作为石油润滑油的乳化剂的石油磺酸钠共混物的制作方法

专利名称：作为石油润滑油的乳化剂的石油磺酸钠共混物的制作方法
技术领域：
本发明涉及可用作天然高分子量石油磺酸钠的替代物的乳化剂组合物。
背景技术：
石油磺酸钠广泛地用作配制用于切削液、液压流体、金属加工润滑剂等的可乳化的润滑组合物的主乳化剂。
与白油一起，石油磺酸盐传统上通过用发烟硫酸处理残液来工业生产。它已经在金属加工应用中采用，北美市场上的年用量高达4千万磅，而全世界为该用量的2倍。
生产白油和石油磺酸盐的传统方法是复杂的，并且由于有危害的材料的使用以及有危害的副产物的形成和由此带来的必要处理，而带来了潜在危害。这两个因素强烈地影响了石油磺酸盐的成本，如果没有改进的话，可能使该重要产品的生产和供应处于危急之中。
石油磺酸钠一般作为精炼方法的副产物产生，在该精炼方法中生产出了某些高度精炼的石油产品，比如润滑白油，医药用油，和某些等级的变压器油。高度精炼的石油产品通过用发烟硫酸处理精炼石油馏出物或残液来生产，该发烟硫酸与该油的某些组分反应，生成磺酸，其中一些是油溶性的和一些是水溶性的，因此形成了双相体系。该两个相分离为两层，一层是含有油溶性、红棕色或红褐色磺酸的油层，而另一层是水溶性层，通常称为含有树脂类材料、未反应的硫酸和水溶性或绿色磺酸的酸渣层。然后分离这些层，从油层回收油溶性磺酸(通常以其钠盐形式)。
红褐色磺酸(优选是油溶性的)已经广泛地用于可乳化的石油产品的制备，比如可溶性切削油，液压流体，用于金属成形的金属加工润滑液等。对酸性油层进行中和，以制备钠盐，用极性溶剂(通常为醇)萃取，以分离大部分的油相和提高石油磺酸钠的活性。该类方法在US专利No.1,930,488中进行了概述。
用上述方法生产白油已经变得越来越不经济，因此，白油精炼的磺酸盐副产物的生产显著下降。这使得石油磺酸钠大量短缺。
天然石油磺酸盐的另一个主要缺点是它们的质量不恒定，其乳化性能产生了变动。为了改进乳化性能，常常添加不同类型的次级表面活性剂，例如脂肪酸盐。次级表面活性剂的用量随所使用的磺酸盐的质量而改变。
US专利No.3,959,399公开了通过采用由甲磺酸和含活性P2O5的酸组成的混合质子酸催化剂(以大约2∶1到1∶2的比率使用，最佳比率大约1∶1)，在采用链烯烃反应剂的萘的烷基化中抑制多烷基和尤其二烷基萘以生产出单烷基萘的方法。该反应优选在就混合催化剂而言的无水条件下进行，产物据说显示了作为石油化学中的破乳剂以及其它表面活性剂的用途。
US专利No.4,140,642公开了乳化剂组合物，其适合于与矿物油混合，以便形成金属加工润滑剂，包括了烷芳基磺酸的盐的混合物，所述酸具有两个不同峰的分子量分布，一个峰优选在270-400的范围内，而另一个峰是在350-600的范围内；这些峰相差至少80。酸的当量根据C＝f(M)的函数来分配，其中C表示浓度和M表示各酸的当量，该函数具有两个不同的当量最大值M1和M2，其中M1＜M2。5-95wt％的支链C12-C16烷基邻二甲苯磺酸的钠盐与95-5wt％的支链C20-C28烷基苯磺酸的钠盐的混合物据说是特别优选的组合物，尤其当与环烷属矿物油共混，从而形成稳定的可乳化金属加工润滑剂时。
US专利No.4,482,755公开了生产4，4′-双酚(biphenol)和叔烷基取代的烷基苯衍生物的方法，该方法包括在多相催化剂的存在下在相对温和的条件下在烷基苯溶剂溶液中氢化四烷基二苯酚合苯醌，从所得四烷基双酚中除去催化剂，此后在强酸催化剂的存在下加热烷基苯溶剂溶液，从而以高收率形成相对纯的双酚，以及形成对位取代烷基苯衍生物。
US专利No.4,873,025公开了包括下式的烷基二甲苯磺酸盐化合物的组合物 其中R′表示C6-C20烷基和其中M表示氢，金属，铵或胺离子。这些组合物据说可用作表面活性剂，尤其在提高的油回收技术中。
US专利No.5,889,137公开了形成苯酚烷基化聚合物的方法，该聚合物释放出可以忽略的苯酚和甲醛排放物。苯酚芳烷基化聚合物由酚类单体、至少一种苯乙烯衍生物和芳基二烯烃获得。除了酚类单体、苯乙烯衍生物和芳基二烯烃以外，可以引入其它反应剂，以生产出具有特定性能的产物。
US专利No.6,043,391公开了由芳族或取代芳族分子和链烯烃磺酸获得的阴离子表面活性剂，以及它们的制备方法。芳基化合物在磺酸中和之前用链烯烃磺酸在一个步骤中进行烷基化和磺化。该方法据说允许官能化磺酸盐基团连接于烷基链的末端，而非芳族环，因此允许选择性取代基团(支化、线性或烷氧基化或它们的结合)在磺化和烷基化之前位于芳基化合物上。由α-烯烃的薄膜磺化生产的链烯烃磺酸用来将苯、单取代芳族化合物、多取代芳族化合物、烷基苯、烷氧基化苯、多环芳族化合物、单取代多环芳族化合物、多取代多环芳族化合物、萘、烷基萘、苯酚、烷基酚、烷氧基化酚和烷氧基化烷基苯酚烷基取代或多取代环状或多环化合物烷基化，以形成具有由在薄膜磺化过程中使用的α-烯烃衍生的附加烷基(线性或支化)的相应磺酸。
US专利No.6,225,267公开了乳化剂组合物，其适于与油混合，以形成包含至少一种具有大约15wt％到大约30wt％活性成分含量(active content)的非萃取天然石油磺酸的盐；至少一种支链烷芳基磺酸或其盐；至少一种线性烷芳基磺酸或其盐；和任选的用于调节所得乳化剂组合物的平均当量的至少一种其它磺酸或其盐的润滑剂。
公开的欧洲专利申请0 121 964A1公开了烷芳基磺酸盐浓缩组合物，并提供了其中含有至少10％w/w的中和剂的水溶液与至少一种C2-9饱和醇混合，所得混合物用于中和C8-18烷芳基(二甲苯或甲苯)磺酸的方法，相对量应使得所得中和混合物含有5-40重量份的至少一种醇/100重量份的烷芳基磺酸盐。所得可流动的液体浓缩组合物据说是可用于改进油回收方法的容易处理的材料。
US专利No.3,959,399(上文)参考了George A.Olah，Friedel-Crafts and related Reactions，第2卷，部分1，1964，Interscience-Wiley，第1-31；69-71；和180-186页。尤其，该参考文献论述了各种芳族化合物比如单环和多环烃类、酚类、胺类、噻吩类、呋喃类等用简单烯烃(包括芳基取代烯烃在内)、苯乙烯和烯丙基苯等的阳离子核烷基化。在贯穿24和25页的段落中，公开了强质子酸是用于烯烃与芳族化合物反应的非常有效的催化剂。硫酸、磷酸和烷烃磺酸以及氟化氢据说是苯与丙烯缩合的有效催化剂。
以上公开物全面引入本文供参考。

发明内容
在以下描述中，为了方便起见使用某些名称。它们在这里列举磺酸盐的乳液试验方法-采用在去离子水中的10％或20％乳液或者90/10白油/磺酸盐共混物。
磺酸盐的生锈试验方法-如果该乳液显示一般到良好的性能，进行生锈试验。(注对不良(negative)乳液进行生锈试验能够获得不可靠的结果)。所用工序类似于改进的ASTM D4627方法。细节如下所示1、所测试的乳液是95/5去离子水/可溶性油基共混物，该可溶性油基由80/20白油/磺酸盐共混物组成。
2、试验采用放在10mm×35mm塑料陪替氏培养皿内的2.0g的铁屑进行。
3、将该乳液倾倒于铁屑上，到完全浸渍铁屑和填满陪替氏培养皿(5～10mL)。
4、将乳液在陪替氏培养皿内放置20分钟，然后通过轻轻摇动以除去铁屑中的过量液体来排干。
5、然后将铁屑在陪替氏培养皿内暴露放置过夜(16-24小时)作为通过(无锈)或失败(生锈)来评价。在少数情况下，只有几片铁屑生锈，在该情况下，计数铁屑，如果生锈的铁屑少于10，我们将这记录为勉强通过(无锈)。
在某些情况下，候选的PSR，尤其合成材料，不用70/30比率的Natural D乳化，所以试验在80/20，85/15，和90/10比率下进行，来评价它们的乳液和生锈性能。
Synthetic Linear A-合成直链单和二烷基苯磺酸盐，钠盐(当量430)(出自Pilot Chemical的Aristonate L)；Synthetic Linear B-合成直链单和二烷基苯磺酸盐，钠盐(当量460)(出自Pilot Chemical的Aristonate M)；Synthetic Linear C-合成直链单和二烷基苯磺酸盐，钠盐(当量520)(出自Pilot Chemical的Aristonate H)；Synthetic Linear D-合成直链苯磺酸盐，钠盐(出自Clariant的Fongrapol PSSR)；Synthetic Linear E-合成直链苯磺酸盐，钠盐(出自NaveenAdditiVes Ltd.的Manas S-301)；Synthetic Linear F-合成直链苯磺酸盐，钠盐(出自Kimes的Sansul 455)；Synthetic Branched A-支链单烷基苯的合成磺酸钠盐(当量520当量)(出自Infineum的Synacto 246)；Synthetic Branched B-十二烷基邻二甲苯的合成磺酸钠盐(390当量)(出自Infineum的Synacto 476)；Natural A-天然石油磺酸钠(580-600当量)(出自Penreco的Petrosul HX-60)；Natural B-天然石油磺酸钠(540-560当量)(出自Crompton的Petronate HH)；Natural C-天然石油磺酸钠(520-560当量)(出自Crompton的Petronate HMW)；Natural D-天然石油磺酸钠(460-480当量)(出自Crompton的Petronate HL-1)；Natural E-天然石油磺酸钠(415-445当量)(出自Crompton的Petronate L)；Natural F-通常由Exxon Americas Core 600(大约550-580当量)的600 SUS石油润滑油(petroleum oil)的磺化产物；Natural G-天然磺酸钠(出自日本Matsumura Oil Research Co.的Sulfol 430)；Natural H-天然磺酸钠(出自日本Matsumura Oil Research Co.的Sulfol 465)；Natural I-天然磺酸钠(出自Zhuhai DaCheng Chemical Co.)；Natural J-天然磺酸钠(出自Zhuhai DaCheng Chemical Co.)；Syn/Nat Blend A-下列原料的混合物的共磺化产物54.0-58.0％的600 SUS石油润滑油(一般由Exxon AmericasCore 600制备)；24.0-28.0％的直链(大约C12-C14)二烷基苯(出自Vista Chemical的V9050)；16.0-19.0％的直链(大约C20-C24)单烷基苯(出自PilotChemical的Aristol AW)；Syn/Nat Blend B-下列原料的混合物的共磺化产物
54.0-58.0％的600SUS石油润滑油(通常由Exxon AmericasCore 600制备)；42.0-46.0％的直链(大约C12-C14)二烷基苯(出自SASOLChemical的V9050)。
Americas Core 600的性能是

在北美和欧洲，目前对于高当量天然石油磺酸钠(例如Natural C)存在巨大短缺。因此，本发明人起动了确定能提供充分的防锈、同时没有不利影响金属加工流体的乳液稳定性的替代物的研究。
在金属加工应用中石油磺酸盐的任何替代物(下文称为“石油磺酸盐替代物”或“PSR”)的性能匹配一般由含有至少三种成分的基础配制料来产生油溶性乳化剂，水溶性乳化剂和溶剂。该溶剂正常是石蜡油，其用于提供PSR的流动性。PSR的最终配制料可以含有其它成分，各自用于满足次要功能，例如偶联，消泡，固体助推等。
根据本发明，优选的PSR是Syn/Nat Blend A和SyntheticBranched A(EW 520)的共混物，优选50/50共混物，它与Natural D的70/30混合物获得了一般乳液，并且通过生锈试验(ASTM D4627)。该性能类似于高当量天然石油磺酸钠的性能。
另一优选的PSR是下列成分的共混物A)大约10-20wt％的具有大约527的当量的共磺化并制成62％活性磺酸钠的44％二烷基苯(出自SASOL Baltimore，MD的V9050)和56％600SUS油(ExxonMobil Americas Core 600)的共混物(Syn/Nat BlendB)；和相应地，B)大约80-90wt％的Synthetic Branched A。
又一优选的PSR是下列成分的共混物A)大约30wt％的具有大约527的当量的共磺化并制成62％活性磺酸钠的44％二烷基苯(出自SASOL Baltimore，MD的V9050)和56％600SUS油(ExxonMobil Americas Core 600)的共混物(Syn/Nat Blend B)；和，B)大约70wt％的Synthetic Branched B。
更尤其，本发明涉及适于与油混合以制备润滑剂的乳化剂组合物，其包括A)至少一种下列原料的至少一种磺化产物i)石油润滑油，ii)直链单烷基苯，iii)直链二烷基苯，iv)支链单烷基苯，和v)支链二烷基苯；和B)至少一种直链或支链烷芳基磺酸盐，优先选自单烷基苯和烷基邻二甲苯中的一种。
在另一个实施方案中，本发明涉及润滑或切削液组合物，其包含A)包含下列组分的组合物i)至少一种以下原料的至少一种磺化产物a)石油润滑油，b)直链单烷基苯，c)直链二烷基苯，d)支链单烷基苯，和e)支链二烷基苯；和ii)至少一种直链或支链烷芳基磺酸盐；和B)至少一种选自链烷属和环烷属石油润滑油以及链烷属和环烷属精炼石油润滑油中的油，其量为总油基组合物的大约50到大约95wt％。
优选实施方案的说明为了适合于要求石油磺酸盐的应用，替代物必须满足下列要求1、它必须是透明液体，没有沉淀材料或沉积物。
2、它必须在最终用户应用中提供与石油磺酸盐相同的性能。
3、它应该能够直接地替代石油磺酸盐，无需改变或调节最终用户的配制料。
4、它的活性应该优选是59-62％。
5、它必须提供充分的防锈。
在本发明的实施中采用的天然石油磺酸/盐可以通过在天然石油(例如，40℃的粘度为15-400cSt的典型润滑油基础油)中含有的芳族化合物的磺化来制备。酸性油通过重力沉降和用来自碱的任何单价阳离子，优选钠中和来除渣。优选地，该产物不进行萃取或溶剂处理来除去油或盐。该方法因此比用于制备供乳化剂组合物使用的天然石油磺酸盐的先前采用的方法更简单。
本发明的组合物的第一组分是采用硫酸、发烟硫酸和/或三氧化硫或其它磺化剂磺化石油润滑油，优选链烷属油所制备的天然石油磺酸或磺酸盐。在这里使用的一种优选油是15-4000cSt@40℃的典型润滑油基础油。该酸性油通过使用自然重力沉降来除渣，随后中和至在油中具有大约15-30％，优选大约20-30％活性石油磺酸盐。不需要进一步萃取或加工来除去油或盐。作为中性盐的这些非萃取天然磺酸盐为金属提供了防腐蚀性能和有助于乳化性能。
由于只需要最少的加工量，优选用作本发明的第一组分的天然石油磺酸盐的生产非常经济。优选的链烷属油原料流的成本低，并且供应量充足。这些磺酸盐能够与其它磺酸盐乳化剂共混来生产≥60％活性成分含量，例如具有高活性磺酸的产物。这类天然石油磺酸钠的实例是石油磺酸钠Natural F，30％活性磺酸盐，由Greenwich，CT的Crompton Corp.供应。
可以磺化的天然石油产物的优选实例可以以EXXON 3278的名称从Exxon Corporation购买，其被认为是石蜡和可磺化的烷基芳烃的共混物。制备磺化EXXON 3278的一种方式如下所示。
首先，该原料(EXXON 3278)在冲击射流反应器中进行过度磺化。虽然过度磺化方法获得了最大量的活性产物，但也导致了大量的二磺酸盐产物(即“淤渣”组分)的形成。为了除去该淤渣，从反应器出来的酸料流与庚烷(为了溶解活性成分和游离油)和浓硫酸(为了溶解该淤渣)混合。在静置时，分离和除去硫酸/淤渣层，且庚烷产物层用水洗涤，以便减少其游离硫酸含量。然后中和该产物层，再通过蒸馏除去庚烷。
该石油磺酸盐可以是无机或有机的。优选的无机盐是钠盐。然而，还可以使用铵盐，或者其它金属，尤其碱金属或碱土金属的那些盐。可以使用的无机化合物包括、但不限于包含钡、钙、锂、铷、铯、镁、钾、钠、锶、镭、锌、铁、铜、铝等的那些。然而，钠是在这里优选使用的金属。
可以使用的有机碱包括氮碱，例如伯胺，仲胺，或叔胺，多胺，链烷醇胺，包括单乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，它们的混合物等。
天然石油磺酸盐有效地以总乳化剂组合物的大约10到大约70wt％，优选大约20到大约60wt％，更优选总组合物的大约30到大约50wt％的量用于本发明的组合物。
仔细地选择与本发明的天然石油磺酸盐结合使用的高活性磺酸盐，以便平衡油相容性，以及所得乳化剂共混物的乳化性能。
替代目前市售高当量石油磺酸钠(下文，为了方便起见，称为HMW-PS)，例如Natural C的材料的优选实例包括下列组成的天然和合成磺酸盐的混合物1、Synthetic Branched A与来自Syn/Nat Blend A生产的原料的50/50共混物。
2、Syn/Nat Blend B与Synthetic Branched A(10-20/90-80)或Synthetic Branched B(30/70)的共混物。
作为第二组分，本发明的乳化剂组合物还包括至少一种直链或支链烷芳基磺酸盐。支链烷芳基磺酸盐已知显示了改进的溶解性和乳液稳定性，并且在US专利No.4,410,642中进行了论述，该专利在本文全面引入供参考。芳基包括苯、甲苯、萘、二甲苯等。在本发明的优选实施方案中，支链烷芳基磺酸是苯和烯烃，烯烃低聚物，例如聚丙烯或聚异丁烯，或它们的混合物的烷基化产物。
支链烷芳基磺酸盐适当地以总组合物的大约5到大约40wt％，优选大约10到大约30wt％，更优选大约10到大约20wt％，最优选大约11-14wt％的量使用(95％活性成分)。特定的支化烷芳基磺酸盐是WITCO1298H，由Crompton Corp.供应的支化十二烷基苯磺酸。烷芳基磺酸的支化烷基可以是C8-C30烷基，优选C8-C24烷基，更优选C10-C24烷基。
或者，如上所述，本发明的第二组分可以是线性烷芳基磺酸盐。再次，适合的芳基包括苯，甲苯，二甲苯，萘等，优选苯，甲苯，或二甲苯，更优选二甲苯，最优选邻二甲苯。
线性链烷芳基磺酸盐优选以总活性磺酸盐的大约5到大约50wt％，更优选大约10到大约50wt％，最优选大约20到大约30wt％的量使用。
这些线性烷芳基磺酸盐的烷基优选是C8-C30烷基，更优选C8-C24烷基，最优选大约C10-C24烷基。具体的优选线性烷芳基磺酸盐是烷基二甲苯磺酸盐，更具体地单烷基二甲苯磺酸盐，尤其十二烷基二甲苯磺酸盐，高活性含量(大约70wt％盐形式)磺酸钠。该材料还可以以非中和酸形式供应(90-95wt％活性成分含量)。
这些线性烷芳基磺酸盐贡献了低当量组分的属性，同时保持了在油中的完全溶解性。这些材料是优选的，因为它们均登记在TSCA和DSL目录上可供使用。
这些支化和线性烷芳基磺酸盐可以采用标准磺化技术来制备，该技术一般包括适当的芳族烃的磺化，从而获得烷芳基磺酸，然后用碱中和。
该烷基化可以采用本领域技术人员已知的任何方法来进行，包括使用烷基卤化物、链烷醇或链烯烃反应剂在路易斯酸催化剂存在下的弗里德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应。催化剂可以包括氟化氢和活性粘土。
本发明的组合物可以任选进一步包括选自各种各样的高活性天然和合成磺酸或盐中的其它烷芳基磺酸或磺酸盐，包括中、高和极高当量石油磺酸(钠)和它们的盐；低、中和高当量合成磺酸(钠)或它们的盐，比如ARISTONATEL，M和H(盐形式)和ARISTONICL，M和H(酸形式)；高当量支化和线性烷基苯磺酸和它们的盐，其中侧链是C14-C30；以及磺化C10-C14烷基化底部材料的钠盐。
底部材料由烷基化物起始来生产。该烷基化物一般作为烷基化方法的产物来生产，可以被称为烷基化底部材料，来自烷基化方法的蒸馏残余物。可以产生该副产物材料的一种这样的方法是苯的十二烷基化。蒸馏出十二烷基苯，剩余的烷基化物可以用来生产本发明的磺酸钠。该烷基化物被磺化为高纯度磺酸，随后用碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠中和成盐形式。这些化合物可用于调节当量或其它性能参数。本发明的目的是用磺酸盐的共混物替代以标准方式，即，作为白油精炼方法(其包括萃取过程)的副产物制备的天然石油磺酸盐，以便获得相同性能。例如，这些化合物可以用来将总乳化剂组合物的当量调节至大约400g/mol的低当量，或者将其调节至大约500g/mol的高当量。具有低于大约400的当量的材料通常对于此类应用来说油溶性不充分。具有高于大约500g/mol的当量，同时表现了良好的腐蚀性能的材料一般显示了低劣的乳液性能。
分类为低(L)当量石油磺酸盐的石油磺酸盐一般具有大约410-440g/mol的当量，而分类为中(HL；以这种方式称呼是因为它通常作为低和高当量石油磺酸盐的共混物供应)当量石油磺酸盐的那些一般具有大约450-480g/mol的当量，以及分类为高(H)当量石油磺酸盐的那些一般具有大约490-520g/mol的当量。
这些一般当量范围同时适用于合成和天然石油磺酸盐，并且对于大量金属加工应用非常适合。
优选地，磺酸盐具有大约55-65％或者更多的活性成分含量，以及至多大约95％活性成分含量。
这些磺酸盐以总流体浓缩物的至多大约20wt％，优选总组合物的大约5到大约15wt％的量使用。有用的磺酸盐的具体例子是PetronateHL，62％活性石油磺酸钠。
选择本发明的各组分来生产在石油或精炼石油润滑油中完全可溶的乳化剂的组合物。优选地，使用链烷属石油润滑油。例如，可以选择石蜡油(white mineral oil)，比如可从Greenwich，CT的CromptonCorp.获得的Carnation石蜡油。
本发明的乳化剂组合物可以总混合物的大约10到大约50wt％的量加入到石油润滑油中，所得油基组合物例如可以用作金属加工的切削液。对于此类应用，希望所用链烷属或环烷属石油润滑油具有大约5到大约100cSt的粘度(40℃)。除了本发明的乳化剂组合物以外，这些石油润滑油可以包括大约0到大约30wt％脂肪酸皂，1到大约30wt％的一种或多种极压润滑剂，大约1到大约20wt％的一种或多种其它防腐蚀剂；和0.1到大约3wt％的一种和多种杀菌剂。润滑剂领域的那些技术人员拥有其它试剂可以加入到该流体中的知识。然后将切削液浓缩物分散于水中，产生了稳定的金属加工用水乳液。
本发明的组合物还可用于其它石油润滑油型组合物。尤其用于工业应用的那些，比如液压流体，研磨液，防锈液，拉丝油，辊压液，水包油和油包水乳液等。
实施例有潜力的HMW-PS替代候选物的评价由于缺乏测定乳液稳定性和生锈的直接方法而受到阻碍。已经发现Natural D和HMW-PS的70/30混合物显示了良好的乳液并提供了优异的防锈。已经确定，任何有潜力的PSR应该拥有这些性能，所以，有潜力的候选物的共混物以70/30的比率制备，以便通过用于磺酸盐的乳液试验方法来评价乳液性能。
在金属加工工业中，用于可溶性油的生锈评价的ASTM工序(ASTMD4627)要求具有极少膏状物的乳液。然而，在磺酸钠的乳液试验中，常常具有至多10mL的膏状物。该过量的膏状物常常能够导致不一致的结果。因此，评价生锈试验的优选方法是采用80/20白油/磺酸盐共混物，以便减少膏状物和提供更一致的结果。
在某些情况下，候选物PSR，尤其合成材料，不以70/30的比率用Natural D乳化，所以优选的方法是以90/10的比率进行实验，以评价它们的乳液和生锈性能。
结果和论述评价许多PSR，它们是来自许多外部和内部来源的合成和天然材料。评价的结果在表1中提供，并且能够总结如下1、Natural F(28和62活性)和70/30的Syn/Nat Blend A(在Natural D中)的两种样品的乳液性能是不良的(negative)。添加Synthetic Branched B没有改进在Natural D中的乳液。在90/10比率下，乳液是一般的(没有添加Synthetic Branched B)，然而，生锈试验失败。
2、Synthetic Linear D，Synthetic Linear C，Synthetic LinearF和Synthetic Linear E磺酸盐全部在生锈试验中失败。
3、最佳结果是Syn/Nat Blend A和Synthetic Branched A的50/50共混物，其与Natural D的70/30比率混合物获得了一般乳液，并通过了生锈试验。该性能类似于HMW-PS的性能。
4、Syn/Nat Blend A样品与Synthetic Branched B按80/20的比率共混。这是在Natural D中按70/30比率共混，获得了低劣乳液，勉强通过了生锈试验。
表1

Natural F和Syn/Nat Blend B的乳化制备28％和62％的Natural F与活性Syn/Nat Blend B的共混物，以确定它们作为PSR的可行性。从表2可以看出，对于所有样品，与Natural D的组成比为70/30的产物的共混物产生了不良的乳液。试图确定这些样品的乳液的破坏点(break point)，结果发现，在与Natural D的90/10组成比下，所有产物形成了一般乳液，但不能通过生锈试验。事实上，在该比率下，它与Natural C没有区别。虽然Natural F样品不同于Syn/Nat Blend B，但28％活性磺酸盐含量将需要最终用户采用更稀的产物，这被认为不如Syn/Nat Blend B那样有吸引力，后者能够不稀释使用。
虽然Synthetic Branched A(EW 520)单独通过了乳液试验，但它没有通过生锈试验。相反，与Syn/Nat Blend B结合的SyntheticBranched A将乳液评级从不良(negative)改变为一般，并且通过了生锈试验。
Syn/Nat Blend B与用合成石油磺酸盐的乳化制备Syn/Nat Blend B的样品，并与Synthetic Branched A和Synthetic Branched B共混。在表3中，Syn/Nat Blend B/SyntheticBranched B/Synthetic Branched A(40/24/36)的共混物显示获得了就通过生锈试验来说的最佳结果和低劣的乳液。虽然该共混物的乳液性能比Natural D/Syn/Nat Blend B/Synthetic Branched A(70/15/15)共混物差，但说明了Syn/Nat Blend B与合成石油磺酸盐的配制料是可行的。
虽然Syn/Nat Blend B和Synthetic Branched A的结合物(50/50)在生锈和乳液性能上与HMW-PS最接近，但还调查研究了其它合成磺酸盐与Synthetic Branched A的结合物来确定它们的性能。从表4可以看出，其它合成和天然高分子量磺酸盐的结合物不能同时获得一般乳液和通过生锈试验。事实上线性合成磺酸盐(Synthetic Linear F，Synthetic Linear C，Synthetic Linear D)全部未能通过生锈试验。相反，天然磺酸盐Natural A通过了生锈试验，但拥有比Syn/Nat BlendB更低劣的乳液。
表2、Natural F和Syn/Nat Blend B的乳化和生锈性能

表3、Syn/Nat Blend B和合成支化磺酸盐的乳化和生锈性能

表4、其它HMW替代物的评价

Syn/Nat Blend B(527)的当量太高，从而不能直接用作NaturalD的替代物。用它与可获得的低当量材料的共混物测试了它的乳液性能。
以6wt％磺酸盐的量将磺酸盐样品溶于石蜡油(Carnation)中。Carnation石蜡油的性能是

通过使用塞好的量筒，以10vol％的量将磺酸盐在油共混物中的乳液混入到去离子水中。用0-5的等级评价乳液，其中0表示完全乳状乳液，没有膏状物层与乳液层的明显分离。5表示大量的油层在含水层的上部分离，存在很少的乳液。1-1.5的评级表示类似于Natural E的性能。2-2.5的评级类似于Natural D。
表5示出了Syn/Nat Blend B与Synthetic Branched A和Synthetic Branched B的几种样品的测试结果。Syn/Nat Blend B能够以10-20％的量配制到Synthetic Branched A中。必须要注意，因为太多的Syn/Nat Blend B引起了乳液性能的灾难性破坏。Syn/NatBlend B能够以较高的含量(大约30％)在Synthetic Branched B中使用。
表5、Syn/Nat Blend B与合成磺酸盐

因为Syn/Nat Blend B性能更类似于高当量磺酸盐，所以主要用各种低和中当量磺酸盐测试。除了用Synthetic Branched A和B发现的改进以外，乳液性能的唯一改进是用Synthetic Linear A获得的，其中性能仅仅勉强接近Natural D。
表6

结论1、Syn/Nat Blend B能够与Synthetic Branched A或B一起配制，且乳液性能比得上Natural E和Natural D。
2、所测试的其它低和中当量磺酸盐没有改进Syn/Nat Blend B的乳液性能，除了Synthetic Linear A以外，后者获得了勉强合格的乳液。
鉴于在不偏离基于本发明的原理的情况下可以做出许多改变和修饰，所以应该参考所附权利要求书来理解赋予本发明的保护范围。
权利要求
1.适合与油混合来制备润滑剂的乳化剂组合物，其包含A)至少一种下列原料的至少一种磺化产物i)石油润滑油，ii)直链单烷基苯，iii)直链二烷基苯，iv)支链单烷基苯，和v)支链二烷基苯；和B)至少一种直链或支链烷芳基磺酸盐。
2.权利要求1的组合物，其中烷芳基磺酸盐选自单烷基苯类和烷基邻二甲苯类。
3.权利要求1的组合物，其中A是石油润滑油、直链单烷基苯、和支链二烷基苯的磺化产物。
4.权利要求1的组合物，其中A是石油润滑油和直链二烷基苯的磺化产物。
5.权利要求3的组合物，其中B是合成支链单烷基苯磺酸盐。
6.权利要求3的组合物，其中B是合成十二烷基邻二甲苯磺酸盐。
7.权利要求4的组合物，其中B是合成支链单烷基苯磺酸盐。
8.权利要求4的组合物，其中B是合成十二烷基邻二甲苯磺酸盐。
9.润滑或切削液组合物，其包括A)包含下列组分的组合物i)至少一种以下原料的至少一种磺化产物a)石油润滑油，b)直链单烷基苯，c)直链二烷基苯，d)支链单烷基苯，和e)支链二烷基苯；和ii)至少一种直链或支链烷芳基磺酸盐；和B)至少一种选自链烷属和环烷属石油润滑油以及链烷属和环烷属精炼石油润滑油中的油，其量为总油基组合物的大约50到大约95wt％。
10.权利要求9的组合物，其中烷芳基磺酸盐选自单烷基苯类和烷基邻二甲苯类。
11.权利要求9的组合物，其中i是石油润滑油、直链单烷基苯和直链二烷基苯的磺化产物。
12.权利要求9的组合物，其中i是石油润滑油和直链二烷基苯的磺化产物。
13.权利要求11的组合物，其中ii是合成支链单烷基苯磺酸盐。
14.权利要求11的组合物，其中ii是合成十二烷基邻二甲苯磺酸盐。
15.权利要求12的组合物，其中ii是合成支链单烷基苯磺酸盐。
16.权利要求12的组合物，其中ii是合成十二烷基邻二甲苯磺酸盐。
17.分散于水性介质中的权利要求1的组合物。
全文摘要
本发明公开了适合与油混合来制备润滑剂的乳化剂组合物，其包含A)至少一种下列原料的至少一种磺化产物i)石油润滑油，ii)直链单烷基苯，iii)直链二烷基苯，iv)支链单烷基苯和v)支链二烷基苯；以及B)至少一种直链或支链烷芳基磺酸盐。
文档编号C10M173/00GK1806031SQ200480016168
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月8日 优先权日2003年6月9日
发明者M·T·科斯特洛, I·里夫, R·F·塞伯特, J·A·韦弗 申请人:科聚亚公司