专利名称：一种碱性烷基水杨酸钙的制备方法
技术领域：
本发明属于碱性润滑油清净剂的制备，特别涉及一种润滑油用碱性烷基水杨酸钙的制备方法。
背景技术：
碱性烷基水杨酸钙是常用的润滑油清净剂之一，具有良好的高温清净性、酸中和能力和较高的热稳定性，同时还有一定的低温分散能力、抗氧化能力和抗腐蚀性能，特别适合作为各种柴油机油及船用机油清净剂。关于烷基水杨酸酸钙的制备方法，国内外有很多专利披露。中国专利CN1144216A 以烷基水杨酸和氧化钙为原料，在甲醇为促进剂的条件下，以一定的物料配比和规定的加料顺序，一步法合成了总碱值大于250mgK0H/g的碱性水杨酸钙。CN1199086A利用调整表面活性剂的用量，合成出与高碱值磺酸钙具有良好兼容性的烷基水杨酸钙。CN1202479A以烷基水杨酸及氢氧化钙为原料，在甲醇促进剂存在下，以不同的配料比，可分别合成出不同碱值烷基水杨酸钙，碳酸化的反应终点用反应液的PH值控制。CN1345921A以烷基水杨酸为原料，引入有机羧酸或烷基苯磺酸作为表面活性剂， 分别用碱土金属氧化物和氢氧化物参与反应，并经两次碳酸化反应，得到总碱值400mgK0H/ g的碱性水杨酸钙。CN1504451A利用加入有机羧酸或磺酸的镁盐，在甲醇促进剂存在下，以烷基水杨酸及氢氧化钙为原料，可分别合成出不同碱值烷基水杨酸钙，碳酸化的反应终点用反应液的PH值控制。CN1708471A公开了一种利用烷基测链大于14碳的烷基水杨酸为原料，在甲醇等促进剂和表面活性剂存在下，通过二氧化碳和石灰发生碳酸化反应生成碱性烷基水杨酸钙；该专利还同时公开了利用烷基水杨酸和高碱值磺酸盐反应生成碱性烷基水杨酸盐。上述发明的共同特点是反应体系中均采用低沸点、易挥发的甲醇促进剂和易挥发溶剂，因此，回收过程中损耗大，其甲醇促进剂损失量约15%，溶剂甲苯损失量约10%，且易造成污染环境，并导致生产成本提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服上述现有技术存在的物料损耗大、易造成污染环境的问题，提供一种物料损失少、环保、产品收率高的碱性烷基水杨酸钙的制备方法。本发明的制备方法是
1、常温加入基础油、磺酸、烷基水杨酸和石灰，搅拌均勻，升温到40 80°C，并维持此温度1小时，用石灰中和烷基水杨酸和磺酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；
2、在中性烷基水杨酸钙中加入促进剂和石灰，并通入二氧化碳，进行碳酸化反应，所生成的碳酸钙在中性烷基水杨酸钙的分散作用下形成稳定的胶体分散体系，进而得到各种碱值的烷基水杨酸钙；
3、碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行蒸馏，除去体系中的促进剂，得到粗产品，促进剂回收后再用；
4、在粗产品中加入硅藻土助滤剂抽滤或用板框过滤机过滤，即得到烷基水杨酸钙。上述所说的中和反应中的基础油为75SN或150SN或200SN或2厘沱加氢油或5 厘沱加氢油，其加入量为烷基水杨酸质量的10 200%。上述所说的中和反应中的磺酸为石油磺酸或合成重烷基苯磺酸，其加入量为烷基水杨酸质量的0 50%，优选10 15%。上述所说的中和反应中的烷基水杨酸的烷基取代基碳链为C12 C200上述所说的中和反应中的石灰为氧化钙或氢氧化钙或其混合物，其纯度不小于 90%，石灰与烷基水杨酸的摩尔比为1.5:1 10:1。上述所说的碳酸化反应中的促进剂为甲氧基乙醇或乙二醇或丙二醇等高沸点醇， 优选乙二醇，其加入量为烷基水杨酸质量的50 300%，优选100 200%。上述所说的碳酸化反应中的石灰为氧化钙或氢氧化钙或其混合物，其纯度不小于 90%，石灰与烷基水杨酸的摩尔比为1.5:1 10:1。上述所说的碳酸化反应中的二氧化碳的通入量为石灰摩尔数的60 100%，优选 80 95%。上述所说的碳酸化温度范围为100 200°C，较好是120 180°C，最好是150 160°C，碳酸化时间为0. 5 6小时。上述所说的蒸馏为减压蒸馏，其真空度不小于0.090Mpa，温度为180 200°C，直到无促进剂馏出为止。上述所说的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、晶型碳酸钙和胶质的物料。上述所说的硅藻土助滤剂的加入量为粗产品的3 15%。本发明的优点在于
1、制备过程中不添加溶剂，因而物料损失少，设备利用率高。2、促进剂沸点高，蒸发损失少，促进剂损失仅1.0%左右，且体系中无溶剂，因此， 大幅度降低了对环境的污染。3、产品粘度小、易过滤、收率高。
具体实施例方式实施例1
在带有搅拌、冷凝分水器、温度计、二氧化碳插底管的IL四口瓶中，常温加入200SN 105g、合成重烷基苯磺酸18g、烷基水杨酸75g、氢氧化钙12g，搅拌均勻，升温到40°C，并将温度维持在4(T80°C 1小时，用氢氧化钙中和烷基水杨酸和合成重烷基苯磺酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；在中性烷基水杨酸钙中加入丙二醇55g，升温到13(T145°C， 加入氢氧化钙^g，用30分钟通入二氧化碳7. 5L，进行碳酸化反应；碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行减压蒸馏，其真空度为0. 090Mpa，温度为182°C，减压脱除促进剂，直到无丙二醇馏出为止，得到粗产品，所述的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、晶型碳酸钙和胶质的物料，促进剂回收后再用；在粗产品中加入硅藻土助滤剂IOg抽滤，滤速2. 73g/cm2 分钟，得到烷基水杨酸钙216g，产品对烷基水杨酸得率观8%，促进剂回收率99. 0%，损失1. 0%， 产品的总碱值166mgK0H/g，粘度24. 2mm2/s,浊度18JTU，与烷基苯磺酸钙盐混溶实验结果良好。实施例2
在带有搅拌、冷凝分水器、温度计、二氧化碳插底管的IL四口瓶中，常温加入150SN 112g、烷基水杨酸80g、氧化钙13.5g，搅拌均勻，升温到40°C，并将温度维持在4(T80°C 1 小时，用氧化钙中和烷基水杨酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；在中性烷基水杨酸钙中加入甲氧基乙醇90g，升温到10(Tll5°C，加入氧化钙^g，用60分钟通入二氧化碳12L，进行碳酸化反应；碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行减压蒸馏，其真空度为 0. 090Mpa，温度为180°C，减压脱除促进剂，直到无甲氧基乙醇馏出为止，得到粗产品，所述的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、晶型碳酸钙和胶质的物料，促进剂回收后再用；在粗产品中加入硅藻土助滤剂15g抽滤，滤速2. 35g/cm2 ·分钟，得到烷基水杨酸钙2Mg，产品对烷基水杨酸得率观0%，促进剂回收率98. 0%，损失2. 0%，产品的总碱值258mgK0H/g，粘度34. 8mm2/S，浊度32JTU，与烷基苯磺酸钙盐混溶实验结果良好。实施例3
在带有搅拌、冷凝分水器、温度计、二氧化碳插底管的IL四口瓶中，常温加入75SN 90g、石油磺酸9g、烷基水杨酸90g、氧化钙与氢氧化钙混合物10. 5g，其中，氧化钙为43%、氢氧化钙为57%，搅拌均勻，升温到40°C，并将温度维持在4(T80°C 1小时，用氧化钙与氢氧化钙混合物中和烷基水杨酸和石油磺酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；在中性烷基水杨酸钙中加入乙二醇200g，升温到155 160°C，加入氧化钙与氢氧化钙混合物74. 5g，其中，氧化钙为43 %、氢氧化钙为57%，用300分钟通入二氧化碳22L，进行碳酸化反应；碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行减压蒸馏，其真空度为0. 097Mpa,温度为188°C，减压脱除促进剂，直到无乙二醇馏出为止，得到粗产品，所述的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、 晶型碳酸钙和胶质的物料，促进剂回收后再用；在粗产品中加入硅藻土助滤剂35g抽滤，滤速2. 51g/cm2 ·分钟，得到烷基水杨酸钙沈2. 5g，产品对烷基水杨酸得率四1. 7%，促进剂回收率99. 0%，损失1. 0%，产品的总碱值3MmgK0H/g，粘度62. 5mm2/s,浊度61JTU，与烷基苯磺酸钙盐混溶实验结果良好。实施例4
在带有搅拌、冷凝分水器、温度计、二氧化碳插底管的IL四口瓶中，常温加入2厘沱加氢油80g、合成重烷基苯磺酸15g、烷基水杨酸100g、氢氧化钙18g，搅拌均勻，升温到40°C， 并将温度维持在4(T80°C 1小时，用氢氧化钙中和烷基水杨酸和合成重烷基苯磺酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；在中性烷基水杨酸钙中加入上例回收乙二醇120g，升温到185 195°C，加入氢氧化钙59g，用120分钟通入二氧化碳17L，进行碳酸化反应；碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行减压蒸馏，其真空度为0. 096Mpa,温度为185。C，减压脱除促进剂，直到无乙二醇馏出为止，得到粗产品，所述的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、晶型碳酸钙和胶质的物料，促进剂回收后再用；在粗产品中加入硅藻土助滤剂25g抽滤，滤速2. 50g/cm2 分钟，得到烷基水杨酸钙M9. 6g，产品对烷基水杨酸得率M9. 6%，促进剂回收率99. 5%，损失0. 5%，产品的总碱值358mgK0H/g，粘度50. 7mm2/s,浊度38JTU，与烷基苯磺酸钙盐混溶实验结果良好。
实施例5
在带有搅拌、加热夹套、冷却盘管、冷凝分水器、热偶温度计、二氧化碳通气环的100L 搪瓷釜中，常温加入5厘沱加氢油13. ^g、合成重烷基苯磺酸2. Ag、烷基水杨酸13. 5kg, 氢氧化钙1.8 kg，搅拌均勻，升温到40°C，并将温度维持在4(T80°C 1小时，用氢氧化钙中和烷基水杨酸和合成重烷基苯磺酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；在中性烷基水杨酸钙中加入乙二醇Wkg，升温到155 160°C，加入氢氧化钙12. 75kg，用360分钟通入二氧化碳6. ^g，进行碳酸化反应；碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行减压蒸馏，其真空度为0. 094Mpa，温度为200°C，减压脱除促进剂，直到无乙二醇馏出为止，得到粗产品，所述的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、晶型碳酸钙和胶质的物料，促进剂回收后再用；在粗产品中加入硅藻土助滤剂3. ^g用板框过滤机过滤，得到烷基水杨酸钙42. Ig，产品对烷基水杨酸得率313. 3%，促进剂回收率99. 5%，损失0. 5%，产品的总碱值390mgK0H/g，粘度 78. 2mm2/s，浊度48JTU，与烷基苯磺酸钙盐混溶实验结果良好。上述实施例中的二氧化碳、促进剂、烷基水杨酸均为普通工业级产品，烷基水杨酸的烷基取代基碳链为C12 C2tl，石灰的纯度不小于90%。本发明的烷基水杨酸钙的规格为160mgK0H/g、250mgK0H/g，最高可以达到 400mgK0H/g，在制备过程中，根据需要通过调整不同的配料比任意调整烷基水杨酸钙碱值。
权利要求
1.一种碱性烷基水杨酸钙的制备方法，其特征在于，它是按照以下方法制备的(1)、常温加入基础油、磺酸、烷基水杨酸和石灰，搅拌均勻，升温到40 80°C，并维持此温度1小时，用石灰中和烷基水杨酸和磺酸，完成中和反应，制得中性烷基水杨酸钙；(2)、在中性烷基水杨酸钙中加入促进剂和石灰，并通入二氧化碳，进行碳酸化反应，所生成的碳酸钙在中性烷基水杨酸钙的分散作用下形成稳定的胶体分散体系，进而得到各种碱值的烷基水杨酸钙；(3)、碳酸化完成后，对碳酸化反应物进行蒸馏，除去体系中的促进剂，得到粗产品，促进剂回收后再用；(4)、在粗产品中加入硅藻土助滤剂抽滤或用板框过滤机过滤，即得到烷基水杨酸钙。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的中和反应中的基础油为75SN 或150SN或200SN或2厘沱加氢油或5厘沱加氢油，其加入量为烷基水杨酸质量的10 200%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的中和反应中的磺酸为石油磺酸或合成重烷基苯磺酸，其加入量为烷基水杨酸质量的0 50%，优选10 15%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的中和反应中的烷基水杨酸的烷基取代基碳链为C12 C200
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的中和反应中的石灰为氧化钙或氢氧化钙或其混合物，其纯度不小于90%，石灰与烷基水杨酸的摩尔比为1.5:1 10:1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的碳酸化反应中的促进剂为甲氧基乙醇或乙二醇或丙二醇等高沸点醇，优选乙二醇，其加入量为烷基水杨酸质量的50 300%，优选 100 200%ο
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的碳酸化反应中的石灰为氧化钙或氢氧化钙或其混合物，其纯度不小于90%，石灰与烷基水杨酸的摩尔比为1.5:1 10:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的碳酸化反应中的二氧化碳的通入量为石灰摩尔数的60 100%，优选80 95%。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的碳酸化温度范围为100 200°C，较好是120 180°C，最好是150 160°C，碳酸化时间为0. 5 6小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的蒸馏为减压蒸馏，其真空度不小于0.090Mpa，温度为180 200°C，直到无促进剂馏出为止。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的粗产品是脱除促进剂后含有少量石灰、晶型碳酸钙和胶质的物料。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述所说的硅藻土助滤剂的加入量为粗产品的3 15%。
全文摘要
本发明涉及一种润滑油用碱性烷基水杨酸钙的制备方法，本发明以基础油、烷基水杨酸、磺酸和石灰为原料进行中和反应，然后在促进剂作用下，进行高温碳酸化反应，再经蒸馏、助滤剂过滤等后处理，制得不同碱值烷基水杨酸钙盐产品，本发明采用无溶剂制备工艺和高沸点促进剂，从而减少了物料损失，增加了产品收率和设备利用率，且体系中无溶剂，大幅度降低了对环境的污染。
文档编号C07C65/05GK102276450SQ201110124888
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者禹培根, 袁汉民, 赵岷江, 隋淼 申请人:锦州康泰润滑油添加剂有限公司