专利名称：：天然和合成磺酸钠的乳化剂共混物的制作方法天然和合成磺酸钠的乳化剂共混物相关申请的交叉引用本申请要求于2005年2月15日提交并要求优先权的美国临时申请序列号60/653,685的优先权，将其在此引入作为参考。背景1.发明领域本发明涉及一种包括天然和合成磺酸钠的共混物的乳化剂组合物。2.技术背景在配制用于切削液、液压流体、金属加工润滑剂等的可乳化的润滑组合物过程中，石油磺酸钠被广泛用作主要的乳化剂。石油磺酸钠通常作为其中制得某些高度精炼的石油产品例如白色润滑油、药用油和某些等级的变压器油的精炼工艺的副产物制得。通过用发烟硫酸处理精炼的石油馏出物或提余液而制得高度精炼的石油产品，该发烟硫酸与油的某些组分反应制得磺酸，一些磺酸是油溶性的并且一些磺酸是水溶性的，由此形成两相体系。该两相分离成两层，其中一层是含油溶性的红棕色或赤褐色磺酸的油层，并且一层是被普遍称为酸渣层的水溶性层，该层含有树脂状材料、未反应的硫酸和水溶性的或绿色的磺酸。然后将这些层分离并且将油溶性磺酸通常以它们的钠盐形式从油层中回收。已发现优选为油溶性的赤褐色磺酸可广泛用于制备可乳化的石油产品，例如可溶性的切削油、液压流体、用于形成金属的金属加工润滑液等。将该酸性油层中和以制得钠盐并且用极性溶剂，通常是醇萃取以分离出大多数油相并且提高磺酸钠的活性。这类方法在美国专利No.1,930,488中进行了概述性的论述。经由上述方法的白油的生产已经日益变得不经济，并且因此作为白油精炼的副产物的磺酸盐的产量显著下降。这使得石油磺酸钠明显短缺。伴随着天然石油磺酸盐的另一个主要缺点是它们质量的不一致和因此它们的乳化性能的变化。为了提高乳化性能，通常加入不同类型的次级表面活性剂例如脂肪酸盐。使用的次级表面活性剂的数量取决于使用的磺酸盐的质量而变化。美国专利No.4，140，642描述了一种改进的乳化剂组合物其中将烷基芳基磺酸与有机或无机碱一起使用，并且其中酸的当量根据函数C-f(M)分配，其中C表示浓度并且M表示各种酸的当量，该函数具有两个不同的当量最大值Mi和M2，N^〈M2。令人惊奇地，本发明人发现了一种能够提供具有一致乳化性能的乳化剂组合物并且经济的磺酸盐共混物。该共混物包括至少一种不作为油精炼工艺的副产物制备并且可以不被萃取的天然碱金属石油磺酸盐，和被如下选择的其它高活性合成磺酸盐或磺酸的共混物使得能够制得具有60%或更高活性物质含量的乳化体系并且使得能够平衡油溶性和乳化性能而由此提供优良的表面活性剂体系。发明概述本文中提供了一种乳化剂组合物，其包括至少一种天然碱金属石油磺酸盐和至少一种合成碱金属磺酸盐的共混物。优选地，该共混物包括至少约30wt。/。的合成碱金属磺酸盐，该磺酸盐包括至少约30wt%的当量约500-约550的支化十二烷基二甲苯磺酸碱金属盐。优选实施方案的详述本发明涉及一种天然和合成碱金属磺酸盐，优选磺酸钠的共混物。天然磺酸钠通过衍生自天然存在的原油的石油级分的磺化制备。合成磺酸钠通过所选择的烃化合物例如线型或支化的烷基或烷基芳族化合物的磺化制备。以下表1中的磺酸盐列表是可共混以制得具有与ShellReg(465)相当或者更好的乳化性能的产品的各种磺酸盐的例举。这些磺酸盐可商购获得，并且在本文中出于对应于下面实施例中的试验结果而鉴别这些磺酸盐的目的而用下述名称提供。表1磺酸盐说明磺酸盐A当量约510-约530,优选约520的直链单-和二烷基苯磺酸钠盐磺酸盐B当量约420-约440,优选约430的直链单-和二烷基苯磺酸钠盐磺酸盐C当量约450-约470,优选约460的直链单-和二烷基苯磺酸钠盐磺酸盐D当量约480-500，优选约490的合成磺酸钠盐磺酸盐E得自600SUS矿物油、d「CH二烷基苯磺酸盐和当量约510-约530,优选约520的(:2。-(:24单烷基苯磺酸盐的磺酸盐共混物的钠盐磺酸盐F当量约370-约390,优选约380的线型C,2-C"烷基二曱^t酸钠盐磺酸盐G当量约450-约470,优选约460的线型,酸钠盐磺酸盐H得自600SUS矿物油、C,2-C"二烷基苯磺酸盐和当量约510-约530,优选约520的CfC"单烷基苯磺酸盐的磺酸盐共混物的钠盐磺酸盐I得自产生当量约540-约560,优选约550的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐J合成磺酸钠盐磺酸盐K合成磺酸钠盐橫酸盐L磺酸钠盐磺酸盐M得自当量约440-约460，优选约450的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐N得自当量约490-约510，优选约500的矿物油的磺酸钠盐橫酸盐0当量约330-约350,优选约340的十三烷基苯磺酸钠盐磺酸盐P当量约460-约480,优选约470的二壬基萘磺酸钠盐磺酸盐Q得自产生当量约450-约470,优选约460的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐R得自产生当量约450-约470,优选约460的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐S得自产生当量约410-约430,优选约420的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐T得自600SUS矿物油和当量约515-约535,优选约527的直链二烷基(C12-C14)苯磺酸盐的共磺化的磺酸钠盐磺酸盐U与十二烷基苯磺酸钠以及当量约420-约440,优选约430的直链单-和二烷基笨磺酸盐共混的矿物油和线型十二烷基二甲苯共磺化的钠盐磺酸盐V得自产生当量约580-约600,优选约590的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐W得自产生当量约450-约460,优选约455的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐X得自600SUS矿物油、CCn二烷基苯磺酸盐和当量约510-约530，优选约520的(:2-(:24单烷基苯碌酸盐的碌酸盐共混物的钠盐磺酸盐Y得自产生当量约560-约570,优选约565的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐Z得自产生当量约.450-约470，优选约460的矿物油的磺酸钠盐磺酸盐AA当量约510-约530,优选约520的烷基芳族磺酸钠盐磺酸盐AB当量约380-约400,优选约390的支化十二烷基邻二曱恭绩酸钠盐适用于这类共混物中的合成磺酸钠包括磺酸盐AA—当量("EW")约520的烷基芳族磺酸钠盐，和/或磺酸盐AB—当量约390的支化十二烷基邻二甲苯磺酸钠盐。优选的共混物包括至少约30wt。/。的磺酸盐AA的钠盐，优选约40%-90%,并且仍然更优选约50%-80%。天然磺酸钠的合适例子可以包括，例如磺酸盐S—低分子量(420EW)石油磺酸钠，和磺酸盐R—中等分子量(460EW)石油磺酸钠。同样适合作为天然磺酸钠源的是磺酸盐T一600SUS石油(56-59wt%)和直链d广CH二烷基苯烷基化物的共混物的磺化产物。化。一般而言，根据本发明制备的乳化剂共混物可以包含约10-约70,优选约20-约60，更优选约30-约50wtn/。的天然石油磺酸盐乳化剂(一种或多种)，该乳化剂共混物的剩余物由合成乳化剂(一种或多种)组成。为了制备水可混溶的润滑油浓缩物，将足够数量的如上所述的乳化剂共混物基本上均匀地与一定数量的润滑油("基础油")混合，以使得当将含水介质加入其中时将得到稳定的水包油乳液。优选的润滑油在40i:温度下具有1-约i，ooocst的运动粘度。合适的润滑油包括矿物油和合成油。矿物油的例子包括可以通过在大气压下将石蜡基原油、中间基原油或环烷基原油蒸馏或者通过将在大气压下蒸馏时的残油在减压下蒸馏得到的蒸馏油，和将该蒸馏油精炼得到的精炼油。精炼油的例子包括溶剂精炼油、氢化精炼油、脱蜡油和粘土处理的油。合成油的例子包括低分子量聚丁烯、低分子量聚丙烯、含8-14个碳原子的a-烯烃的低聚物和其氬化物、烷基苯、和烷^iU吏用。'、。、、-,、、^、优选的是润滑油包含约20-约60wt。/。的在40'C温度下具有约30-约80OcSt运动粘度的高度精炼的基础油，例如通过加氩精制工艺处理的石克含量约500ppm或更小，优选约100ppm或更小的矿物油，和/或烯烃(共)聚合物，因为高度精炼的基础油的使用往往会抑制加工的制品上污点和锈迹的生成。当然，将加入给定重量的润滑油中的乳化剂共混物的数量将取决于乳化剂共混物的性质、润滑油的性质和本领域那些技术人员将容易理解的其它因素。可以采用常规的测试方法确定特定的乳化剂共混物和特定的润滑油的最佳数量。一般而言，根据本发明的润滑油浓缩物可以在其中包含约1-约50，优选2-约30，更优选约5-约20wt。/。的乳化剂共混物。除了乳化剂共混物之外，润滑油可以含有至多约10wt%的脂肪酸皂(一种或多种)、至多约10wto/。的极压润滑剂(一种或多种)、至多约5wt。/。的緩蚀剂(一种或多种)和至多3wt。/。的一种或多种生物抑制剂和/或杀生物剂。这些添加剂是本领域那些技术人员公知的并且可商购获得。当加入到含水介质，通常是水中时，这里的水可混溶的润滑油浓缩物形成适用于多种应用(在它们当中主要是金属加工)的稳定的含水乳液。在这里，可以借助于加入约1-约50，优选约2-约30，并且更优选约3-约20重量份的润滑油浓缩物/100重量份水而形成水包油和油包水类型的含水乳液。以下试验结果阐明了本发明的多个方面，包括成功实施的共混物和没有形成令人满意的乳液的共混物。多种共混物的乳液性能的评价根据以下方法进行。将样品以6%磺酸盐含量稀释在白色矿物油中。对于乳液性能，将该白油中的磺酸盐单独(100%)测试和以10wt。/。的间隔从10至90%测试磺酸盐的共混物。该乳液测试方法通过振荡塞好的有刻度的量筒使用在90ml去离子水中乳化的10ml测试共混物。在24小时后将乳液定级。所采用的定级体系为0-5，O表示在任何乳剂(cream)与乳液层之间没有明显分离的乳液。定级为5表示油和水几乎完全分离，在水层中几乎没有或者没有浑浊。采用以下数字的定级标度。表2乳液定级标度说明极优一几乎没有或没有分离的完全的白色乳液定级00.511.522.533.544.55优良一带有白色乳状乳液层的白色乳剂好一微量油，带有白色乳状乳液层一般一小的油层，弱的乳状乳液层差一油层，脱脂乳状乳液层否定一油层，可能的小的白色乳剂层，含水的乳液层未共混的磺酸盐的乳液结果和当量在表2中给出。在测试的未共混的22种磺酸盐中，只有磺酸盐AA和磺酸盐U得到乳液。考虑到它的高分子量(520)，磺酸盐AA出乎意料地好，并且它与石油衍生的产品比如磺酸盐S或磺酸盐Q相似。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>测试多种二元共混物的乳液性能。表4说明了那些被测试的具有最好性能的共混物，并且表4是表3和表5-14的汇编。表4最好的二元共混物<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在以上列出的磺酸盐当中，磺酸盐I、磺酸盐M、磺酸盐N、磺酸盐V、磺酸盐W和磺酸盐Y是天然石油磺酸钠。表5示出了磺酸盐AB与上面列出的各种磺酸盐的结合物的乳液测试结果。可以看出，磺酸盐AB当以一定比例与磺酸盐AA、磺酸盐I、磺酸盐E、磺酸盐U、磺酸盐Y、磺酸盐X和磺酸盐V共混时制得了稳定乳液。表6示出了磺酸盐AA与上面列出的各种磺酸盐的结合物的乳液测试结果。磺酸盐AA当以一定比例与磺酸盐B、磺酸盐I、磺酸盐P、橫酸盐E、磺酸盐F、磺酸盐Y、磺酸盐L、磺酸盐X、磺酸盐V、磺酸盐W、磺酸盐J、磺酸盐K、磺酸盐M和磺酸盐N共混时制得了稳定乳液。表7-15示出了分别与磺酸盐F、磺酸盐Y、磺酸盐A、磺酸盐J、磺酸盐X、磺酸盐K、磺酸盐M、磺酸盐V和磺酸盐G结合的磺酸盐结合物的乳液测试结果。可以看出，这些磺酸盐共混物中没有一种提供了令人满意的乳化剂组合物。现在参考下表16，当将磺酸盐R与磺酸盐AA结合时，含有磺酸盐R的二元共混物是最好的，尽管磺酸盐AB以及磺酸盐F、磺酸盐J、磺酸盐M和磺酸盐N也提供了令人满意的乳液测试结果。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(-)相同的磺酸盐(x)结果在另一张表上<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>(-)相同的磺酸盐(x)结果在另一张表上表7关于含磺酸盐F的共混物的乳液200680004942.0势溫也^12/22:sf铺翁资>铺翁,铺翁,40XX50XX60XX70XX80XX90XXXXXXXX(-)相同的磺酸盐(x)结果在另一张表上表8关于含磺酸盐Y的共混物的乳液200680004942.0势溫齿被13/22:a;f铺^聲XXXXXXX%A邻智,ooo表9<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(-)相同的磺酸盐(x)结果在另一张表上<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表13关于含磺酸盐M的共混物的乳液<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><u<QX>刮询询铺铺铺铺铺铺誠询询询谱磁磁继翁磁兹磁訪翁该该，聲资资聲弩聲聲资资资资资资资资资资10XX55XXXX20XX555XXXX-30XX555XXXX40XX555XXXX-5CXX555XXXX60X555XXXX-70XX555XXXX80XX555XXXX-90XX555XXXX—(-)相同的碌酸盐(x)结果在另一张表上200680004942.0势溢齿被18/22m<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>还可以将天然碱金属石油磺酸盐与多于一种的合成碱金属磺酸盐结合成三元混合物。例如，下表17示出了磺酸盐R(天然石油磺酸钠)与磺酸盐X和磺酸盐0的不同结合物的乳液测试结果。符号"B&C"是指共混的质量和清澈度。"Hazy/Sep"表示伴随着乳液分离的混浊条件。乳液定级如下所示。表17有关磺酸盐R的三元共混物橫酸盐R磺酸盐X磺酸盐O油共混物清澄度乳液10000B&C2.5卯010B&C285015B&C280020Hazy/Sep4.580515B&C2801010B&C380200B&C4.575520B&C2.570525Hazy2.5701020B&C2702010B&C651025B&C2.5601030Hazy5601525B&C3.5602020B&C4.5552025B&C3.5501535Hazy/Sep2.5502030Hazy/Sep2.5502525B&C3.5503020B&C4.5503515B&C504010B&C50500B&C5可以看出，最好的三元混合物是其中天然石油磺酸盐R占混合物的至少约50%并且磺酸盐0的数量超过磺酸盐X的数量的那些。尽管以上描述包含了许多特定情形，但这些特定情形不应该被看作是本发明的限制，而仅仅作为本发明的优选实施方案的例举。权利要求1.一种乳化剂组合物，其包含以下物质的共混物a)至少一种天然碱金属石油磺酸盐；和b)至少一种合成碱金属磺酸盐。2.权利要求1的乳化剂组合物，其中碱金属是钠。3.权利要求1的乳化剂组合物，其中合成碱金属磺酸盐通过线型或支化的烷基或烷基芳族化合物的磺化制备。4.权利要求1的乳化剂组合物，其包含至少30wt。/。的合成碱金属磺酸盐。5.权利要求1的乳化剂组合物，其中合成碱金属磺酸盐包括当量约500-约550的合成支化十二烷基二曱苯磺酸钠。6.权利要求1的乳化剂组合物，其包含至少约40wt。/。的至少一种当量约350-约400的合成烷基芳族磺酸钠，并且其中天然碱金属磺酸盐包括至少一种天然石油磺酸钠。7.权利要求1的乳化剂组合物，其进一步包含c)混合的天然和合成磺酸盐共混物的碱金属盐。8.权利要求7的乳化剂组合物，其中天然碱金属磺酸盐占该乳化剂组合物的至少50wt%，并且天然碱金属磺酸盐包括得自产生当量约450-约470的矿物油的磺酸钠盐。9.权利要求8的组合物，其中混合的天然和合成磺酸盐共混物的碱金属盐包括得自矿物油、d广d4二烷基苯磺酸盐和当量约510-约530的C2。-C单烷基苯磺酸盐的磺酸盐共混物的钠盐。10.权利要求9的组合物，其中合成碱金属磺酸盐包括当量约330-约350的十三烷基苯磺酸钠盐。11.权利要求10的組合物，其中合成的十三烷基苯磺酸钠盐的数量超过混合的天然和合成磺酸盐共混物的钠盐的数量。12.—种水可混溶的润滑油浓缩物，其包含a)至少一种润滑粘度的油，和b)与油混合的乳化剂共混物，其数量当将含水介质加入其中时足以提供稳定的含水乳液，该乳化剂共混物包含(i)至少一种天然碱金属石油磺酸盐；和(n)至少一种合成碱金属磺酸盐。13.权利要求12的水可混溶的润滑油浓缩物，其中润滑粘度的油包括选自以下的矿物和/或合成润滑油通过蒸馏石蜡基原油、中间基原油、环烷基原油、石油残油得到的油，溶剂精炼油，氢化精炼油，脱蜡油，粘土处理的油，低分子量聚丁烯，低分子量聚丙烯，含约8-约14个碳原子的ct-烯烃的低聚物，烷基苯，烷基萘和其结合物。14.权利要求13的水可混溶的润滑油浓缩物，其中乳化剂共混物占该浓缩物的约l-约50wt%。15.权利要求13的水可混溶的润滑油浓缩物，其进一步包含选自以下物质的一种或多种添加剂脂肪酸皂、极压添加剂、緩蚀剂、生物抑制剂和杀生物剂。16.权利要求13的水可混溶的润滑油浓缩物，其中合成碱金属磺酸盐包括支化十二烷基二甲苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钠、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或二烷基苯磺酸钠的一种或多种。17.—种含水的含润滑油的乳液，其包含a)水;和b)水可混溶的润滑油浓缩物，其包含i)至少一种润滑粘度的油，和ii)与油混合的乳化剂共混物，其数量当将含水介质加入其中时足以提供稳定的含水乳液，该乳化剂共混物包括至少一种天然碱金属石油磺酸盐和至少一种合成碱金属磺酸盐。18.权利要求16的含水的含润滑油的乳液，其中该乳化剂共混物进一步包括混合的天然和合成磺酸盐共混物的碱金属盐。19.权利要求16的含水的含润滑油的乳液，其中所述乳液是金属加工润滑剂。全文摘要一种乳化剂组合物包括至少一种天然碱金属石油磺酸盐和至少一种合成碱金属磺酸盐。该乳化剂组合物可与润滑油结合以提供水可混溶的润滑油浓缩物，该浓缩物当向其中加入含水介质时形成稳定的含水乳液。文档编号C10M169/00GK101119794SQ200680004942公开日2008年2月6日申请日期2006年2月10日优先权日2005年2月15日发明者I·里夫,J·A·韦弗,M·T·科斯特洛,R·F·塞伯特申请人:科聚亚公司