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乙丙共聚物润滑油粘度指数改进剂的研制

卢全  
【摘要】: 随着机械工业的发展和环保节能的需求,对润滑油的性能提出了越来越高的要求,为了满足这种苛刻的需求,润滑油添加剂技术得以迅速发展。近年来广泛使用的多级油就是基于添加剂技术而开发的,其中粘度指数改进剂是多级润滑油必须使用的五大类添加剂之一。它一般为油溶性高分子化合物,当被加到基础油中后,可以增加油品的粘度,提高油品的粘度指数,特别是满足油品的低温使用性能。所以用粘度指数改进剂配制的多级内燃机油,不但粘温性能好,可以四季通用,而且低温启动性能好,具有一定的抗磨性。 当前,对润滑油粘度指数改进剂的研究主要有两大类:单效粘度指数改进剂和功能化的粘度指数改进剂。对于单效的粘度指数改进剂主要有聚甲基丙烯酸酯(PMA),乙烯丙烯共聚物(OCP),氢化苯乙烯-丁二烯共聚物(HSD)等,其中乙丙共聚物粘度指数改进剂与其它类型粘度指数改进剂相比具有热稳定性好、稠化能力强、剪切稳定性好等优点,因此,其应用最为广泛。功能化粘度指数改进剂主要有分散型粘度指数改进剂和抗氧型粘度指数改进剂等。 本论文的研究工作采用乙丙共聚物作为润滑油粘度指数改进剂的主要原料,选择合适的氧化降解体系,对乙丙共聚物进行可控降解,使其达到较好的性能;并对降解后的粘度指数改进剂进一步的功能化,使其具有多效性,满足高性能润滑油的需求。具体研究工作: (1)实验中采用系列过氧化物作为催化降解促进剂,并配合空气(氧气)在高温下对二元乙丙共聚物进行可控降解,通过实验确定最佳的催化体系以及工艺控制参数为:基础油型号为150SN,二元乙丙共聚物型号为J0010,其用量为16%-17%(按总质量计,以下同),引发剂为Y1,用量为0.015%(按乙丙共聚物的质量计,以下同),降解时间为5h,产品的剪切稳定性指数为19,稠化能力在7.2以上,适合调配高档润滑油。 (2)以过氧化物作为催化降解促进剂,在空气和高温条件下考察三元乙丙共聚物的可控降解;在此基础上进一步考察三元乙丙共聚物和二元乙丙共聚物复配体系的降解,确定合适的降解工艺。对于三元共聚物的降解,其干胶含量为18%-19%,引发剂为Y1,引发剂用量为0.01%,降解时间不宜超过8h,产品的剪切稳定性指数可以达到20,稠化能力可以达到7以上;对于复配体系的降解,其复配比例为:三元乙丙共聚物30%,二元乙丙共聚物70%,引发剂为Y1,其用量0.015%,干胶含量为17%-18%,降解时间不宜超过6h,产品的剪切稳定性指数可达到20左右,稠化能力在7以上,适合调配中档润滑油。 (3)在单效二元乙丙共聚物粘度指数改进剂进制备工艺的基础上,通过接枝与胺化等反应对其进一步的功能化,引入分散性基团,从而使其具有分散性。其合适的制备工艺参数为:引发剂为F1,其用量为0.5%(以马来酸酐质量计),马来酸酐的用量为12%(以乙丙共聚物的量计),接枝反应温度为160℃,胺化物的用量为7%(以乙丙共聚物的量计),胺化反应温度为140℃,产品的斑点分散性为69,稠化能力为5.8,剪切稳定性指数在19左右,色度号为2.5,适合调配高档润滑油。


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