一种缩合型清净剂及制备方法与流程

本发明属于润滑油添加剂，一种缩合型清净剂，具体地，涉及该清净剂的制备方法。

背景技术：

1、金属清净剂是润滑油配方中最重要的功能添加剂之一，它可以在发动机高温运转条件下抑制润滑油氧化变质，减少油品在活塞环区表面生成高温沉积物。此外它可以吸附、包裹固体颗粒污染物分散在润滑油中，并将发动机活塞环区表面上的高温沉积物清洗下来，保证发动机内部保持清洁。由于金属清净剂这些特殊的功能，金属清净剂在现代润滑工业中一直起着至关重要的作用。

2、随着苛刻的环保法规的要求，开发研制低硫、低磷、高性能润滑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、高性能也必将成为润滑油添加剂发展的新趋势。

3、在常用的金属清净剂中，烷基苯磺酸盐清净剂应用最广，但其含有硫元素不满足添加剂低saps(低硫、低磷、低灰分)的需求，并且烷基苯磺酸盐清净剂自身没有抗氧化性能。相对而言，烷基酚盐清净剂和烷基水杨酸盐清净剂不含硫、磷元素，适应了添加剂低saps(低硫、低磷、低灰分)的要求，但烷基酚盐虽具有一定的清净性，其清净性能相对较弱且难以碳酸化反应得到高碱值产品；烷基水杨酸盐清净剂清净性优异，但其抗氧化性能不足以满足油品日益严格的需求，产品的应用也具有局限性，难以广泛用于各类发动机油的配方中。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种缩合型清净剂，解决了现有技术中存在的清净性和抗氧化性能不足的问题。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、以烷基酚、稀释油、水杨酸、甲醛溶液、碱性催化剂、氢氧化钙、醇类促进剂、溶剂和助剂等为原料，以一定比例的配料比经过缩合反应、中和反应和碳酸化反应等三道反应工序，制备出的总碱值在300mg koh/g以上的高碱值缩合型清净剂产品。该产品相对于传统的烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙清净剂，具有更为优异的高温清净性和抗氧化性，适应了高档发动机油及长寿命发动机油的使用要求，是一种性能优异的润滑油添加剂。

4、一种缩合型清净剂，结构式如下：

5、

6、r为烷基碳链。

7、本发明的特点还在于：

8、进一步地，r为烷基碳链的c5-c15。

9、本发明另一目的是提供一种缩合型清净剂的制备方法，采用以下原料进行制备：

10、以100份质量的烷基酚计，稀释油：90-150份，碱性催化剂：1-10份，水杨酸：15-25份，甲醛溶液：20-40份，溶剂：30-100份，促进剂：20-50份，助剂2-10份，氢氧化钙：40-100份，二氧化碳：25-65份。

11、具体方法为：

12、步骤1，缩合反应：向反应瓶或反应釜中加入烷基酚、稀释油、水杨酸和碱性催化剂进行搅拌，升温至80℃后，滴加甲醛溶液进行缩合反应，维持反应温度在90～120℃之间反应2～6小时，缩合反应结束通入氮气进行汽提，脱除体系中的水，随后体系降温至40～60℃，即可得到烷基酚与水杨酸的甲醛缩合产物；

13、步骤2，中和反应：继续向反应容器中投入计量的溶剂、促进剂、助剂和氢氧化钙，温度保持在30～60℃进行中和反应0.5～2.0小时；

14、步骤3，碳酸化反应：以恒定速率连续通入二氧化碳气体，温度保持在30～60℃进行碳酸化反应。其中，氢氧化钙等量分2次加入，二氧化碳通入量与加入氢氧化钙摩尔当量比例达到0.7～0.9：1时，加入剩余氢氧化钙，持续通入二氧化碳，气体总通入量与氢氧化钙摩尔当量比例达到0.9～1.1：1时，停止通入二氧化碳，碳酸化反应结束，得到粗产物。

15、步骤4，将粗产物升温脱除溶剂、醇类促进剂以及水，再降温并加入溶剂稀释、离心除去未反应的氢氧化钙，最后减压蒸馏除去溶剂，得到一种缩合型清净剂。

16、烷基酚为壬基酚、十二烷基酚或十五烷基酚。

17、甲醛溶液为工业用37％级甲醛溶液、44％级甲醛溶液、50％级甲醛溶液。

18、稀释油为i、ii或iii类轻质基础油中的一种。

19、碱性催化剂为氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

20、醇类促进剂为低碳醇。

21、助剂为十二烷基苯磺酸、十二羟基硬脂酸、十二烯基丁二酸或油酸或硬脂酸。

22、溶剂为馏程80～120℃的120号溶剂油、馏程140～200℃的200号溶剂油、馏程80～180℃的直馏汽油、二甲苯或者甲苯。

23、本发明的有益效果是：

24、烷基酚和水杨酸在甲醛作用下通过酚醛缩合反应得到一种缩合产物，缩合产物在溶剂和醇类促进剂的作用下，引入助剂经中和反应和碳酸化反应可得到高碱值缩合型清净剂。该缩合型清净剂产品与传统烷基酚盐和烷基水杨酸盐相比，具有更为优异的高温清净性和抗氧化性能。更重要的是，合成甲醛缩合型清净剂产品，原料均易得，工艺简便，从烷基酚开始三步反应就可以得到高碱值缩合型清净剂产品。

25、本发明涉及的缩合型清净剂产品，具有极为优异的高温清净性和抗氧化性，可用以调制中高档润滑油，适应了油品低磷、低硫以及更优异清净性和抗氧化性的性能要求，产品具有良好的发展前景。

技术特征：

1.一种缩合型清净剂，其特征在于，结构式如下：

2.如权利要求1所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述r为烷基碳链的c5-c15。

3.如权利要求1或2所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，采用以下原料进行制备：

4.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述烷基酚为壬基酚、十二烷基酚或十五烷基酚。

5.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述甲醛溶液为工业用37％级甲醛溶液、44％级甲醛溶液、50％级甲醛溶液。

6.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述稀释油为i、ii或iii类轻质基础油中的一种。

7.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

8.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述醇类促进剂为低碳醇。

9.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，助剂为十二烷基苯磺酸、十二羟基硬脂酸、十二烯基丁二酸或油酸或硬脂酸。

10.如权利要求3所述的一种缩合型清净剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为馏程80～120℃的120号溶剂油、馏程140～200℃的200号溶剂油、馏程80～180℃的直馏汽油、二甲苯或者甲苯。

技术总结
本发明涉及了一种缩合型清净剂及其制备方法。该方法是以烷基酚、甲醛、水杨酸、氢氧化钙、稀释油等为原料，通过缩和反应、中和反应、碳酸化反应等步骤，制备出的缩合型清净剂产品。本发明制备的缩合型清净剂产品，是在醇类化合物为促进剂的条件下，引入独特的助剂，以一定比例的配料比合成的碱值300mg KOH/g以上、钙含量10.5％以上的缩合型清净剂产品。本发明合成的产品具有优异的高温清净性和抗氧化性，是一种使用性能优异的润滑油添加剂。

技术研发人员：刘玉峰,刘雨花,马涛,梁炜,董红霞,许宝善
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29