本發(fā)明涉及一種高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺的合成方法。
背景技術(shù)：
：聚異丁烯基丁二酰亞胺(即無(wú)灰分散劑)是一種用途廣泛的潤(rùn)滑油添加劑，以其優(yōu)良的油溶性，優(yōu)異的低溫分散性解決了金屬型清凈分散無(wú)法解決的低溫油泥分散問(wèn)題，同明具有高溫分散性能和良好的配伍性能，與ZDDP及其他添加劑可調(diào)制出各種高檔內(nèi)燃機(jī)油，是調(diào)制高檔及世界頂級(jí)內(nèi)燃機(jī)油的主劑之一。同時(shí)也廣泛應(yīng)用于民爆乳化炸藥行業(yè)。中間產(chǎn)品烯酐也是其他工產(chǎn)品的原料。高分子聚異聚異丁烯基丁二酰亞胺，除保持聚異丁烯基丁二酰亞胺優(yōu)良的油溶性，優(yōu)異的低溫分散性，解決了金屬型清凈分散無(wú)法解決的低溫油泥分散問(wèn)題，同時(shí)具有高溫分散性能和良好的配伍性能外，以其良好的粘溫特性和油膜強(qiáng)度，在國(guó)內(nèi)外高檔潤(rùn)滑油，特別是重負(fù)荷機(jī)油中得到廣泛應(yīng)用。目前，高分子聚異丁烯基丁二酰亞胺是利用直接熱加合工藝在一定條件下，使聚異丁烯和馬來(lái)酸酐烴化加合得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐(簡(jiǎn)稱烯酐)，烯酐再與多烯多胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，生成高分子聚異聚異丁烯基二酰亞胺。該方法具有對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求不高、反應(yīng)過(guò)程不使用氯氣、氯含量低的優(yōu)勢(shì)，但是，該方法對(duì)反應(yīng)原料的活性要求較高，并且聚異丁烯轉(zhuǎn)化率較低，反應(yīng)不完全，產(chǎn)品收率低。研究表明，硼改性高分子聚異丁烯基丁二酰亞胺，既能保持高分子聚異丁烯基丁二酰亞胺原有的優(yōu)良特性，又具有抑菌抗磨性能的清凈分散劑，硼酸可以潤(rùn)滑油中的厭氧菌起到很好的抵制作用延長(zhǎng)了潤(rùn)滑油的使用壽命，同時(shí)硼分子在潤(rùn)滑油中以半膠球狀顆粒存在。在活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，在活塞環(huán)缸壁之間形成一種半膠體球狀顆粒的粒子膜，減少了活塞在運(yùn)動(dòng)中對(duì)缸體的直接摩擦起到了抗磨作用。同時(shí)由于半膠體球狀顆粒滾動(dòng)改變了活塞與缸壁之間的摩擦方式，由原來(lái)的線性摩擦變?yōu)槎帱c(diǎn)摩擦，減少了摩擦阻力和啟動(dòng)阻力，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。因此，硼改性型無(wú)灰分散劑高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺的合成方法是目前重點(diǎn)研究方向。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝合理，安全環(huán)保，且聚異丁烯基丁二酸酐轉(zhuǎn)化率好，可作為潤(rùn)滑油添加劑使用的高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺的合成方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：一種高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺的合成方法，其具體步驟如下：(1)、嵌段加合在一定溫度條件下，聚異丁烯與馬來(lái)酸酐進(jìn)行嵌段熱加合反應(yīng)，生成聚異丁烯基丁二酸酐；將0.2mol的高分子聚異丁烯加入帶攪拌的四口瓶中，安裝好冷卻管，再將0.1mol的低分子量的聚異丁烯基丁二酸酐作為引發(fā)劑加入四口瓶中，所述低分子量的聚異丁烯基丁二酰酐的分子量為1000-1300，同時(shí)升溫到220℃，攪拌30分鐘后，開(kāi)始向四口瓶中滴加0.6mol的已融化的馬來(lái)酸酐，滴加時(shí)間維持在3小時(shí)-5小時(shí)，30分鐘后，將剩余的0.3mol高分子聚異丁烯加入瓶中，所述高分子聚異丁烯的分子量為2300-2500，保持溫度在220℃-230℃，繼續(xù)將剩余的馬來(lái)酸酐滴加完，全部滴加結(jié)束后保持溫度在220℃-230℃，恒溫10小時(shí)-12小時(shí)，得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐；(2)胺化高分子聚異丁烯基丁二酸酐與多烯多胺反應(yīng)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺與水，然后再經(jīng)減壓蒸出生成的水，再經(jīng)過(guò)濾得到產(chǎn)品；高分子聚異丁烯基丁二酸酐導(dǎo)入胺化釜，加入基礎(chǔ)油進(jìn)行稀釋，基礎(chǔ)油加入量應(yīng)以保證產(chǎn)品粘度≥300厘沱，與占高分子聚異丁烯基丁二酸酐總重量3.0％-3.15％多烯多胺常壓反應(yīng)，控制溫度在80℃-140℃下反應(yīng)2小時(shí)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺和水，經(jīng)減壓蒸出水，過(guò)濾，得到聚異丁烯基丁二酰亞胺；(3)硼化將聚異丁烯基丁二酰亞胺，或未經(jīng)脫水精制的聚異丁烯基丁二酰亞胺，與硼酸進(jìn)行硼化，然后再經(jīng)減壓蒸出水，收集作為回收水，再經(jīng)過(guò)濾，得到高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺。硼化反應(yīng)時(shí)，所述聚異丁烯基丁二酰亞胺與硼酸的摩爾比為1:1-1:2，反應(yīng)溫度為80℃-140℃反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。進(jìn)行硼化反應(yīng)前，用步驟(3)硼化反應(yīng)減壓蒸餾得到的回收水進(jìn)行浸泡硼酸，所述硼酸與回收水的質(zhì)量比為1:1，以使硼酸的極性得到活化，硼酸轉(zhuǎn)化率能提高很大。取樣檢測(cè)游離馬來(lái)酸酐含量、酸值和粘度，MA≤0.6％，酸值≥85KOHmg/g，粘度≥3500厘沱，全部合格后轉(zhuǎn)胺化。所述多烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。胺化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為120℃-130℃。所述基礎(chǔ)油為150SN基礎(chǔ)油。本發(fā)明的有益效果：(1)原料為聚異丁烯，馬來(lái)酸酐及多烯多胺，原料易得，生產(chǎn)廠家眾多，原料來(lái)源廣泛；(2)嵌段熱加合反應(yīng)生成聚異丁烯基丁二酸酐，主要是利用低分子量的聚異丁烯基丁二酰酐端烯分子活波作為引發(fā)劑，促進(jìn)與高分子聚異丁烯與馬來(lái)酸酐的加合反應(yīng)，解決了高分子聚異丁烯分子量大，粘度大，活性低，不易反應(yīng)，物料反應(yīng)不完全，透明度渾濁的問(wèn)題；使馬來(lái)酸酐轉(zhuǎn)化率大大提高；(3)操作簡(jiǎn)便，胺化結(jié)束后控制80-140℃，緩慢加入浸泡的硼酸進(jìn)行硼化，部分回用下次浸泡硼酸，其余加入循環(huán)水池補(bǔ)充循環(huán)水池的蒸發(fā)損失，整個(gè)反應(yīng)不需要使用溶劑或脂肪醇，解決了其他用溶劑或脂肪醇的生產(chǎn)廢氣，廢水，COD含量高的問(wèn)題。附圖說(shuō)明圖1是利用本發(fā)明(對(duì)應(yīng)實(shí)施例4)嵌段加合和常規(guī)方法直接加合合成聚異丁烯基丁二酸酐的馬來(lái)酸酐合成率曲線圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例原料選擇：1、聚異丁烯(PIB)A：密度：0.855-0.900g/cm3；B：粘度(100℃)≥500厘沱；C：分子量：2300-2500；D：閃點(diǎn)≥160℃；E：水分：0.03％F：外觀：水白色，無(wú)懸浮物；2、馬來(lái)酸酐A：顏色：白色；B：外觀：結(jié)晶狀固體(片狀，球狀)；C：純度(％)＞98；D:馬來(lái)酸含量(％)＜2.1；E：熔點(diǎn)℃＞51.5；3、多烯多胺：(1)三乙烯四胺(2)四乙烯五胺A：密度0.975-0.9950.985-1.00B：色度＜0.5＜0.5C：直接堿值1350-1450mgKOH/g1250-1350mgKOH/gD：純度(％)＞97＞97E：二乙烯三胺＜2.0＜2.0F：水份＜1.50＜1.50G：氮含量(％)35-3733-35H：油溶性斑點(diǎn)無(wú)沉淀無(wú)沉淀4、基礎(chǔ)油：150SN基礎(chǔ)油。高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺的合成方法，其具體步驟如下：(1)、嵌段加合在一定溫度條件下，聚異丁烯與馬來(lái)酸酐進(jìn)行嵌段熱加合反應(yīng)，生成聚異丁烯基丁二酸酐；將0.2mol的高分子聚異丁烯加入帶攪拌的四口瓶中，安裝好冷卻管，再將0.1mol的低分子量的聚異丁烯基丁二酸酐作為引發(fā)劑加入四口瓶中，所述低分子量的聚異丁烯基丁二酰酐的分子量為1000-1300，同時(shí)升溫到220℃，攪拌30分鐘后，開(kāi)始向四口瓶中滴加0.6mol的已融化的馬來(lái)酸酐，滴加時(shí)間維持在3小時(shí)-5小時(shí)，30分鐘后，將剩余的0.3mol高分子聚異丁烯加入瓶中，所述高分子聚異丁烯的分子量為2300-2500，保持溫度在220℃-230℃，繼續(xù)將剩余的馬來(lái)酸酐滴加完，全部滴加結(jié)束后保持溫度在220℃-230℃，恒溫10小時(shí)-12小時(shí)，得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐；取樣檢測(cè)游離馬來(lái)酸酐含量、酸值和粘度，MA≤0.6％，酸值≥85KOHmg/g，粘度≥3500厘沱；馬來(lái)酸酐合成率為98.5％；(2)胺化高分子聚異丁烯基丁二酸酐與多烯多胺反應(yīng)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺與水，然后再經(jīng)減壓蒸出生成的水，再經(jīng)過(guò)濾得到產(chǎn)品；高分子聚異丁烯基丁二酸酐導(dǎo)入胺化釜，加入150SN基礎(chǔ)油進(jìn)行稀釋，產(chǎn)品粘度≥300厘沱，與占高分子聚異丁烯基丁二酸酐總重量3.0％-3.15％多烯多胺常壓反應(yīng)，所述多烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺；控制溫度在80℃-140℃下反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)溫度優(yōu)選120℃-130℃，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺和水，經(jīng)減壓蒸出水，過(guò)濾，得到聚異丁烯基丁二酰亞胺；(3)硼化用硼化反應(yīng)減壓蒸餾得到的回收水進(jìn)行浸泡硼酸，所述硼酸與回收水的質(zhì)量比為1:1，以使硼酸的極性得到活化，硼酸轉(zhuǎn)化率能提高很大；將聚異丁烯基丁二酰亞胺，或未經(jīng)脫水精制的聚異丁烯基丁二酰亞胺，與回收水浸泡的硼酸在80℃-140℃進(jìn)行硼化反應(yīng)2小時(shí)，所述聚異丁烯基丁二酰亞胺與硼酸的摩爾比為1:1-1:2，然后再經(jīng)減壓蒸出水，收集作為回收水，部分回用下次浸泡硼酸，其余加入循環(huán)水池補(bǔ)充循環(huán)水池的蒸發(fā)損失，再經(jīng)過(guò)濾，得到高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺。實(shí)施例1(1)、嵌段加合將0.2mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入帶攪拌的四口瓶中，安裝好冷卻管，再將0.1mol分子量為1000-1300的低分子量的聚異丁烯基丁二酸酐作為引發(fā)劑加入四口瓶中，同時(shí)升溫到220℃，攪拌30分鐘后，開(kāi)始向四口瓶中滴加0.6mol的已融化的馬來(lái)酸酐，滴加時(shí)間維持在5小時(shí)，30分鐘后，將剩余0.3mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入瓶中，保持溫度在220℃-230℃，繼續(xù)將剩余的馬來(lái)酸酐滴加完，全部滴加結(jié)束后保持溫度在220℃-230℃，恒溫12小時(shí)，得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐；取樣檢測(cè)游離馬來(lái)酸酐含量、酸值和粘度，MA(游離馬來(lái)酸酐含量)≤0.6％，酸值≥85KOHmg/g，粘度≥3500厘沱；馬來(lái)酸酐合成率為98.5％；(2)胺化高分子聚異丁烯基丁二酸酐導(dǎo)入胺化釜，加入150SN基礎(chǔ)油進(jìn)行稀釋，使高分子聚異丁烯基丁二酸酐粘度為350厘沱，與占高分子聚異丁烯基丁二酸酐重量3.15％二乙烯三胺常壓反應(yīng)，控制溫度在120℃-130℃下反應(yīng)2小時(shí)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺和水，經(jīng)減壓蒸出水，過(guò)濾，得到聚異丁烯基丁二酰亞胺；(3)硼化用硼化反應(yīng)減壓蒸餾得到的回收水進(jìn)行浸泡硼酸，硼酸與回收水的質(zhì)量比為1:1；將聚異丁烯基丁二酰亞胺與回收水浸泡的硼酸在120℃-130℃進(jìn)行硼化反應(yīng)2小時(shí)，所述聚異丁烯基丁二酰亞胺與硼酸的摩爾比為1:2，然后再經(jīng)減壓蒸出水，收集作為回收水，再經(jīng)過(guò)濾，得到高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺。實(shí)施例2(1)、嵌段加合將0.2mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入帶攪拌的四口瓶中，安裝好冷卻管，再將0.1mol分子量為1000-1300的低分子量的聚異丁烯基丁二酸酐作為引發(fā)劑加入四口瓶中，同時(shí)升溫到220℃，攪拌30分鐘后，開(kāi)始向四口瓶中滴加0.6mol的已融化的馬來(lái)酸酐，滴加時(shí)間維持在4小時(shí)，30分鐘后，將剩余0.3mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入瓶中，保持溫度在220℃-230℃，繼續(xù)將剩余的馬來(lái)酸酐滴加完，全部滴加結(jié)束后保持溫度在220℃-230℃，恒溫11小時(shí)，得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐；取樣檢測(cè)游離馬來(lái)酸酐含量、酸值和粘度，MA≤0.6％，酸值≥85KOHmg/g，粘度≥3500厘沱；(2)胺化高分子聚異丁烯基丁二酸酐導(dǎo)入胺化釜，加入150SN基礎(chǔ)油進(jìn)行稀釋至粘度300厘沱，與占高分子聚異丁烯基丁二酸酐總重量3.05％三乙烯四胺常壓反應(yīng)，控制溫度在130℃-140℃下反應(yīng)2小時(shí)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺和水，經(jīng)減壓蒸出水，過(guò)濾，得到聚異丁烯基丁二酰亞胺；(3)硼化用硼化反應(yīng)減壓蒸餾得到的回收水進(jìn)行浸泡硼酸，硼酸與回收水的質(zhì)量比為1:1；將聚異丁烯基丁二酰亞胺與回收水浸泡的硼酸在130℃-140℃進(jìn)行硼化反應(yīng)2小時(shí)，所述聚異丁烯基丁二酰亞胺與硼酸的摩爾比為1:1.5，然后再經(jīng)減壓蒸出水，收集作為回收水，再經(jīng)過(guò)濾，得到高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺。實(shí)施例3(1)、嵌段加合將0.2mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入帶攪拌的四口瓶中，安裝好冷卻管，再將0.1mol分子量為1000-1300的低分子量的聚異丁烯基丁二酸酐作為引發(fā)劑加入四口瓶中，同時(shí)升溫到220℃，攪拌30分鐘后，開(kāi)始向四口瓶中滴加0.6mol的已融化的馬來(lái)酸酐，滴加時(shí)間維持在4小時(shí)，30分鐘后，將剩余的0.3mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入瓶中，保持溫度在220℃-230℃，繼續(xù)將剩余的馬來(lái)酸酐滴加完，全部滴加結(jié)束后保持溫度在220℃-230℃，恒溫11小時(shí)，得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐；取樣檢測(cè)游離馬來(lái)酸酐含量和酸值，粘度，MA≤0.6％，酸值≥85KOHmg/g，粘度≥3500厘沱；馬來(lái)酸酐合成率為97.1％；(2)胺化高分子聚異丁烯基丁二酸酐導(dǎo)入胺化釜，加入150SN基礎(chǔ)油進(jìn)行稀釋至粘度400厘沱，與占高分子聚異丁烯基丁二酸酐總重量3.0％四乙烯五胺常壓反應(yīng)，控制溫度在120℃-130℃下反應(yīng)2小時(shí)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺和水，經(jīng)減壓蒸出水，過(guò)濾，得到聚異丁烯基丁二酰亞胺；(3)硼化用硼化反應(yīng)減壓蒸餾得到的回收水進(jìn)行浸泡硼酸，硼酸與回收水的質(zhì)量比為1:1；將聚異丁烯基丁二酰亞胺，與回收水浸泡的硼酸在120℃-130℃進(jìn)行硼化反應(yīng)2小時(shí)，所述聚異丁烯基丁二酰亞胺與硼酸的摩爾比為1:1，然后再經(jīng)減壓蒸出水，收集作為回收水，再經(jīng)過(guò)濾，得到高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺。實(shí)施例4(1)、嵌段加合將0.2mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入帶攪拌的四口瓶中，安裝好冷卻管，再將0.1mol分子量為1000-1300的低分子量的聚異丁烯基丁二酸酐作為引發(fā)劑加入四口瓶中，同時(shí)升溫到220℃，攪拌30分鐘后，開(kāi)始向四口瓶中滴加0.6mol的已融化的馬來(lái)酸酐，滴加時(shí)間維持在3小時(shí)，30分鐘后，將剩余的0.3mol分子量為2300-2500的高分子聚異丁烯加入瓶中，保持溫度在220℃-230℃，繼續(xù)將剩余的馬來(lái)酸酐滴加完，全部滴加結(jié)束后保持溫度在220℃-230℃，恒溫10小時(shí)，得到高分子聚異丁烯基丁二酸酐；取樣檢測(cè)游離馬來(lái)酸酐含量和酸值，粘度，MA≤0.6％，酸值≥85KOHmg/g，粘度≥3500厘沱；馬來(lái)酸酐合成率為98.3％；(2)胺化高分子聚異丁烯基丁二酸酐導(dǎo)入胺化釜，加入150SN基礎(chǔ)油進(jìn)行稀釋至粘度320厘沱，與占高分子聚異丁烯基丁二酸酐總重量3.0％五乙烯六胺常壓反應(yīng)，控制溫度在80℃-90℃下反應(yīng)2小時(shí)，生成聚異丁烯基丁二酰亞胺和水，經(jīng)減壓蒸出水，過(guò)濾，得到聚異丁烯基丁二酰亞胺；(3)硼化用硼化反應(yīng)減壓蒸餾得到的回收水進(jìn)行浸泡硼酸，硼酸與回收水的質(zhì)量比為1:1；將聚異丁烯基丁二酰亞胺與回收水浸泡的硼酸在80℃-90℃進(jìn)行硼化反應(yīng)2小時(shí)，所述聚異丁烯基丁二酰亞胺與硼酸的摩爾比為1:1，然后再經(jīng)減壓蒸出水，收集作為回收水，再經(jīng)過(guò)濾，得到高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺。表1本發(fā)明實(shí)施例1-實(shí)施例4的高分子硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺的檢測(cè)指標(biāo)表表2本發(fā)明實(shí)施例1-實(shí)施例4的高分子聚異丁烯基丁二酸酐的檢測(cè)指標(biāo)表表3國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)粘度cst開(kāi)口閃點(diǎn)℃氮含量％硼含量％水分％透明度總堿值T161B≥300≥1701.0-1.00.35≤0.3透明18.0-22.0實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品在柴油機(jī)油CF-4，CH-4及重負(fù)荷柴油機(jī)車用油中使用證明，完全可以替代進(jìn)口同類添加劑，收到滿意效果。以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3