作为粘度指数改进剂的具有改进的性能的聚合物组合物及其在润滑油中的应用

著录项
  • CN201280068817.1
  • 20121228
  • CN104080825A
  • 20141001
  • 埃克森美孚化学专利公司;雪佛龙奥伦耐有限责任公司
  • P·T·松永;K·A·纳斯;P·A·帕特尔;R·克尔布;S·达塔
  • C08F210/16
  • C08F210/16

  • 美国得克萨斯
  • 美国(US)
  • 20120203 US13/365678;20120203 US13/365698
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 孙悦
  • 20121228 PCT/US2012/071952
  • 20130829 WO/2013/126141
  • 20140801
摘要
本发明涉及用作粘度调节剂的聚合物组合物,其包含至少两种乙烯基共聚物组分。该聚合物组合物包含(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物和(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物。该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含量是大约60-大约80wt%和该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于大约60wt%。该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔融指数比(MFRR,其定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg测量的MFR之比)大于30和任选的还具有至少大约1.5g/10min的熔融指数(MFR),其是通过ASTM?D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的。本发明还涉及润滑剂组合物,其包含润滑性基料和本发明的聚合物组合物,和进一步涉及降低润滑剂组合物中的凝胶化。
权利要求

1.一种聚合物组合物,其包含:

(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物和

(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物,其中

(c)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含量为约60-约80wt%;

(d)该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于约60wt%;和

(e)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流动速率比(MFRR)大于 30,所述熔体流动速率比定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg 所测量的MFR之比,和任选的该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流 动速率(MFR)为至少约1.5g/10min,该熔体流动速率是通过ASTM D1238 条件L(230℃/2.16kg)来测量的。

2.权利要求1的聚合物组合物,其中该第二乙烯-α-烯烃共聚物 的乙烯含量为约42-约54wt%。

3.权利要求1或2的聚合物组合物,其中该第一和第二乙烯-α- 烯烃共聚物各自包含选自C 3-C 20α-烯烃的一种或多种共聚单体。

4.权利要求1-3任一项的聚合物组合物,其中基于该组合物中(a) 和(b)的总量,该组合物包含约30wt%-约70wt%的第一乙烯-α-烯烃共 聚物(a)和约70wt%-约30wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)。

5.权利要求1-4任一项的聚合物组合物,其中该第一乙烯-α-烯 烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

6.权利要求1-5任一项的聚合物组合物,其中该第二乙烯-α-烯 烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

7.权利要求1-6任一项的聚合物组合物,其中该第一和第二乙烯 -α-烯烃共聚物各自的分子量分布小于约2.5。

8.权利要求1-7任一项的聚合物组合物,其中该第一乙烯-α-烯 烃共聚物(a)的MFR为至少约1.5g/10min和MFRR大于30,该MFR是 通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)测量的,该MFRR定义为在 230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

9.权利要求1-8任一项的聚合物组合物,其中该第一乙烯-α-烯 烃共聚物的乙烯含量为约63-约77wt%。

10.权利要求1-9任一项的聚合物组合物,其中该第一乙烯-α-烯 烃共聚物的MFR为至多约6.5g/10min,其是通过ASTM D1238条件 L(230℃/2.16kg)来测量的。

11.权利要求1-10任一项的聚合物组合物,其中该第一乙烯-α- 烯烃共聚物的MFRR为至多约55,其定义为在230℃/21.6kg和在230℃ /2.16kg所测量的MFR之比。

12.一种润滑油组合物,其包含(i)润滑油基料和(ii)聚合物组合 物,该组合物包含:

(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物和

(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物,其中

(c)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含量为约60-约80wt%;

(d)该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于约60wt%;和

(e)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流动速率比(MFRR)大于 30和任选的该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流动速率(MFR)为至 少约1.5g/10min,该熔体流动速率比定义为在230℃/21.6kg和在 230℃/2.16kg所测量的MFR之比,该熔体流动速率是通过ASTM D1238 条件L(230℃/2.16kg)来测量的。

13.权利要求12的润滑油组合物,其中该第二乙烯-α-烯烃共聚 物的乙烯含量为约42-约54wt%。

14.权利要求12或13的润滑油组合物,其中该第一和第二乙烯 -α-烯烃共聚物各自包含选自C 3-C 20α-烯烃的一种或多种共聚单体。

15.权利要求12-14任一项的润滑油组合物,其中基于该聚合物组 合物中的(a)和(b)的总量,该聚合物组合物包含约30wt%-约70wt%的 第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约70wt%-约30wt%的第二乙烯-α-烯烃 共聚物(b)。

16.权利要求12-15任一项的润滑油组合物,其中该第一乙烯-α- 烯烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

17.权利要求12-16任一项的润滑油组合物,其中该第二乙烯-α- 烯烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

18.权利要求12-17任一项的润滑油组合物,其中该第一和第二乙 烯-α-烯烃共聚物的分子量分布小于约2.5。

19.权利要求12-18任一项的润滑油组合物,其中该第一乙烯-α- 烯烃共聚物(a)的MFR为至少约1.5g/10min和MFRR大于30,该MFR 是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的,该MFRR定义为 在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

20.权利要求12-19任一项的润滑油组合物,其中该润滑油组合物 的剪切稳定性指数为约20-约26。

21.权利要求12-20任一项的润滑油组合物,其中该第一乙烯-α- 烯烃共聚物的乙烯含量为约63-约77wt%。

22.权利要求12-21任一项的润滑油组合物,其中该第一乙烯-α- 烯烃共聚物的MFR至多约6.5g/10min,其是通过ASTM D1238条件 L(230℃/2.16kg)来测量的。

23.权利要求12-23任一项的润滑油组合物,其中该第一乙烯-α- 烯烃共聚物的MFRR为至多约55,其定义为在230℃/21.6kg和在230℃ /2.16kg测量的MFR之比。

24.权利要求12-23任一项的润滑油组合物,其中根据目视凝胶化 测试,该润滑油组合物的凝胶等级为0-1。

25.一种降低润滑油组合物中的凝胶化的方法,其包括:

(i)获得(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物,和

(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物,其中

(c)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含量是约60-约 80wt%;

(d)该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于约 60wt%;和

(e)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流动速率比(MFRR) 大于30,熔体流动速率比定义为在230℃/21.6kg和在230℃ /2.16kg所测量的MFR之比,和任选的该第一乙烯-α-烯烃共聚 物(a)的熔体流动速率(MFR)为至少约1.5g/10min,该熔体流动 速率是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的,和

(f)润滑油基料,和

(ii)将所述的第一乙烯-α-烯烃共聚物、所述的第二乙烯-α-烯烃 共聚物和所述的润滑油基料合并。

说明书

作为粘度指数改进剂的具有改进的性能的聚合物组合物及其在润滑油中的应用

优选权

本申请要求2012年2月3日提交的美国非临时申请 No.13/365678和2012年2月3日提交的标题为“Process for the  Production of Polymeric Compositions Useful as Oil Modifiers” 的美国非临时申请No.13/365698的优选权,具有代理人号 No.2012EM019,其公开内容在此以它们全部引入作为参考。

交叉参考的相关申请

本申请涉及2010年4月16日提交的 USSN12/761880(2009EM079/2)和2010年4月16日提交的 USSN12/762096(2009EM082),其每个依次要求2009年4月28日提交 的临时申请No.61/173528(2009EM079)和2009年4月28日提交的临 时申请No.61/173501(2009EM082/2)的优选权,其公开内容在此以它 们全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及可用作流变调节剂的聚合物组合物。更具体的,本发 明涉及结晶度分散聚合物组合物,其可用于改变流体的流变性,优选 其中该聚合物组合物的单个组分的结晶度是不同的。

发明背景

将润滑流体施用于移动表面之间来降低摩擦,由此改进效率和降 低磨损。润滑流体也经常起到耗散由移动表面产生的热量的作用。

一种类型的润滑流体是用于内燃机的基于石油的润滑油。润滑油 包含可以帮助该润滑油在给定的温度具有某个粘度的添加剂。通常, 润滑油和流体的粘度是与温度逆相关的。当润滑流体温度增加时,粘 度通常降低,和当温度降低时,粘度通常增加。例如,对于内燃机, 令人期望的是在低温具有低的粘度,有助于发动机在寒冷气候中的启 动,和当润滑性能典型的下降的较高的环境温度下,具有高的粘度。

用于润滑流体和油的添加剂包括流变学改性剂,例如粘度指数 (VI)改进剂。VI改进组分中许多得自乙烯-α-烯烃共聚物,改变了润 滑剂的流变行为,来增加粘度和促进在润滑剂使用的温度范围内更恒 定的粘度。较高乙烯含量共聚物有效地促进了油料增稠和剪切稳定性。 但是,较高乙烯含量共聚物也倾向于在油料配置剂中聚集,这导致了 极粘的配置剂。聚集典型地发生于受控和静止冷却的环境或者亚环境 条件。通过低温溶液流变度来度量本来有利的较高乙烯含量粘度改进 剂的这种有害的性质。已经提出了用于这些较高的乙烯含量共聚物配 置剂的不同的纠正方法,来克服或者减轻其在低温时朝着形成高粘度 的倾向。

据信通过适当的和仔细的控制VI改进剂的结构,能够明显改进 VI改进剂的性能,这是通过增稠效率(TE)和剪切稳定性指数(SSI)来 度量的。具体的,已经发现当控制单体和链结构的分布和隔离成至少 两种组成不同的和/或结晶度不同的聚合物时,性能得到改进。通过在 聚合方法中使用基于茂金属的催化剂的合成方法可以获得这些不同的 聚合物。

一种提出的解决方案是将非晶和半结晶的基于乙烯的共聚物的 组合物用于润滑油配置剂。两种这样的乙烯共聚物的组合允许得到改 进的增稠效率,剪切稳定性指数,低温粘度性能和倾点和“整饰”为粒 料,用于容易的溶解。传统上,这样的共聚物组合物是在挤出机或者 基与溶剂的方法中,混合由常规的基于钒的齐格勒-纳塔催化剂制成的 两种聚合物来制造的。参见例如美国专利No.7402235和5391617和欧 洲专利0638611,其公开内容在此引入作为参考。

用茂金属催化的乙烯-α-烯烃共聚物制成的类似的聚合物组合物 会具有当低温存储时,在润滑油中形成凝胶的倾向。当含有该聚合物 的润滑油溶液或者聚-α烯烃(PAO)溶液从-15℃到10℃循环或者可选 择的,处于低温流变学测试时(其中测量了屈服应力和tan δ),可以 目视观察到茂金属催化的共聚物的这样的凝胶化。对于在0℃和-15℃ 的含有2.4wt%的聚合物的PAO溶液中的茂金属催化的聚合物来说,观 察到0mPa-4000mPa的屈服应力,和通常用目视凝胶测试方法分级的凝 胶严重性来划分等级。此外,tan δ刻度值与溶液形成凝胶的趋势是 相反的,较高的值表示了形成非凝胶化润滑油的较高的趋势。

发明内容

本发明涉及聚合物组合物,其在润滑油中具有降低的或者没有凝 胶形成,这是通过流变学和目视凝胶测试来鉴别的,并且其可用作粘 度调节剂。本发明的聚合物组合物包含(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物和 (b)第二乙烯-α-烯烃共聚物。该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含 量是大约60-大约80wt%和该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量 小于大约60wt%或更低。该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔融指数比 (MFRR)大于30,其定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量 的MFR之比,和任选的还具有至少大约1.5g/10min的熔融指数(MFR), 其是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的。在其中聚合物 组合物的SSI小于20的实施方案中,优选的是第一共聚物仅仅满足 MFRR条件。在其中该聚合物组合物的SSI是大约20-大约26的实施方 案中,优选的是同时满足MFR和MFRR条件,来实现某些期望的无凝胶 性能,这是通过流变学和目视凝胶测试来测定的。

本发明的另一方面涉及润滑剂组合物,其包含该聚合物组合物和 润滑基料。该润滑剂组合物表现出很少的到没有凝胶化。

本发明仍然的其他目标和优点将通过本领域技术人员从下面的 详细说明而变得显而易见,其中它仅仅显示和描述了优选的实施方案, 简单的用最佳实施方式来表示。如将理解的,本发明可以是其他和不 同的实施方案,并且它的几个细节能够在不同的明显方面进行改变, 而不脱离本发明。因此,本说明书被认为是示例性的,而非限制性的。

具体实施方式

本发明涉及聚合物组合物,其包含聚合物组分,该组分包括结晶 度分散的基于乙烯的共聚物,其可用于改变润滑流体的流变性。该结 晶度分散的聚合物组合物是由至少两种乙烯-α-烯烃共聚物形成的。 该结晶度分散的聚合物组合物优选由至少两种乙烯-α-烯烃共聚物形 成,其中每种共聚物的残留结晶度的离散值是彼此不同的。

具体地,本发明的聚合物组合物包含(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物 和(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物。该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯 含量为约60-约80wt%,并且在此可以称作“半结晶”乙烯-α-烯烃共聚 物。更典型地,该第一乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为约63-约 77wt%,和甚至更典型地,该第一乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为约 65-约75wt%。该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于约60wt%, 更典型地小于约55wt%和甚至更典型地为约42-约54wt%,并且是相比 于第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)更低结晶的乙烯-α-烯烃共聚物,其在 此可以称作“非晶”乙烯-α-烯烃共聚物。该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a) 的熔体流动速率比(MFRR)可以>30,和更典型地到至多约55,甚至更 典型地约33-约45,优选>34,和更优选约34-约45和更优选约35- 约43,其定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之 比。当还观察MFR条件时,该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的MFR至少 为约1.5g/10min。在另外一种实施方案中,该MFR为至少约 1.6g/10min。MFR更典型的范围为约1.5g/10min-约6.5g/10min,和 甚至更典型的范围为约2.5g/10min-约5.5g/10min。MFR是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的。在一种实施方案中,该第一乙 烯-α-烯烃共聚物(a)的MFRR>30和MFR为至少约1.5g/10min。更优选, 该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的MFRR>34和MFR为至少约 1.6g/10min。

在一种实施方案中,基于该组合物中(a)和(b)的总量,该聚合物 组合物典型地包含约30wt%-约70wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和 约70wt%-约30wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)。在另外一种实施方 案中。在另一实施方案中,基于该组合物中(a)和(b)的总量,该聚合 物组合物典型地包含约40wt%-约60wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a) 和约60wt%-约40wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)。在一种具体的实 施方案中,基于该组合物中(a)和(b)的总量,该聚合物组合物包含约 50-约54wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约46-约50wt%的第二乙 烯-α-烯烃共聚物(b)。

该第一乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量在一种实施方案中典型 地为约60000g/mol-约120000g/mol。在另外一种实施方案中,该第一 乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量典型地为约70000g/mol-约 110000g/mol。该第二乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量在一种实施方 案中典型地为约60000g/mol-约120000g/mol。在另外一种实施方案 中,该第二乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量典型的为约70000g/mol- 约110000g/mol。该组合物的第一乙烯-α-烯烃共聚物和第二乙烯-α- 烯烃共聚物的重均分子量在一种实施方案中典型的为约60000g/mol- 约120000g/mol。在另外一种实施方案中,该组合物的第一乙烯-α- 烯烃共聚物和第二乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量典型地为约 70000g/mol-约110000g/mol。在再另一实施方案中,该组合物的第一 乙烯-α-烯烃共聚物和第二乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量典型地 为约80000-约100000g/mol。每个乙烯-α-烯烃共聚物的分子量分布 典型地小于约2.5,和更典型地约2.1-约2.4。该聚合物分布通过GPC 测量典型地是单峰的。

在一种实施方案中,该聚合物组合物典型的总乙烯含量为约 50wt%-约70wt%。在另外一种实施方案中,该聚合物组合物典型的总 乙烯含量为约55wt%-约65wt%。在一种具体的实施方案中,该聚合物 组合物的总乙烯含量为约57wt%-约63wt%。

在一种实施方案中,该包含第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物的聚 合物组合物典型地MFRR>30,其定义为在230℃/21.6kg和在230℃ /2.16kg所测量的MFR之比。在一种具体的实施方案中,该聚合物组 合物的MFRR是32-38和优选33-37。在另外一种实施方案中,该聚合 物组合物典型地MFRR>34,和典型地更典型地熔体流动速率比 (MFRR)>34到至多38。

在一种实施方案中,该包含第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物的聚 合物组合物典型地MFR≥2.0g/10min,其通过ASTM D1238条件L(230℃ /2.16kg)来测量。在一种具体的实施方案中,该聚合物组合物的 MFR≥3.0。

在一种实施方案中,该包含第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物的聚 合物组合物典型地在0℃测量的屈服应力(YS)≤30mPa。在另外一种实 施方案中,该聚合物组合物典型地在0℃测量的YS≤20mPa。在一种具 体的实施方案中,该聚合物组合物在0℃测量的YS≤10mPa。

在一种实施方案中,该包含第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物的聚 合物组合物典型地在-15℃测量的YS≤30mPa。在另外一种实施方案中, 该聚合物组合物典型地在-15℃测量的YS≤20mPa。在一种具体的实施 方案中,该聚合物组合物在-15℃测量的YS≤10mPa。

在一种实施方案中,该包含第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物的聚 合物组合物典型地tan δ≥1.5。在另外一种实施方案中,该聚合物组 合物典型地tan δ≥2.0。在另外一种实施方案中,该聚合物组合物典 型地tan δ≥2.5。在一种具体的实施方案中,该聚合物组合物的tan  δ≥3.0。

基于乙烯的流变调节剂作为粘度指数(VI)改进剂的性能是通过 增稠效率(TE)和剪切稳定性指数(SSI)来度量的,特别是通过TE与SSI 之比来度量。高乙烯或者半结晶乙烯-丙烯共聚物的TE典型地在24SSI 时大于1.80,典型地更典型地在24SSI时大于1.85,最典型地在24SSI 时大于1.90,这是在1.5wt%的聚合物含量第I组基油溶液(在100℃ 的运动粘度是6.06cSt)中测量的。低乙烯或者非晶乙烯-丙烯共聚物 的TE典型地在24SSI时为约1.75。通常据信在给定的SSI下,烯烃 共聚物的组分主要决定了TE,和较高的乙烯含量由于它较高的TE而 是优选的。据信虽然增加流变调节剂的乙烯含量导致了增加的TE/SSI 比,但是它也导致了烯烃共聚物结晶度的增加。但是增加结晶度被认 为降低了流变调节剂作为VI改进剂的性能,因为结晶态聚合物倾向于 缔合。这些缔合在高粘度区域是明显的,(例如“团块”),其赋予了油 非均匀外观。

本发明的聚合物组合物优选如下来制备:调节(例如降低)第一和 /或第二聚合反应区中氢供料的浓度,优选使得(a)第一聚合反应区的 氢供料浓度是0.0-1.0wt%,基于氢、乙烯单体、α-烯烃共聚单体和进 入第一聚合反应区的供料的总重量,和/或(b)第二聚合反应区中氢供 料的浓度是0.0-0.5wt%,基于氢、乙烯单体、α-烯烃共聚单体和进入 第二聚合反应区的供料的总重量。

在一种实施方案中,制备聚合物组合物的方法,包含以下步骤:

(a)在第一聚合反应区供给(i)第一乙烯单体,(ii)第一α-烯烃共 聚单体,(iii)第一溶剂,(iv)任选的第一氢,和(v)第一茂金属催化 剂,来产生第一乙烯-α-烯烃共聚物;

(b)在第二聚合反应区中供给(i)第二乙烯单体,(ii)第二α-烯烃 共聚单体,(iii)第二溶剂,(iv)任选的第二氢,和(v)第二茂金属催 化剂,来产生第二乙烯-α-烯烃共聚物;和

(c)将该第一乙烯-α-烯烃共聚物和该第二乙烯-α-烯烃共聚物组 合来形成聚合物组合物,

其中该第一乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为约60-约80wt%,和 该第二乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量小于约60wt%,和

其中该方法满足下面的至少之一:

(1)第一氢是在步骤(a)中以0.0-1.0wt%的第一氢供料浓度供给 的,基于步骤(a)供给的(a)(i)-(iv)的总重量;和

(2)该第二氢是在步骤(b)中以0.0-0.5wt%的第二氢供料浓度供 给的,基于步骤(b)中供给的(b)(i)-(iv)的总重量。

定义

以本发明和其中的权利要求为目的,使用下述定义。

如本文所述,术语“共聚物”包括具有两种或更多种单体的任何聚 合物。

如本文所述,术语“结晶度分散”表示涉及到这样的聚合物组合 物,其获自至少两种乙烯-α-烯烃共聚物,其中至少两种该共聚物具 有彼此不同的残留结晶度值。

如本文所述,术语“EA”或“Wt%C2(a)”表示第一基于乙烯的共聚物 中得自乙烯的单元的重量百分比,基于该第一基于乙烯的共聚物的重 量。

如本文所述,术语“EB”或“Wt%C2(b)”表示第二基于乙烯的共聚物 中乙烯衍生的单元的重量百分比,基于该第二基于乙烯的共聚物的重 量。如本文所述,“基于乙烯的”共聚物例如第二基于乙烯的共聚物不 要求具有最小的乙烯含量(例如至少50wt%),除非本文另有明确规定。

如本文所述,术语“MnA”表示第一基于乙烯的共聚物的数均分子 量,其通过GPC测量。

如本文所述,术语“MnB”表示第二基于乙烯的共聚物的数均分子 量,其通过GPC来测量。

如本文所述,术语“MwA”表示第一基于乙烯的共聚物的重均分子 量,单位是g/mol,其通过GPC来测量,以聚苯乙烯为标样。

如本文所述,术语“MwB”表示第二基于乙烯的共聚物的重均分子 量,单位是g/mol,其通过GPC来测量,以聚苯乙烯为标样。

如本文所述,术语“MWD”表示分子量分布,或者重均分子量(Mw) 与数均分子量(Mn)之比。

为了本说明书和附属于其的权利要求的目的,当聚合物或者共聚 物被称作包含α-烯烃(包括但不限于乙烯、丙烯和丁烯)时,这样的聚 合物或共聚物中存在的烯烃是是烯烃的聚合形态。例如当共聚物被称 为具有60-80wt%的“乙烯”含量时,应理解该共聚物中的单体单元在聚 合反应中得自乙烯和所述得到的单元是以60-80wt%存在的,基于共聚 物的重量。

聚合物组合物

在本发明的实施方案中,用于其中所述的润滑流体的流变调节剂 包含结晶度分散聚合物组合物。这些聚合物组合物包含第一乙烯-α- 烯烃共聚物和第二乙烯-α-烯烃共聚物。

该第一乙烯-α-烯烃共聚物(具有相对较高的乙烯含量,如上所述) 是乙烯和α-烯烃共聚单体的共聚物。

该第二乙烯-α-烯烃共聚物(具有相对较低的乙烯含量,如上所述) 是乙烯和α-烯烃的共聚物。

该第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物每个包含乙烯和一种或多种α- 烯烃共聚单体。该α-烯烃共聚单体选自C3-C20α-烯烃及其混合物。优 选每个共聚物中的共聚单体是丙烯、丁烯、己烯、辛烯或者其混合物。

共聚单体组分

合适的共聚单体包括但不限于丙烯(C3)和其他α-烯烃,例如C4-C20α-烯烃(在此也称作“α-烯烃”),和优选丙烯和C4-C12α-烯烃。该α- 烯烃共聚单体可以是线性或支化的,如必要,可以使用两种或更多种 共聚单体。因此,其中本文提及“α-烯烃共聚单体”包括一种、两种或 更多种的α-烯烃共聚单体。

合适的共聚单体的例子包括丙烯,线性C4-C12α-烯烃,和具有一 种或多种C1-C3烷基支链的α-烯烃。具体的例子包括:丙烯;1-丁烯; 3-甲基-1-丁烯;3,3-二甲基-1-丁烯;1-戊烯;具有一个或多个甲基、 乙基或丙基取代基的1-戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代 基的1-己烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯;具 有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯;具有一个或多个甲 基、乙基或丙基取代基的1-壬烯;乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯, 或者1-十二碳烯。优选的共聚单体包括:丙烯,1-丁烯,1-戊烯,3- 甲基-1-丁烯,1-己烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,3,3-二甲 基-1-丁烯,1-庚烯,在C3-C5的任意上具有甲基取代基1-己烯,在C3 或者C4上具有以任何化学计量可接受的组合两个甲基取代基的1-戊 烯,3-乙基-1-戊烯,1-辛烯,在C3或C4的任意上具有甲基取代基的 1-戊烯,在C3-C5上具有以任何化学计量可接受的组合的两个甲基取代 基的1-己烯,在C3或者C4上具有以任何化学计量可接受的组合的三个 甲基取代基的1-戊烯,具有C3或C4的乙基取代基的1-己烯,具有C3的乙基取代基和在C3或者C4的化学计量可接受的位置中的甲基取代 基的1-戊烯,1-癸烯,1-壬烯,在C3-C9的任意上具有甲基取代基的 1-壬烯,在C3-C7上具有以任何化学计量可接受的组合的两个甲基取代 基的1-辛烯,在C3-C6上具有以任何化学计量可接受的组合的三个甲 基取代基的1-庚烯,具有在C3-C7的任意上的乙基取代基的1-辛烯, 在C3或C4上具有以任何化学计量可接受的组合的两个乙基取代基的1- 己烯,和1-十二碳烯。

催化剂

如本文所述,术语“茂金属”和“茂金属催化剂前体”指的是具有过 渡金属M的化合物,其具有环戊二烯基(Cp)配体,至少一个得自非环 戊二烯基的配体X(例如离去基团),和含有0或1个杂原子的配体Y, 如类型(2)下的式所示,该配体配位到M和对应于其价态的数目。茂金 属催化剂前体通常是中性络合物,但是当用合适的助催化剂活化时, 产生了活性茂金属催化剂,其通常被称作有机金属络合物,具有空配 位点,其可以配位、插入和聚合烯烃。该茂金属催化剂前体优选是下 面类型的任一或二者的茂金属化合物之一或者混合物:

(1)环戊二烯基(Cp)络合物,其具有用于配体的两个Cp环系统。 该Cp配体与金属形成了夹心络合物,并且可以自由旋转(未桥连的) 或者通过桥连基团锁入刚性构造中。该Cp环配体可以是相同或者不同 取代的,取代的或者其衍生物,例如可被取代的杂环的环系统,并且 该取代基可以稠合来形成其他饱和的或者不饱和的环系统,例如四氢 茚基,茚基或者芴基环系统。这些环戊二烯基络合物具有通式:

(Cp1R1m)R3n(Cp2R2p)MXq

其中配体(Cp1R1m)的Cp1和配体(Cp2R2p)的Cp2是相同或不同的环戊 二烯基环;R1和R2每个独立地是卤素或者烃基,卤代烃基,烃基取代 的有机准金属或者卤代烃基取代的有机准金属基团,其含有至多约20 个碳原子;m是0-5;p是0-5;和其中相关的环戊二烯基环的相邻碳 原子上的两个R1和/或R2取代基可以缔合在一起来形成含有4-约20 个碳原子的环;R3是桥连基团;n是两个配体之间的直链中的原子数, 并且是0-8,优选0-3;M是价态为3-6的过渡金属,优选来自元素周 期表的第4,5或6族的金属,并且优选处于它的最高氧化态;每个X 是非环戊二烯基配体和独立地是卤素或烃基,氧代烃基,卤代烃基, 烃基取代的有机准金属,氧代烃基取代的有机准金属或者卤代烃基取 代的有机准金属基团,其含有至多约20个碳原子;q等于M的价态减 去2;和

(2)单环戊二烯基络合物,其仅仅具有一个Cp环系统作为配体。 该Cp配体与金属形成半夹心络合物,并且可以自由旋转(未桥连的) 或者通过到含杂原子的配体的桥连基团锁入刚性构造中。该Cp环配体 可以是未取代的,取代的或者其衍生物,例如可被取代的杂环的环系 统,并且该取代基可以稠合来形成其他饱和的或者不饱和的环系统, 例如四氢茚基,茚基或者芴基环系统。该含杂原子的配体通过桥连基 团键合到金属和任选地到Cp配体二者上。该杂原子本身是配位数为3 的原子,来自元素周期表的第VA或者VIA族。这些单环戊二烯基络合 物具有通式:

(Cp1R1m)R3n(YRy2)MXs

其中R1每个独立地是卤素或烃基,卤代烃基,烃基取代的有机准 金属或者卤代烃基取代的有机准金属基团,其含有至多约20个碳原 子;m是0-5;和与此有关的环戊二烯基环的相邻碳原子上的两个R1取代基可以结合在一起来形成含有4-约20个碳原子的环;R3是桥连 基团;n是0-3;M是价态为3-6的过渡金属,优选来自元素周期表的 第4,5或6族的金属,并且优选处于它的最高氧化态;Y是含有杂原 子的基团,在其中杂原子是配位数为3的元素,来自于第VA族,或者 配位数为2,来自第VIA族,优选氮、磷、氧或硫;R2是选自C1-C20烃基,取代的C1-C20烃基的基团,其中一个或多个氢原子是用卤素原 子取代的,和当Y是三配位和未桥连时,在Y上可以存在两个R基团, 每个独立地选自C1-C20烃基,取代的C1-C20烃基,其中一个或多个氢原 子被卤素原子取代,和每个X是非环戊二烯基配体,并且独立地是卤 素或烃基,氧代烃基,卤代烃基,烃基取代的有机准金属,氧代烃基 取代的有机准金属或者卤代烃基取代的有机准金属基团,其含有到至 多约20个碳原子;s等于M的价态减去2;和如果Y是含杂原子的基 团且该杂原子是来自第VA族的配位数为3的元素,则y是1,,和如 果Y是含杂原子的基团,且该杂原子是来自于第VIA族的配位数为2 的元素,则y是0。

上面的组1中所述类型的合适的双环戊二烯基茂金属的例子可以 在以下专利中讨论及描述:美国专利No.5324800;5198401;5278119; 5387568;5120867;5017714;4871705;4542199;4752597;5132262; 5391629;5243001;5278264;5296434;和5304614,,所述专利通 过引用并入本文所述内容通过引用并入本文。

第1族中所述类型的优选的双环戊二烯基茂金属的示例性的,但 非限制性的例子是外消旋异构体:

μ-(CH3)2Si(茚基)2M(Cl)2

μ-(CH3)2Si(茚基)2M(CH3)2

μ-(CH3)2Si(四氢茚基)2M(Cl)2

μ-(CH3)2Si(四氢茚基)2M(CH3)2

μ-(CH3)2Si(茚基)2M(CH2CH3)2;和

μ-(C6H5)2C(茚基)2M(CH3)2

其中M选自Zr和Hf。

第1族中所述类型的合适的非对称性环戊二烯基茂金属的例子公 开在美国专利No.4892851;5334677;5416228;和5449651中;并且 在公开文献J.Am.Chem.Soc.1988年110期6255页中有述,其全部文 献通过引用并入本文,用于美国专利实践的目的。

第1族中所述类型的优选的非对称性环戊二烯基茂金属的示例性 的,但非限制性的例子是(其中X=R):

μ-(C6H5)2C(环戊二烯基)(芴基)M(R)2

μ-(C6H5)2C(3-甲基环戊二烯基)(芴基)M(R)2

μ-(CH3)2C(环戊二烯基)(芴基)M(R)2

μ-(C6H5)2C(环戊二烯基)(2-甲基茚基)M(R)2,其中R优选是CH3

μ-(C6H5)2C(3-甲基环戊二烯基)(2-甲基茚基)M(R)2,其中R优选 是Cl;

μ-(C6H5)2C(环戊二烯基)(2,7-二甲基芴基)M(R)2;和

μ-(CH3)2C(环戊二烯基)(2,7-二甲基芴基)M(R)2

其中M选自Zr和Hf,和R选自Cl和CH3。优选该茂金属催化剂 是μ-(二-(对三乙基甲硅烷基苯基)甲烷)(环戊二烯基)(2,7-二叔丁 基芴基)二甲基铪。

上面第2族所述类型的合适的单环戊二烯基茂金属的例子公开在 美国专利No.5026798;5057475;5350723;5264405;5055438和描 述在公开文献WO96/002244中,其全部文献通过引用并入本文,用于 美国专利实践的目的。

第2族中所述类型的优选的单环戊二烯基茂金属的示例性的,但 非限制性的例子是(其中X=R):

μ-(CH3)2Si(环戊二烯基)(1-金刚烷基氨基)M(R)2

μ-(CH3)2Si(3-叔丁基环戊二烯基)(1-金刚烷基氨基)M(R)2

μ-(CH2(四甲基环戊二烯基)(1-金刚烷基氨基)M(R)2

μ-(CH3)2Si(四甲基环戊二烯基)(1-金刚烷基氨基)M(R)2

μ-(CH3)2C(四甲基环戊二烯基)(1-金刚烷基氨基)M(R)2

μ-(CH3)2Si(四甲基环戊二烯基)(1-叔丁基氨基)M(R)2

μ-(CH3)2Si(芴基)(1-叔丁基氨基)M(R)2

μ-(CH3)2Si(四甲基环戊二烯基)(1-环十二烷基氨基)M(R)2;和

μ-(C6H5)2C(四甲基环戊二烯基)(1-环十二烷基氨基)M(R)2

其中M选自Ti、Zr和Hf,和其中R选自Cl和CH3

该第一和第二茂金属催化剂可以相同或不同。在一些实施方案 中,该第一和第二茂金属催化剂的至少之一包含过渡金属化合物,其 是具有下式的桥连的双茚基茂金属:

(In1)Y(In2)MX2

其中In1和In2是取代的或者未取代的茚基,其键合到M上和通过 Y桥连,Y是桥连基团,在其中将In1与In2相连的直链中的原子数是 1-8和该直链包含C或Si,和M是第3,4,5或6族过渡金属。

在一些优选的实施方案(其中X=R)中,该第一和第二茂金属催化 剂的至少之一包含下面的至少之一之一:μ-(C6H5)2C(环戊二烯基)(芴 基)M(R)2,μ-(C6H5)2C(3-甲基环戊二烯基)(芴基)M(R)2,μ-(CH3)2C(环 戊二烯基)(芴基)M(R)2,μ-(C6H5)2C(环戊二烯基)(2-甲基茚 基)M(CH3)2,μ-(C6H5)2C(3-甲基环戊二烯基)(2-甲基茚基)M(Cl)2, μ-(C6H5)2C(环戊二烯基)(2,7-二甲基芴基)M(R)2和μ-(CH3)2C(环戊二 烯基)(2,7-二甲基芴基)M(R)2;其中M选自Zr和Hf,和R选自Cl和 CH3

在一些优选的实施方案中,该第一和第二茂金属催化剂的至少之 一包含下面的至少之一:μ-二甲基甲硅烷基双(茚基)二甲基铪,μ-二 甲基甲硅烷基双(茚基)二甲基锆,(μ-二甲基甲硅烷基)双(2-甲基 -4-(3,'5'-二叔丁基苯基)茚基)二甲基锆,(μ-二甲基甲硅烷基)双 (2-甲基-4-(3,'5'-二叔丁基苯基)茚基)二甲基铪,(μ-二甲基甲硅 烷基)双(2-甲基-4-萘基茚基)-二甲基锆,(μ-二甲基甲硅烷基)双(2- 甲基-4-萘基茚基)二甲基铪,(μ-二甲基甲硅烷基)双(2-甲基-4-(N- 咔唑基)茚基)二甲基锆,(μ-二甲基甲硅烷基)-双(2-甲基-4-(N-咔唑 基)茚基)二甲基铪,二甲基甲硅烷基双(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基 -5,6,7,8-四氢苯并(f)茚基)二甲基铪,二苯基甲硅烷基双(2-(甲 基)-5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氢苯并(f)茚基)二甲基铪,二苯基甲 硅烷基双(5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氢苯并(f)茚基)二甲基铪,二 苯基甲硅烷基双(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氢苯并(f)茚 基)二氯化锆,环丙基甲硅烷基双(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基 -5,6,7,8-四氢苯并(f)茚基)-二甲基铪和μ-(二-(对三乙基甲硅烷基 苯基)甲烷)(环戊二烯基)(2,7-二叔丁基芴基)二甲基铪。

非配位阴离子

术语“非配位阴离子”(NCA)表示这样的阴离子,其不配位到过渡 金属阳离子上,或者其仅仅弱配位到该阳离子上,由此保持足以被中 性路易斯碱取代的不稳定性。“相容的”非配位阴离子是当初始形成的 络合物分解时不降解到中性的那些阴离子。此外,该阴离子不会将阴 离子取代基或链段转移到阳离子,来使得该阴离子形成中性四配位的 茂金属化合物和中性副产物。可用于本发明的非配位阴离子是那些相 容的,在平衡它的离子电荷在+1态的含义中稳定了茂金属阳离子,且 仍然保持了足够的不稳定性,以允许在聚合过程中被烯属或者炔属不 饱和单体取代。此外,可用于本发明的阴离子在足够的分子尺寸方面 是大的或者庞大的,在很大程度上抑制或者防止茂金属阳离子被聚合 过程中可能存在的非可聚合单体的路易斯碱中和。典型地,该阴离子 的分子尺寸大于或等于约4埃。NCA是优选的,因为其能够在高于用 其他活化系统例如铝氧烷的情况的温度,产生目标分子量聚合物。

用于使用非配位阴离子活化的茂金属阳离子的配位聚合的离子 催化剂的说明公开在EP-A-0277003;EP-A-0277004;WO92/00333;美 国专利No.5198401和5278119的早期工作中,所述内容通过引用并入 本文通过引用并入本文。这些参考文献公开了优选的制备方法,其中 茂金属(双-Cp和单-Cp)通过阴离子前体来质子化,以使得从过渡金属 中移除烷基/氢化物基团,来使得它成为阳离子并与非配位阴离子保持 电荷平衡的。还已知的是使用不含有活性质子的离子化但能够产生活 性茂金属阳离子和非配位阴离子二者的离子化合物。参见例如 EP-A-0426637,EP-A-0573403和美国专利No.5387568,所述内容通 过引用并入本文通过引用并入本文。除了布朗斯台德酸之外的反应性 阳离子(其能够离子化该茂金属化合物)包括二茂铁三苯基碳鎓和三乙 基甲硅烷基鎓阳离子。在第二活化剂化合物的阴离子可以使用或者包 含能够形成配位络合物的任何的金属或者准金属,其是耐水(或者其他 布朗斯台德或者路易斯酸)的降解。合适的金属包括但不限于铝、金、 铂等。合适的准金属包括但不限于硼、磷、硅等。

用于制备离子催化剂的另一方法使用了离子化的阴离子前体,其 初始是中性路易斯酸,但是与茂金属化合物的离子化反应形成了阳离 子和阴离子:,例如三(五氟苯基)硼,其用于移除烷基、氢化物或者 甲硅烷基配体,来产生茂金属阳离子和稳定非配位阴离子。参见例如 EP-A-0427697和EP-A-0520732,所述内容通过引用并入本文。用于加 聚的离子催化剂也可通过含有金属氧化性基团以及阴离子基团的阴离 子前体氧化过渡金属化合物的金属中心制备。参见例如 EP-A-0495375,所述内容通过引用并入本文。

在一些实施方案中,该第一和第二聚合反应区的至少之一进一步 包含活化剂,其包括例如四(全氟苯基)硼酸N,N-二甲基苯胺盐,四(全 氟萘基)硼酸N,N-二甲基苯胺盐,四(全氟联苯基)硼酸N,N-二甲基苯 胺盐,四(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸N,N-二甲基苯胺盐,四(全氟 苯基)硼酸三苯基碳鎓,四(全氟萘基)硼酸三苯基碳鎓,四(全氟联苯 基)硼酸三苯基碳鎓,四(3,5-双(三氟-甲基)苯基)硼酸三苯基碳鎓, 铝氧烷(aluminoxane)和铝氧烷(alumoxane)。

非离子活化剂

在金属配体包括卤例子部分的情况下,例如(甲基-苯基)亚甲硅 基(四甲基-环戊二烯基)(叔丁基氨基)二氯化锆,其在标准条件下不能 电离移除,它们可以经由与有机金属化合物例如锂或铝氢化物或者烷 基化物,烷基铝氧烷,格林尼亚试剂等的已知的烷基化反应来转化, 参见例如EP-A-0500944,EP-A1-0570982和EP-A1-0612768,用于描 述在加入活化的阴离子化合物之前或者加入时,烷基铝化合物与二卤 化物取代的茂金属化合物的反应的方法。例如,烷基铝化合物可以在 它引入到反应容器之前与茂金属混合。因为烷基铝也适于作为清除剂, 将它以相对于茂金属烷基化所需的通常化学计量过量使用将允许将它 与茂金属化合物一起加入反应溶剂中。通常,铝氧烷不与茂金属一起 加入,以避免过早活化,但是当充当清除剂和烷基化活化剂二者时, 可以在可聚合单体存在下直接加入反应容器中。铝氧烷也会满足清除 功能。

已知的烷基铝氧烷也适于作为催化剂活化剂,特别是用于包含卤 离子配体的那些茂金属。该用作催化剂活化剂的铝氧烷组分典型地是 通式(R--Al--O)n所示的低聚铝化合物,其是环状化合物,或者 R(R--Al--O)nAlR2,其是线性化合物。在该铝氧烷通式中,R是C1-C5烷基例如甲基,乙基,丙基,丁基或戊基,和“n”是1-约50的整数。 最优选R是甲基和“n”至少是4,即,甲基铝氧烷(MAO)。铝氧烷可以 通过本领域已知的不同方法来制备。例如铝烷基可以用溶解在惰性有 机溶剂中的水来处理,或者它可以与水合盐接触,例如悬浮在惰性有 机溶剂中的水合硫酸铜接触,来产生铝氧烷。通常,无论如何制备, 烷基铝与有限量的水的反应产生了铝氧烷的线性和环状物质的混合 物。

聚合方法

用于制备本发明的聚合物组合物的优选的方法(该组合物优选可 以作为粘度调节剂用于润滑油组合物,其具有很少到没有凝胶化)包含 调节(例如降低)第一和/或第二聚合反应区中的氢供料的浓度,优选使 得(a)第一聚合反应区中的氢供料浓度是0.0-1.0wt%,基于供料氢, 乙烯单体,α-烯烃共聚单体和进入第一聚合反应区的溶剂的总重量, 和/或(b)第二聚合反应区中的氢供料的浓度是0.0-0.5wt%,基于供料 氢,乙烯单体,α-烯烃共聚单体和进入第二聚合反应区的溶剂的总重 量。

在一种实施方案中,制备本发明的聚合物组合物的方法包含步 骤:

在第一聚合反应区中供给(i)第一乙烯单体,(ii)第一α-烯烃共 聚单体,(iii)第一溶剂,(iv)任选的第一氢(处于供料流的形式),和 (v)第一茂金属催化剂,来产生第一乙烯-α-烯烃共聚物;

在第二聚合反应区中供给(i)第二乙烯单体,(ii)第二α-烯烃共 聚单体,(iii)第二溶剂,(iv)任选的第二氢(处于供料流的形式),和 (a)第二茂金属催化剂,来产生第二乙烯-α-烯烃共聚物;和

将该第一乙烯-α-烯烃共聚物和第二乙烯-α-烯烃共聚物组合和 来形成聚合物组合物,

其中该第一乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为约60-约80wt%,和 该第二乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量小于约60wt%,和

其中该方法满足下面的至少之一:

第一氢是在步骤(a)中以0.0-1.0wt%的第一氢供料浓度供给的, 基于步骤(a)供给的(a)(i)-(iv)的总重量;和

该第二氢是在步骤(b)中以0.0-0.5wt%的第二氢供料供给的,基 于步骤(b)中供给的(b)(i)-(iv)的总重量。

该第一氢供料浓度(wt%)基于新的供料氢(如果有的话),乙烯单 体,α-烯烃共聚单体,和供入第一聚合反应区的溶剂的总重量。类似 的,该第二氢供料浓度(wt%)基于新的供料氢(如果有的话),乙烯单体, α-烯烃共聚单体,和供入第二聚合反应区的溶剂的总重量。虽然含有 任何前述组分的再循环流可以任选的送回第一和/或第二聚合反应区, 但是再循环的组分的量不包括在第一和第二氢供料浓度wt%的确定 中。因此,氢供料浓度基于初始供料氢(如果有的话),乙烯单体,α- 烯烃共聚单体和溶剂,其每个可以单个供给或者与另一种组分一起供 入聚合区。

在一种实施方案中,第一氢气供料浓度小于1.0wt%,优选是 0.0-0.5wt%,或者0.0-0.1wt%。该第一氢气供料浓度也可以是0.0wt%, 即,没有氢供入第一聚合区。

在一种实施方案中,第二氢气供料浓度小于0.5wt%,优选 0.0-0.1wt%。该第二氢供料浓度也可以是0.0wt%,即,没有氢气供入 第二聚合区。

优选该第一氢气供料浓度是0.0-1.0wt%,和该第二氢气供料浓度 是0.0-0.5wt%。优选该第一氢气供料浓度是0.0wt%,和该第二氢气供 料浓度是0.0-0.1wt%。

每个离散的乙烯-α-烯烃共聚物可以在单个的,充分搅拌的釜式 反应器中在溶液中聚合。聚合期间该溶液的粘度可以低于10000cPs, 或者低于7000cPs,和优选低于500cPs。该反应器优选是液体填充的, 连续流动的,搅拌釜式反应器,其提供了完全的反混来用于无规共聚 物生产。溶剂,单体和催化剂供入反应器。当使用两个或更多个反应 器时,将溶剂,单体和/或催化剂供入第一反应器或一种或多种另外的 反应器。

反应器可以通过反应器包套或者冷却盘管,自动制冷,预冷却的 供料或者全部三种的组合来冷却,以吸收放热聚合反应的热量。自动 制冷的反应器冷却需要在反应器中存在气相。具有预冷却供料的绝热 反应器是优选的,在其中聚合放热是通过允许聚合液体升温来吸收的。

反应器温度可以用于控制所生产的聚合物部分的分子量。在串联 操作中,这会导致反应器之间潜在的温差,对所述温差的控制会有助 于控制聚合物分子量。例如在一些优选的实施方案中,第一聚合反应 区和第二聚合反应区的温差小于40℃,优选小于30℃,20℃或10℃, 和优选小于5℃或3℃。

反应器温度可以依靠温度对于催化剂失活率和聚合物性能的作 用和/或单体消耗程度来选择。当使用多于一个反应器时,通常温度不 应当超过第二反应器中的催化剂浓度不足以制备期望量的期望的聚合 物组分的点。所以,反应温度可以通过催化剂系统的细节来确定。

通常,单个反应器或者串联中的第一反应器将在约0℃-约200℃, 或者约80℃-约180℃,或者约100℃-约150℃的反应器温度下操作。 优选反应温度为约100℃-约150℃或约110℃-约150℃。当使用一个 或多个另外的反应器时,该另外的反应器温度将在约40℃-约200℃, 优选约50℃-约150℃和更优选约100℃-约150℃变化。从任何引述下 限到任何引述上限的范围都被本发明涵盖,并且处于本说明书的范围 内。在使用一种或多种双-Cp催化剂与一种或多种单-Cp催化剂的共聚 技术中,与双-Cp催化剂相比,对于使用单-Cp催化剂的反应来说,较 低的反应温度是优选的。

反应压力取决于催化剂系统的细节。通常,反应器,无论是单个 反应器或者串联反应器中的每个,是在小于2500磅/平方英寸 (psi)(17.23MPa),或者小于2200psi(15.16MPa)或者小于 2000psi(13.78MPa)的反应器压力操作的。优选反应器压力为约常压 到约2000psi(13.78MPa),或者约200psi(1.38MPa)-约 2000psi(13.78MPa),或者约300psi(2.07MPa)-约 1800psi(12.40MPa)。从任何引述下限到任何引述上限的范围是所预期 的,并且处于本说明书的范围内。

在较不稳定的催化剂的情况中,当所选择的方法使用串联的反应 器时,催化剂也可以供给到第二反应器。通过使用含有铪作为过渡金 属的双环戊二烯基催化剂系统,特别是具有偶联两个环戊二烯基环的 共价的单原子桥的那些,可以实现最佳温度,特别是用于渐进式增加 聚合温度的串联操作。

适用于其中所述的方法的具体的反应器构造和方法更详细的描 述在美国专利No.6319998和美国临时专利申请系列No.60/243192中 (2000年10月25日),所述内容通过引用并入本文。支化可以通过选 择聚合催化剂或方法来引入。

在替代的实施方案中,第一和第二基于乙烯的共聚物可以在烷烃 溶剂例如己烷(或己烷异构体)中,在溶液方法中或者在浆体方法中, 在丙烯内聚合,和最终除去溶剂。该第一和第二基于乙烯的共聚物可 以具有中等粘度和超过最终的润滑剂配置剂所需的分子量。例如,大 部分传统的乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶制造厂不会生产具有用于润滑 剂配置剂的合适粘度的低粘度聚合物。在另一例子中,低粘度共聚物 倾向于在储存时冷流动。该第二个例子对于非晶共聚物尤其如此,其 具有更低的平台模量。该粗产物然后通过串联步骤加工,来产生最终 的润滑剂组合物。

第一聚合反应区和第二聚合反应区中的乙烯转化率(%)(“第一乙 烯转化率”)和(“第二乙烯转化率”)可以相同或不同。在一些实施方案 中,该第一和第二乙烯转化率是不同的,并且数值(转化率%)相差至少 5%,10%,至少15%或者至少20%,并且第一或第二乙烯转化率具有较 高的值。在一种优选的实施方案中,第一乙烯转化率高于第二乙烯转 化率。

在一些实施方案中,乙烯和第一α-烯烃共聚单体可以在第一聚合 反应区中,在第一茂金属催化剂存在下在第一聚合条件下聚合,来产 生包含第一基于乙烯的共聚物的第一流出物。乙烯和第二α-烯烃共聚 单体也可以在第二聚合反应区中,在第二聚合条件下,在第二茂金属 催化剂存在下聚合,来产生包含第二乙烯-α-烯烃共聚物的第二流出 物。所形成的离散共聚物然后可以混合或者共混来提供流变调节剂。

在一种或多种实施方案中,该第一和第二聚合条件可以包括至少 之一的浆体相,溶液相和本体相。当该第一和第二聚合条件是溶液相 时,形成聚合物组合物可以进一步包括从第一流出物、第二流出物或 者二者中充分除去溶剂,来产生固体聚合物组合物。

在一种或多种实施方案中,独立的聚合可以平行进行,并且来自 于三个反应器的流出物聚合物溶液在完成之前在下游合并。在另外一 种实施方案中,独立的聚合可以串联进行,在其中将一个反应器的流 出物供给到下一个反应器。在再另一实施方案中,独立的聚合可以在 相同的反应器中进行,优选依次聚合。

该乙烯-α-烯烃共聚物可以通过茂金属催化剂聚合,在一个反应 器中来形成第一基于乙烯的共聚物和在另一反应器中的第二乙烯-α- 烯烃共聚物。可以将该第一和第二乙烯-α-烯烃共聚物合并,然后进 行最终步骤来产生聚合物组合物。可以首先制备该第一基于乙烯的共 聚物;可选择的,该第二乙烯-α-烯烃共聚物可以在串联反应器构造 中首先制备或者该乙烯-α-烯烃共聚物可以在并联反应器构造中同时 制备。

茂金属催化剂和它们与聚合方法中所用的非配位离子和非离子 活化剂一起的使用可以如2009年4月28日提交的美国临时专利申请 序列号No.61/173528,标题为“Ethylene-Based Copolymers and  Lubricating Oil Compositions Containing the Same”中所讨论和 描述,所述申请通过引用并入本文。

合适的双环戊二烯基茂金属的例子包括但不限于公开在美国专 利No.5324800;5198401;5278119;5387568;5120867;5017714; 4871705;4542199;4752597;5132262;5391629;5243001;5278264; 5296434;和5304614中的类型,所述专利通过引用并入本文。

润滑油组合物

还提供了含有所述的聚合物组合物和一种或多种基础油(或基料) 的润滑油组合物。该基料可以是或者包括润滑粘度的天然或者合成油, 无论是得自加氢裂化,氢化,其他精制方法,未精制方法,还是再精 制方法。该基料可以是或者包括用过的油。天然油包括动物油,植物 油,矿物油及其混合物。合成油包括烃油,基于硅的油,和含磷的酸 的液体酯。合成油可以通过费-托气变液合成程序以及其他气变油方法 来生产。

在一种实施方案中,该基料是或者包括聚α烯烃(PAO),其包括 PAO-2,PAO-4,PAO-5,PAO-6,PAO-7或PAO-8(该数值与100℃的运 动粘度有关)。优选该聚α烯烃是由十二碳烯和/或癸烯来制备的。通 常,适于作为润滑粘度的油的聚α烯烃的粘度小于PAO-20或PAO-30 油。在一种或多种实施方案中,该基料可以如美国石油组织(API) Base Oil Interchangeability Guidelines的定义。例如该基料可以 是或者包括API第I,II,III,IV,V族油或者其混合物。

在一种或多种实施方案中,该基料可以包括通常用作曲柄轴箱润 滑油的油或者其组合物。例如合适的基料可以包括曲柄轴箱润滑油, 其用于火花点火的和压缩点火的内燃机,例如机动车和卡车发动机, 海运和铁路柴油发动机等。合适的基料也可以包括常规用于和/或适于 用作动力传输流体例如自动变速箱流体,拖拉机流体,万用拖拉机流 体和液机流体,重载荷液机流体,动力转向流体等等的那些油。合适 的基料也可以是或者包括齿轮润滑剂,工业油,泵油和其他润滑油。

在一种或多种实施方案中,该基料不仅可以包括得自石油的烃 油,而且还包括合成润滑油例如二元酸的酯;通过单元酸、聚二醇、 二元酸和醇的酯化所制备的复合酯;聚烯烃油等。因此,所述的润滑 油组合物可以适于混入合成基油基料中例如二羧酸、聚二醇和醇的烷 基酯;聚α-烯烃;聚丁烯;烷基苯;磷酸的有机酯;聚有机硅油;等 等。该润滑油组合物也可以以浓缩形式使用,例如在油如矿物润滑油 中1wt%-49wt%,以容易处理,并且可以以这种形式,通过在油中如前 所述进行本发明的反应来制备。

该润滑油组合物可以包括基料和一种或多种组成分散聚合物组 合物和/或一种或多种结晶度分散聚合物组合物,和任选的倾点抑制 剂。该润滑油组合物的增稠效率可以大于1.5,或者大于1.7,或者大 于1.9,或者大于2.2,或者大于2.4或者大于2.6。该润滑油组合物 的剪切稳定性指数可以小于55,或者小于45,或者小于35,或者小 于30,或者小于25,或者小于20,或者小于15。该润滑油组合物的 根据ASTM D4684的迷你旋转粘度计(MRV)粘度可以小于60000cps。 该润滑油组合物的根据ASTM5949的倾点可以小于-25℃。该润滑油组 合物可以具有期望性能的任意组合。例如该润滑油组合物的增稠效率 可以大于约1.5或者大于约2.6,剪切稳定性指数小于55或者小于35 或者小于25和/或根据ASTM D4684,在-35℃在10W-50配置剂中的 迷你旋转粘度计(MRV)粘度小于约60000cps。

该润滑油组合物优选包含约2.5wt%,或者约1.5wt%,或者约 1.0wt%或者约0.5wt%的组成分散和/或结晶度分散聚合物组合物。在 一些实施方案中,该聚合物组合物在该润滑油组合物中的量可以从低 至约0.5wt%,约1wt%,或者约2wt%到高至约2.5wt%。

本发明的润滑油组合物可以任选地包含一种或多种常规添加剂, 例如诸如倾点抑制剂,抗磨剂,抗氧化剂,其他粘度指数改进剂,分 散剂,腐蚀抑制剂,消泡剂,洗涤剂,除锈剂,摩擦改性剂改性剂, 等等。

腐蚀抑制剂,也称作防腐蚀剂,降低了与该润滑油组合物接触的 金属零件的降解。示例性的腐蚀抑制剂包括磷硫化烃和磷硫化烃与碱 土金属氧化物或者氢氧化物的产物,优选在烷基化苯酚或者烷基苯酚 硫酯存在下,以及优选在二氧化碳存在下反应所获得的产物。磷硫化 烃是通过合适的烃例如萜烯,重质石油馏分的一种C2-C6烯烃聚合物 例如聚异丁烯,与5-30wt%的磷的硫化物在66℃-316℃的温度反应 1/2-15小时来制备。该磷硫化烃的中和可以通过本领域技术人员已知 的方式来进行。

氧化抑制剂,或者抗氧化剂,降低了矿物油在使用中劣化的倾向, 这可以通过氧化产物例如金属表面上的淤浆和清漆状沉积物和通过粘 度增加来证明。这样的氧化抑制剂包括具有C5-C12烷基侧链的烷基酚 硫酯的碱土金属盐,例如壬基酚硫化钙,辛基酚硫化钡,二辛基苯基 胺,苯基α-萘基胺,硫化磷或者硫化烃等。可用于本发明的其他氧化 抑制剂或者抗氧化剂包括油溶性铜化合物,例如在美国专利 No.5068047中描述的那些。

摩擦改性剂用于赋予润滑油组合物例如自动驾驶流体正确的摩 擦特性。合适的摩擦改性剂代表性的例子可见于美国专利 No.3933659,其公开了脂肪酸酯和酰胺;美国专利No.4176074,其描 述了聚异丁烯基琥珀酸酐-氨基烷醇的钼络合物;美国专利 No.4105571,其公开了二聚脂肪酸的甘油酯;美国专利No.3779928, 其公开了烷烃膦酸盐;美国专利No.3778375,其公开了膦酸酯与油酰 胺的反应产物;美国专利No.3852205,其公开了S-羧基亚烷基烃基琥 珀酰亚胺,S-羧基亚烷基烃基琥珀酰胺酸及其混合物;美国专利 No.3879306,其公开了N(羟基烷基)链烯基-琥珀酰胺酸或者琥珀酰亚 胺;美国专利No.3932290,其公开了亚磷酸二-(低级烷基)酯和环氧 化物的反应产物;和美国专利No.4028258,其公开了磷硫化N-(羟基 烷基)链烯基琥珀酰亚胺的环氧烷基加合物。优选的摩擦改性剂是烃基 取代的琥珀酸或酸酐和硫代双烷醇的琥珀酸酯或者其金属盐,例如在 美国专利No.4344853中描述的那些。

分散剂将使用过程中由氧化形成的油不溶物保持悬浮在流体中, 因此防止了淤浆絮凝和沉淀或者沉积在金属零件上。合适的分散剂包 括高分子量N-取代的链烯基琥珀酰亚胺,油溶性聚异丁烯琥珀酸酐与 亚乙基胺例如四亚乙烯五胺及其硼酸化盐的反应产物。高分子量酯(由 烯烃取代的琥珀酸与单或多羟基脂肪族醇的酯化形成)或者来自于高 分子量烷基酚的曼尼奇碱(由高分子量烷基取代的苯酚,亚烷基多胺和 醛例如甲醛缩合而成)也可以用作分散剂。

倾点抑制剂(“PPD”),也称作润滑油流动改进剂,降低了流体将 流动或者能够倾倒时的温度。可以使用本领域已知的任何合适的倾点 抑制剂。例如合适的倾点抑制剂包括但不限于一种或多种富马酸C8-C18二烷基酯乙酸乙烯酯共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸烷基酯 和萘蜡。

泡沫控制可以通过任何的一种或多种消泡剂来提供。合适的消泡 剂包括聚硅氧烷,例如硅油和聚二甲基硅氧烷。

抗磨剂降低了金属零件的磨损。代表性的常规抗磨剂是二烷基二 硫代磷酸锌和二芳基二硫代磷酸锌,其也用作抗氧化剂。

洗涤剂和金属除锈剂包括磺酸的金属盐,烷基苯酚,硫化烷基苯 酚,水杨酸烷基酯,环烷酸酯和其他油溶性单和二羧酸。高碱性(即, 高碱值)金属盐,例如高碱性碱土金属磺酸盐(特别是Ca和Mg盐)经常 被用作洗涤剂。

含有这些常规添加剂的组合物可以与基料以有效的提供它们的 正常服务功能的量共混。因此,典型地配置剂可以包括重量量的VI 改进剂(约0.01%-约12%);腐蚀抑制剂(约0.01%-约5%);氧化抑制剂 (约0.01%-约5%);倾点抑制剂(约0.01%-约5%);消泡剂(约0.001%- 约3%);抗磨剂(约0.001%-约5%);摩擦改性剂(约0.01%-约5%);洗 涤剂/除锈剂(约0.01-约10%);和基油。

当使用其他添加剂时,虽然并非必需,但是令人期望的可以是制 备添加剂母液,其包括VI改进剂(浓缩量)与一种或多种其他添加剂一 起的浓溶液或者分散体,这种母液被称作“添加剂包”,由此几个添加 剂可以同时加入该基料中来形成润滑油组合物。添加剂母液在润滑油 中的溶解可以通过溶剂和通过伴随着适度加热来混合而促进,但是这 并非重要的。该添加剂包可以配制包含适量的VI改进剂和任选的另外 的添加剂,在当该添加剂包与预定量的基油合并时,在最终的配置剂 中提供期望的浓度。

与基料油的共混

常规的共混方法描述在美国专利No.4464493中,所述专利通过 引用并入本文。这种常规的方法将聚合物送过处于高温的挤出机来降 解该聚合物和将热油沿着挤出机口模面循环,同时将从挤出机出来的 降解的聚合物减小到一定粒度并进入热油。如上所述的本发明粒化的 固体聚合物组合物可以通过共混直接与基油一起加入,来直接产生用 于VI改进剂的粘度,以使得不需要现有技术的复杂的多步方法。该固 体聚合物组合物可以溶解在基料中,而无需另外的剪切和降解方法。

该聚合物组合物可以在室温以至多15%的浓度溶于润滑油中,来 制备粘度调节剂母料。这样的母料(其包括最终另外的添加剂包,该添 加剂包括用于上述润滑油应用中的典型地添加剂)通常通过多级润滑 油程序来进一步稀释到最终的浓度(通常为约1%)。在这种情况中,该 母料将是可倾倒的均匀无固体溶液。

该聚合物组合物典型地SSI(根据ASTM D6278测定)为约10-约 60。优选的组合物的SSI是20-30。

具体实施方案

聚合物分析

基于乙烯的共聚物的作为乙烯重量百分比(C2wt%)的乙烯含量是 根据ASTM D3900来测定的。

目视凝胶化测试

该目视凝胶测试是如2011年9月29日提交的美国临时申请序列 号61/540997,其标题为Rheological Methods To Determine The Predisposition Of A Polymer To Form Network Or Gel所披露的那 样来进行的,其公开内容通过引用并入本文。将40ml的溶液样品放入 125ml透明玻璃小瓶(或罐)中,并且用盖子密封。一种典型的玻璃小 瓶获自Fisher Scientific Corporation(类号#:02-912-345)。将该 玻璃小瓶在保持于10℃+/-3℃的低温冰箱中在10℃存储8小时。该玻 璃小瓶然后在冰箱中在-15℃+/-0.5℃存储16小时。多次循环重复上 面的温度条件。一个循环的组成为样品在10℃存储8小时,随后在 -15℃存储16小时。在1和4个温度循环后将该玻璃小瓶分级。将热 电偶放入参考小瓶中,其与所述样品相同,但是仅仅含有溶剂或基油, 来监控实际的样品温度。样品的分级是在冰箱中在-15℃存储16小时 后立即进行的。在分级期间,将该小瓶立即倾倒或者倾斜到几乎水平 的位置。如果在小瓶外面上形成冷凝,则将该冷凝物用纸巾擦下。使 用下面的目视等级来对样品目视分级。

等级 说明 详细注释

0 无凝胶 自由流动流体,具有镜面表面

1 轻微凝胶 轻微的非均匀性,表面粗糙

2 中等凝胶 大的非均匀性,从小瓶上轻微脱离

3 重度凝胶 从小瓶脱离,大的可见团块

4 固体 固体凝胶

熔体流动速率(MFR)是根据ASTM D1238,在230℃在2.16kg负荷 下或者21.6kg负荷下测量的。

剪切稳定性指数(SSI)是根据ASTM D6278,经过30个循环,使用 Kurt Orbahn柴油注射设备来测量的。

屈服应力和tan(δ)测量是如2011年9月29日提交的美国临时申 请序列号61/540997,其标题为“Rheological Methods To Determine  The Predisposition Of A Polymer To Form Network Or Gel”中披 露的那样进行的,其公开内容通过引用并入本文。流变性是在含有 VII(测试油)的2.4wt%的PAO4溶液上进行的。使用两种方法来测定VII 的低温性能。

稳态流动方法:响应从100Pa到0.002Pa的应力变化的剪切速 率是在恒温下,使用装备有60mm2°2'01″钢质锥形夹具的TA Instruments AR-1000流变仪来测量的。屈服应力是通过拟合响应 Herschel-Bulkley模型的粘度-剪切应力来计算的。通常,对于良好 的低温性能来说,期望的是较低的屈服应力值。屈服应力<20mPa的溶 液在测试油中是优选的。

振荡流变方法:存储模量(G’),损耗模量(G”),复数粘度和tan  δ(G’/G”)是在1rad/s的角频率,施加0.2Pa振荡应力,在40℃到-18℃ 的温度范围内以1℃/min速率冷却来测量的。期望的是在测量期间不 存在凝胶点(G’>G”)。同样,对于较好的低温性能的VII来说,较高的 tan δ值在-15℃是优选的。在VII中tan δ优选的值在测试油中 是>3.0。

增稠效率(TE)是聚合物在油中的增稠能力的度量,并且定义为: TE=2/c×ln((kv(聚合物+油))/kv)//ln(2),其中c是聚合物的浓度和kv 是在100℃根据ASTM D445的运动粘度。剪切稳定性指数(SSI)是聚合 物在发动机中永久机械剪切降解的耐受力的指标。该SSI可以根据 ASTM D6278所列的方案,通过将用于30个循环的聚合物-油溶液送过 高剪切Bosch柴油注射器来测定的。该聚合物的SSI可以由油(无聚合 物)的粘度,聚合物-油溶液的初始和剪切粘度,使用下式来计算: SSI=100×(kv(聚合物+油),新的-kv(聚合物+油),剪切的)/(kv(聚合物+油),新的-kv油,新的)

实施例

乙烯-α-烯烃共聚物的制备

用以下方法合成上述的多种共聚物组合物。该共聚物组合物是在 串联的两个连续搅拌釜式反应器中合成的。将来自第一反应器的流出 物(其含有第一共聚物组分、未反应的单体和溶剂)与另外的单体一起 供给到第二反应器,在这里聚合是在不同的过程条件下持续来产生第 二共聚物组分。在使用异己烷作为溶剂的溶液中进行聚合。在该聚合 过程期间,使用氢加入和温度控制来实现期望的熔体流动速率。将该 催化剂(其在反应器之外活化)以保持目标聚合温度所需的有效量加 入。

在第一反应器中,第一共聚物组分是在乙烯,丙烯和催化剂存在 下生产的,该催化剂包含N,N-二甲基苯胺四(五氟苯基)硼和[环戊二 烯基(2,7-二叔丁基芴基)二-对三乙基硅烷苯基甲烷]二甲基铪的反应 产物。

在第二反应器中,第二共聚物组分是在乙烯,丙烯和催化剂存在 下生产的,该催化剂包含N,N-二甲基苯胺四(五氟苯基)硼和[环戊二 烯基(2,7-二叔丁基芴基)二-对三乙基硅烷苯基甲烷]二甲基铪的反应 产物。

将来自第二反应器的混合的共聚物溶液猝灭,然后使用常规的已 知的液化方法例如闪蒸或者液相分离来液化,首先除去大部分异己烷 来提供浓溶液,然后在无水条件下,使用脱挥器汽提其余的溶剂,以 便以含有小于0.5wt%的溶剂和其他挥发物的熔融聚合物组合物结束。 将该熔融的聚合物组合物通过螺杆推进到造粒机,从这里将聚合物组 合物粒子浸入水中和冷却成固体。

下表A中提供了制造乙烯-α-烯烃共聚物组合物的方法进一步的 细节。

对比例A显示了一种方法,这里用于第一共聚物(非晶)组分的氢 供料浓度是0.6wt%,和用于第二共聚物(半结晶)组分的氢供料浓度是 1.2wt%,基于乙烯单体,α-烯烃共聚单体,溶剂和氢的总供料量。

实施例1A显示了一种方法,这里用于第一共聚物(半结晶)组分 的氢供料浓度是0.17wt%,和用于第二共聚物(非晶)组分的氢供料浓 度是0.12wt%,基于乙烯单体,α-烯烃共聚单体,溶剂和氢的总供料 量。

表A

  对比例A 实施例1A

总MFR 4.2 4.75

半结晶(SC)MFR 2.8 4.2

非晶(AM)MFR 10.9 5.6

总%C2 65.2 60.6

半结晶%C2 72 69.2

非晶%C2 49.2 51.2

半结晶Wt% 70.1 51.8

非晶Wt% 29.9 48.2

总MFRR 21.9 34

半结晶MFRR NA 38.7

第1反应器组分 非晶(AM) 半结晶(SC)

第2反应器组分 半结晶(SC) 非晶(AM)

反应器温度(SC),℃ 140 132

反应器温度(AM),℃ 99 134

C 2转化(AM),% 80 69.2

C 3转化(AM),% 83 43.2

C 2转化(SC),% 75 91.6

C 3转化(SC),% 54 69.2

C 2供料浓度(SC),Wt% 17.1 7.3

C 3供料浓度(SC),Wt% 9.6 3.9

C 6供料浓度(SC),Wt% 72.1 88.6

H 2供料浓度(SC),Wt% 1.2 0.17*

C 2供料浓度(AM),Wt% 3.1 7.5*

C 3供料浓度(AM),Wt% 3.2 12.7*

C 6供料浓度(AM),Wt% 93.1 79.6*

H 2供料浓度(AM),Wt% 0.6 0.12*

凝胶分级(4个循环) 3 0

屈服应力0℃,mPa 50.3 0

屈服应力-15℃,mPa 84.0 0

Tan δ 0.8 18.2

*仅仅R2供料;不包括R1流出物。

如表A所示,实施例1A(其与对比例A(0.6wt%,非晶组分)相比 在第一聚合反应区中具有较低的氢供料浓度(0.17wt%,半结晶组分)) 产生了凝胶等级0,而对比例A产生了凝胶等级3。

另外,实施例1A(其与对比例A(1.2wt%,半结晶组分)相比在第 二聚合反应区中具有较低的氢供料浓度(0.12wt%,非晶组分))产生了 凝胶等级0,而对比例A产生了凝胶等级3。

另外,实施例1A产生了改进的凝胶等级,其在第一反应器(132℃) 和第二反应器(134℃)之间的温差仅仅是2℃,而与之相比,对比例A 的温差是41℃(第一反应器中99℃;第二反应器中140℃)。

还观察到实施例1A产生了改进的凝胶等级,其在第一反应器 (91.6%)和第二反应器(69.2%)之间的乙烯转化率差值是22%,而与之 相比对比例A的乙烯转化率差值是5%(第一反应器中是80%,第二反应 器中是75%)。

如表A所示,另一差值是对比例A在第一聚合区中制造了非晶组 分,和在第二聚合区中制造了半结晶组分。另一方面,实施例1A在第 一聚合区中制造了半结晶组分,和在第二聚合区中制造了非晶组分。

所制备的聚合物组合物包含第一乙烯-α-烯烃共聚物和第二乙烯 -α-烯烃基共聚物,二者都选自表1所列的聚合物。

下表1和2表明实施例的组合物证实了第一乙烯-α-烯烃共聚物 (a)的MFR和/或MFRR对于低温凝胶化性能的作用。

在表1中,该MFR是在230℃/2.16kg,根据ASTM D1238测量的。 MFRR是在230℃/21.6kg和230℃/2.16kg的MFR之比。

表1和2中的聚合物是通过上文称作凝胶-循环方法和流变学分 析,在用于凝胶形成趋势的2.4%浓度的PAO溶液中评价的。

表1

表1(续)

表2

表2(续)

表2的结果表明第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的MFR>1.5g/10min 和/或第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的MFRR>30的样品具有更好的低温 凝胶化性能,其是通过在0℃和-15℃的屈服应力和tan δ来度量。

本发明的示例性实施方案包括:

实施方案A:一种聚合物组合物,其包含:

(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物和

(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物,其中

(c)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含量为约60-约80wt%;

(d)该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于约60wt%;和

(e)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流动速率比(MFRR)大于 30,该熔体流动速率比定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所 测量的MFR之比,和任选的熔体流动速率(MFR)为至少约1.5g/10min, 该熔体流动速率是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的。

实施方案B:实施方案A的聚合物组合物,其中该第二乙烯-α- 烯烃共聚物的乙烯含量为约42-约54wt%。

实施方案C:实施方案A和B任一项的聚合物组合物,其中该第 一和第二乙烯-α-烯烃共聚物各个包含选自C3-C20α-烯烃的一种或多 种共聚单体。

实施方案D:实施方案C的聚合物组合物,其中该第一和第二乙 烯-α-烯烃共聚物各个包含丙烯。

实施方案E:实施方案A-D任一项的聚合物组合物,其中该组合 物包含约30wt%-约70wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约70wt%- 约30wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b),基于该组合物中(a)和(b)的 总量。

实施方案F:实施方案A-D任一项的聚合物组合物,其中该组合 物包含约40wt%-约60wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约60wt%- 约40wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b),基于该组合物中(a)和(b)的 总量。

实施方案G:实施方案A-E任一项的聚合物组合物,其中该组合 物包含约50-约54wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约46-约50wt% 的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b),基于该组合物中(a)和(b)的总量。

实施方案H:实施方案A-G任一项的聚合物组合物,其中该第一 乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

实施方案I:实施方案A-H任一项的聚合物组合物,其中该第二 乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

实施方案J:实施方案A-I任一项的聚合物组合物,其中该第一 乙烯-α-烯烃共聚物和第二乙烯-α-烯烃共聚物的组合物的重均分子 量为约60000g/mol-约120000g/mol。

实施方案K:实施方案A-J任一项的聚合物组合物,其中该第一 和第二乙烯-α-烯烃共聚物各个的分子量分布小于约2.5。

实施方案L:实施方案A-K任一项的聚合物组合物,其中该第一 和第二乙烯-α-烯烃共聚物是茂金属催化的乙烯-α-烯烃共聚物。

实施方案M:实施方案A-L任一项的聚合物组合物,该第一乙烯 -α-烯烃共聚物(a)的MFR为至少约1.5g/10min,该MFR是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的,和MFRR大于30,该MFRR定义 为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

实施方案N:实施方案A-L任一项的聚合物组合物,该第一乙烯 -α-烯烃共聚物(a)的MFR为至少约1.6g/10min,该MFR是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的,和MFRR大于34,该MFRR定义 为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

实施方案O:实施方案A-M任一项的聚合物组合物,其中该第一 乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为约63-约77wt%。

实施方案P:实施方案A-O任一项的聚合物组合物,其中第二乙 烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量小于约55wt%。

实施方案Q:实施方案A-P任一项的聚合物组合物,其中该第一 乙烯-α-烯烃共聚物的MFR至多约6.5g/10min,其是通过ASTM D1238 条件L(230℃/2.16kg)来测量的。

实施方案R:实施方案A-Q任一项的聚合物组合物,其中该第一 乙烯-α-烯烃共聚物的MFRR至多约55,其定义为在230℃/21.6kg和 在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

实施方案S:一种润滑油组合物,其包含(i)润滑油基料和(ii) 聚合物组合物,该组合物包含:

(a)第一乙烯-α-烯烃共聚物和

(b)第二乙烯-α-烯烃共聚物,其中

(c)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的乙烯含量为约60-约80wt%;

(d)该第二乙烯-α-烯烃共聚物(b)的乙烯含量小于约60wt%;和

(e)该第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的熔体流动速率比(MFRR)大于 30,熔体流动速率比定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测 量的MFR之比,和任选的熔体流动速率(MFR)为至少约1.5g/10min, 该熔体流动速率是通过ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的。

实施方案T:实施方案S的润滑油组合物,其中该第二乙烯-α- 烯烃共聚物的乙烯含量为约42-约54wt%。

实施方案U:实施方案S和T任一项的润滑油组合物,其中该第 一和第二乙烯-α-烯烃共聚物各个包含选自C3-C20α-烯烃的一种或多 种共聚单体。

实施方案V:实施方案S和T任一项的润滑油组合物,其中该第 一和第二乙烯-α-烯烃共聚物各个包含丙烯。

实施方案W:实施方案S-V任一项的润滑油组合物,其中该聚合 物组合物包含约30wt%-约70wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约 70wt%-约30wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b),基于聚合物组合物的 (a)和(b)的总量。

实施方案X:实施方案S-V任一项的润滑油组合物,其中该聚合 物组合物包含约60wt%-约40wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约 40wt%-约60wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b),基于聚合物组合物的 (a)和(b)的总量。

实施方案Y:实施方案S-V任一项的润滑油组合物,其中该聚合 物组合物包含约50-54wt%的第一乙烯-α-烯烃共聚物(a)和约50-约 46wt%的第二乙烯-α-烯烃共聚物(b),,基于聚合物组合物的(a)和(b) 的总量。

实施方案Z:实施方案S-Y任一项的润滑油组合物,其中该第一 乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

实施方案AA:实施方案S-Z任一项的润滑油组合物,其中该第 二乙烯-α-烯烃共聚物的重均分子量为约60000g/mol-约 120000g/mol。

实施方案BB:实施方案S-AA任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物和第二乙烯-α-烯烃共聚物的组合物的重均分 子量为约60000g/mol-约120000g/mol。

实施方案CC:实施方案S-BB任一项的润滑油组合物,其中该第 一和第二乙烯-α-烯烃共聚物的分子量分布小于约2.5。

实施方案DD:实施方案S-CC任一项的润滑油组合物,其中该第 一和第二乙烯-α-烯烃共聚物是茂金属催化的乙烯-α-烯烃共聚物。

实施方案EE:实施方案S-DD任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的MFR为至少约1.5g/10min,该MFR是通过 ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的,和MFRR大于30,该MFRR 定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

实施方案FF.实施方案S-EE任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物(a)的MFR为至少约1.6g/10min,该MFR是通过 ASTM D1238条件L(230℃/2.16kg)来测量的,和MFRR大于34,该MFRR 定义为在230℃/21.6kg和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比。

实施方案GG:实施方案S-FF任一项的润滑油组合物,其中(a) 该第一乙烯-α-烯烃共聚物MFRR大于30,其定义为在230℃/21.6kg 和在230℃/2.16kg所测量的MFR之比,和(b)该润滑油组合物的剪切 稳定性指数小于20。

实施方案HH:实施方案S-GG任一项的润滑油组合物,其中该润 滑油组合物的剪切稳定性指数为约20-约26。

实施方案II:实施方案S-HH任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为约63-约77wt%。

实施方案JJ:实施方案S-II任一项的润滑油组合物,其中该第 二乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量小于约55wt%。

实施方案KK:实施方案S-JJ任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物的MFR至多约6.5g/10min,其是通过ASTM D1238 条件L(230℃/2.16kg)来测量的。

实施方案LL:实施方案S-KK任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物的MFRR至多约55,其定义为在230℃/21.6kg 和在230℃/2.16kg测量的MFR之比。

实施方案MM:实施方案S-LL任一项的润滑油组合物,其中该第 一乙烯-α-烯烃共聚物的MFRR至多约55.39,其定义为在230℃ /21.6kg和在230℃/2.16kg测量的MFR之比。

实施方案NN:实施方案S-MM任一项的润滑油组合物,其中该润 滑油组合物根据目视凝胶化测试的凝胶等级是0-1。

实施方案OO:一种降低润滑油组合物中的凝胶化的方法,其包含 获得实施方案A-R任一项所定义的第一乙烯-α-烯烃共聚物,实施方 案A-R任一项所定义的第二乙烯-α-烯烃共聚物,和润滑油基料,和 将所述的第一乙烯-α-烯烃共聚物,所述的第二乙烯-α-烯烃共聚物和 所述的润滑油基料合并。

已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和 特征。应当理解除非另有指示,否则从任何下限到任何上限之间的范 围都是可以预期的。某些下限,上限和范围出现在下面的一个或多个 权利要求中。全部的数值考虑了本领域技术人员能够预想到的试验误 差和偏差。

作为此处使用的,术语“包含着”(和它的语法变化)是以“具有着” 或“包括着”的包含性含义来使用的,并且不是处于“组成仅仅为”的排 他性含义。作为此处使用的,术语“一个”和“该”被理解为包含了复数 以及单数。

已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和 特征。应当理解除非另有指示,否则从任何下限到任何上限之间的范 围都是可以预期的。某些下限,上限和范围出现在下面的一个或多个 权利要求中。全部的数值考虑了本领域技术人员能够预想到的试验误 差和偏差。

已经在上面定义了不同的术语。在权利要求所用的术语没有在上 面定义的情况中,它应当被赋予相关领域技术人员能够给出的、在至 少一个印刷的出版物或者公开的专利中涉及该术语的最宽的含义。此 外,本申请中所引用的全部的专利,测试方法和其他文献完全引入作 为参考和用于允许这样的引入的全部权限中,所述的参考到这样的程 度,即,这样的公开内容与本申请不矛盾。

本发明前述说明书说明和描述了本发明。此外,本发明仅仅显示 和描述了优选的实施方案,但是如上所述,应当理解本发明能够以不 同的其他组合、改变和环境来使用,并且能够在这里所表达的理念内 进行改变或者变化,这与上述教导和/或相关领域的技能或知识相适 应。

虽然前述内容涉及本发明的实施方案,但是本发明的其他和另外 的实施方案可以设计,而不脱离其基本的范围,并且其范围取决于下 面的权利要求。

上文所述的实施方案另外的目的是解释实践它的最佳的已知模 式和使得本领域技术人员能够使用其公开内容,或者其他实施方案和 具体应用或用途所需的不同的改变。因此,本说明书目的并非将它限 制到这里所公开的形式。同样,它的目的是将附加的权利要求解释为 包括可选择的实施方案。

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