含有高碱性无定形碱土金属盐作为金属保护剂的润滑剂组合物的制作方法

专利名称：含有高碱性无定形碱土金属盐作为金属保护剂的润滑剂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及润滑剂组合物，其含有高碱性无定形碱土金属脂肪酸盐作为金属保护添加剂。润滑组合物中的高碱性添加剂作为一种金属保护剂，能提供组合物以去污性能、摩擦调节性能和酸中和特性。
背景技术：
羧酸、烷基酚和磺酸的高碱性钙盐或钡盐的制备公开于下述美国专利中2,616,904；2,760,970；2,767,164；2,798,852；2,802,816；3,027,325；3,031,284；3,342,733；3,533,975；3,773,664和3,779,922。这些高碱性金属盐在含卤有机聚合物中的用途公开于下述美国专利中4,159,973；4,252,698和3,194,823。根据美国专利4,665,117的教导，采用烷基酚为促进剂，制备浅色碱金属或碱土金属盐。
随着在各种组合物中替换重金属的趋势，液体钙产品被人们研发出来。然而，其金属浓度低、相容性较差及透明产品的浊度等问题严重地限制了基于钙的液体组合物的普遍接受。当搁置或贮存时还遇到了有关这些组合物的稳定性的问题。贮存稳定性的问题源自于在组合物中使用的金属盐的不相容性，表现为一段时间后浊度、粘度及不溶固体物的增加。结果就是，液体钙组合物不再均质化或容易倾注，使用时必须进行特殊的处理。美国专利5,322,872致力于具有改善的贮存性能的混合金属羧酸盐的稳定化组合物，根据该项专利，为了改善贮存稳定性，在混合金属羧酸盐中加入络合剂。披露于该专利中的络合剂包括磷化氢、亚磷酸盐、芳族氰化物、芳族羟基化合物、肟以及其它的化合物。美国专利5,830,935和5,859,267也致力于改善碱性金属组合物的方法。
美国专利3,766,066(′066)和3,766,067(′067)公开了在″转化剂″如水和醇作用下，从均匀碳酸化的高碱性有机酸钙盐制备固体含钙胶束复合物。专利′067教导到，为从高碱性盐制备所需的胶束复合物，首先需要在水、醇或醇和水混合物存在下，在剧烈搅拌下对那些盐在惰性有机液体稀释剂中的溶液进行均质化步骤。该均质化伴随有“增稠”或“凝胶化”现象，从而制得结晶颗粒，其x-射线衍射图案相应于方解石。然而，对起始盐溶液的x-射线衍射研究表明其中不存在任何结晶碳酸钙。事实上，专利′066的教导是在起始非均质化的溶液中存在的碳酸钙看起来是无定形的，根据专利′066和′067，存在于材料中的无定形金属盐或复合物无疑地在均质化过程中转化为晶体颗粒。美国专利5,534,169还教导了将一种牛顿型高碱性的钙的羧酸盐转化为方解石颗粒的非牛顿型分散体以生成一种有利于减小摩擦的材料。美国专利5,830,832还披露了从枝化的含氧酸制备粉状的高碱性钙皂。
高碱性金属成分已经被应用于润滑剂组合物中。例如，高碱性金属磺酸盐已经通常被用作去污剂。尽管有如上述专利所代表的技术水平以及目前的技术水平，现在仍然需要进一步改进高碱性碱土金属盐在润滑油组合物中的使用。

发明内容
本发明涉及润滑油组合物，其含有一种金属保护添加剂，其为高碱性无定形的脂肪酸碱土金属盐。该高碱性无定形金属盐以无混浊液体形式或粉末的形式用作添加剂。这些形式中的每种都得自特别的制备方法，例如描述于我们在先前的申请09/861,393和10/379,048中，这些申请在此引入作为参考文件。无混浊的高碱性液体添加剂是采用该方法制得的，粉末状的添加剂从所述高碱性液体制得。
润滑组合物含有有效量的金属保护添加剂以在润滑作用中对金属起保护作用。已经发现，高碱性金属添加剂在润滑剂组合物中能够提供包括去污性能、摩擦调节性能和酸中和特性的三重性能。当在润滑剂组合物中含有有效量为按重量计为约0.5到约7％，甚至到15％的添加剂时候，可以获得本发明的有益效果，上述含量是基于组合物的总重量的活性高碱性金属盐量。还已经发现，本发明的高碱性添加剂能提供比使用迄今在润滑剂组合物中作为标准添加剂使用的高碱性金属磺酸盐时更为显著的改进。例如，与已经在润滑剂中使用的其它的高碱性金属添加剂不同，本发明的添加剂在中和组合物中不利的酸性成分的同时，在改善去污力和抗磨性能方面可以获得显著的有益效果。
当使用高碱性金属的液体作为添加剂时，它们被包含在液态烃中，在根据本发明的方法中所述液态烃用于制造上述添加剂。在此液态形式中，所述添加剂包含于无混浊稳定态液体内，以便加入到润滑油中。当分离出粉末形式的添加剂时，可以直接将其加入到润滑油组合物中。在两种形式当中，优选润滑油中的碱性金属盐的含量是按重量计约0.5至约7％。在润滑油中能使用更高含量的添加剂，其含量可以高达约15重量％，然而，在高含量时，根据润滑组合物的最终用途，可能无法取得在去污性能、酸中和及抗磨性能等方面的特别优点。
其它的高碱性润滑剂添加剂可能包含有针状或片状物质，这在润滑油中造成粘性或流变性能的不利的增大，与此形成对比的是，本发明的高碱性金属的添加剂在提供改进的性能时对粘度及最终用途没有不利的影响。
参考下述的详细叙述和优选的实施方式，可以明了上述的优点、益处，并进一步理解本发明。
具体实施例方式
本发明的液体或粉状添加剂包括混有无定形碱土金属脂肪酸羧酸盐的无定形碱土金属盐的分离的颗粒。这些粉状或液体在下文中有时被简单地称作为“粉状或液体高碱性无定形碱土金属盐”或者“粉状或液体高碱性无定形碱土金属羧酸盐/碳酸盐”。高碱性无定形钙盐和钡盐是优选的，在本发明优选方式中，所述添加剂基本上不含有酚或酚的衍生物。所述粉状无定形高碱性盐基本上是固体颗粒，即混有无定形金属羧酸盐的无定形金属盐(如金属碳酸盐)的附聚胶束。所述附聚颗粒的尺寸通常约为50微米。
制备所述液体或粉末状高碱性无定形碱土金属盐的方法包括在液态烃存在下使碱土金属碱和脂肪酸反应，所述金属碱与脂肪酸的当量比大于1∶1。表面活性剂和催化剂用于催化反应。酸化所得混合物并优选碳酸化以制备无定形碱土金属碳酸盐。在优选方法中，在碳酸化过程中，加入相对量的碱土金属碱、液态烃和具有至少8个碳原子的脂肪醇的分散体，以制备稳定且无混浊的液体反应产物。从反应产物中除去水，以得到贮存稳定且无混浊的液体高碱性碱土金属盐。然后通过向所述无混浊液体中加入足量的液态烃溶剂/醇以使所述高碱性无定形盐的颗粒附聚并分离，从而分离出粉状高碱性无定形盐。然后通过过滤和干燥将附聚颗粒分离到颗粒可处理的状态，得到固体粉末。
如在2001年5月18日申请的在先申请第09/861,393号中所报告的那样，已发现，在碳酸化过程中以受控的速率加入相对量的金属碱、液态烃和脂肪醇的分散体，以制备稳定且无混浊的液体反应产物。多种原因被认为有助于形成稳定无混浊液体，然后可过滤除去反应杂质和副产物。直到根据本发明原理所做出的发现之前，在实际或商业操作中不可能制得高碱性脂肪酸钙盐，例如不可能以商业或实际速率过滤除去反应杂质和副产物以制备贮存稳定且无混浊液体。相比而言，已发现通过在碳酸化过程中连续加入碱的分散体或浆料，可以达到这种结果。据认为，金属碱浆料防止在所需的高碱性金属盐中形成不需要的碳酸钙晶体或副产物。这些不需要的部分防碍了可过滤的稳定无混浊产物的形成。换句话说，以不超过所需产物形成反应的速率的可控制速率加入金属碱浆料。通过连续或分次加入金属碱控制反应，使所需反应可立即得到钙离子，而不与金属碱例如石灰反应形成副产物。据认为用碳酸钙覆盖的过量副产物或石灰导致液体产物不可过滤。采用这种方法，在反应过程中控制pH，使得脂肪酸被中和，通过连续加入碱使pH升至约10-12，以制备在碳酸化过程中与CO2反应的溶解金属离子，从而制得所需产物。据信如果没有控制反应速率，且碱不溶解，那么固体碱会反应或被碳酸钙覆盖，从而形成不需要的副产物。反应中不需要的副产物的形成使最终产物不稳定和不可过滤。已经发现可以从高碱性碱土金属脂肪酸盐的无混浊液体得到粉末状高碱性无定形盐。
通过本发明的液体或粉状添加剂及本发明的方法能够获得多种益处。所述液体和粉末能提供贮存稳定的高碱性碱土金属脂肪酸盐。特别地，由于所述液体和粉末不含酚和酚衍生物如酚反应产物，因此具有贮存稳定性。由于环境原因降低或避免使用酚产物是行业努力的目标，因此这是特别需要的优点。此外，如上所述，所述酚是颜色变化的原因。特别地，目前可得到的液体高碱性钙脂肪酸羧酸盐随时间表现出混浊或阴暗，而本发明的液体或粉状添加剂能够长期保持稳定。本发明的液体和分离出的粉末还易于处理和贮存。所述粉末可以被分散在油或液态烃以及其它溶剂中以形成无混浊液体。因此，粉末的再分散不限于特定介质。从粉末中除去促进剂和反应稀释剂。此外，再分散后，可达到高达约25％的较高钙浓度。
A.液体或粉末状的高碱性无定形碱土金属盐添加剂在本发明的一个优选方式中，所述粉状或液体高碱性无定形盐得自于贮存稳定且无混浊的无定形高碱性的脂肪酸碱土金属盐的液体，其包含碱土金属碳酸盐，碱土金属脂肪酸羧酸盐，液态烃，及具有至少8个碳原子的脂肪醇，其中所述液体优选不含酚或酚衍生物如酚反应产物。
使用溶剂或液体沉淀剂如异丙醇从液体高碱性盐中通过沉淀分离出粉状高碱性无定形盐，由于存在液态烃和/或醇和二醇，使得高碱性盐固体颗粒附聚形成无定形颗粒。然后通过过滤和干燥得到高碱性盐的附聚颗粒。优选从液体盐中沉淀出固体，以避免需要蒸馏挥发物或使用专用设备来颗粒化和收集粉末，例如通过喷溅。高碱性无定形盐的附聚颗粒的尺寸约为50微米，尽管颗粒尺寸不重要。也已发现这些粉末可分散在液态烃和其它溶剂中而得到无混浊液体，如前所述这种液体有广泛的最终用途。
其它溶剂或液体沉淀剂如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和二醇醚可用于从液体高碱性盐中沉淀出粉末或附聚颗粒。低级醇是优选的，原因是其更容易从过滤的产物中干燥除去。这类溶剂或液体被用作″转化剂″，以将牛顿型高碱性液体转化成非牛顿型胶体体系，而按照本发明背景中所述美国专利3,766,066和3,766,067所公开的方法则分离出结晶方解石颗粒。相比而言，根据本发明，通过向无混浊高碱性液体的液态烃和醇相中加入过量溶剂可分离出高碱性无定形盐。已经发现，通过这样处理本发明的无混浊高碱性液体，与上述专利的含有结晶方解石的粉末相比，可分离出粉状高碱性无定形盐。因此，当约5份的足量溶剂加到1份的无混浊高碱性液体中时，高碱性无定形盐附聚而制得本发明的粉状高碱性无定形产物。这种方法被认为是从液体高碱性组合物中对液态烃进行溶剂萃取。
高碱性液体羧酸盐的脂肪酸通常是C12-C22脂肪酸，饱和脂肪酸中包括例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山嵛酸。不饱和脂肪酸包括棕榈烯酸、油酸、亚麻油酸和次亚麻油酸。在这些脂肪酸中，在制备高碱性液体羧酸盐中油酸是优选的。
所述盐中的碱土金属选自钙、钡、镁和锶。例如，已制得粉状高碱性钙油酸盐。这些粉状高碱性钙盐包含混有油酸钙盐的无定形碳酸钙。
在制备液体高碱性盐(由其衍生出粉状无定形盐)的方法中，重要的是使用具有至少8个碳原子的脂肪醇，更优选是具有8～14个碳原子的醇，如异癸醇、十二烷醇、辛醇、十三烷醇和十四烷醇。异癸醇是优选的。已发现当使用高级脂肪醇制备液体高碱性产物时，反应可不用酚作为促进剂。这是本发明特别有利的特征，而在粉状高碱性无定形盐的制造或使用中含有酚或酚反应产物是不希望的。
尽管不严格限于理论，脂肪酸的液体高碱性碱土盐被认为是热力学稳定的微乳液。所述微乳液包括胶束和连续相。所述胶束由无定形碱土金属碳酸盐和无定形碱土金属脂肪酸羧酸盐组成。微乳液的连续相由液态烃和可能存在的脂肪醇或二醇组成。本发明涉及分离作为无定形盐的附聚胶束的颗粒，以形成粉状高碱性盐。
制得的粉状高碱性无定形金属盐含有至少8重量％或更多的碱土金属，高达约70重量％。在高碱性钙盐情况下，制得高达约8重量％的钙，对于钡盐，制得高达约30重量％的钡。在较高高碱性产物的制备中，例如，含有约15-70重量％的金属，发现使用二醇或二醇醚及高级脂肪醇是有利的。二醇或二醇醚选自二甘醇单丁基醚(丁基卡必醇)、三甘醇、二丙二醇、二甘醇单甲基醚、乙二醇单丁基醚以及它们的混合物。
B.制备高碱性液体和衍生自该液体的粉末的基本方法和要点本发明的制备贮存稳定且无混浊的高碱性的脂肪酸碱土金属盐液体的油类添加剂的方法包括在液态烃混合物存在下使碱土金属碱和脂肪酸反应，所述金属碱与脂肪酸的当量比大于1∶1。表面活性剂和催化剂可催化反应。酸化所得混合物并优选碳酸化以制备无定形碱土金属碳酸盐。在碳酸化过程中，以受控的碱加入速率加入含有相对量的碱土金属碱、液态烃和具有至少8个碳原子的脂肪醇的分散体，以制备稳定且无混浊的液体反应产物。从反应产物中除去水，以制备贮存稳定且无混浊液体高碱性碱土金属盐。通常，优选的是全过程在没有游离氧存在下进行，为此目的使用氮气气氛。
如上所述，该方法的重要特征之一是在碳酸化过程中以受控的碱加入速率加入含有碱土金属碱、液态烃和具有至少8个碳原子的脂肪醇的分散体，以制备稳定且无混浊液体。已发现，加入碱在液态烃和脂肪醇中的分散体能够保护或钝化碱，从而可以形成稳定且无混浊的液体反应产物。通过保护碱或使碱钝化，碳酸化进行以制备无定形碱土金属碳酸盐。出乎意料的是，在反应过程中不需除去水反应也可进行，并得到极稳定且无混浊的液体反应产物。在反应结束后，除去水，优选在得到的贮存稳定的液体高碱性盐中含水量达到低于1％的水平，更加优选达到低于0.3％或0.1％的水平。除去反应过程中加入的或反应形成的水是必要的，因为水形成单独相，这会抑制反应产物或抑制形成贮存稳定且无混浊液体。
所述方法的其它特征包括以至少约300ml/10分钟的产物过滤速度过滤反应产物以制备贮存稳定或热力学稳定的液体，产物过滤速率至少约300ml/10分钟。在本发明优选方式中，过滤制得的产物以除去不想要的副产物，并提高高碱性液体的贮存稳定性。例如，使用直径15cm的布氏漏斗在约25-30英寸Hg的真空度下，利用WhatmanNo.1过滤器和硅藻土助滤剂(Celite512-577)，可以以满意的速率过滤产物。本发明的方法中的一个重要的发现是，能够以在此以前不曾达到的过滤速度来过滤反应产物从而形成一种稳定且无混浊的液体。当期望得到在高碱性液体中更高水平金属含量—特别是高碱性钙的液体—的时候，情况更是如此。从而，过滤可除去不需要的杂质，包括硅石、铁氧化物和其它金属成分以及未反应的氢氧化钙、碳酸钙和其它对稳定性有影响的氧化物。这些副产物或杂质可占反应副产物的约6％。
在全部说明书和权利要求书中，应用于碱土金属盐的术语″碱性″或″高碱性″用于指其中所含的总金属与脂肪酸部分的比大于中性金属盐的化学计量比的金属组合物。即，金属当量值大于脂肪酸当量值。在某些情况下，用术语“金属比”来描述碱性金属盐中的金属过量程度。本文中金属比指油溶组合物中的总的碱土金属与脂肪酸或有机部分当量值的比。在本领域中碱性金属盐经常称为″高碱性″或″超碱性″，以表明存在过量碱性成分。
本发明方法可用于制备无定形碱土金属脂肪酸羧酸盐的贮存稳定的液体和分离的粉末。如上所述，在不使用酚促进剂或酚反应产物下也可实施该方法。因此，无需使用酚或酚反应产物来得到贮存稳定且无混浊液体，就可制得液体和粉状高碱性的脂肪酸羧酸钡盐，以得到贮存稳定且无混浊的液体。在液体和粉状高碱性脂肪酸羧酸钙盐的情况下，如果使用具有至少8个碳原子的脂肪醇，那么不使用酚就可得到贮存稳定的产物。
用作反应成分的碱土金属碱可以衍生自任何碱土金属，其中钙和钡的碱是特别优选的。金属碱包括金属氧化物和氢氧化物，在某些情况下，也包括硫化物、氢硫化物等。尽管反应中优选不包括酚成分或反应物，但是在液体高碱性钙产物的情况下，可以包括酚或烷基酚，以得到液体高碱性产物。如上所述，在反应混合物中可以使用上述脂肪酸或其混合物。例如，促进反应的表面活性剂是原位形成的碱土金属脂肪酸羧酸盐。可以包括其它表面活性剂，例如商标为Tween的一般用途表面活性剂，其是山梨醇酸酐的脂肪酸部分酯的聚氧乙烯衍生物，尤其是乙氧基化的山梨醇的单和二油酸酯，及聚异丁烯琥珀酸。此外，需要包括催化剂，以加快反应速度，如丙酸、柠檬酸、乙酸和己二酸。本方法中使用的烃液体和液体反应产物通常包括任何烃稀释剂。最通常地，液态烃选自油、石油溶剂油和非芳香烃。
C.反应物和催化剂的量在制备碱性盐中使用的碱土金属碱的量是每当量的脂肪酸或有机部分使用多于一个当量的碱，更一般地是，其量足够为每当量的酸提供至少三个当量的金属碱。较大量可用于形成碱性更强的化合物，所含的金属碱的量可以是直到不再能有效地提高产物中金属比例的任何量。当制备混合物时，除了金属碱当量与混合物中其它组分组合的比应该大于1∶1以提供碱性产物之外，混合物所含的脂肪酸和醇的量不重要。更通常地，所述当量比至少为3∶1。在制备高碱性钙的过程中存在酚的情况下，一元羧酸与酚的当量比应该至少约1.1∶1；即一元羧酸相对于酚过量。
选择烃油、脂肪醇(优选异癸醇)、丁基卡必醇和三甘醇的范围，使得在用作主要表面活性剂的碱土脂肪酸盐(即油酸钙)的存在下，混合物形成金属碳酸盐、水和表面活性剂(内相)和表面活性剂、辅助表面活性剂和烃(外连续相)的稳定反相微乳液。
烃油与辅助表面活性剂脂肪醇(异癸醇)的可接受比约为2∶1～4∶1，约2∶1是优选的。二醇醚可以占终产物的约1-15％，丁基卡必醇优选约6％，三甘醇约0-2％，优选约0.6％。
在反应中加入到油酸中的石灰浆液被配制成容易泵送的混合物，一般组成为约40-50％的石灰、约25-40％烃油、约10-25％的异癸醇和约0-10％的丁基卡必醇。制备可泵送的浆料所需的丁基卡必醇量随浆料中石灰％的增加而增加。
加入浆料并用二氧化碳碳酸化后，高碱性钙油酸盐的反应混合物优选具有下面的组成范围油酸钙(表面活性剂) 约15-30％碳酸钙 约9-35％烃油约30-35％异癸醇(辅助表面活性剂) 约15-18％丁基卡必醇 约4-6％三甘醇 约0-0.8％作为催化剂，丙酸或低级脂肪单、二或三元羧酸占最终反应混合物的约0-0.1％。
以金属氢氧化物作为当量基准，用镁、锶或钡代替高碱性盐中的钙。以最终反应混合物计，可以使用下面的量Ca(OH)2(石灰) 约15-30％Mg(OH)2约12-24％Sr(OH)2约25-50％Ba(OH)2约35-50％碳酸化步骤包括在没有游离氧的情况下用酸性气体处理上述混合物，直到使用酚酞测定可滴定的碱度。通常，可滴定的碱度降低至碱性值低于约10的程度。除了优选没有游离氧外，本发明的混合和碳酸化步骤不需要不寻常的操作条件。混合碱、脂肪酸和液态烃，通常加热，然后用二氧化碳作为酸性气体来进行处理，混合物可被加热至足以除去混合物中所含的一些水的温度。用二氧化碳处理混合物优选在高温下进行，此步骤所用的温度范围可以是高于环境温度至约200℃间的任何温度，更优选温度为约75℃～约200℃。可以使用较高温度，如250℃，但是使用这种较高温度没有明显的优点。通常，温度约80℃～150℃就可达到满意的程度。
D.润滑油组合物本发明的高碱性添加剂是复合体，其具有较大过量的碱性金属离子，其量超过可以被润滑剂组合物中的其它添加剂中和的量。配制润滑油组合物用于商业目的，用于内燃机一特别是汽油和柴油发动—和曲轴箱润滑以及类似方面。因此，本发明的高碱性金属添加剂被赋予过量的碱性颗粒，其功能是与酸性物质或成分起反应，例如二氧化碳或其它酸性燃料燃烧产物，它们是有腐蚀性的，会降低油和金属的品质。源自于燃料的燃烧或油的氧化而来的酸对发动机的功能特别有害，必须予以中和。已经发现本发明中的高碱性添加剂特别有利于防止这种损害。而且，本发明中的高碱性添加剂还能提供摩擦调节功能，在发动机和曲轴箱润滑的情况下，改善燃料的经济性。另外高碱性添加剂能提供去污的效果，这是通过使溶剂及其它污染物保持悬浮，从而使其钝化，减少发动机中的沉淀和淤积。参考下面详细的组成和实例，可以进一步了解本发明的润滑剂组合物中的金属保护添加剂的有利特性。
(1)油成分油(有时称作“基础油”)是一种具有润滑粘性的油，其是润滑剂的主要组成液体，添加剂和可能的其它油混入其中，以得到最终的润滑剂(这里称“润滑组合物”)。
基础油可以选自天然的(植物性的、动物性的或矿物性的)和合成的润滑油及它们的混合物。其粘性的变化范围可以从轻质的蒸馏矿物油到重质的润滑油，如燃气机油、矿物润滑油、机动车油和重型柴油。一般的，油的粘度范围为在100℃时的2到30mm2s-1，特别是5到20mm2s-1。天然油包括动物油和植物油、液体石油和加氢精制、溶剂处理或酸处理过的石蜡基、环烷基和石蜡-环烷基混合型的矿物润滑油。来源于煤或页岩的具有润滑粘性的油也是有用的基础油。合成润滑油包括烃油和卤代的烃油，如聚合和共聚的烯烃(例如，聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯))、烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯)、多苯基物(如联苯、三联苯、烷基化多酚)、烷基化二苯醚及烷基化二苯硫醚及它们的衍生物，以及它们的类似物和同系物。烯化氧聚合物和共聚物以及它们的末端羟基基团被(例如通过酯化作用或醚化作用)改性的衍生物则构成了另一类熟知的合成润滑油。再一类合适的合成润滑油包括二羧酸的酯。适合作为合成油的酯还包括由C5至C12的一元羧酸和多元醇制备的那些，多元醇醚例如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇和三季戊四醇。基于硅的油，例如聚烷基-、聚芳基-、聚烷氧基-或聚芳氧基硅氧烷油和硅酸酯油构成了另一类有用的合成润滑剂。
本发明的润滑剂中可以使用未精炼的、精炼的和再精炼的油。未精炼的油是那些直接由天然或合成的来源获得的，没有经过进一步的纯化处理的油。例如，直接由干馏操作获得的页岩油，直接从蒸馏得到的石油，或者直接从酯化过程得到的不经过进一步的处理而使用的酯油都是未精炼油。精炼油同未精炼油相比，除了它们已经过一个或多个纯化步骤而被进一步处理以改善其一种或多种性能之外，其它方面是相似的。许多这样的纯化技术是本领域的熟练技术人员已知的，如蒸馏、溶剂萃取、酸或碱萃取、过滤和渗滤。再精炼油是通过与用来获得精炼油的方法相似的方法对用过的精炼油进行处理。熟知的这样的再精炼油还有再生油或再加工油，通常为了去掉用过的添加剂和油分解产物需要经过额外处理。
(2)共添加剂使用本发明的添加剂时可以在润滑剂组合物中结合已知类型的添加剂。例如，它们可以包括分散剂；其它的去污剂，例如单一或混和的去污剂体系；防锈剂；抗磨剂；抗氧化剂；腐蚀抑制剂；摩擦调整剂或摩擦减低剂；降凝剂；消泡剂；粘度调节剂及表面活性剂。它们可以按照本领域中熟知的比例组合。本领域中还熟知的是，某些添加剂具有多重的功效，如此而来，比如一种单一的添加剂可以用作分散剂和氧化抑制剂。下面将要详细讨论某些种类的共添加剂(a)分散剂分散剂是润滑剂的一种添加剂，其主要功能是使固体和液体污染物保持悬浮，从而将其钝化，同时通过减少淤积沉降来降低发动机内沉淀。例如，分散剂使在使用润滑剂期间氧化得到的油不溶性物质维持在悬浮态，从而防止淤积絮凝及在发动机金属部件上的沉淀或沉积。分散剂通常是“无灰的”，属于非金属性的有机物质，燃烧以后基本上没有灰分的形成，与含有金属因此会形成灰分的物质形成了对照。它们包含具有极性头部的长链烃，极性源自所包含的例如O、P或N原子。所述烃是一种带来油溶性的亲油基团，其具有例如40到500个碳原子。因此，无灰分散剂可以包括油溶性聚合烃骨架，其上具有能与待分散颗粒相连的官能团。典型地，所述分散剂包括通过桥连基团连接于聚合物骨架上的胺、醇、酰胺或酯等极性成分。例如，无灰分散剂可以选自长链烃取代的一元和二元羧酸或它们的酸酐的油溶性盐、酯、胺酯、酰胺、酰亚胺和噁唑啉；长链烃的硫代羧酸盐衍生物；直接与多胺相连的长链脂肪族烃；以及像在美国专利3,442,808中描述的通过使一种长链取代的酚与甲醛和聚烷撑多胺缩合形成的曼尼希缩合反应产物。
分散剂包括，例如长链烃取代的羧酸的衍生物，例如大分子量烃基取代的琥珀酸的衍生物。一组引人注意的分散剂为例如通过上述的酸(或其衍生物)与含氮的化合物(优选为聚烷撑多胺如聚乙烯多胺)发生反应制得的烃取代的琥珀酰亚胺。特别优选的是聚乙烯多胺和烯基琥珀酸酐的反应产物，如美国专利3,202,678、3,154,560、3,172,892、3,024,195、3,024,237、3,219,666和3,216,936；和BE-A-66,875中所述，也可以通过后处理提高它们的性能，比如硼化(描述于美国专利3,087,936和3,254,025)、氟化和羟基化。例如，硼化可以通过用选自硼氧化物、硼卤化物、硼酸和硼酸酯的硼化合物处理含有酰基氮的分散剂来完成。
(b)抗磨剂和抗氧化剂在润滑剂中经常使用二烃基二硫代磷酸金属盐为抗磨剂和抗氧化剂。所述金属可以是碱金属或碱土金属，或者是铝、铅、锡、锌、钼、锰、镍或铜。基于润滑剂的总重量，在润滑油中最通常使用的锌盐含量为0.1到10质量％，优选0.2到2质量％。它们可以根据已知的技术来制备，首先形成二烃基二硫代磷酸(DDPA)，这通常要通过使一种或多种醇或酚与P2S5进行反应，然后用锌化合物中和形成的DDPA。锌的二烃基二硫代磷酸盐可以由混合的DDPA制得，而DDPA可以由混合的醇制得。可选择的是，可以制造多种锌的二烃基二硫代磷酸盐，然后混合它们。
下面的实施例给出了根据本发明中的方法制备无混浊液体高碱性盐添加剂(实施例1-6和10)以及由此得到粉末状高碱性无定形金属盐(实施例7-9和11-12)的实例。这些实例并不是用来限制本发明的范围。在下面的实施例及说明书和权利要求书中除非别有所指，所有的份数和百分数都以重量为单位，所有温度都是华氏温度。
实施例110％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐根据本实施例制备无酚10％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐。将308.42g油酸(1.100摩尔)、213.15g矿物油、154.14g异癸醇、63.08g丁基卡必醇、8.70g三甘醇、26.97g水和0.87g丙酸的混合物在氮气气氛中搅拌下加热至190°F。在约33分钟内向搅拌的混合物中连续加入由38.98g矿物油、13.86g异癸醇、3.71g丁基卡必醇和43.28g石灰(0.5498摩尔)组成的分散体，以在混合物中制备钙油酸盐溶液。分散体的加入速率约为3g/分钟。在此反应点，用酚酞测试混合物的碱性(约为10-12pH)。然后，向搅拌的混合物中于约3小时和56分钟内连续加入由276.25g矿物油、98.23g异癸醇、26.31g丁基卡必醇和306.75g石灰(3.897摩尔)组成的分散体，同时用1.5SCFH的二氧化碳在195-200°F下处理混合物。分散体的加入速率约为3g/分钟。在反应过程中监测反应混合物碱度保持在碱性。当用酚酞测试反应混合物接近中性时，停止加入二氧化碳。然后将反应混合物加热至300°F，用Dean-Stark分水器总共除去99.36g水。搅拌得到的产物混合物，加入24.00g过滤助剂(硅藻土)。如说明书中所述以约300ml/10分钟的速度抽滤产物混合物，得到高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐的透明、琥珀色、可流动滤液，冷却至室温仍保持透明。分析表明该滤液含有10.4重量％的钙。
实施例214％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐根据本实施例制备含有14重量％钙的无酚高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐。在安装有顶置搅拌器、两个气体进入管、热电偶、加热套和带有冷凝装置的Dean-Stark分水器的3-升树脂釜中加入1700g由前述实施例方法制得的9.89％高碱性油酸钙盐/羧酸钙盐和42.5g去离子水。在氮气气氛中搅拌下将混合物加热至195°F，在3小时45分钟内以3.42g/分钟的速率加入含有385g水合石灰(94％氢氧化钙)、231g烃油、96.25g异癸醇和57.75g丁基卡必醇的浆料。浆料加入5分钟后，以1.2标准立方尺/小时的速率将二氧化碳加到反应中。在碳酸化过程中，按实施例1保持温度为195-200°F，监测pH。浆料加入完成后，持续加入二氧化碳，直到反应混合物为中性，用酚酞测试时样品无色。然后将反应混合物加热至300°F，通过Dean-Stark分水器除去加入的水和反应中生成的水。向脱水反应产物中加入75g硅藻土，按实施例1抽滤产物，得到高碱性油酸钙盐/羧酸钙盐的透明、琥珀色、可流动滤液，冷却至室温仍保持透明。分析表明该滤液含有14.5重量％的钙。
实施例310％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐，GRAS间接食品添加剂配方如下制备一种不含有酚的10％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐，其仅含有通常被认为具有同间接食品添加剂同等安全性的物质。将520.6g油酸(1.85摩尔)、522g ShellflexTM6111轻矿物油、259g十二烷醇和32.4g丙二醇的混合物加热至180°F，加入2.0g丙酸和15.0g水。以4.0g/分钟的速率向搅拌的反应混合物中连续加入由345.6gShellflexlM6111，172.8g十二烷醇、21.6g丙二醇和540g石灰(94％，用作氢氧化钙)组成的浆料。浆料加入约41分钟后，油酸被中和，存在过量石灰，并部分溶解，表观pH为11.4。然后通过表层下加入管以约495ml/分钟的速率向反应混合物中通入二氧化碳气体，以保持浆料加入(约5.25小时)过程中pH为10.5-11，同时通过温和冷却保持反应温度为190-192°F。
当加入约1080g浆料时，停止浆料加入，持续加入二氧化碳，直到反应pH降至7.5(约7分钟)。反应混合物在22.5英寸真空下小心放置，并在1.75小时内加热至310°F，同时通过Dean-Stark管除去加入的水和反应生成的水。反应保持在310°F，加入30g硅藻土过滤助剂。按前面实施例中所述以545ml/10分钟的速率热抽滤产物，得到高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐的透明、黄色-琥珀色可流动滤液，冷却至室温仍保持透明。分析表明该滤液含有10.5重量％钙。所述材料的红外光谱在864cm-1处有峰，这是无定形碳酸钙的特征峰1。
------------------------------------------------1实施例中制造的材料中的碳酸钙的物理状态的分析采用测量结晶性的X射线粉末图谱和红外光谱。根据Andersen和Brecevic的论文″Infrared Spectra ofAmorphous and Crystalline Calcium Carbonate″，Acta Chemica Scandinavica 45(1991)1018-1024，无定形碳酸钙在864cm-1处具有红外吸收。碳酸钙的其它结晶多形体、方解石、文石和球方解石分别在877cm-1、856cm-1和877cm-1处具有相应的红外吸收。
实施例415％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐通过下面步骤制备含有15.4重量％钙的极高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐。向根据前面实施例制得的1700g 11.4％高碱性油酸钙盐/碳酸钙盐液体的混合物中加入50g水，在1000rpm转速的搅拌下将混合物加热至190°F。在3小时40分钟内以3.97g/分钟的速率，向混合物中加入由500g石灰(94％，用作氢氧化钙)、320g ShellflexTM6111轻矿物油、160g十二烷醇和20g丙二醇制得的720g浆料。浆料加入2分钟后，通过表层下加入管以一定速率(约450-550ml/分钟)向反应混合物中通入二氧化碳气体，以产生并保持反应混合物的表观pH为10.5-11。加入所需量的石灰浆料后，停止加入浆料，持续加入二氧化碳，直到反应pH降到7.5(约10分钟)。然后在22.5″真空下加热反应混合物，同时缓慢加热至310°F。通过Dean-Stark管除去加入的水和反应生成的水。然后通过硅藻土(过滤助剂)床过滤反应混合物，得到极高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐的透明、琥珀色可流动滤液。分析表明所得材料含有15.4重量％的钙。所得材料的红外光谱在864cm-1处表现出无定形碳酸钙的特征峰。
实施例514％高碱性锶油酸盐/碳酸盐通过下面步骤制备含有约14％锶的无酚锶油酸盐/碳酸盐。将413g油酸、600g ShellflexTM6111轻矿物油、300g异癸醇、40g丁基卡必醇和4g三甘醇的混合物加热至176°F，加入1000g八水合氢氧化锶。反应混合物在2.5小时内加热至275°F，同时通过Dean-Stark分水器在2.0SCFH氮气喷射作用下除去550g水。在水除去速率变慢后，停止氮气喷射，通过表层下加入管以450ml/分钟的速率向反应中加入二氧化碳气体，持续除去形成的水。在250-275°F下加入二氧化碳7小时后，停止通入二氧化碳，反应温度升至300°F，在2.0SCFH氮气喷射下除去残余水。然后在过滤助剂作用下热抽滤反应，得到高碱性锶油酸盐/碳酸盐的浅黄色、透明可流动液体。分析表明该产物含有14.25重量％的锶。
实施例64.5％高碱性镁油酸盐/碳酸盐通过下面步骤制备含有约4.5％镁的无酚镁油酸盐/碳酸盐。将529.3g油酸、600g ShellflexTM6111轻矿物油、400g异丙醇、350g异癸醇、400g水的混合物加热至140°F，加入400g氢氧化镁。用氢氧化镁中和酸使温度升至167°F。通过表层下加入管以225ml/分钟的速率在6小时内将二氧化碳气体通入反应混合物，此期间温度逐渐升至223°F，除去720ml的水和异丙醇的混合物。温度升至305°F，在加入二氧化碳作用下除去残余水。停止二氧化碳加入，在过滤助剂作用下抽滤热的反应混合物，得到高碱性镁产物的透明浅黄色可流动液体。分析表明所得产物含有4.5重量％的镁。
实施例721.38％高碱性无定形的油酸/碳酸钙盐粉末以稳定料流在5分钟内向1000g快速搅拌的异丙醇中加入200g含有10.5重量％钙的高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐液体(实施例3的产物)。混合物在室温下搅拌1小时，然后抽滤。滤饼用2×100g异丙醇洗涤，尽可能抽干，然后室温下干燥过夜。x-射线粉末图案表明得到的粉末没有结晶性质，易于分散在矿物油中，得到透明、各向同性、无粘性的分散体。分析表明所述粉末含有21.38重量％的钙。该粉末的红外光谱(石蜡糊)在866cm-1处有峰，这是无定形碳酸钙的特征峰。
实施例820.2％高碱性无定形的油酸/碳酸钙盐粉末根据下面的实施例制备粉状高碱性无定形的油酸/碳酸钙盐。15-分钟内向快速搅拌并加热至回流的1500g异丙醇中加入500g含有9.76重量％钙的高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐液体(实施例1的产物)。混合物再回流1/2小时，然后冷却至90°F，抽滤。收集固体，用2×125g异丙醇洗涤，尽可能抽干。固体产物在室温下干燥过夜，得到262g白色固体，分析表明其含有20.2重量％的钙。该材料容易在矿物油中以70固体％含量分散，得到透明可流动的分散体，其中钙含量为13.83重量％。粉末的红外光谱(石蜡糊)在866cm-1处有峰，这是无定形碳酸钙的特征峰。分散在石油溶剂油中的粉末颗粒的平均粒径为0.112微米。
实施例928％高碱性无定形的油酸/碳酸钙盐粉末根据下面的实施例制备粉状高碱性无定形的油酸/碳酸钙盐粉末。在5-分钟内以稳定料流将200g含有15.4重量％钙的高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐液体分散体(按实施例4制备)加到1000g快速搅拌的异丙醇中。混合物在室温下再搅拌1小时，然后抽滤，用2×100ml异丙醇洗涤，尽可能抽干。产物在室温下空气中干燥过夜，得到自由流动的白色粉末，分析表明其含有28重量％的钙。该粉末的红外光谱(石蜡糊)在866cm-1处有峰，这是无定形碳酸钙的特征峰。X-射线粉末图案仅有宽峰，没有方解石的峰(结晶碳酸钙)。分散在石油溶剂油中的粉末的平均粒径为0.0566微米。
实施例1030％高碱性无定形油酸钡盐/碳酸钡盐根据下面的实施例制备无酚高碱性无定形钡油酸盐/碳酸盐。将502.5g油酸、581g HVI矿物油、200.0g EpalTM14-18(含有14～18个碳原子的脂肪醇混合物)、102g丁基卡必醇(二甘醇单丁基醚)和10.2g三甘醇的混合物在缓慢氮气流下加热至178°F。在45分钟内分三次向加热的反应混合物中加入1034.1g一水合氢氧化钡。然后在1小时内将反应混合物温度升至280°F，通过Dean-Stark分水器在2SCFH氮气流作用下除去75.6g水。将氮气流降至1SCFH，通过表层下加入管以约300ml/min的速率在5.5小时内加入二氧化碳，此期间温度逐渐从280°F升至300°F，2小时后通过Dean-Stark分水器以约7.5g/15分钟的速率除去水。
在停止加入二氧化碳时，将反应混合物小心地置于22.5英寸的真空下，除去残余水及少量丁基卡必醇。除水总量是210g。30分钟后，释放真空，加入40g过滤助剂(硅藻土)。抽滤所述材料，得到透明、琥珀色的可流动液体，分析表明其含有29.7重量％的钡。
实施例1145.2％高碱性无定形钡油酸盐/碳酸盐粉末在5分钟内以缓慢料流将含有29.7重量％钡的无酚高碱性钡油酸盐/碳酸盐(按实施例10制备)倒入快速搅拌下的1000g异丙醇中。混合物在室温下搅拌1小时，然后抽滤，用2×100g异丙醇洗涤，尽可能抽干，然后空气干燥过夜。所得产物是白色粉末，分析表明其含有45.2重量％的钡。
实施例1245.5％高碱性无定形钡油酸盐/酚盐/碳酸盐粉末根据实施例10通过向反应混合物加入酚制备含有45.5％的钡的含酚高碱性无定形钡油酸盐/酚盐/碳酸盐液体，这公开于美国专利5,830,935中。在室温下于5分钟内将200g高碱性钡油酸盐/酚盐/碳酸盐加到1000g快速搅拌的异丙醇中。搅拌混合物1.5小时，然后抽滤，用2×100g异丙醇洗涤，尽可能抽干，空气干燥。所得产物是粉红色粉末，分析表明其含有45.5重量％的钡。
润滑剂组合物配方设计与评估为了展示本发明中含有高碱性金属保护添加剂的润滑剂组合物的有利性能，设计并评估了一系列配方。在制备润滑剂组合物时，通常以在合适的载体(例如润滑油或其它适当的溶剂)中的浓缩物的形式引入添加剂。脂族、脂环和芳族烃是添加剂浓缩物的合适载体流体的实例。以下配制的浓缩物以术语“DI包(DI package)”代表。终包包括DI包配方和基础油或其它粘性改进剂。因此，在表1中，采用上述实施例1的液体高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐作为本发明的金属保护添加剂，如表1中的样品包B的配方，并通过将所述添加剂包加入到表1列出的润滑油中，使其包含于最终润滑剂组合物中。在最终的润滑剂组合物中高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐的含量是按重量计占组合物总重的约0.7％。
表1

对表1中所列各组分进一步限定如下H-611(高碱性磺酸钙) HiTec-611*OB磺酸钙EthylH-614(中性磺酸钙)HiTec-614*中性Ca磺酸盐EthylH-7169(抗磨剂) HiTec-7169*二烷基二硫代磷酸锌盐EthylK-2000(摩擦调节剂) Kemester 2000甘油单油酸酯CromptonN-438L(抗氧化剂) N-438L 壬基二苯胺 CromptonStar 4 Oil(组II基础油) Star 4 Oil 氢化处理石蜡矿物油 MotivaAnti-FoamA(消泡剂) Antifoam″A″八甲基环四硅氧烷DowViscoplex(粘度改进剂)Viscoplex 6-917 丙烯酸聚合物/中性油 Degussa*表示该添加剂包含矿物油和石油馏分作为稀释剂如表1所示，将样品B中本发明的高碱性的油酸钙盐/碳酸钙盐(OBCO)添加剂与常规油的高碱性磺酸钙(OBCS)添加剂(样品A)相比较。在样品B的情况下，评估了OBCO在摩擦调节剂存在时的去污性能。还在样品C中评估了OBCO在没有摩擦调节剂情况下的润滑性能。样品D为阴性对照，没有使用OBCO、OBCS和摩擦调节剂。采用成漆板焦化测试(Panel Coker Testing)确定表1中样品A-D的去污性能。成漆板焦化测试是一种快速确定润滑剂的相对沉淀形成倾向的实验室方法。通过在加热金属板上喷洒润滑剂达到此目的。成漆板焦化测试将发动机清洁变量中的高温稳定性和防止氧化材料从油中沉淀出来的表面活性区分开来。UEC成漆板焦化测试的结果示于表2，其测试方式为，在600°F高温使用330ml样品在6小时内，测量由于润滑剂劣化而由热和氧化应力引起的沉淀物的重量。
表2成漆板焦化测试结果-mg沉淀

参见表2，通过测试表1中的配方得到如下结论。含有本发明的OBCO金属保护剂的润滑剂组合物显示出良好的结果，样品B和C的平均测试结果分别为128mg沉淀和178mg沉淀。相反，含有OBCS的常规油(样品A)平均得到了220mg沉淀和样品D得到了270mg沉淀。因此，与含有OBCS的典型常规油和不含有高碱性添加剂或摩擦调节添加剂的其它组合物相比，本发明的OBCO显示出了优异的去污性能。
测试了氧化稳定性或本发明的润滑组合物抵抗腐蚀或抵抗来源于燃料燃烧或燃油氧化的酸性成分的稳定性。润滑剂组合物的氧化特性的分析是通过ASTM D943测得的。应用该方法评估样品A-D在氧、水、铁和铜的存在和高温(95℃)下的氧化稳定性。ASTM D943测试是对润滑剂的低温氧化-腐蚀测试，其主要针对经常遭遇潮湿条件还期望长期使用的润滑剂，例如蒸汽涡轮机油和液压液体等。因此，D943的测试条件是95℃下液体水与铜和铁金属催化剂样品接触，以通入混合物的纯氧气泡作为氧化剂。成功的ASTM D943测试需要润滑剂配方能对铁和铜金属提供多种保护，以及具有维持长期的碱储备，其碱储备足够维持最少1000小时才会被耗尽并且油的酸值达到2。表3给出了本发明的OBCO添加剂的测试结果以及作为对照的表1的OBCO样品的测试结果。
表3

如表3所示，作为低温氧化的应用中的碱源，本发明的润滑组合物中的OBCO金属保护添加剂显示出优于OBCS的性能。更特别地，表3表明，与OBCS磺酸盐添加剂相比，本发明的OBCO油酸盐添加剂需要几乎3倍的时间来达到2.0的酸值(TAN)。在OBCS的情形下，经过1676小时的测试后达到了2.58的酸值。而对于OBCO，则是在经过3500小时的测试后才达到了2.14的酸值。据推测，对于OBCO样品，测试早期的较高的TAN值表明油酸盐可能产生缓冲作用，这与磺酸盐形成对照。因此，在测试的早期阶段，油酸盐的1.2的TAN值几乎是磺酸盐的两倍。然而，OBCO油酸盐的长效性能远远超过OBCS磺酸盐的长效性能。因此，从对损害性的酸的抵抗力方面而言，本发明的包含独特的OBCO添加剂的润滑剂组合物的性能远远超过现有的常规油组合物的性能，所示损害性的酸能影响正常的发动机功能并使低润滑剂劣化。
和表1中的OBCS和OBCO样品A和B一起测试的还有样品E，样品E是高碱性的异硬脂酸钙盐/碳酸钙盐，在上述的实施例1中其是根据本发明的方法用异硬脂酸取代油酸制造的。根据ASTMD-5706和D-5707，测试OBCS、OBCO和OBIS(高碱性硬脂酸盐/碳酸盐)样品的摩擦调节特性，本发明的添加剂的性能优于OBCS盐样品。更具体的，根据ASTM D-5706，本发明的OBCO和OBIS添加剂的性能超过了OBCS样品，它们能在更长的时间内承载更高的负载。在ASTM D-5707的摩擦和磨损测试中，本发明的OBCO和OBIS添加剂的性能也超过了OBCS添加剂。
上述说明书公开了本发明特定实施方案，但并非用于限制本发明。因此，本发明不仅限于上述实施方案，本领域所属技术人员应该理解上述说明的其它实施方案也将落入本发明范围内。
权利要求
1.一种润滑油组合物，其含有润滑油和作为金属保护剂的添加剂，所述添加剂选自(a)高碱性无定形的脂肪酸碱土金属碳酸盐的贮存稳定且无混浊的液体，和(b)从上述液体中分离出的粉末状高碱性无定形的脂肪酸碱土金属碳酸盐，所述液体或粉状添加剂根据如下方法制备(i)在液态烃存在下，以金属碱与脂肪酸的当量比大于1∶1的比例，使碱土金属碱和脂肪酸反应，(ii)将所得混合物碳酸化以生成无定形碱土金属碳酸盐，(iii)在碳酸化过程中，加入相对量的含有碱土金属碱、液态烃和具有至少8个碳原子的脂肪醇的分散体，控制碱土金属碱的加入速率，以得到稳定且无混浊的液体反应产物，和(iv)从反应产物中除掉水，得到所述液体添加剂或粉状添加剂。
2.根据权利要求1的润滑油组合物，其中以至少约300ml/10分钟的产物过滤速度过滤所述液体反应产物，以产生热力学稳定的液体。
3.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述脂肪酸是C12-C22脂肪酸。
4.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述脂肪酸是油酸或异硬脂酸。
5.根据权利要求1的润滑油组合物，其中除去水以制得在总产物中含有少于约1重量％水的微乳液产物。
6.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述碱土金属选自钙、钡、镁和锶。
7.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述碱土金属是钙。
8.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述高碱性盐是油酸钙盐/碳酸钙盐。
9.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述高碱性盐基本不含酚或酚的衍生物。
10.根据权利要求1的润滑油组合物，其中所述脂肪醇具有8至14个碳原子。
11.根据权利要求10的润滑油组合物，其中所述醇是异癸醇。
12.根据权利要求11的润滑油组合物，其中所述分散体还含有二醇或二醇醚。
13.根据权利要求12的润滑油组合物，其中所述二醇或二醇醚选自二甘醇单丁基醚、三甘醇、二丙二醇、二甘醇单甲基醚、乙二醇单丁基醚以及它们的混合物。
14.根据权利要求1的润滑油组合物，其中以最终反应混合物为基准，通过使选自约15-30％的氢氧化钙、约12-24％的氢氧化镁、约25-50％的氢氧化锶、约35-50％的氢氧化钡以及它们的混合物的一定量的碱土金属碱进行反应来形成所述反应产物。
15.根据权利要求14的润滑油组合物，其中所述碱土金属碱是氢氧化钙，并且所述脂肪酸是油酸。
16.根据权利要求15的润滑油组合物，其中所得无混浊的液体油酸钙是微乳液，该微乳液的胶束内部有无定形碳酸钙。
17.根据权利要求1的润滑油组合物，其中在加入所述分散体并用二氧化碳进行碳酸化以后，所述混合物包含约15-30％的油酸钙，约9-35％的碳酸钙，约30-35％的烃油，约15-18％的异癸醇，和约4-6％的二醇或二醇醚。
18.根据权利要求17的润滑油组合物，其中所述分散体含有约40-50％的氢氧化钙、约25-40％的烃油、约10-25％的异癸醇和约0-10％的二醇或二醇醚。
19.根据权利要求1的润滑油组合物，其中基于润滑油组合物的总重量，所述添加剂的用量使得所述高碱性金属碳酸盐的含量为约0.5到约15重量％。
20.根据权利要求1的润滑油组合物，其中基于润滑油组合物的总重量，所述添加剂的用量使得所述高碱性金属碳酸盐的含量为约0.5到约7重量％。
21.根据权利要求1的润滑油组合物，其中包含有效量的所述添加剂以在使用所述组合物润滑金属时通过中和酸性部分而保护金属。
22.根据权利要求1的润滑油组合物，其中包含有效量的所述添加剂以在使用所述组合物润滑金属时通过提高去污性而保护金属。
23.根据权利要求1的润滑油组合物，其中包含有效量的所述添加剂以在使用所述组合物润滑金属时通过提高抗磨性而保护金属。
24.一种润滑油组合物，其包含润滑油和作为金属保护剂的粉末状高碱性无定形的脂肪酸碱土金属碳酸盐添加剂，该添加剂主要由无定形碱土金属碳酸盐和无定形碱土金属脂肪酸羧酸盐的复合盐的分离的固体附聚胶束组成。
25.根据权利要求24的润滑油组合物，其中所述脂肪酸是C12-C22脂肪酸。
26.根据权利要求24的润滑油组合物，其中所述脂肪酸是油酸或异硬脂酸。
27.根据权利要求24的润滑油组合物，其中除去水以制得在总产物中含有少于约1重量％水的微乳液产物。
28.根据权利要求24的润滑油组合物，其中所述碱土金属选自钙、钡、镁和锶。
29.根据权利要求24的润滑油组合物，其中所述碱土金属是钙。
30.根据权利要求24的润滑油组合物，其中所述高碱性盐是油酸钙盐/碳酸钙盐。
31.根据权利要求24的润滑油组合物，其中基于润滑油组合物的总重量，所述添加剂的用量使得所述高碱性金属碳酸盐的含量为约0.5到约15重量％。
32.根据权利要求24的润滑油组合物，其中基于润滑油组合物的总重量，所述添加剂的用量使得所述高碱性金属碳酸盐的含量为约0.5到约7重量％。
33.根据权利要求24的润滑油组合物，其中包含有效量的所述添加剂以在使用所述组合物润滑金属时通过中和酸性部分而保护金属。
34.根据权利要求24的润滑油组合物，其中包含有效量的所述添加剂以在使用所述组合物润滑金属时通过提高去污性而保护金属。
35.根据权利要求24的润滑油组合物，其中包含有效量的所述添加剂以在使用所述组合物润滑金属时通过提高抗磨性而保护金属。
全文摘要
本发明制备了一种润滑剂组合物，其中包含高碱性无定形的脂肪酸碱土金属盐作为金属保护添加剂。所述添加剂以液体或粉末的形式加到所述组合物中的基础油中。所述高碱性添加剂在润滑剂组合物中作为金属保护剂为组合物提供去污性、抗磨性和酸中和特性。
文档编号C08L27/00GK1802427SQ200480005959
公开日2006年7月12日 申请日期2004年1月9日 优先权日2003年3月4日
发明者切斯特·E.·雷米, 詹姆斯·E.·雷迪 申请人:Omg美国公司