一种中性水杨酸盐清净剂的制备方法与流程

本发明涉及润滑油，具体为一种中性水杨酸盐清净剂的制备方法。

背景技术：

1、随着环保和节能要求的不断苛刻，燃料经济性和环境保护已经成为热点话题之一。为了满足苛刻的燃油经济性指标和环保法规的要求，除了改变及改善发动机设计(向小型化、大功率、高速、方向发展)和提高燃料品质外，开发研制低硫、低磷、低灰份(lspi)的发动机油已成为润滑油发展的主要方向。因此，对润滑油添加剂亦提出了新的要求，低磷、低硫、低灰份必将成为润滑油添加剂发展的新趋势。

2、清净剂作为润滑油体系中最关键的功能添加剂之一，用于发动机油中，可在高温运转条件下抑制润滑油氧化变质，并减少在活塞环区(活塞、活塞环、缸套、环槽)表面生成高温沉积物，从而使发动机燃烧室及曲轴箱保持清洁，延长发动机使用寿命。相对于烷基苯磺酸盐和硫化烷基酚盐清净剂均含硫的特性，烷基水杨酸盐清净剂自身不含硫，适应发动机油低硫的发展要求。清净剂中的灰分是由金属元素钙引起的，高碱度烷基水杨酸钙中含有一定的碳酸钙组分，因此具有较高的灰分，而中性烷基水杨酸盐不含碳酸钙等高碱度化组分，能提供的灰分大幅降低，此外低碱值烷基水杨酸钙产品具有极优的高温清净性、抗氧性能，是自主高档内燃机油、燃气发动机油等对低灰分和高温清净性要求较高的油品配方的优先选择。

3、通常来说，对于中性盐烷基水杨酸盐的制备采用复分解反应法，即先将烷基水杨酸在溶剂体系中用氢氧化钠醇溶液中和成烷基水杨酸钠盐溶液，再以氯化钙醇溶液与烷基水杨酸钠盐溶液进行复分解反应得烷基水杨酸钙正盐溶液，而后分离处理得产品。jp08183754、jp 06085857等日本专利报道了烷基酚碱土金属盐直接与co2羧基化反应得到中性烷基水杨酸盐的方法，但该方法羧基化反应转化率低，且羧基化在高压条件下才能进行反应，在生产应用中存在转化瓶颈。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种中性水杨酸盐清净剂的制备方法，解决了直接中和反应时氢氧化钙与水杨酸分子中羟基上的氢通过分子间氢键作用，而引起产品粘度变大的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种中性水杨酸盐清净剂的制备方法，具体包括以下步骤：

5、s1、选用以下成份作为制备原料：长链烷基水杨酸、稀释油、碱性组分、醇类促进剂、溶剂和助剂；

6、s2、向反应瓶或反应釜中加入稀释油、碱性组分、溶剂和醇类促进剂，升温并搅拌搅拌均匀；

7、s3、将助剂和烷基水杨酸依次加入到反应瓶或反应釜中，升温至反应温度，进行中和反应；

8、s4、将步骤s3的产物升温脱除部分溶剂、醇类促进剂以及水，再降温并加入溶剂稀释、沉降、离心除去未反应的氢氧化钙，最后减压蒸馏除去溶剂，得到中性水杨酸盐清净剂产品。

9、优选的，所述步骤s1中原料含量为：以50质量份长链烷基水杨酸计，稀释油为40～60份、碱性组分为5～8份、溶剂用量为30～80份、醇类促进剂为10～50份和助剂用量为0.1～1份。

10、优选的，所述步骤s2中的中和反应在带有电动搅拌器、温度计及冷凝脱水器的四口烧瓶中进行，且升温温度为35～45℃；所述中和反应温度为40～60℃，中和反应时间为0.5～3.0h。

11、优选的，所述步骤s4中的产物升温温度为120℃～150℃，降温温度为40～80℃，蒸馏温度为150℃～180℃。

12、优选的，所述步骤s1中长链烷基水杨酸为烷基碳链c10-c24的烷基水杨酸，优选十八烷基水杨酸，且碱性组分为氧化钙或氢氧化钙，优选氢氧化钙。

13、优选的，所述醇类促进剂为正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇或叔戊醇中的一种，优选正丁醇，且溶剂为馏程80～120℃的120#溶剂油、馏程140～200℃的200#溶剂油、甲苯、二甲苯、正己烷或正庚烷中的至少一种，优选馏程为80～120℃的120#溶剂油。

14、优选的，所述步骤s1中助剂为氯化钠、氯化钾、氯化镁或氯化钙中的一种，优选无水氯化钙。

15、优选的，所述步骤s1中稀释油为mvi 150、mvi 200、hvi 150、hvi 200、hvi s150、hvi w150i或ii类轻质基础油中的任意一种。

16、优选的，所述步骤s3中长链烷基水杨酸与助剂同时加入。

17、优选的，其制得的中性水杨酸盐清净剂钙含量为2.0-3.0wt％，碱值50-80mg koh/g，不含硫、磷元素。

18、本发明还可以详述如下：

19、本发明所述的一种中性水杨酸盐清净剂的制备方法如下：

20、将带有电动搅拌器、温度计及冷凝脱水器的四口烧瓶安装好，投入计量的稀释油、碱性组分氢氧化钙剂、醇类促进剂，并开启搅拌器。升温至35～45℃，待搅拌均匀，投入计量的烷基水杨酸和助剂，进行中和反应，维持反应温度40～60℃，观察四口烧瓶内固、液混合物逐渐搅拌均匀，体系逐渐由混浊变为清澈，并伴有升温现象，维持中和反应时间0.5h～3.0h。随后升温至120-150℃，脱除醇类促进剂和水，随后降温至40～80℃，加入溶剂稀释、离心，最后在150-180℃下减压蒸馏除去溶剂得到产品。各组分的配料比有一定的比例：以50质量份长链烷基水杨酸计，稀释油为40～60份，氢氧化钙为5～8份，溶剂用量为30-80份，醇类促进剂为10～50份，助剂用量为0.1～1份。

21、本发明中所用溶剂为溶剂油、甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷等有机溶剂，优选120#溶剂油。本发明中所用促进剂为正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、叔戊醇等高碳醇，优选正丁醇，要求是纯度大于95％的化学试剂或工业品。

22、醇类促进剂的作用：醇类物质作为无机相和有机相的载体，使反应混合物中液、固组分能混合均匀；同时，高碳醇提供一定的极性，但又不与氢氧化钙发生反应从而包裹在烷基水杨酸钙胶束中，降低了产品的粘度。

23、助剂作用：通过助剂的调节，降低了氢氧化钙与水杨酸分子中羟基上的氢通过分子间氢键作用，而引起产品粘度变大的倾向。

24、(三)有益效果

25、本发明提供了一种中性水杨酸盐清净剂的制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该中性水杨酸盐清净剂的制备方法，通过以长链烷基水杨酸、氢氧化钙为原料，在独特的反应体系中，以一定比例的配料比经过中和反应，制备出的中性烷基水杨酸盐清净剂产品。该方法解决了直接中和反应时氢氧化钙与水杨酸分子中羟基上的氢通过分子间氢键作用，而引起产品粘度变大的难题，产品粘度小，除具有极其优异的高温清净性、抗氧化性外，兼具有较低的灰分，适用于高档内燃机油尤其是高档柴油机油和低灰分柴油机油。并且合成反应仅需要一步中和反应即可实现，在生产中易于实现，同时该方法制备的中性烷基水杨酸钙清净剂，与其它添加剂复合调制了高档、低灰的ck-4柴油机油，通过了卡特彼勒cat.1p、康明斯mack t-11、mack t-13等一系列发动机台架试验，具备市场生产推广条件，具有良好的发展前景。