制备过碱性金属清净剂的方法
【专利说明】制备过碱性金属清净剂的方法 发明领域
[0001] 本发明设及制备过碱性金属清净剂的方法。
[0002] 更具体而言，本发明设及制备具有高总碱值（TBN)的过碱性金属横酸盐的方法。
[0003] 本发明进一步设及制备用于润滑剂中的高TBN金属横酸盐清净剂的方法。包含清 净剂的润滑剂用于润滑应用，特别是发动机油中。发动机油用于许多发动机中，包括二冲程 或四冲程发动机。
[0004] 发巧背景
[0005] 将包含高总碱值的化合物输送至船用柴油应用中是重要的。在燃料在发动机中的 燃烧过程期间，高酸建立通常作为副产物形成。高酸建立导致对船用柴油应用的各组件的 腐蚀影响，并导致特别高的磨损速率。
[0006] 过碱性化合物可用作清净剂，特别是在润滑剂中，并可用于中和该类酸。过碱性清 净剂通常为包含金属盐巧和表面活性剂外壳的油溶性颗粒。
[0007]W0/PCT申请 2005/042677Al(Kocsis,等人，05/12/2005)公开了制备过碱性清净 剂的方法。该方法包括9步骤方法，包括步骤；（1)提供选自由姪基取代有机酸、姪基取代 苯基、酪盐、姪基取代駿酸盐及其混合物组成的组的金属盐；（2)进一步提供甲醇W及包含 2至约7个碳原子的醇的混合物，其中甲醇与醇混合物的摩尔比为约2. 2或更小，W形成混 合物；（3)进一步提供碱性金属化合物；(4)使步骤（3)的混合物与二氧化碳反应W形成碳 酸化过碱性金属横酸盐；（5)在步骤（4)的产物上进行步骤（3)和（4)至少另外3次；(6) 其后除去步骤（1)至（5)中产生的至少一部分水和步骤（2)中引入的至少一部分醇；(7)在 步骤化）的产物上再次进行步骤（2);(8)在步骤（7)的产物上进行步骤（3)和（4)至少另 外2次；和（9)其后从组合物中除去实质部分的水和醇。
[0008] 进一步公开了油介质W-定量存在使得相当于（1)的金属盐的酸与油介质的摩 尔比为0. 3-1. 4 ;且其中当姪基取代有机酸为姪基取代横酸时需要步骤化）。
[0009] 美国专利6, 444, 625 (Muir等人，09/03/2002)公开了高粘度过碱性横酸盐清净剂 W及包含高粘度过碱性横酸盐清净剂的船用汽缸油。公开了过碱性横酸巧清净剂包含400 或更大的TBN且具有在100°C下至少ISOmmVs的粘度。
[0010] 制备高粘度过碱性横酸巧的方法还公开于US6, 444, 625中，其包括步骤；（1)将 横酸供入反应器中；（2)将石灰反应物加入反应器中W中和及过碱化；（3)加入脂族C1-C4 醇和姪溶剂W在反应器中形成工艺混合物，通过将二氧化碳注入反应器中而将工艺混合物 碳酸化，将油加入工艺混合物中W形成产物混合物，通过除去任何固体而将产物混合物澄 清，在澄清W后从产物混合物中除去水和任何残余姪，和分离具有至少400的高TBN的过碱 性横酸巧，在碳酸化期间，反应的放热保持在27-57C的温度下。
[0011] 美国专利5, 384, 053(Cane，等人，01/24/1995)公开了制备润滑油添加剂的方法。 该文件公开了用起始过碱性化合物并使过碱性化合物在甘醇的存在下在升高的温度下反 应而进行的方法。该文件中所公开的方法在高过碱性产物的后处理期间使用駿酸。该方法 没有公开由非过碱性起始化合物制备高过碱性化合物的方法。方法中甘醇的使用必然需要 方法在升高的温度下进行，因为甘醇的醇汽提步骤必须在高温下进行w便是有效的。
[0012] W上方法的问题是存在金属盐的低吸收W形成所得过碱性横酸盐清净剂产物，由 于阻断过滤路线的固体的形成，该产生产物的缓慢过滤速率。
[0013] 另外，所公开的技术提供显示出改进的摩擦性能（即较低摩擦）、改进的抗磨性能 和改进的燃料经济性的润滑剂组合物。
[0014] 发巧概巧
[0015] 根据本发明第一实施方案，提供在油介质中制备过碱性金属清净剂的方法，所述 方法包括步骤：
[0016] (1)提供选自由W下物质组成的组的有机酸：
[0017] 姪基取代有机横酸，
[0018] 姪基取代有机横酸的混合物，
[0019] 所述有机酸的金属盐，和
[0020] 其混合物
[0021] (2)进一步提供至少一种单醇；
[0022] (3)进一步提供碱性金属化合物；
[0023] (4)进一步提供具有6-30个碳原子的駿酸；
[0024] 妨使步骤（4)的混合物与二氧化碳反应W形成碳酸化过碱性金属横酸盐；其中 所得过碱性金属清净剂具有5:1-27:1的金属当量：横酸基质比。在一个实施方案中，步骤 (1)至（5)顺序的进行，即（1)其后（或者混合或反应）（2)其后（或者混合或反应）（3)其 后（或者混合或反应）（4)，其后如步骤巧）中反应。在其它实施方案中，步骤（1)至（4)可 其它顺序或者同时进行。
[00巧]在一个实施方案中，本发明定义的方法不是乳液。同样，在一个实施方案中，方法 的产物不是乳液。乳液意指一种不溶混液体在另一种中的胶态悬浮液，例如油包水或水包 油乳液。
[0026]该方法可包括另一步骤化），其中进行步骤（3)，（4)和（5)至少另外2次。可将步 骤（5)或步骤化）的产物在另一步骤（7)中加热至至少150°C。可将步骤（7)的产物在另 一步骤做中冷却。
[0027] 駿酸可由6-24个碳原子组成。駿酸可W为饱和和/或不饱和的。駿酸可1-20 重量％提供。作为选择，駿酸可2-20重量％提供。作为选择，駿酸可4-8重量％ 加入，可W为约7重量％。駿酸可W为硬脂酸。
[0028] 该至少一种单醇可包含2-10个碳原子。作为选择，至少一种单醇可包含2-7、2-6、 2-5或3-5个碳原子。至少一种单醇可包含支化或线性烷基链或者其混合物。
[0029] 该至少一种单醇可W为W下中的一种或组合；己醇、丙-1-醇、丙-2-醇、异丙醇、 了 -1-醇、了 -2-醇、异了醇、戊-1-醇、戊-2-醇、戊-3-醇、异戊醇、己-1-醇、己-3-醇、 庚-1-醇、庚-2-醇、庚-3-醇、庚-4-醇或其混合物。该至少一种单醇可包含至少一种了 醇和至少一种戊醇。
[0030] 甲醇可W在步骤（2)中提供。甲醇与至少一种单醇的摩尔比可W为2.2:1W 下。作为选择，甲醇与至少一种单醇的摩尔比可W为1. 70:1、〇. 9:1-1. 60:1、1:1-1. 50:1、 45 或 1. 1:1-1. 40:1。
[0031] 碱性金属化合物可W为碱金属或碱上金属氧化物、氨氧化物、其混合物或反应性 等价物。在一个实施方案中，碱性金属化合物为氧化巧、氨氧化巧或其混合物。作为选择， 碱性金属化合物可W为氨氧化钢。作为选择，碱性金属化合物可W为氧化儀和/或氨氧化 儀。
[0032] 可将任何残余固体W及任何残余水和醇从产物中基本或完全除去。
[0033] 在步骤（3)每次进行时可加入碱性金属化合物总量的10-20重量％。
[0034] 可存在油介质。油介质可基本不含不同于具有润滑粘度的油的姪溶剂。合适的油 可具有在l〇〇°C下3cSt(或mm2/s)至20cSt(或mm2/s)的运动粘度。
[00巧]步骤（1)的有机酸可W为姪基取代横酸并可由下式表示：
[0036] 巧 1)k-A-SOgH
[0037] 其中各个Ri独立地为具有6-40个碳原子的姪基；A为环状或无环姪基；且k为 1-5。
[0038] 姪基取代横酸的过碱性金属盐的总碱值（TBN)可W为至少400。姪基取代横酸的 金属盐的总碱值可W为450-550,或者450-500。
[0039] 姪基取代横酸的金属盐的金属比可W为至少20。
[0040] 根据本发