一种低碱值清净剂、其制备方法及润滑油组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种低碱值清净剂、其制备方法及包含该清净剂的润滑油组合物。本发明低碱值清净剂的制备方法包括：将有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时或先后发生皂化反应，收集产物。本发明的低碱值清净剂及包含该清净剂的润滑油组合物具有优良的清净分散性、抗氧化性和热稳定性。
【专利说明】一种低碱值清净剂、其制备方法及润滑油组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低碱值清净剂，具体的说是一种具有清净、分散、抗氧化及抗磨性能的多功能清净剂。
【背景技术】
[0002]目前，我国润滑油市场上金属清净剂主要为磺酸盐、烷基水杨酸盐和烷基酚盐，三种清净剂各有优缺点，其中磺酸盐价格低廉，分散性及油溶性较好，烷基水杨酸盐和烷基酚盐虽然性能略好，但是价格较高，性能不全面。此两种添加剂往往只具有高温清净性、抗氧化安定性而分散性能及油溶性一般，不能满足高性能的润滑油的需要。
[0003]聚异丁烯硫膦酸盐添加剂是开发较早的一类清净剂，传统的硫膦酸盐以钡盐为金属，产品具有较好的分散性和一定的清净性，但是其热稳定性一般，影响其使用。
[0004]关于硫膦酸盐清净剂的研究报道较多，例如GB I, 039，732介绍了聚异丁烯硫膦酸盐清净剂的制备方法，在酸性的含有硫的烃基和含酚的化合物和惰性溶剂中，加入少于化学计量的碱金属或者是碱土金属碱，然后在高温中通入二氧化碳形成胶体碳酸盐，碳酸化反应中需要有水，碳酸化反应结束后加入硫进行硫化反应。
[0005]GB 1，004，401和US 3，377，282介绍了硫膦酸钡的制备方法；混合硫膦化聚异丁烯和烷基酚或者是硫化烷基酚，然后和二价金属的氧化物或者是氢氧化物反应。其中烷基酚硫化物或者是烷基酚芳环的烷基有5-20个碳原子。聚异丁烯的分子量是500-3500。
[0006]US 3，321，399介绍了油溶性的金属碳酸盐的制备。包括以硫膦化聚烯烃、壬基酚、氢氧化钙、尿素、矿物油、水为原料反应，其中氢氧化钙与表面活性剂的比例为6.3。
[0007]以上专利制备的产物虽然具有一定的清净性，但是其性能一般，并且也没有解决聚异丁烯硫膦酸盐热稳定性较差的问题。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种低碱值清净剂、其制备方法及包含该清净剂的润滑油组合物。
[0009]本发明提供的低碱值清净剂，其制备方法包括:将有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时或先后发生皂化反应，收集产物。
[0010]所述有机硫膦酸的结构为:
【权利要求】
1.一种低碱值清净剂，其制备方法包括:将有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时或先后发生皂化反应，收集产物。
2.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述有机硫膦酸的结构为:
3.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述的碱金属和/或碱土金属的氧化物选自氧化钙、氧化镁、氧化锶和氧化钡中的一种或多种。
4.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述烷基水杨酸的结构为:
5.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述无机酸促进剂可以选用硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或多种；所述芳基羧酸促进剂包括芳基一元酸和/或芳基二元酸，所述的芳基是苯基和/或萘基。
6.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述芳基羧酸促进剂选用苯甲酸、萘甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻萘二甲酸、间萘二甲酸和对萘二甲酸中的一种或多种。
7.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，当有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时发生皂化反应时，所述有机硫膦酸和烷基水杨酸之间的摩尔比是1:10-10:1 ;所述有机硫膦酸和所述碱金属和/或碱土金属的氧化物之间的摩尔比为1:0.2-1:10 ;所述碱金属和/或碱土金属的氧化物与水的摩尔比是1:0.5-1:10。
8.按照权利要求8所述的清净剂，其特征在于，所述无机酸和/或芳基羧酸促进剂占有机硫膦酸和烷基水杨酸质量之和的0.1-10%。
9.按照权利要求7或8所述的清净剂，其特征在于，所述反应的温度为2(T200°C，所述反应的时间为l_20h。
10.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸和无机酸和/或芳基羧酸促进剂先后发生皂化反应是按以下步骤进行: 1)将有机硫膦酸与碱金属和/或碱土金属的氧化物、水发生皂化反应； 2)将步骤(1)产物与烷基水杨酸反应，然后加入碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、无机酸和/或芳基羧酸促进剂进一步发生皂化反应，收集产物。
11.按照权利要求10所述的清净剂，其特征在于，步骤(1)中所述有机硫膦酸与步骤(I)中所述碱金属和/或碱土金属的氧化物之间的摩尔比为1:0.2-1:5。
12.按照权利要求11所述的清净剂，其特征在于，步骤(1)中所述碱金属和/或碱土金属的氧化物与步骤⑴中水的摩尔比是1:0.5-1:10。
13.按照权利要求12所述的清净剂，其特征在于，步骤(1)中所述皂化反应的温度为2(T200°C，皂化反应的时间为l_20h。
14.按照权利要求13所述的清净剂，其特征在于，步骤(2)中所述烷基水杨酸与步骤(1)中所述有机硫膦酸之间的摩尔比为1:10-10:1。
15.按照权利要求14所述的清净剂，其特征在于，在步骤⑵中，步骤⑴产物与烷基水杨酸反应的温度为20-200°C，反应的时间为5-50分钟。
16.按照权利要求15所述的清净剂，其特征在于，步骤(2)中所述烷基水杨酸与步骤(2)中所述碱金属和/或碱土金属的氧化物之间的摩尔比在1:0.2-1:2之间。
17.按照权利要求16所述的清净剂，其特征在于，步骤(2)中所述碱金属和/或碱土金属的氧化物与步骤⑵中水的摩尔比是1:0.5-1:10。
18.按照权利要求17所述的清净剂，其特征在于，步骤(2)中所述无机酸和/或芳基羧酸促进剂占有机硫膦酸和烷基水杨酸质量之和的0.1-10%。
19.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，步骤(2)中所述皂化反应的温度为20-200°C，反应时间为1-10小时。
20.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，所述皂化反应中加入溶剂，所述溶剂为馏程在80-200°C之间的烃类溶剂，所述溶剂的加入量为有机硫膦酸质量的30-250%。
21.按照权利要求1所述的清净剂，其特征在于，在所述皂化反应中或皂化反应后优选加入稀释油，所述稀释油是100°C运动粘度为2-1OmmVs的API I、II、III、IV和V类润滑基础中的一种或多种，所述稀释油的加入量为有机硫膦酸和烷基水杨酸质量之和的10-150%。
22.—种低碱值清净剂的制备方法，包括:将有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时或先后发生皂化反应，收集产物。
23.一种润滑油组合物，包括润滑基础油和权利要求1-21中之一的清净剂，其中该清净剂占润滑油组合物总质量的0.1-10%,所述的润滑基础油选自API I、II、III、IV、V类润滑基础油中的一种或多种。
【文档编号】C10N30/04GK103725357SQ201210390129
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月15日 优先权日:2012年10月15日
【发明者】刘依农, 段庆华, 李玲, 张耀 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院