1、聚异丁烯在润滑油及其添加剂中的应用1、低分子聚丁烯的性能通过研究发现，低分子聚丁烯可以改善润滑油的润滑性能，减少积碳形成，降低设备能耗，延长使用寿命。一）低分子聚丁烯的剪切安定性应用比较广泛的低分子聚丁烯一般是指分子量为 6002400 的低分子聚丁烯。在实际使用过程中，采用 PB1300 和 PB2400 稠化的 460 号合成烃工业齿轮油在矿山中速磨煤机磨辊轴上运行一年，其粘度变化不明显。采用 PB1300 调配的 80W/90 GL-5 齿轮油，能够完全通过台架实验，而采用 PB2400 稠化的车辆齿轮油在运行一年后，其粘度有明显的变化。因此在工业齿轮油中能够使用的 PB2400，在车用
2、齿轮油中应用时应该谨慎，至少应该控制用量。二）低分子聚丁烯的氧化安定性低分子聚丁烯的加入对基础油的抗氧化性能没有不利影响。三）低分子聚丁烯的氧化清净性与积碳趋势随着分子量的增加，低分子聚丁烯的清净性变差。低分子聚丁烯在高温下分解为自由基单体，在二冲程发动机润滑过程中可充分燃烧，排烟低，积碳轻，漆膜疏松。不采用低分子聚丁烯的二冲程油在这方面的性能较差。在中性油、光亮油和合成油中，低分子聚丁烯可以减少积碳的效果是一致的。在二冲程润滑油中一般采用 PB950，在空压机油及高温油品中采用 PB1300。齿轮油中采用 PB1300 及 PB2400。四）低分子聚丁烯的磨擦性能随着低分子聚丁烯的分子量的增
3、大，磨迹下降，这是由于油品粘度差异而导致油膜厚度不同造成的。2、低分子聚丁烯在润滑油中的应用一）在四冲程发动机油中的应用在较早的四冲程内燃机油配方中，低分子聚丁烯被考虑用作增粘剂，但因为它的低温性能较差，这主要局限在单级油及对低温性能要求不高的多级油（如 15W/40，20W/50 等）中。随着类基础油的发展，高粘度基础油（如 150BS）的供应将越来越紧张，作为150BS 最经济实用的替代品，聚丁烯将被重新评估其在内燃机油中的作用。从经济性及性能考虑，一般推荐如下：单级油：较低粘度基础油+PB2400 ；20W/50：较低粘度基础油 +PB2400；15W/40：较低粘度基础油 +OCP+P
4、B2400；这里，PB2400 不仅是粘度指数改进剂，还能够有效 增加产品的油膜强度。在 15W/40的油品配方中，采用 PB2400 可以减少 OCP 的用量，改善油品的剪切稳定性。对于低温性能要求更苛刻的 10W 多级油品，不推荐采用低分子聚丁烯。二）在二冲程发动机油中的应用二冲程发动机润滑方式独特，需要广泛采用低分子聚丁烯配方，以保护环境及机车本身。一般在配方中采用分子量 950 左右的低分子聚丁烯。三）在工业齿轮油中的应用综合性价比来看，一般推荐采用 PB2400 用于工业齿轮油中。采用 500SN 添加不同比例的 PB2400，可以调配 ISO 150 到 ISO 1000 各个粘度
5、级别的工业齿轮油，可以避免采用昂贵的 150BS 基础油，从而降低整个配方的成本。四）在车用齿轮油中的应用由于车用齿轮油比工业齿轮油具有更苛刻的剪切稳定性的要求，推荐用 PB1300 完全替代 150BS 光亮油，从而满足油品对剪切稳定性的要求。但是，如果要采用 PB2400，建议适当比例的 150BS，降低 PB2400 的用量（最好控制在 5%以内） ，以满足剪切稳定性的要求。五）在高温链条油中的应用采用 PB1300 和酯类油，烷基二苯醚，PAO 油品调整到适宜的粘度，并加入TCP，DW7007 等添加剂可以调配出不同类型的高温链条油。六）在空压机油中的应用采用低分子聚丁烯和 PAO 及
6、酯类油（ 5%15%）在配合适宜的添加剂复合物调配而成的合成空压机油，清净性能好，不产生积碳，使用寿命可以达到 8000h。七）在金属加工油中的应用低分子聚丁烯在金属加工中应用广泛。如，PB2400 和 PB1300 可以用于淬火油中起到催冷剂及光亮剂的作用。PB2400 用于切削油中还可以降低烟雾。在有色金属拉拔中采用低分子聚丁烯可以减少沉积物从而免去后续的清洗工艺。八）在润滑脂中的应用在润滑脂中采用低分子聚丁烯（PB1300，PB2400 ）可以改善油品的粘附性能，如矿山的球蘑机大齿轮润滑脂。总之，低分子聚丁烯具有良好的剪切稳定性、适宜的氧化安定性及优良的高温清净性，能够牢固的吸附在金属表
7、面，降低摩擦系数，改善极端条件下的润滑，并保护金属表面，防止腐蚀。低分子聚丁烯能够提高油膜厚度及油膜强度，吸收冲击载荷，降低齿轮噪音，减振效果明显。由于黏附性良好，可以防止启动时缺油，消除粘滑现象。低分子聚丁烯是光亮油的理想替代产品。3、润滑油添加剂一）硫磷聚异丁烯钡盐硫磷聚异丁烯钡盐是以相对分子质量 850-1000 的 PIB 与五硫化二磷进行硫磷化反应，生成无水聚异丁烯硫代磷酸，加烷基酚促进剂，同氢氧化钡反应制成。硫磷聚异丁烯钡盐具有一定的增溶和分散作用，低温分散性较好，但耐热性较差。适用于作普通内燃机油的清净分散剂。与 T202 复合使用可调制普通汽油机油和柴油机油，在汽油机油中加入量
8、为 2%-2.5%，柴油机油中加入量 3%-3.5%。我国硫磷聚异丁烯钡盐清净剂，按钡含量和总碱值分 T108 和 T108A 两个品种，T108属中碱值，T108A 属高碱值。T108 相当于美国 Exxon 公司的 Paranox 351；T108A 相当 Paranox 361。二）聚异丁烯丁二酰亚胺目前，我国有多家生产、销售汽油清净剂，基本上属于丁二酰亚胺类，如 T151（单聚异丁烯丁二酰亚胺） ，T152（双聚异丁烯丁二酰亚胺） ，T153（多丁二烯亚胺） ，T154（高氮聚异丁烯丁二酰亚胺）等，大多处于第三代水平，有的厂家还达不到第三代产品的性能标准，其性能较差。在国外，丁二酰亚胺
9、类汽油清净剂属于即将被淘汰的产品，极少使用，因为含丁二酰亚胺的汽油遇水时会迅速乳化。聚异丁烯丁二酰亚胺由相对分子质量 800-1000 的 PIB 与马亚酸酐按一定比例经氯化法（热合法）加合反应生产烯酐，然后同多亚乙基多胺进行酰胺化及亚酰胺化制得。丁二酰亚胺分散剂具有优良的增溶作用、胶溶作用和分散作用，并具有一定的中和能力和吸附能力。由于该系列产品不含金属，使用后几乎不残留灰分，可避免因灰分过多而引起发动机部件的磨损。三）聚异丁烯丁二酸季戊四醇酯聚异丁烯丁二酸季戊甲醇酯无灰分散剂具有良好的抗氧性和高温稳定性，在高强度发动机运转中（如 1G2）可有效控制大量沉积物的生成，是继丁二酰亚胺型无灰分散
10、剂之后另一新品种。国内季戊四醇来源广泛且价格低廉，对开发生产酯类无灰分散剂十分有利，可缓解多烯多胺货源的不足。兰州炼油化工总厂进行了聚异丁烯丁二酸季戊甲醇酯无灰分散剂的制备，并进行了模拟评定、台架和工业放大试验，其性能与国外产品 LZ936 相当，在油品配方中，可与聚异丁烯丁二酰亚胺类分散剂复合使用，高低温性能均好，可用于中、高档内燃机油。四）抗氧无灰清净分散剂利用 Manniek 反应在聚异丁烯型无灰清净分散剂分子结构中引入酚类基团，可改善其分散性能和提高其氧化安全性。高活性聚异丁烯 HRPIB 还可与一氧化碳、氢气在一定的压力和温度下发生羧基化反应得到聚异丁烯醇再与氨在一定的压力下反应制得
11、聚异丁烯胺（Polyis obuteneamine，缩写为 PIBA） ，这是一类非常有效的汽油清净剂。HRPIB 与苯酚等羟基芳香化合物反应生成聚异丁烯基酚（polyisobutyl hydroxyaromatic） 。五）汽油清净分散剂随着汽车工业的发展，汽油清净分散剂的重要性日趋显著。因为加入清净分散剂后，该剂吸附在胶质物上，将其分散成细小的颗粒，从而可防止在发动机进气系统和喷油嘴上因沉积物的形成所造成的喷射、雾化、燃烧的失常，改善了汽车性能和尾气污染。此类清净分散剂主要是聚异丁烯胺化物。聚异丁烯胺化物是氯化聚异丁烯与二*三胺、三*四胺、四*亚胺等多烯多胺胺化而得。当聚异丁烯胺化物的极性
12、端基与非极性端基比为 1:2 时，具有优良的清净分散性能。聚异丁烯胺化物也是润滑油的高效清净分散剂。六）改善汽油燃烧性能的添加剂高分子量 PIB 直接添加汽油中可以改善汽油燃烧性能。聚异丁烯汽油添加剂是由美国华盛顿的一所大学与通用技术应用公司（GTA ）共同开发成功的，现正在加利福尼亚州、马里兰州和威斯康星州以及中国、日本和爱尔兰进行试验。当汽油与氧气在发动机内混合点火时产生 CO2 和 H2O，释放出启动发动机的能量，但是由于空气中含有的氧气不足以使汽油不完全燃烧，一部分烃处于没有燃烧的状态，造成污染。PIB 不是简单地增加氧含量，而是改变汽油的物理性能，它对包括柴油机在内的各种发动机起作用
13、。当把汽油喷入到汽车发动机的燃烧室时，小分子的烃立即与大分子的烃分离，且首先燃烧，大分子的烃则燃烧不完全。汽油中加入少量高分子量 PIB 就减少大分子烃与小分子烃的分离，可使汽油在较低的温度下更均匀地燃烧，大大提高燃料的辛烷值，减少未燃烧烃的量。加入 PIB 不仅减少烃和一氧化碳污染物的产生，使燃烧更充分，同时还能减少氮氧化物排放量。聚异丁烯广泛定义聚异丁烯是异丁烯(2-甲基丙烯 )的均聚物和共聚物产品的总称。 液相催化裂化和催化重整生产汽油或石脑油裂解生产*单体会产生碳四副产品，异丁烯便来自于此。在除去碳四副产品中的丁二烯后，其主要成分是丁烯、丁烷和异丁烯的混合物，用硫酸抽提，然后将提取物送
14、入换热器加热，使反应逆转，把硫酸分离，便可得到高纯度的异丁烯。高纯度异丁烯用于丁基橡胶、烷基化和某些异丁烯聚合物领域，纯度不高的材料则应用于其它领域。这些材料通常含有少量 1-丁烯和 2-丁烯，而且在用于制备异丁烯聚合物时可能会被称作聚丁烯。生产汽油的液相催化裂化和催化重整及生产*的石脑油裂解工艺的广泛应用使异丁烯供应经常过剩。有两种聚合物商品常被称为聚异丁烯。一种是丁基橡胶异丁烯和 1-3%的异戊二烯的共聚物。约有半数的丁基橡胶被加工成卤丁橡胶后拓宽了交联的选择范围。这类材料因气密性好而广泛应用于轮胎和其它充气领域。丁基橡胶曾经是异丁烯的最主要需求流向，但实心轮胎的发展降低了该领域的需求。目
15、前全球的丁基橡胶总产能为约 61 万吨，其中拜耳和巴斯夫占据了 80%以上的产能。丁基橡胶与聚异丁烯在胶粘剂、密封剂、填料等方面的应用有竞争关系。另一类聚异丁烯商品是分子量在 350 到一千万之间的均聚物。 一般来说，聚异丁烯分为低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯和高分子聚异丁烯。分子量在 350 到 3500 之间的材料称低分子量聚异丁烯，分子量在一万到十万之间为中分子量产品，分子量在十万至一千万之间的为高分子量产品。分子量在三万以下的产品通常呈液态，分子量较高的材料则呈固态。只有部分生产商生产全系列分子量产品，大多数生产商只生产低分子量聚异丁烯。如果不加说明，通常所说的聚异丁烯是指后者。而且高
16、中低分子量分类也只是在后者的概念范围内有效。所采用的异丁烯的纯度通常取决于所生产的聚异丁烯的类型。当使用三氯化铝作催化剂时，反应生成的异丁烯分子末端的双键会有很多类型。其中大多数是三元取代双键，其次是四元取代双键，二元取代双键最少。各种类型取代双键所占的比例取决于催化剂的性能，反应温度和反应周期。反应周期越长越容易生成化学稳定性较好的四元和三元取代双键。使用三氟化硼作催化剂需要高纯度的异丁烯原料，生成产品中的二元取代双键比例高达7585，三元取代双键次之，四元取代双键最少。此类聚异丁烯产品被某些生产商称为高活性聚异丁烯(HRPIB)或高纯度聚异丁烯 (HPPIB)。高活性聚异丁烯在很多应用领域作用突出，可用作生产多种衍生物的中间体。
