12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可降解的酯類潤滑油清凈劑及其制備方法，其制備方法為將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入反應器內，攪拌，然后加入配方量的氧化鎂，在30℃-60℃中和2.0-4.0小時；加入配方量的水，升溫至60-75℃，通入配方量的二氧化碳氣體，反應1.0-4.0小時，通氣速率為30-150mL/min；離心或過濾去渣，減壓蒸餾脫去溶劑即得到最終潤滑油清凈劑。本發(fā)明的潤滑油清凈劑產品具有堿值適中、油溶性好且與三羥甲基丙烷三異辛酸酯潤滑油基礎油配伍性好的優(yōu)點。
【專利說明】12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領域，具體涉及一種環(huán)保型酯類鎂鹽潤滑油清凈劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]潤滑油金屬清凈劑是一種廣泛使用的潤滑油添加劑，它的加入能夠持續(xù)地中和發(fā)動機機油在使用過程中所發(fā)生氧化降解生成的酸性物質，從而阻止其對發(fā)動機造成的腐蝕，同時由于清凈劑皂鹽對有害顆粒物的乳化作用，可以達到減慢油品變質、延長使用時間的目的。
[0003]CN101298575A公開了一種磺酸類潤滑油清凈劑，按重量份由以下成分組成:環(huán)烷酸200份；650SN基礎油450份；原油降凝劑4份；粘度指數(shù)改進劑6.5-8份；高堿值合成磺酸鈣清凈劑3.5-5份。
[0004]US6034039A公開了一種含有至少兩種金屬清凈劑混合物的潤滑油組合物，其中第一種，清凈劑(a)是一種金屬酚鹽、磺酸鹽、水楊酸鹽、環(huán)烷酸鹽或羧酸鹽，第二種，清凈劑(b)是一種鈣鹽高堿性清凈劑，該鈣鹽高堿性清凈劑含有由至少兩種表面活性劑衍生的表面活性劑體系，其中的至少一種是硫化的或未硫化的酚或其衍生物，另一種或至少另一種是非酚表面活性劑的表面活性劑，按此處所述，所測定的在表面活性劑體系中的所述酚的比例是至少45質量％，該高堿性清凈劑的TBN: %表面活性劑比率至少為14，有利的是至少15，特別是至少19。
[0005]隨著近年來環(huán)保型酯類潤滑油基礎油的發(fā)展，對潤滑油添加劑的環(huán)保性也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的磺酸鹽、環(huán)烷酸鹽等清凈劑產品與酯類潤滑油存在著匹配性差，其加入會影響潤滑油基礎油的色澤、性能，同時在環(huán)境保護、排放法規(guī)和節(jié)能方面逐漸不符合要求等，因而，為了更好的匹配合成酯類潤滑油基礎油，開發(fā)合成酯類有機酸鹽清凈劑是很有必要的。
[0006]在酯類潤滑油基礎油品種中，異辛酸酯類化合物是非常常見的一種。為了更好地與異辛酸酯類潤滑油基礎油三羥甲基丙烷三異辛酸酯配伍，使用12羥基硬脂酸與異辛酸的酯化產物12-異辛酸酯硬脂酸為原料制備了環(huán)保型的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑。
【發(fā)明內容】
[0007]針對現(xiàn)有潤滑油清凈劑品種的環(huán)保性及與酯類潤滑油基礎油匹配性不足等問題，本發(fā)明提供一種可降解的酯類潤滑油清凈劑及其制備方法。本發(fā)明的潤滑油清凈劑產品具有堿值適中、油溶性好且與三羥甲基丙烷三異辛酸酯潤滑油基礎油配伍性好的優(yōu)點。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是:
[0009]一種12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0010]12-異辛酸酯硬脂酸1份、三羥甲基丙烷三異辛酸酯稀釋油1-3份、活性-60氧化鎂0.3-1.5份、溶劑10-25份、甲醇0.2-1.2份、水0.1-5份、二氧化碳0.4-2份。
[0011]所述12-異辛酸酯硬脂酸的有效質量含量> 85% ；
[0012]所述溶劑為環(huán)己烷、正庚烷、甲苯或二甲苯中的一種。
[0013]其中活性-60氧化鎂與12-異辛酸酯硬脂酸的摩爾比例關系為3-15:1，優(yōu)選13:1
[0014]其中，所述12-異辛酸酯硬脂酸的制備方法為:在反應器中首先加入摩爾比為
1.1:1的異辛酸與12-羥基硬脂酸，再加入0.5% (質量比)對甲苯磺酸作為催化劑，二甲苯為帶水劑，升溫在二甲苯的沸點138 V左右進行回流帶水酯化反應，待反應混合物的出水量達到理論出水量時，先蒸餾脫除溶劑二甲苯，再借助分液漏斗用60°C -70°C的熱水將反應混合物充分洗滌3次以除去催化劑及未反應的異辛酸，最后減壓蒸餾除去殘留的水分即得到12-異辛酸酯硬脂酸。
[0015]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0016]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入反應器內，攪拌，然后加入配方量的氧化鎂，在30°C -60°C中和2.0-4.0小時；
[0017]B、加入配方量的水，升溫至60_75°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應1.0_4.0小時，通氣速率為30-150mL/min ；
[0018]C、離心或過濾去渣，減壓蒸餾脫去溶劑即得到最終潤滑油清凈劑。
[0019]本發(fā)明的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其總堿值為100-300mgK0H/g，在100°C運動粘度為20-150mm2/s，具有良好的納米尺度分布，顆粒分布為200_500nm，油溶性好，且與三羥甲基丙烷三異辛酸酯相容性好。
【具體實施方式】
[0020]下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，但不僅限于所描述的實施例。
[0021]所述12-異辛酸酯硬脂酸通過下述方法獲得:在反應器中首先加入摩爾比為
1.1:1的異辛酸與12-羥基硬脂酸，再加入0.5% (質量比)對甲苯磺酸作為催化劑，二甲苯為帶水劑，升溫在二甲苯的沸點138 V左右進行回流帶水酯化反應，待反應混合物的出水量達到理論出水量時，先蒸餾脫除溶劑二甲苯，再借助分液漏斗用60°C -70°C的熱水將反應混合物充分洗滌3次以除去催化劑及未反應的異辛酸，最后減壓蒸餾除去殘留的水分即得到12-異辛酸酯硬脂酸。
[0022]實施例1
[0023]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0024]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯10g、活性-60氧化鎂3g、溶劑100g、甲醇2g、水lg、二氧化碳4g。
[0025]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為85% ;所述溶劑為環(huán)己烷。
[0026]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0027]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至30°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和2.0小時；
[0028]B、加入配方量的水，升溫至60°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應1小時，通氣速率為30mL/min ；
[0029]C、離心去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0030]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為180mgK0H/g，100°C運動粘度為56mm2/s,顆粒尺度分布為272nm。
[0031]實施例2
[0032]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0033]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯30g、活性-60氧化鎂15g、溶劑250g、甲醇12g、水50g、二氧化碳20g。
[0034]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為環(huán)己烷。
[0035]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0036]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至60°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和4.0小時；
[0037]B、加入配方量的水，升溫至75°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應4小時，通氣速率為 150mL/min ；
[0038]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0039]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為240mgK0H/g，100°C運動粘度為96mm2/s,顆粒尺度分布為338nm。
[0040]實施例3
[0041]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0042]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂12.2g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0043]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0044]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0045]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0046]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0047]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0048]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為290mgK0H/g，100°C運動粘度為22mm2/s，顆粒尺度分布為215nm。
[0049]實施例4
[0050]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0051]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂3g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0052]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0053]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0054]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0055]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0056]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0057]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為190mgK0H/g，100°C運動粘度為48mm2/s,顆粒尺度分布為272nm。
[0058]實施例5
[0059]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0060]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂5g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0061]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0062]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0063]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0064]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0065]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0066]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為200mgK0H/g，100°C運動粘度為56mm2/s,顆粒尺度分布為297nm。
[0067]實施例6
[0068]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0069]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂10g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0070]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0071]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0072]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0073]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0074]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0075]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為250mgK0H/g，100°C運動粘度為67mm2/s，顆粒尺度分布為352nm。
[0076]實施例7
[0077]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0078]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂13g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0079]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0080]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0081]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0082]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0083]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0084]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為195mgK0H/g，100°C運動粘度為50mm2/s，顆粒尺度分布為300nm。
[0085]實施例8
[0086]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0087]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂15g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0088]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0089]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0090]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0091]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0092]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0093]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為145mgK0H/g，100°C運動粘度為36mm2/s,顆粒尺度分布為356nm。
[0094]從實施例3-8可以看出，在其余條件相同的情況下，活性-60氧化鎂與12-異辛酸酯硬脂酸的摩爾比例關系為13:1時(即12-異辛酸酯硬脂酸10g，活性-60氧化鎂12.2g)，此時最終得到的潤滑油清凈劑堿值為290mgK0H/g，100°C運動粘度為22mm2/s，顆粒尺度分布為215nm，產品最優(yōu)化。
[0095]對比例1
[0096]硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0097]硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯10g、活性-60氧化鎂3g、溶劑100g、甲醇2g、水lg、二氧化碳4g。
[0098]所述硬脂酸的純度為85% ;所述溶劑為環(huán)己烷。
[0099]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0100]A、將配方量的硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至30°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和2.0小時；
[0101]B、加入配方量的水，升溫至60°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應1小時，通氣速率為30mL/min ；
[0102]C、離心去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0103]制備的硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為180mgK0H/g，100°C運動粘度為165mm2/s，顆粒尺度分布為416nm。
[0104]從實施例1和對比例1可以看出，在其余條件相同的情況下，12-異辛酸酯硬脂酸為原料制得的清凈劑與硬脂酸為原料制得的清凈劑相比，在堿值差不多的情況下，得到的產品100°c運動粘度明顯偏大。
[0105]對比例2
[0106]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0107]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂2g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0108]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0109]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0110]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0111]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0112]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0113]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為105mgK0H/g，100°C運動粘度為26mm2/s,顆粒尺度分布為268nm。
[0114]對比例3
[0115]12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其原料組成及質量配比為:
[0116]12-異辛酸酯硬脂酸10g、三羥甲基丙烷三異辛酸酯20g、活性-60氧化鎂18g、溶劑200g、甲醇10g、水7g、二氧化碳12g。
[0117]所述12-異辛酸酯硬脂酸的純度為90% ;所述溶劑為正庚烷。
[0118]一種潤滑油清凈劑的制備方法，步驟包括:
[0119]A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入裝有攪拌和回流冷凝管的三口燒瓶中，混合攪拌升溫至40°C，然后加入配方量的活性-60氧化鎂，中和3.0小時；
[0120]B、加入配方量的水，升溫至65°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應3小時，通氣速率為 120mL/min ；
[0121]C、過濾去渣，再減壓蒸餾脫去溶劑即制得最終產物潤滑油清凈劑。
[0122]制備的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑堿值為272mgK0H/g，100°C運動粘度為159mm2/s,顆粒尺度分布為449nm。
【權利要求】
1.一種12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑，其特征在于其原料組成及質量配比為: 12-異辛酸酯硬脂酸I份、三羥甲基丙烷三異辛酸酯稀釋油1-3份、活性-60氧化鎂0.3-1.5份、溶劑10-25份、甲醇0.2-1.2份、水0.1-5份、二氧化碳0.4-2份。
2.根據權利要求1所述的清凈劑，其特征在于所述的12-異辛酸酯硬脂酸的有效質量含量> 85%。
3.根據權利要求1或2所述的清凈劑，其特征在于所述溶劑為環(huán)己烷、正庚烷、甲苯或二甲苯中的一種。
4.根據權利要求1所述的清凈劑，其特征在于所述的活性-60氧化鎂與12-異辛酸酯硬脂酸的摩爾比例關系為3-15:1，優(yōu)選13:1。
5.根據權利要求1所述的清凈劑，其特征在于所述12-異辛酸酯硬脂酸的制備方法為:在反應器中首先加入摩爾比為1.1:1的異辛酸與12-羥基硬脂酸，再加入0.5wt%對甲苯磺酸作為催化劑，二甲苯為帶水劑，升溫在二甲苯的沸點138°C左右進行回流帶水酯化反應，待反應混合物的出水量達到理論出水量時，先蒸餾脫除溶劑二甲苯，再借助分液漏斗用600C _70°C的熱水將反應混合物充分洗滌3次以除去催化劑及未反應的異辛酸，最后減壓蒸餾除去殘留的水分即得到12-異辛酸酯硬脂酸。
6.一種制備如權利要求1所述的12-異辛酸酯硬脂酸鎂鹽清凈劑的方法，其特征在于其步驟包括: A、將配方量的12-異辛酸酯硬脂酸、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、溶劑、甲醇加入反應器內，攪拌，然后加入配方量的氧化鎂，在30°C -60°C中和2.0-4.0小時； B、加入配方量的水，升溫至60-75°C，通入配方量的二氧化碳氣體，反應1.0-4.0小時，通氣速率為30-150mL/min ； C、離心或過濾去渣，減壓蒸餾脫去溶劑即得到最終潤滑油清凈劑。
【文檔編號】C10N30/04GK104263457SQ201410484187
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】王永壘, 李海云, 方紅霞, 陸露露, 彭志翔 申請人:黃山學院