загустителями, и для достижения требуемой вязкости их следует применять в смазочном материале в более высоких концентрациях. Эти низкомолекулярные полимеры, как правило, характеризуются молекулярной массой ниже 20000 г/моль и также называются синтетическими высоковязкими базовыми жидкостями. Высоковязкие базовые жидкости используются для поднятия VI и для загущения составов смазочного материала с высокими требованиями прочности на сдвиг. Типичным вариантом применения является применение редукторных масел, к которым предъявляются очень высокие требования из-за высоких механических нагрузок и широкого диапазона рабочих температур.The disadvantage of adding polymer additives to a lubricant is that they will be subject to shear stress and will mechanically break down over time. High molecular weight polymers are better thickeners, but they will be more susceptible to shear stress causing polymer breakdown. To reduce the amount of polymer breakdown, the molecular weight of the polymer can be reduced, thereby producing a more shear stable polymer. These low molecular weight shear stable polymers are no longer very effective thickeners and must be used in higher concentrations in the lubricant to achieve the required viscosity. These low molecular weight polymers are typically characterized by a molecular weight below 20,000 g/mol and are also called synthetic high viscosity base fluids. High viscosity base fluids are used to raise the VI and to thicken lubricant formulations with high shear strength requirements. A typical application is the use of gear oils, which are subject to very high demands due to high mechanical loads and a wide range of operating temperatures.
Типичные продукты на этом рынке представляют собой высоковязкие полиальфаолефины (PAO) и металлоценовые полиальфаолефины (mPAO), обычно продаваемые с вязкостью в диапазоне от 40 до 300 сСт при 100°C (Choudary et al. Lubr. Sci. 2012, 23-44), главной особенностью которых являются хорошие технологические свойства с точки зрения вязкости, поскольку эти базовые жидкости являются полимерными по природе и обеспечивают улучшенный индекс вязкости. Однако их недостаток заключается в их низкой полярности. Из-за аполярной природы базовых масел на основе PAO пакеты DI и продукты старения плохо растворяются в масле, что вызывает различные проблемы.Typical products in this market are high viscosity polyalphaolefins (PAO) and metallocene polyalphaolefins (mPAO), usually sold with viscosities ranging from 40 to 300 cSt at 100°C (Choudary et al. Lubr. Sci. 2012, 23-44), the main feature of which is good processing properties in terms of viscosity, since these base fluids are polymeric in nature and provide an improved viscosity index. However, their disadvantage is their low polarity. Due to the apolar nature of PAO base oils, DI packages and aging products are poorly soluble in the oil, which causes various problems.
Уже было описано, что более высокая полярность обеспечивается сополимерами альфа-олефинов с малеатами (DE 3223694), сополимерами альфа-олефинов и акрилатов (DE 2243064), сополимерами альфа-олефинов и метакрилатов (EP 0471266) или терполимерами на основе вышеуказанных мономеров (WO 2020078770). В качестве альтернативы можно использовать совместимые с маслом сложные полиэфиры (WO 0146350), полиалкил(мет)акрилаты (DE 102010028195) или поливиниловые эфиры (US 20130165360). Большим преимуществом при использовании полярных высоковязких базовых жидкостей является то, что не требуется использование полярных низковязких жидкостей, таких как сложные эфиры, в качестве улучшающих совместимость средств для полярных присадок для смазочных материалов. Полярные низковязкие жидкости, как известно, вызывают проблемы с покрытиями и уплотнениями, что является меньшей проблемой для высоковязких жидкостей.It has already been described that higher polarity is achieved by copolymers of alpha-olefins with maleates (DE 3223694), copolymers of alpha-olefins and acrylates (DE 2243064), copolymers of alpha-olefins and methacrylates (EP 0471266) or terpolymers based on the above-mentioned monomers (WO 2020078770). Alternatively, oil-compatible polyesters (WO 0146350), polyalkyl (meth) acrylates (DE 102010028195) or polyvinyl ethers (US 20130165360) can be used. A major advantage when using polar high-viscosity base fluids is that the use of polar low-viscosity fluids such as esters as compatibility improvers for polar lubricant additives is not required. Polar low viscosity fluids are known to cause problems with coatings and seals, which is less of a problem with high viscosity fluids.
Существующие продукты, такие как полиолефины (PAO), не обладают необходимыми показателями эксплуатационных качеств для некоторых вариантов применения. Также существует потребность в обеспечении альтернативных решений в области масел для промышленного оборудования, а не только для промышленных смазочных материалов. В частности, было бы желательно заменить существующие высоковязкие полиальфаолефины, поскольку эти продукты являются дорогими и не обеспечивают достаточную растворимость для важнейших компонентов состава.Existing products such as polyolefins (PAO) do not have the required performance characteristics for some applications. There is also a need to provide alternative solutions for industrial equipment oils, not just industrial lubricants. In particular, it would be desirable to replace existing high-viscosity polyalphaolefins, as these products are expensive and do not provide sufficient solubility for critical formulation components.
Следовательно, целью настоящего изобретения является обеспечение высокоустойчивых на сдвиг синтетических базовых жидкостей или присадок для смазочного масла, которые в композициях смазочный масел характеризуются положительным влиянием на растворимость в масле и растворимость компонентов, а также на эксплуатационные качества при низких температурах. Кроме того, эти новые полимеры должны быть способны загущать масло до требуемой вязкости. Эти высокоустойчивые на сдвиг полимеры также должны характеризоваться высоким индексом вязкости, высокой точкой воспламенения и хорошей термоокислительной стабильностью.Therefore, the object of the present invention is to provide highly shear-stable synthetic base fluids or additives for lubricating oil, which in lubricating oil compositions are characterized by a positive effect on the solubility in oil and the solubility of the components, as well as on the performance at low temperatures. In addition, these new polymers should be able to thicken the oil to the required viscosity. These highly shear-stable polymers should also be characterized by a high viscosity index, a high flash point and good thermal-oxidative stability.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что сополимеры акрилатов и олефинов, как определено в пункте 1 формулы изобретения, пригодны в качестве высокоустойчивых на сдвиг присадок для смазочных масел или синтетических базовых жидкостей, в зависимости от их дозировки в смазочной композиции. Сополимеры акрилатов и олефинов согласно настоящему изобретению характеризуются более высоким индексом вязкости, чем их метакрилатные аналоги, как проиллюстрировано в экспериментальной части настоящего изобретения, что было неожиданным. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что боковые цепочки полученного полимера, которые получены из акрилатного мономера, а также из альфа-олефина, являются важными для достижения комбинации высокого VI и хороших низкотемпературных свойств.The inventors of the present invention have surprisingly found that the acrylates and olefins copolymers as defined in claim 1 are suitable as highly shear stable additives for lubricating oils or synthetic base fluids, depending on their dosage in the lubricating composition. The acrylates and olefins copolymers according to the present invention are characterized by a higher viscosity index than their methacrylate analogs, as illustrated in the experimental part of the present invention, which was unexpected. The inventors of the present invention have found that the side chains of the resulting polymer, which are derived from the acrylate monomer as well as from the alpha-olefin, are important for achieving a combination of high VI and good low-temperature properties.
Первый аспект настоящего изобретения представляет собой сополимер акрилатов и олефинов, как определено в пункте 1 формулы изобретения.The first aspect of the present invention is a copolymer of acrylates and olefins as defined in claim 1.
Второй аспект настоящего изобретения представляет способ получения этих сополимеров, как определено в пункте 13 формулы изобретения.The second aspect of the present invention is a process for producing these copolymers as defined in claim 13.
Третий аспект настоящего изобретения представляет собой смазочную композицию, содержащую по меньшей мере одно базовое масло и по меньшей мере один сополимер согласно настоящему изобретению, как определено в пункте 14 формулы изобретения.The third aspect of the present invention is a lubricating composition comprising at least one base oil and at least one copolymer according to the present invention, as defined in claim 14.
Четвертый аспект настоящего изобретения представляет собой применение этих сополимеров в качестве присадки для смазочных материалов или синтетической базовой жидкости в композиции смазочного масла, предпочтительно в композиции редукторного масла, композиции трансмиссионного масла, композиции масла для гидравлических систем, композиции моторного масла, композиции судового масла, композиции промышленного смазочного масла или в консистентной смазке.A fourth aspect of the present invention is the use of these copolymers as a lubricant additive or synthetic base fluid in a lubricating oil composition, preferably in a gear oil composition, a transmission oil composition, a hydraulic oil composition, a motor oil composition, a marine oil composition, an industrial lubricating oil composition or in a grease.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Сополимер согласно настоящему изобретениюCopolymer according to the present invention
Настоящее изобретение относится к сополимеру, содержащему:The present invention relates to a copolymer comprising:
a) от 65 до 90% по весу в пересчете на общий вес сополимера мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного акрилата формулы (I),a) from 65 to 90% by weight, based on the total weight of the copolymer, of monomer units obtained from at least one acrylate of formula (I),
(I), (I),
где R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 6 до 12 атомов углерода,where R 1 is a linear or branched alkyl group containing from 6 to 12 carbon atoms,
b) от 10 до 35% по весу в пересчете на общий вес сополимера мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного нефункционализированного альфа-олефина формулы (II),b) from 10 to 35% by weight, based on the total weight of the copolymer, of monomer units derived from at least one non-functionalized alpha-olefin of formula (II),
(II), (II),
где R2 означает линейную алкильную группу, содержащую от 6 до 16 атомов углерода,where R 2 is a linear alkyl group containing from 6 to 16 carbon atoms,
c) от 0 до 10% по весу мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного мономера, выбранного из списка, состоящего из метакриламидов, фумаратов, малеатов или их смеси, в пересчете на общий вес сополимера, иc) from 0 to 10% by weight of monomer units derived from at least one monomer selected from the list consisting of methacrylamides, fumarates, maleates or a mixture thereof, based on the total weight of the copolymer, and
при этом сополимер характеризуется кинематической вязкостью при 100°C, составляющей от 80 до 600 сСт согласно ASTM D 445, иwherein the copolymer is characterized by a kinematic viscosity at 100°C of 80 to 600 cSt according to ASTM D 445, and
при этом сополимер содержит от 0 до 22% по весу мономерных звеньев, полученных из мономеров с линейной алкильной группой, содержащей более 8 атомов углерода, в пересчете на общий вес сополимера.wherein the copolymer contains from 0 to 22% by weight of monomer units obtained from monomers with a linear alkyl group containing more than 8 carbon atoms, based on the total weight of the copolymer.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предпочтительно, чтобы сополимер содержал от 0 до 20% по весу, более предпочтительно от 0 до 18% по весу мономерных звеньев, полученных из мономеров с линейной алкильной группой, содержащей более 8 атомов углерода, в пересчете на общий вес сополимера.According to one aspect of the present invention, it is preferred that the copolymer contain from 0 to 20% by weight, more preferably from 0 to 18% by weight, of monomer units derived from monomers with a linear alkyl group containing more than 8 carbon atoms, based on the total weight of the copolymer.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предпочтительно, чтобы сополимер характеризовался кинематической вязкостью при 100°C, составляющей от 100 до 500 сСт согласно ASTM D 445, более предпочтительно от 150 до 400 сСт согласно ASTM D 445, более предпочтительно от 150 до 350 сСт согласно ASTM D 445.According to another aspect of the present invention, it is preferred that the copolymer has a kinematic viscosity at 100°C of from 100 to 500 cSt according to ASTM D 445, more preferably from 150 to 400 cSt according to ASTM D 445, more preferably from 150 to 350 cSt according to ASTM D 445.
Согласно другому предпочтительному аспекту настоящего изобретения общее содержание мономерных звеньев, полученных из мономеров a) и b), в сополимере согласно настоящему изобретению в сумме составляет не более 90% по весу, более предпочтительно в сумме составляет не более 95% по весу, еще более предпочтительно в сумме составляет не более 98% по весу, наиболее предпочтительно в сумме составляет не более 100% по весу в пересчете на общий вес сополимера.According to another preferred aspect of the present invention, the total content of monomer units derived from monomers a) and b) in the copolymer according to the present invention in total is not more than 90% by weight, more preferably in total is not more than 95% by weight, even more preferably in total is not more than 98% by weight, most preferably in total is not more than 100% by weight, based on the total weight of the copolymer.
Согласно другому предпочтительному аспекту настоящего изобретения общее содержание мономерных звеньев, полученных из мономеров a), b) и c), в сополимере согласно настоящему изобретению в сумме составляет не более 90% по весу, более предпочтительно в сумме составляет не более 95% по весу, еще более предпочтительно в сумме составляет не более 98% по весу, наиболее предпочтительно в сумме составляет не более 100% по весу в пересчете на общий вес сополимера.According to another preferred aspect of the present invention, the total content of monomer units derived from monomers a), b) and c) in the copolymer according to the present invention in total is not more than 90% by weight, more preferably in total is not more than 95% by weight, even more preferably in total is not more than 98% by weight, most preferably in total is not more than 100% by weight, based on the total weight of the copolymer.
Акрилат a) формулы (I) относится к сложным эфирам акриловой кислоты с прямой цепью или к разветвленным спиртам, содержащим от 6 до 12 атомов углерода, предпочтительно от 6 до 10 атомов углерода, более предпочтительно от 8 до 10 атомов углерода. Термин охватывает отдельные сложные акриловые эфиры со спиртом с определенной длиной цепи, а также смеси сложных акриловых эфиров со спиртами с цепями различной длины.Acrylate a) of formula (I) refers to esters of acrylic acid with a straight chain or with branched alcohols containing from 6 to 12 carbon atoms, preferably from 6 to 10 carbon atoms, more preferably from 8 to 10 carbon atoms. The term covers individual acrylic esters with an alcohol of a certain chain length, as well as mixtures of acrylic esters with alcohols of different chain lengths.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предпочтительно, чтобы R1 в акрилатном мономере формулы (I) представлял собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 6 до 10 атомов углерода, более предпочтительно линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 8 до 10 атомов углерода. Особенно предпочтительные акрилаты a) формулы (I) представляют собой 2-этилгексилакрилат, 2-пропилгептилакрилат, н-октилакрилат или их смесь.According to one aspect of the present invention, it is preferred that R 1 in the acrylate monomer of formula (I) is a linear or branched alkyl group containing from 6 to 10 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group containing from 8 to 10 carbon atoms. Particularly preferred acrylates a) of formula (I) are 2-ethylhexyl acrylate, 2-propylheptyl acrylate, n-octyl acrylate or a mixture thereof.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы сополимер настоящего изобретения содержал от 70 до 90% по весу, более предпочтительно от 75 до 90% по весу мономерных звеньев, полученных из акрилатного мономера a) формулы (I), в пересчете на общий вес сополимера.According to the present invention, it is preferred that the copolymer of the present invention contains from 70 to 90% by weight, more preferably from 75 to 90% by weight, of monomer units derived from the acrylate monomer a) of formula (I), based on the total weight of the copolymer.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы сополимер настоящего изобретения содержал от 10 до 30% по весу, более предпочтительно от 10 до 25% по весу мономерных звеньев, полученных из нефункционализированного альфа-олефина b) формулы (II), в пересчете на общий вес сополимера. Особенно предпочтительно нефункционализированные альфа-олефины b) формулы (II) выбраны из группы, состоящей из децена, додецена, тетрадецена, гексадецена или их смеси.According to the present invention, it is preferred that the copolymer of the present invention contains from 10 to 30% by weight, more preferably from 10 to 25% by weight of monomer units derived from the non-functionalized alpha-olefin b) of formula (II), based on the total weight of the copolymer. Particularly preferably, the non-functionalized alpha-olefins b) of formula (II) are selected from the group consisting of decene, dodecene, tetradecene, hexadecene or a mixture thereof.
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения сополимер имеет средневесовой молекулярной массой от 5000 до 30000 г/моль, предпочтительно от 7000 до 25000 г/моль, еще более предпочтительно от 8000 до 20000 г/моль согласно DIN 55672-1.According to a preferred aspect of the present invention, the copolymer has a weight average molecular weight of 5000 to 30000 g/mol, preferably 7000 to 25000 g/mol, even more preferably 8000 to 20000 g/mol according to DIN 55672-1.
В настоящем изобретении средневесовые молекулярные массы (Mw) или среднечисленные молекулярные массы (Mn) сополимеров определяли с помощью гельпроникающей хроматографии (GPC) с использованием калибровочных стандартов, представляющих собой PMMA, согласно DIN 55672-1 с применением следующих условий измерения:In the present invention, the weight average molecular weights (Mw) or number average molecular weights ( Mn ) of the copolymers were determined by gel permeation chromatography (GPC) using calibration standards consisting of PMMA according to DIN 55672-1 using the following measurement conditions:
элюент: тетрагидрофуран (THF);eluent: tetrahydrofuran (THF);
температура работы: 35°C;operating temperature: 35°C;
колонки: установка колонки состоит из четырех колонок: двух колонок SDV 106 Å, одной колонки SDV 104 Å и одной колонки SDV 103 Å (PSS Standards Service GmbH, Майнц, Германия), все размером 300×8 мм и средним размером частиц 10 мкм;columns: the column setup consists of four columns: two SDV 106 Å columns, one SDV 104 Å column and one SDV 103 Å column (PSS Standards Service GmbH, Mainz, Germany), all with dimensions 300×8 mm and an average particle size of 10 µm;
расход: 1 мл/мин;flow rate: 1 ml/min;
объем впрыска: 100 мкл;injection volume: 100 µl;
прибор: серии Agilent 1100, состоящий из автоматического пробоотборника, насоса и колоночного термостата;instrument: Agilent 1100 series, consisting of an automatic sampler, pump and column thermostat;
устройство обнаружения: рефрактометрический детектор из серии Agilent 1100.Detection device: Agilent 1100 series refractometric detector.
Предпочтительно сополимеры по настоящему изобретению характеризуются очень низкой степенью сшивания и узким распределением молекулярной массы, что также способствует их сопротивлению сдвигу. Низкая степень сшивания и узкое распределение молекулярной массы отражаются в коэффициенте полидисперсности сополимеров. Предпочтительно коэффициент полидисперсности (PDI) сополимеров согласно настоящему изобретению находится в диапазоне от 1,0 до 4,0, более предпочтительно от 1,5 до 3,5. Коэффициент полидисперсности в диапазоне от 1,0 до 3,5 рассматривается как оптимальный в отношении сопротивления сдвигу сополимеров для большинства промышленных вариантов применения. Коэффициент полидисперсности определяется как соотношение средневесовой молекулярной массы и среднечисловой молекулярной массы (Mw/Mn).Preferably, the copolymers of the present invention are characterized by a very low degree of crosslinking and a narrow molecular weight distribution, which also contributes to their shear resistance. The low degree of crosslinking and the narrow molecular weight distribution are reflected in the polydispersity index of the copolymers. Preferably, the polydispersity index (PDI) of the copolymers according to the present invention is in the range of 1.0 to 4.0, more preferably from 1.5 to 3.5. A polydispersity index in the range of 1.0 to 3.5 is considered to be optimal in terms of shear resistance of the copolymers for most industrial applications. The polydispersity index is defined as the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw/Mn).
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения сополимер по настоящему изобретению характеризуется точкой воспламенения по методу COC выше 250°C согласно ASTM D92.According to a preferred aspect of the present invention, the copolymer of the present invention is characterized by a COC flash point above 250°C according to ASTM D92.
Сополимеры по настоящему изобретению необязательно содержат мономерные звенья, полученные из мономера c), который выбран из списка, состоящего из метакриламидов, фумаратов, малеатов или их смеси. Предпочтительно количество мономерных звеньев, полученных из мономера c), в полученном сополимере согласно настоящему изобретению составляет от 0 до 10% по весу, предпочтительно от 0 до 7% по весу, более предпочтительно от 0 до 5% по весу, еще более предпочтительно от 0 до 3% по весу в пересчете на общий вес сополимера. Особенно предпочтительные мономеры c) представляют собой ди-2-этилгексилмалеат, N-3-диметиламинопропилметакриламид, ди-2-этилгексилфумарат или их смесь.The copolymers of the present invention optionally comprise monomer units derived from a monomer c) selected from the list consisting of methacrylamides, fumarates, maleates or a mixture thereof. Preferably, the amount of monomer units derived from monomer c) in the resulting copolymer according to the present invention is from 0 to 10% by weight, preferably from 0 to 7% by weight, more preferably from 0 to 5% by weight, even more preferably from 0 to 3% by weight, based on the total weight of the copolymer. Particularly preferred monomers c) are di-2-ethylhexyl maleate, N-3-dimethylaminopropyl methacrylamide, di-2-ethylhexyl fumarate or a mixture thereof.
Неожиданно наблюдали, что включение мономерных звеньев c) в сополимер обеспечивает полное превращение нефункционализированных альфа-олефинов b) и, соответственно, не требуется конечная стадия дистилляции в конце сополимеризации.Surprisingly, it was observed that the incorporation of monomer units c) into the copolymer ensures complete conversion of non-functionalized alpha-olefins b) and, accordingly, no final distillation step is required at the end of the copolymerization.
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения помимо мономерных звеньев, полученных из мономеров a), b) и необязательно c), сополимер акрилатов и олефинов по настоящему изобретению также содержит от 0 до 10% по весу, более предпочтительно от 0 до 6% по весу в пересчете на общий вес сополимера мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного мономера d), выбранного из алкил(мет)акрилатов, виниловых сложных эфиров или их смеси. Особенно предпочтительные мономеры d) представляют собой лаурилметакрилат (LMA), стеарилметакрилат (SMA) или виниллаурат (VLA).According to a preferred aspect of the present invention, in addition to the monomer units derived from monomers a), b) and optionally c), the acrylates-olefins copolymer of the present invention also comprises from 0 to 10% by weight, more preferably from 0 to 6% by weight, based on the total weight of the copolymer, of monomer units derived from at least one monomer d) selected from alkyl (meth) acrylates, vinyl esters or a mixture thereof. Particularly preferred monomers d) are lauryl methacrylate (LMA), stearyl methacrylate (SMA) or vinyl laurate (VLA).
Согласно другому предпочтительному аспекту настоящего изобретения общее содержание мономерных звеньев мономеров a), b) c) и d) в сумме составляет не более 95% по весу, более предпочтительно 98% по весу, еще более предпочтительно 100% по весу,According to another preferred aspect of the present invention, the total content of monomer units of monomers a), b) c) and d) in total is not more than 95% by weight, more preferably 98% by weight, even more preferably 100% by weight,
Согласно другому предпочтительному аспекту настоящего изобретения, если сополимер состоит из мономерных звеньев, полученных из мономеров a), b), необязательно c) и необязательно d), то сополимер содержит от 0 до 22% по весу, более предпочтительно от 0 до 20% по весу, еще более предпочтительно от 0 до 18% по весу мономерных звеньев, полученных из мономеров a), b), c) и d) с линейной алкильной группой, содержащей более 8 атомов углерода, в пересчете на общий вес сополимера.According to another preferred aspect of the present invention, if the copolymer consists of monomer units derived from monomers a), b), optionally c) and optionally d), the copolymer contains from 0 to 22% by weight, more preferably from 0 to 20% by weight, even more preferably from 0 to 18% by weight of monomer units derived from monomers a), b), c) and d) with a linear alkyl group containing more than 8 carbon atoms, based on the total weight of the copolymer.
Согласно настоящему изобретению сополимер представляет собой статистический сополимер с последовательным распределением мономерных звеньев, полученных из мономеров a) и b) и необязательно мономеров c) и d).According to the present invention, the copolymer is a random copolymer with a sequential distribution of monomer units obtained from monomers a) and b) and optionally monomers c) and d).
Предпочтительные сополимеры по настоящему изобретениюPreferred Copolymers of the Present Invention
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения сополимер содержит:According to a preferred aspect of the present invention, the copolymer comprises:
a) от 65 до 90% по весу, более предпочтительно от 70 до 90% по весу, еще более предпочтительно от 75 до 90% по весу в пересчете на общий вес сополимера мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного акрилата формулы (I),a) from 65 to 90% by weight, more preferably from 70 to 90% by weight, even more preferably from 75 to 90% by weight, based on the total weight of the copolymer, of monomer units derived from at least one acrylate of formula (I),
(I), (I),
где R1 означает линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 8 до 10 атомов углерода,where R 1 is a linear or branched alkyl group containing from 8 to 10 carbon atoms,
b) от 10 до 35 % по весу, более предпочтительно от 10 до 30% по весу, еще более предпочтительно от 10 до 25% по весу в пересчете на общий вес сополимера мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного нефункционализированного альфа-олефина формулы (II),b) from 10 to 35% by weight, more preferably from 10 to 30% by weight, even more preferably from 10 to 25% by weight, based on the total weight of the copolymer, of monomer units derived from at least one non-functionalized alpha-olefin of formula (II),
(II), (II),
где R2 означает линейную алкильную группу, содержащую от 8 до 12 атомов углерода,where R 2 is a linear alkyl group containing from 8 to 12 carbon atoms,
c) от 0 до 10% по весу, более предпочтительно от 0 до 5% по весу, еще более предпочтительно от 0 до 3% по весу мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного мономера, выбранного из списка, состоящего из метакриламидов, фумаратов, малеатов или их смеси, в пересчете на общий вес сополимера, иc) from 0 to 10% by weight, more preferably from 0 to 5% by weight, even more preferably from 0 to 3% by weight of monomer units derived from at least one monomer selected from the list consisting of methacrylamides, fumarates, maleates or a mixture thereof, based on the total weight of the copolymer, and
при этом сополимер характеризуется кинематической вязкостью при 100°C, составляющей от 80 до 600 сСт согласно ASTM D 445, иwherein the copolymer is characterized by a kinematic viscosity at 100°C of 80 to 600 cSt according to ASTM D 445, and
при этом сополимер содержит от 0 до 22% по весу, предпочтительно от 0 до 18% по весу мономерных звеньев, полученных из мономеров с линейной алкильной группой, содержащей более чем 8 атомов углерода, в пересчете на общий вес сополимера.wherein the copolymer contains from 0 to 22% by weight, preferably from 0 to 18% by weight, of monomer units derived from monomers with a linear alkyl group containing more than 8 carbon atoms, based on the total weight of the copolymer.
Согласно предпочтительному варианту осуществления общее содержание мономерных звеньев мономеров a), b) и c) в сумме составляет не более 95% по весу, более предпочтительно 98% по весу, еще более предпочтительно 100% по весу в пересчете на общий вес сополимера.According to a preferred embodiment, the total content of monomer units of monomers a), b) and c) in total is no more than 95% by weight, more preferably 98% by weight, even more preferably 100% by weight, based on the total weight of the copolymer.
Согласно предпочтительному варианту осуществления сополимер также содержит от 0 до 10% по весу, более предпочтительно от 0 до 6% по весу в пересчете на общий вес сополимера мономерных звеньев, полученных из по меньшей мере одного мономера d), выбранного из алкил(мет)акрилатов, винилового сложного эфира или их смеси. Особенно предпочтительные мономеры d) представляют собой лаурилметакрилат (LMA), стеарилметакрилат (SMA) или виниллаурат (VLA).According to a preferred embodiment, the copolymer also contains from 0 to 10% by weight, more preferably from 0 to 6% by weight, based on the total weight of the copolymer, of monomer units derived from at least one monomer d) selected from alkyl (meth) acrylates, vinyl ester or a mixture thereof. Particularly preferred monomers d) are lauryl methacrylate (LMA), stearyl methacrylate (SMA) or vinyl laurate (VLA).
Согласно предпочтительному варианту осуществления общее содержание мономерных звеньев мономеров a), b), c) и d) в сумме составляет не более 95% по весу, более предпочтительно 98% по весу, еще более предпочтительно 100% по весу.According to a preferred embodiment, the total content of monomer units of monomers a), b), c) and d) in total is no more than 95% by weight, more preferably 98% by weight, even more preferably 100% by weight.
Способ получения сополимера согласно настоящему изобретениюMethod for producing a copolymer according to the present invention
Согласно настоящему изобретению указанные выше полимеры получают с помощью способа, включающего стадии:According to the present invention, the above polymers are obtained by a process comprising the steps of:
i) обеспечения мономерной композиции, описанной выше, иi) providing the monomer composition described above, and
ii) инициирования радикальной полимеризации в мономерной композиции.ii) initiation of radical polymerization in the monomer composition.
Стандартная свободнорадикальная полимеризация подробно описана, в частности, в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, шестое издание. Как правило, для данной цели применяют инициатор полимеризации и необязательно регулятор степени полимеризации.Standard free radical polymerization is described in detail, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, sixth edition. As a rule, a polymerization initiator and, optionally, a polymerization degree regulator are used for this purpose.
Полимеризацию можно осуществлять при стандартном давлении, пониженном давлении или повышенном давлении.Polymerization can be carried out at standard pressure, reduced pressure or elevated pressure.
Для радикальной сополимеризации олефинов с акрилатами температура полимеризации является важной. Как правило, температура сополимеризации находится в диапазоне от 140 до 180°C, предпочтительно от 150 до 170°C.For the radical copolymerization of olefins with acrylates, the polymerization temperature is important. Generally, the copolymerization temperature is in the range of 140 to 180°C, preferably 150 to 170°C.
Стадию полимеризации ii) можно проводить с разбавлением в масле или без него. Предпочтительно стадию полимеризации (ii) проводят без разбавления в масле или любом растворителе.The polymerization step ii) can be carried out with or without dilution in oil. Preferably, the polymerization step (ii) is carried out without dilution in oil or any solvent.
Предпочтительно стадия (ii) включает добавление радикального инициатора. Предпочтительно радикальный инициатор выбирают из ди-трет-бутилпероксида или дикумилпероксида. Предпочтительно общее количество радикального инициатора относительно общего веса смеси мономеров составляет от 0,01 до 5% по весу, более предпочтительно от 0,1 до 1% по весу. Предпочтительно общее количество радикального инициатора добавляют непрерывно в ходе реакции сополимеризации (ii).Preferably, step (ii) comprises adding a radical initiator. Preferably, the radical initiator is selected from di-tert-butyl peroxide or dicumyl peroxide. Preferably, the total amount of radical initiator relative to the total weight of the monomer mixture is from 0.01 to 5% by weight, more preferably from 0.1 to 1% by weight. Preferably, the total amount of radical initiator is added continuously during the copolymerization reaction (ii).
Предпочтительно стадию сополимеризации (ii) проводят путем подачи акрилатных мономеров a) и необязательно мономеров c) или любых других сомономеров вместе с инициатором в нефункционализированные альфа-олефиновые мономеры b). Предпочтительно общее время реакции радикальной полимеризации составляет от 2 до 5 часов, более предпочтительно 3 часа.Preferably, the copolymerization step (ii) is carried out by feeding the acrylate monomers a) and optionally the monomers c) or any other comonomers together with the initiator into the non-functionalized alpha-olefin monomers b). Preferably, the total reaction time of the radical polymerization is from 2 to 5 hours, more preferably 3 hours.
В другом предпочтительном аспекте настоящего изобретения необязательно проводят третью стадию iii), соответствующую стадии дистилляции, для удаления непрореагировавшего альфа-олефинового мономера b). Предпочтительно остаточный непрореагировавший альфа-олефиновый мономер b) удаляют путем дистилляции при 150°C и давлении не выше 5 мбар с использованием роторного испарителя. Предпочтительно стадия дистилляции iii) не требуется, если сополимер настоящего изобретения содержит мономерные звенья, полученные из мономера c). Неожиданно наблюдали, что небольшие количества мономеров c) (менее 10% по весу, более предпочтительно менее 5% по весу в пересчете на общий вес сополимера) повышают степень превращения олефинов при сополимеризации (менее чем 1% по весу остаточного непрореагировавшего альфа-олефина b)), так что стадия дистилляции iii) не требуется.In another preferred aspect of the present invention, a third step iii) corresponding to a distillation step is optionally carried out to remove unreacted alpha-olefin monomer b). Preferably, the residual unreacted alpha-olefin monomer b) is removed by distillation at 150°C and a pressure of not more than 5 mbar using a rotary evaporator. Preferably, the distillation step iii) is not required if the copolymer of the present invention contains monomer units derived from monomer c). Surprisingly, it has been observed that small amounts of monomers c) (less than 10% by weight, more preferably less than 5% by weight based on the total weight of the copolymer) increase the conversion of olefins in the copolymerization (less than 1% by weight of residual unreacted alpha-olefin b)), so that the distillation step iii) is not required.
Композиции смазочных маселLubricating oil compositions
Как отмечалось выше, настоящее изобретение также относится к композиции смазочного масла, содержащей по меньшей мере одно базовое масло и по меньшей мере один сополимер, как определено в настоящем изобретении.As noted above, the present invention also relates to a lubricating oil composition comprising at least one base oil and at least one copolymer as defined in the present invention.
Базовые масла представляют собой базовые масла смазочных материалов, минеральные, синтетические или природные масла, масла животного или растительного происхождения, подбираемые в зависимости от их применения/выбранные в зависимости от предполагаемого применения.Base oils are the base oils of lubricants, mineral, synthetic or natural oils, animal or vegetable oils, selected depending on their application/selected depending on the intended application.
Базовые масла, применяемые в составлении композиций смазочных масел согласно настоящему изобретению, включают, например, традиционные базовые компоненты, выбранные из категорий базовых компонентов по API (Американский нефтяной институт), известных как группа I, группа II, группа III, группа IV и группа V. Базовые компоненты группы I и II представляют собой материалы на основе минерального масла (такие как парафиновое и нафтеновое масла) с индексом вязкости (или VI), составляющим менее 120. Группа I дополнительно отличается от группы II тем, что в состав последней входят материалы с уровнем насыщения более 90%, в состав первой входит материал с уровнем насыщения менее 90% (то есть материал, содержащий более 10% ненасыщенных связей). Группа III считается высококачественным минеральным базовым маслом с VI больше или равным 120 и уровнем насыщенных связей больше или равным 90%. Предпочтительно базовое масло, включенное в композицию смазочного масла по настоящему изобретению, выбрано из группы, состоящей из базовых масел группы II и III по API. Наиболее предпочтительно смазочная композиция содержит базовое масло группы III по API. Базовые масла группы IV представляют собой полиальфаолефины (PAO). Базовые масла группы V представляют собой сложные эфиры и любые другие базовые масла, не относящиеся к базовым маслам группы I-IV. Эти базовые масла можно использовать отдельно или в виде смеси.The base oils used in formulating the lubricating oil compositions of the present invention include, for example, conventional base stocks selected from the API (American Petroleum Institute) base stock categories known as Group I, Group II, Group III, Group IV and Group V. The base stocks of Group I and II are mineral oil based materials (such as paraffinic and naphthenic oils) with a viscosity index (or VI) of less than 120. Group I is further distinguished from Group II in that the latter comprises materials with a saturation level of greater than 90%, while the former comprises a material with a saturation level of less than 90% (i.e., a material containing more than 10% unsaturation). Group III is considered to be a high-quality mineral base oil with a VI of greater than or equal to 120 and a saturation level of greater than or equal to 90%. Preferably, the base oil included in the lubricating oil composition of the present invention is selected from the group consisting of API Group II and III base oils. Most preferably, the lubricating composition comprises a base oil of API Group III. Base oils of Group IV are polyalphaolefins (PAO). Base oils of Group V are esters and any other base oils that do not belong to base oils of Groups I-IV. These base oils can be used separately or as a mixture.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция смазочного масла содержит от 0,1 до 99,9% по весу, предпочтительно от 1 до 95% по весу, по меньшей мере одного базового масла и от 0,1 до 99,9% по весу, предпочтительно от 5% до 99% по весу по меньшей мере одного сополимера согласно настоящему изобретению в пересчете на общий вес смазочной композиции.In a preferred embodiment of the present invention, the lubricating oil composition comprises from 0.1 to 99.9% by weight, preferably from 1 to 95% by weight, of at least one base oil and from 0.1 to 99.9% by weight, preferably from 5% to 99% by weight, of at least one copolymer according to the present invention, based on the total weight of the lubricating composition.
Композиции смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением могут также содержать любые другие дополнительные присадки, подходящие для применения в составах. Эти присадки включают дополнительные присадки, улучшающие индекс вязкости, депрессорные присадки, диспергирующие средства, деэмульгаторы, противовспениватели, присадки, повышающие смазывающую способность, модификаторы трения, антиоксиданты, детергенты, красители, замедлители коррозии и/или одоранты.The lubricating oil compositions according to the present invention may also contain any other additional additives suitable for use in the formulations. These additives include additional viscosity index improvers, pour point depressants, dispersants, demulsifiers, antifoams, lubricity improvers, friction modifiers, antioxidants, detergents, colorants, corrosion inhibitors and/or odorants.
Варианты применения для сополимера по настоящему изобретениюApplications for the copolymer of the present invention
Настоящее изобретение также относится к применению сополимера согласно настоящему изобретению в качестве присадки для смазочных материалов или синтетической базовой жидкости в композиции смазочного масла, предпочтительно в композиции редукторного масла, композиции трансмиссионного масла, композиции масла для гидравлических систем, композиции моторного масла, композиции судового масла, композиции промышленного смазочного масла или в консистентной смазке.The present invention also relates to the use of the copolymer according to the present invention as an additive for lubricants or a synthetic base fluid in a lubricating oil composition, preferably in a gear oil composition, a transmission oil composition, a hydraulic oil composition, a motor oil composition, a marine oil composition, an industrial lubricating oil composition or in a grease.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬEXPERIMENTAL PART
Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано в данном документе ниже со ссылкой на примеры и сравнительные примеры, без какого-либо намерения ограничить объем настоящего изобретения. Все проценты для мономеров или базовых жидкостей, указанные в таблицах ниже, представляют собой весовые проценты (вес. %).The present invention is further illustrated herein below with reference to examples and comparative examples, without any intention to limit the scope of the present invention. All percentages for monomers or base fluids indicated in the tables below are weight percentages (wt.%).
СокращенияAbbreviations
BF-26 вязкость по Брукфильду, измеренная при -26°CBF-26 Brookfield viscosity measured at -26°C
BF-30 вязкость по Брукфильду, измеренная при -26°CBF-30 Brookfield viscosity measured at -26°C
BV объемная вязкостьBV bulk viscosity
BV40 объемная вязкость при 40°C согласно ASTM D445BV40 bulk viscosity at 40°C according to ASTM D445
BV100 объемная вязкость при 100°C согласно ASTM D445BV100 bulk viscosity at 100°C according to ASTM D445
сСт сантистоксcSt centistokes
сП сантипуазcP centipoise
DBPO ди-трет-бутилпероксидDBPO di-tert-butyl peroxide
DCP дикумилпероксидDCP dicumyl peroxide
Dec деценDec Dec
DEHF ди-2-этилгексилфумаратDEHF di-2-ethylhexyl fumarate
DEHM ди-2-этилгексилмалеатDEHM di-2-ethylhexyl maleate
DMAPMAM N-3-диметиламинопропилметакриламидDMAPMAM N-3-dimethylaminopropyl methacrylamide
DoDec додеценDoDec dodecene
EHA 2-этилгексилакрилатEHA 2-ethylhexyl acrylate
EHMA 2-этилгексилметакрилатEHMA 2-ethylhexyl methacrylate
HA гексилакрилатHA hexyl acrylate
HexDec гексадеценHexDec hexadecene
Hitec® 2030 противовспениватель, коммерчески доступный от Afton Hitec® 2030 antifoam, commercially available from Afton
Hitec® 307 пакет DI, коммерчески доступный от Afton Hitec® 307 DI package, commercially available from Afton
Hitec® 3250 пакет DI, коммерчески доступный от Afton Hitec® 3250 DI package, commercially available from Afton
IDA изодецилакрилатIDA isodecyl acrylate
IDMA изодецилметакрилатIDMA isodecyl methacrylate
Ini инициаторIni initiator
ITDA изотридецилакрилат, коммерчески доступный от AldrichITDA isotridecyl acrylate, commercially available from Aldrich
KV кинематическая вязкость, измеренная согласно ASTM D445KV kinematic viscosity measured according to ASTM D445
KV40 кинематическая вязкость, измеренная при 40°C согласно ASTM D445KV 40 kinematic viscosity measured at 40°C according to ASTM D445
KV100 кинематическая вязкость, измеренная при 100°C согласно ASTM D445KV 100 kinematic viscosity measured at 100°C according to ASTM D445
LA лаурилакрилат, додецилакрилатLA lauryl acrylate, dodecyl acrylate
LMA лаурилметакрилат, 73% C12, 27% C14, все линейныеLMA Lauryl Methacrylate, 73% C12, 27% C14, All Linear
Mn среднечисловая молекулярная массаMn number average molecular weight
MO метилолеатMO methyl oleate
Mw средневесовая молекулярная массаMw average molecular weight
н. и. не измереноn.i. not measured
nOA н-октилакрилатnOA n-octyl acrylate
NB3080 Nexbase® 3080; базовое масло группы III от Neste с KV100 7,9 сСтNB3080 Nexbase® 3080; Group III base oil from Neste with a KV100 of 7.9 cSt
PAO100 полиальфаолефиновое базовое масло c KV100 100 сСт от Chevron PhillipsPAO100 Polyalphaolefin Base Oil with KV100 100 cSt from Chevron Phillips
PAO4 полиальфаолефиновое базовое масло с KV100 4 сСтPAO4 polyalphaolefin base oil with KV100 4 cSt
PAO6 полиальфаолефиновое базовое масло с KV100 6 сСтPAO6 polyalphaolefin base oil with KV100 6 cSt
PAO8 полиальфаолефиновое базовое масло INEOS Durasyn 168 с KV100 7,8 сСтPAO8 polyalphaolefin base oil INEOS Durasyn 168 with KV 100 7.8 cSt
PAO8 I полиальфаолефиновое базовое масло INEOS Durasyn 128 с KV100 7,8 сСтPAO8 I polyalphaolefin base oil INEOS Durasyn 128 with KV 100 7.8 cSt
PDI индекс полидисперсностиPDI polydispersity index
PHA 2-пропилгептилакрилатPHA 2-propylheptyl acrylate
PP температура потери текучестиPP pour point
Priolube 3970 сложноэфирная базовая жидкость, доступная от CrodaPriolube 3970 ester base fluid available from Croda
RC9420 пакет DI, коммерчески доступный от RheinchemieRC9420 DI package, commercially available from Rheinchemie
ReMo остаточное содержание мономеровReMo residual monomer content
SMA стеарилметакрилат, 35% C16, 65% C18, все линейныеSMA Stearyl Methacrylate, 35% C16, 65% C18, All Linear
SL KRL20 потеря сдвига через 20 часов измерения с использованием KRL, определенного при 100°CSL KRL20 shear loss after 20 hours measured using KRL determined at 100°C
SL KRL100 потеря сдвига через 100 часов измерения с использованием KRL, определенного при 100°CSL KRL100 shear loss after 100 hours measured using KRL determined at 100°C
TetDec тетрадеценTetDec tetradecene
VI индекс вязкостиVI viscosity index
VLA виниллауратVLA vinyl laurate
VPL 1-180 Evonik VISCOPLEX® 1-180, депрессорная присадкаVPL 1-180 Evonik VISCOPLEX ® 1-180, depressant
VPL 1-300 Evonik VISCOPLEX® 1-300, депрессорная присадкаVPL 1-300 Evonik VISCOPLEX ® 1-300, depressant
Yubase 4 базовое масло группы III от SK Lubricants с KV100 4 сСтYubase 4 Group III base oil from SK Lubricants with KV 100 4 cSt
Способы испытанийTest methods
KV ASTM D445KV ASTM D445
VI ASTM D2270VI ASTM D2270
PP ASTM D5950PP ASTM D5950
Коррозия на медной пластинке ASTM D130Corrosion on Copper Strip ASTM D130
Коррозия на пластинке из стали DIN ISO 7120Corrosion on a steel plate DIN ISO 7120
TOST ASTM D2893TOST ASTM D2893
RPVOT ASTM D2272RPVOT ASTM D2272
Вспенивание ASTM D892Foaming ASTM D892
KRL CEC L-45-A-99KRL CEC L-45-A-99
BF ASTM D2983BF ASTM D2983
COC ASTM D92COC ASTM D92
В настоящем изобретении объемная вязкость (BV) продукта (продукта, полученного в результате реакции полимеризации) соответствует кинематической вязкости (KV) полученного продукта полимеризации, измеренной согласно ASTM D 445. Таким образом, объемную вязкость полимеров, BV40 и BV100, как показано в таблицах 1, 2, 3 и 4 ниже, измеряли как кинематическую вязкость при 40°C и 100°C соответственно согласно ASTM D445.In the present invention, the bulk viscosity (BV) of the product (the product obtained as a result of the polymerization reaction) corresponds to the kinematic viscosity (KV) of the obtained polymerization product measured according to ASTM D 445. Thus, the bulk viscosity of the polymers, BV40 and BV100, as shown in Tables 1, 2, 3 and 4 below, were measured as the kinematic viscosity at 40°C and 100°C, respectively, according to ASTM D445.
ПримерыExamples
Синтез 1. Чистый акрилат (прим. 39*)Synthesis 1. Pure acrylate (note 39*)
1,62 г DBPO (0,6 вес. % относительно количества акрилата), растворенного в 270,0 г EHA, медленно подавали в 30,0 г PAO8 в атмосфере азота при 160°C в течение 3 часов. После перемешивания в течение еще часа полученный прозрачный и бесцветный полимерный раствор охлаждали и использовали в дальнейших экспериментах без дополнительной очистки.1.62 g DBPO (0.6 wt.% based on the amount of acrylate) dissolved in 270.0 g EHA was slowly added to 30.0 g PAO8 under nitrogen atmosphere at 160°C over 3 h. After stirring for another hour, the resulting clear and colorless polymer solution was cooled and used in further experiments without further purification.
Синтез 2. Сополимер (мет)акрилата и олефина с применением стадии дистилляции (прим. 8)Synthesis 2. Copolymer of (meth)acrylate and olefin using a distillation step (Note 8)
3,6 г DBPO (0,3 вес. % относительно мономера в подаваемом материале), растворенного в 1200 г EHA, медленно подавали в 300 г (0,33 молярного эквивалента относительно (мет)акрилата) 1-децена в атмосфере азота при 160°C в течение 3 часов. После перемешивания в течение еще часа полученный прозрачный и бесцветный полимер охлаждали. Затем остаточный децен удаляли путем дистилляции при 150°C и под давлениями не выше 5 мбар, используя роторный испаритель.3.6 g DBPO (0.3 wt.% relative to monomer in the feed) dissolved in 1200 g EHA were slowly fed into 300 g (0.33 molar equivalent relative to (meth)acrylate) 1-decene under nitrogen at 160°C over 3 hours. After stirring for another hour, the resulting transparent and colourless polymer was cooled. The residual decene was then removed by distillation at 150°C and under pressures not exceeding 5 mbar using a rotary evaporator.
Синтез 3. Сополимер акрилата и олефина без применения стадии дистилляции (прим. 54)Synthesis 3. Acrylate-olefin copolymer without distillation step (note 54)
0,77 г DBPO (0,3 вес. % относительно мономера в подаваемом материале), растворенного в 249,3 г EHA и 5,7 г DEHF, медленно подавали в 45,0 г 1-тетрадецена в атмосфере азота при 160°C в течение 3 часов. После перемешивания в течение еще часа полученный прозрачный и бесцветный полимер охлаждали и использовали без дополнительной очистки.0.77 g DBPO (0.3 wt.% relative to monomer in the feed) dissolved in 249.3 g EHA and 5.7 g DEHF was slowly fed into 45.0 g 1-tetradecene under nitrogen at 160°C over 3 hours. After stirring for another hour, the resulting transparent and colorless polymer was cooled and used without further purification.
Примеры 1-28 получали таким же образом, как в синтезе 2, за исключением того, что количества реагентов или другие условия реакции изменялись, как показано в таблице 1. Альфа-олефиновые мономеры всегда сначала загружали в реактор и (мет)акрилатные мономеры и инициатор подавали в течение установленного периода времени.Examples 1-28 were prepared in the same manner as in Synthesis 2, except that the amounts of reactants or other reaction conditions were varied as shown in Table 1. The alpha-olefin monomers were always charged into the reactor first and the (meth)acrylate monomers and initiator were fed over a specified period of time.
Примеры 38-43 получали таким же образом, как в синтезе 1, за исключением того, что количества реагентов или другие условия реакции изменялись, как показано в таблице 3.Examples 38-43 were prepared in the same manner as in Synthesis 1, except that the amounts of reagents or other reaction conditions were changed as shown in Table 3.
Примеры 44-61 получали таким же образом, как синтез 3, за исключением того, что количества реагентов или другие условия реакции изменялись, как показано в таблице 4.Examples 44-61 were prepared in the same manner as Synthesis 3, except that the amounts of reagents or other reaction conditions were changed as shown in Table 4.
Поскольку молярное соотношение в реакции не является показательным для конечной композиции, конечное соотношение олефина в полимере после дистилляции приведено в вес. % (олефин включ.). Это соотношение определяли гравиметрически с допущением того, что степень превращения (мет)акрилата либо является полной, либо его температура кипения слишком высока для удаления дистилляцией. Например, пример 8 характеризуется остаточным содержанием EHA менее 0,01 вес. % перед стадией дистилляции.Since the molar ratio in the reaction is not indicative of the final composition, the final ratio of olefin in the polymer after distillation is given in wt.% (olefin incl.). This ratio was determined gravimetrically with the assumption that the conversion of (meth)acrylate is either complete or its boiling point is too high to be removed by distillation. For example, Example 8 has a residual EHA content of less than 0.01 wt.% before the distillation step.
Для некоторых примеров смешивали до 3 полимеров с подобными значениями вязкости. Для процесса смешивания продукты перемешивали вместе при 80°C в течение часа. Смеси указаны в таблице 2 (см. примеры 29-37). Количество включенного олефина рассчитывали исходя из значений, определенных для отдельных компонентов. Для смеси измеряли другие значения, такие как молекулярная масса или вязкость.For some examples, up to 3 polymers with similar viscosity values were blended. For the blending process, the products were stirred together at 80°C for one hour. The blends are listed in Table 2 (see examples 29-37). The amount of olefin incorporated was calculated from the values determined for the individual components. Other values such as molecular weight or viscosity were measured for the blend.
В хорошей высоковязкой базовой жидкости должны сочетаться несколько свойств. Важным критерием для высокоэффективных редукторных масел являются характеристики при низких температурах. Помимо небольшой зависимости вязкости от температуры, которая также отражается в VI, важно, чтобы полимеры не проявляли сильные межмолекулярные взаимодействия, приводящие к плохим характеристикам при низких температурах.A good high viscosity base fluid must combine several properties. An important criterion for high-performance gear oils is the low temperature performance. In addition to the small temperature dependence of viscosity, which is also reflected in the VI, it is important that the polymers do not exhibit strong intermolecular interactions that lead to poor low temperature performance.
Полимеры согласно настоящему изобретению характеризуются подходящими комбинацией вязкости, индексом вязкости и сопротивлением сдвигу, как проиллюстрировано в примерах 5, 6 или 8. Напротив, можно наблюдать, что сравнительный пример 7* сополимера акрилатов и олефинов, который содержит 22,6% по весу линейных боковых цепей, содержащих более 8 атомов углерода, характеризуется хорошим VI (236), однако, как показано в его составе смазочного материала (пример F-21*), не проявляет хорошие характеристики при низкой температуре (BF -26 = 192000 сП). Напротив, в примере 50 сополимера акрилатов и олефинов согласно настоящему изобретению, содержащем только 15% по весу линейных боковых цепей, содержащих более 8 атомов углерода, сочетаются как высокий VI (220), так и, как показано в его составе смазочного материала (пример F-28), проявление очень хороших характеристик даже при более суровых низкотемпературных условиях (BF -30 = 102000 сП) (BF-30 вместо BF-26 для сравнительного примера F-21*).The polymers according to the present invention are characterized by a suitable combination of viscosity, viscosity index and shear resistance, as illustrated in Examples 5, 6 or 8. In contrast, it can be observed that Comparative Example 7* of a copolymer of acrylates and olefins, which contains 22.6% by weight of linear side chains containing more than 8 carbon atoms, is characterized by a good VI (236), but, as shown in its lubricant composition (Example F-21*), does not exhibit good low temperature properties (BF -26 = 192,000 cP). In contrast, Example 50 of the acrylates-olefin copolymer of the present invention, containing only 15% by weight of linear side chains containing more than 8 carbon atoms, combines both a high VI (220) and, as shown in its lubricant composition (Example F-28), exhibits very good performance even under more severe low temperature conditions (BF-30 = 102,000 cP) (BF-30 instead of BF-26 for Comparative Example F-21*).
Неожиданно, даже более длинные боковые цепи, такие как в примерах 48 (боковая цепь C12) или 51 (боковая цепь C14) согласно настоящему изобретению, проявляют характеристики на том же уровне, что и пример 50 (боковая цепь C10), поскольку общее количество мономерных звеньев, полученных из мономеров с линейной алкильной группой, в сумме содержащей более 8 атомов углерода в сополимере, составляет менее 22% по весу в пересчете на общий вес сополимера. Длинные линейные боковые цепи (более 8 атомов углерода) могут представлять собой любые мономерные звенья сополимеров (любые мономеры a), b), c), d) или другие сомономеры), как показано в сравнительном примере 13*, который содержит 81% по весу линейных боковых цепей, содержащих более 8 атомов углерода, вследствие высокого содержания лаурилакрилата. Как показано в сравнительном составе F-38*, высокое содержание длинных линейных боковых цепей, содержащих более 8 атомов углерода в акрилатных мономерных звеньях, обеспечивает очень плохие низкотемпературные характеристики (PP -18°C), несмотря на высокий VI (195), таким образом, хорошая комбинация высокого VI и хороших низкотемпературных характеристик не достигается. Количество этих боковых цепей представлено как «>C8 SC» в таблицах 1-4.Surprisingly, even longer side chains, such as in Examples 48 (C12 side chain) or 51 (C14 side chain) according to the present invention, exhibit the same level of performance as Example 50 (C10 side chain), since the total amount of monomer units derived from monomers with a linear alkyl group containing in total more than 8 carbon atoms in the copolymer is less than 22% by weight based on the total weight of the copolymer. Long linear side chains (more than 8 carbon atoms) can be any monomer units of the copolymers (any monomers a), b), c), d) or other comonomers), as shown in Comparative Example 13*, which contains 81% by weight of linear side chains containing more than 8 carbon atoms, due to the high content of lauryl acrylate. As shown in the comparative composition of F-38*, the high content of long linear side chains containing more than 8 carbon atoms in the acrylate monomer units provides very poor low temperature performance (PP -18°C) despite the high VI (195), so a good combination of high VI and good low temperature performance is not achieved. The amount of these side chains is presented as ">C8 SC" in Tables 1-4.
Хотя полиметакрилаты известны как превосходные улучшители VI, их неожиданно превосходят в низкомолекулярном диапазоне их акрилатные аналоги. Это проиллюстрировано в таблице 5, где F-2 и F-3* содержат в основе очень похожие полимеры (на основе EHA для примера 29 по настоящему изобретению и EHMA для сравнительного примера 20*), но намного более высокий VI полимера на основе EHA (пример 29 по настоящему изобретению) обеспечивает более высокий VI конечного состава и лучшую низкотемпературную вязкость.Although polymethacrylates are known to be excellent VI improvers, they are surprisingly outperformed in the low molecular weight range by their acrylate counterparts. This is illustrated in Table 5, where F-2 and F-3* are based on very similar polymers (EHA-based for Inventive Example 29 and EHMA for Comparative Example 20*), but the much higher VI of the EHA-based polymer (Inventive Example 29) provides a higher VI of the final formulation and better low temperature viscosity.
F-2 проявляет характеристики на том же уровне, что и базовый состав PAO100 F-1*. По сравнению с чистыми полиолефинами, функциональные группы полярного сложного эфира в сополимере акрилатов и олефинов по настоящему изобретению являются полезными для обеспечения общей совместимости разных компонентов состава (для проведения непосредственного сравнения с PAO100 составы в таблице 4 получали без дополнительных присадок). В отличие от PAO, которые необходимо получать методами катионной или координационной полимеризации, процесс радикальной полимеризации, используемый для получения сополимеров акрилатов и олефинов по настоящему изобретению, коммерчески привлекательным способом обеспечивает простой доступ к высоковязким продуктам с хорошим уровнем сопротивления сдвигу.F-2 exhibits performance levels similar to those of the base PAO100 F-1* formulation. Compared to neat polyolefins, the polar ester functionalities in the acrylates-olefin copolymer of the present invention are beneficial in providing overall compatibility between the various components of the formulation (for direct comparison with PAO100, the formulations in Table 4 were prepared without additional additives). Unlike PAOs, which must be prepared by cationic or coordination polymerization methods, the radical polymerization process used to prepare the acrylates-olefin copolymers of the present invention provides easy access to high viscosity products with good shear stability in a commercially attractive manner.
Таблица 5. Составы смазочного материала с высоковязкими базовыми жидкостями, характеризующимися 100 сСтTable 5. Lubricant compositions with high-viscosity base fluids characterized by 100 cSt
(*) означает сравнительные примеры(*) indicates comparative examples
Примеры составов с гомополимерами EHA можно найти в таблицах 6 и 7. По технологическим причинам чистые акрилаты, показанные в таблице 3, получали в виде растворов в масле, так что объемные свойства для этих полимеров недоступны. Для того, чтобы не оказывать влияние на сравнение сополимеров, масло, используемое для полимеризации, было таким же, как позднее использовалось в составах. Как можно увидеть, упомянутые гомополимеры EHA (сравнительные примеры 38* и 39*) обеспечивают более низкие VI в составе и проявляют худшие низкотемпературные характеристики. Как показано в таблице 8, сравнительные примеры полиакрилатов с более длинными боковыми цепями, чем у гомополимеров EHA, также не проявляют характеристики так хорошо, как сополимеры акрилатов и олефинов по настоящему изобретению.Examples of formulations with EHA homopolymers can be found in Tables 6 and 7. For processing reasons, the pure acrylates shown in Table 3 were prepared as solutions in oil, so that bulk properties for these polymers are not available. In order not to influence the comparison of the copolymers, the oil used for the polymerization was the same as that later used in the formulations. As can be seen, the mentioned EHA homopolymers (Comparative Examples 38* and 39*) provide lower VIs in the formulation and exhibit poorer low-temperature properties. As shown in Table 8, Comparative Examples of polyacrylates with longer side chains than the EHA homopolymers also do not exhibit properties as good as the acrylates and olefins copolymers of the present invention.
Таблица 6. Составы смазочного материала с высоковязкими базовыми жидкостями, характеризующимися 150 сСтTable 6. Lubricant compositions with high-viscosity base fluids characterized by 150 cSt
(*) означает сравнительные примеры(*) indicates comparative examples
Таблица 7. Составы смазочного материала с высоковязкими базовыми жидкостями, характеризующимися 450 сСтTable 7. Lubricant compositions with high-viscosity base fluids characterized by 450 cSt
(*) означает сравнительные примеры(*) indicates comparative examples
Таблица 8. Составы смазочного материала с чистыми полиакрилатными высоковязкими базовыми жидкостямиTable 8. Lubricant compositions with pure polyacrylate high-viscosity base fluids
(*) означает сравнительные примеры(*) indicates comparative examples
Таблица 9. Остаточные мономеры полимеров (все количества в вес. %), описанных в таблице 4Table 9. Residual monomers of the polymers (all amounts in wt.%) described in Table 4
Высокоэффективные смазочные материалы также должны удовлетворять множеству требований. Особенно превосходные низкотемпературные свойства, высокие точки воспламенения и хорошее поведение при старении напрямую зависят от выбора высоковязких базовых жидкостей.High-performance lubricants must also meet a variety of requirements. In particular, excellent low-temperature properties, high flash points and good aging behavior are directly dependent on the selection of high-viscosity base fluids.
В таблице 10 ниже показано, что сополимеры акрилатов и олефинов по настоящему изобретению характеризуются высокими точками воспламенения, что удовлетворяет требованиям применения редукторных масел.Table 10 below shows that the acrylates and olefins copolymers of the present invention are characterized by high flash points, which meet the requirements of gear oil applications.
Эффект различных марок вязкости PAO показан в таблице 11 ниже (PAO4, PAO 6, PAO8). Марки с более низкими степенями, такие как PAO4, обеспечивают использование большего количества сополимера акрилатов и олефинов по настоящему изобретению, что еще больше улучшает VI и низкотемпературные характеристики полученных составов. Для состава F-23 по настоящему изобретению представлены дополнительные рабочие параметры, которые важны для промышленных составов редукторных масел. Высокие показатели в тестах TOST и RPVOT показывают хорошую стабильность в отношении сильного окислительного стресса при температуре. Низкая тенденция к вспениванию и низкая коррозионная активность состава подчеркивают пригодность сополимеров акрилатов и олефинов по настоящему изобретению в составах редукторных масел.The effect of the different PAO viscosity grades is shown in Table 11 below (PAO4, PAO 6, PAO8). Lower grades such as PAO4 allow the use of higher amounts of the acrylates-olefin copolymer of the present invention, which further improves the VI and low temperature performance of the resulting formulations. The F-23 formulation of the present invention provides additional performance parameters that are important for industrial gear oil formulations. High values in the TOST and RPVOT tests indicate good stability against severe oxidative stress at temperature. The low foaming tendency and low corrosivity of the formulation highlight the suitability of the acrylates-olefin copolymers of the present invention in gear oil formulations.
Таблица 10. Точка воспламенения некоторых высоковязких базовых жидкостейTable 10. Flash point of some high viscosity base fluids
Таблица 11. Составы смазочного материала, характеризующиеся 320 сСт, с базовыми маслами различной вязкостиTable 11. Lubricant compositions characterized by 320 cSt, with base oils of different viscosities
(*) означает сравнительный пример(*) means comparative example
(**) добавленный сверху(**) added on top
Рабочие характеристики полимеров без применения стадии дистилляции показаны в таблицах 12 и 13 ниже и обеспечиваются на таком же уровне, что и дистиллированные образцы (таблица 1). Необходимо соблюдать осторожность в отношении сравнения различных составов в PAO8, поскольку использовали два различных образца. Тогда как «PAO8» имеет превосходные низкотемпературные свойства, «PAO8 I» показал несколько худшие низкотемпературные свойства при улучшенном уровне VI.The performance of the polymers without the distillation step is shown in Tables 12 and 13 below and is at the same level as the distilled samples (Table 1). Caution must be exercised in comparing the different formulations in PAO8 since two different samples were used. While “PAO8” has excellent low temperature properties, “PAO8 I” showed slightly worse low temperature properties with an improved VI level.
Таблица 12. Составы смазочного материала, характеризующиеся 320 сСт, с различными высоковязкими базовыми жидкостямиTable 12. Lubricant compositions characterized by 320 cSt with various high-viscosity base fluids
«k» означает тысячи (103), например, BF -30 [сП] 89k сП = 89000 сП"k" means thousands (10 3 ), e.g. BF -30 [cP] 89k cP = 89000 cP
Таблица 13. Составы смазочного материала, характеризующиеся 320 сСт, с различными высоковязкими базовыми жидкостямиTable 13. Lubricant compositions characterized by 320 cSt with various high-viscosity base fluids
Claims (28)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20215450 | 2020-12-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021137446A RU2021137446A (en) | 2023-06-19 |
RU2832346C2 true RU2832346C2 (en) | 2024-12-23 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4419106A (en) * | 1982-02-02 | 1983-12-06 | Atlantic Richfield Company | Hydrocarbon oils with improved pour points |
US5691284A (en) * | 1990-08-11 | 1997-11-25 | Rohm Gmbh | Synthetic oligomeric oils |
RU2569304C9 (en) * | 2010-01-20 | 2016-07-20 | Эвоник РоМакс Эддитивс ГмбХ | Acrylate polymer for increasing viscosity index |
RU2653538C2 (en) * | 2013-01-04 | 2018-05-11 | Эвоник Ойл Эддитивс ГмбХ | Preparation of low viscosity polymers |
RU2734178C2 (en) * | 2016-05-18 | 2020-10-13 | Эвоник Оперейшнс Гмбх | Anti-wear copolymers and lubricant compositions |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4419106A (en) * | 1982-02-02 | 1983-12-06 | Atlantic Richfield Company | Hydrocarbon oils with improved pour points |
US5691284A (en) * | 1990-08-11 | 1997-11-25 | Rohm Gmbh | Synthetic oligomeric oils |
RU2569304C9 (en) * | 2010-01-20 | 2016-07-20 | Эвоник РоМакс Эддитивс ГмбХ | Acrylate polymer for increasing viscosity index |
RU2653538C2 (en) * | 2013-01-04 | 2018-05-11 | Эвоник Ойл Эддитивс ГмбХ | Preparation of low viscosity polymers |
RU2734178C2 (en) * | 2016-05-18 | 2020-10-13 | Эвоник Оперейшнс Гмбх | Anti-wear copolymers and lubricant compositions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2941699T3 (en) | Acrylate-Olefin Copolymers as High Viscosity Base Fluids | |
JP5452297B2 (en) | Lubricating oil composition | |
US11111455B2 (en) | Lubricating oil composition for automatic transmissions | |
RU2832346C2 (en) | Copolymers of acrylates and olefins as high-viscosity base fluids | |
JP4620966B2 (en) | Drive system lubricating oil composition | |
EP3380593B1 (en) | Antiwear copolymers and lubricant compositions | |
EP4282936B1 (en) | Acrylate-olefin copolymers as high viscosity base fluids | |
KR20100074049A (en) | Power Transmission Fluids with Improved Viscosity Characteristics | |
RU2734178C2 (en) | Anti-wear copolymers and lubricant compositions | |
EP4569057A1 (en) | Acrylate-olefin copolymers as high viscosity base fluids | |
WO2025082807A1 (en) | Lubricant formulations with acrylate-olefin copolymers as high viscosity base fluids | |
JP7715543B2 (en) | lubricating oil composition | |
BR102023009959A2 (en) | ACRYLATE-OLEFINE COPOLYMERS AS HIGH-SPEED BASE FLUIDS | |
EP4569056A1 (en) | Polyalkyl (meth)acrylate polymers as high viscosity base fluids | |
WO2025082808A1 (en) | Polyalkyl (meth)acrylate polymers as high viscosity base fluids | |
JP2023003674A (en) | Lubricant composition |