制備過堿性金屬清凈劑的方法
【專利說明】制備過堿性金屬清凈劑的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及制備過堿性金屬清凈劑的方法。
[0002] 更具體而言，本發(fā)明設(shè)及制備具有高總堿值（TBN)的過堿性金屬橫酸鹽的方法。
[0003] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)及制備用于潤滑劑中的高TBN金屬橫酸鹽清凈劑的方法。包含清 凈劑的潤滑劑用于潤滑應(yīng)用，特別是發(fā)動機(jī)油中。發(fā)動機(jī)油用于許多發(fā)動機(jī)中，包括二沖程 或四沖程發(fā)動機(jī)。
[0004] 發(fā)巧背景
[0005] 將包含高總堿值的化合物輸送至船用柴油應(yīng)用中是重要的。在燃料在發(fā)動機(jī)中的 燃燒過程期間，高酸建立通常作為副產(chǎn)物形成。高酸建立導(dǎo)致對船用柴油應(yīng)用的各組件的 腐蝕影響，并導(dǎo)致特別高的磨損速率。
[0006] 過堿性化合物可用作清凈劑，特別是在潤滑劑中，并可用于中和該類酸。過堿性清 凈劑通常為包含金屬鹽巧和表面活性劑外殼的油溶性顆粒。
[0007]W0/PCT申請 2005/042677Al(Kocsis,等人，05/12/2005)公開了制備過堿性清凈 劑的方法。該方法包括9步驟方法，包括步驟；（1)提供選自由姪基取代有機(jī)酸、姪基取代 苯基、酪鹽、姪基取代駿酸鹽及其混合物組成的組的金屬鹽；（2)進(jìn)一步提供甲醇W及包含 2至約7個碳原子的醇的混合物，其中甲醇與醇混合物的摩爾比為約2. 2或更小，W形成混 合物；（3)進(jìn)一步提供堿性金屬化合物；(4)使步驟（3)的混合物與二氧化碳反應(yīng)W形成碳 酸化過堿性金屬橫酸鹽；（5)在步驟（4)的產(chǎn)物上進(jìn)行步驟（3)和（4)至少另外3次；(6) 其后除去步驟（1)至（5)中產(chǎn)生的至少一部分水和步驟（2)中引入的至少一部分醇；(7)在 步驟化）的產(chǎn)物上再次進(jìn)行步驟（2);(8)在步驟（7)的產(chǎn)物上進(jìn)行步驟（3)和（4)至少另 外2次；和（9)其后從組合物中除去實質(zhì)部分的水和醇。
[0008] 進(jìn)一步公開了油介質(zhì)W-定量存在使得相當(dāng)于（1)的金屬鹽的酸與油介質(zhì)的摩 爾比為0. 3-1. 4 ;且其中當(dāng)姪基取代有機(jī)酸為姪基取代橫酸時需要步驟化）。
[0009] 美國專利6, 444, 625 (Muir等人，09/03/2002)公開了高粘度過堿性橫酸鹽清凈劑 W及包含高粘度過堿性橫酸鹽清凈劑的船用汽缸油。公開了過堿性橫酸巧清凈劑包含400 或更大的TBN且具有在100°C下至少ISOmmVs的粘度。
[0010] 制備高粘度過堿性橫酸巧的方法還公開于US6, 444, 625中，其包括步驟；（1)將 橫酸供入反應(yīng)器中；（2)將石灰反應(yīng)物加入反應(yīng)器中W中和及過堿化；（3)加入脂族C1-C4 醇和姪溶劑W在反應(yīng)器中形成工藝混合物，通過將二氧化碳注入反應(yīng)器中而將工藝混合物 碳酸化，將油加入工藝混合物中W形成產(chǎn)物混合物，通過除去任何固體而將產(chǎn)物混合物澄 清，在澄清W后從產(chǎn)物混合物中除去水和任何殘余姪，和分離具有至少400的高TBN的過堿 性橫酸巧，在碳酸化期間，反應(yīng)的放熱保持在27-57C的溫度下。
[0011] 美國專利5, 384, 053(Cane，等人，01/24/1995)公開了制備潤滑油添加劑的方法。 該文件公開了用起始過堿性化合物并使過堿性化合物在甘醇的存在下在升高的溫度下反 應(yīng)而進(jìn)行的方法。該文件中所公開的方法在高過堿性產(chǎn)物的后處理期間使用駿酸。該方法 沒有公開由非過堿性起始化合物制備高過堿性化合物的方法。方法中甘醇的使用必然需要 方法在升高的溫度下進(jìn)行，因為甘醇的醇汽提步驟必須在高溫下進(jìn)行w便是有效的。
[0012] W上方法的問題是存在金屬鹽的低吸收W形成所得過堿性橫酸鹽清凈劑產(chǎn)物，由 于阻斷過濾路線的固體的形成，該產(chǎn)生產(chǎn)物的緩慢過濾速率。
[0013] 另外，所公開的技術(shù)提供顯示出改進(jìn)的摩擦性能（即較低摩擦）、改進(jìn)的抗磨性能 和改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性的潤滑劑組合物。
[0014] 發(fā)巧概巧
[0015] 根據(jù)本發(fā)明第一實施方案，提供在油介質(zhì)中制備過堿性金屬清凈劑的方法，所述 方法包括步驟：
[0016] (1)提供選自由W下物質(zhì)組成的組的有機(jī)酸：
[0017] 姪基取代有機(jī)橫酸，
[0018] 姪基取代有機(jī)橫酸的混合物，
[0019] 所述有機(jī)酸的金屬鹽，和
[0020] 其混合物
[0021] (2)進(jìn)一步提供至少一種單醇；
[0022] (3)進(jìn)一步提供堿性金屬化合物；
[0023] (4)進(jìn)一步提供具有6-30個碳原子的駿酸；
[0024] 妨使步驟（4)的混合物與二氧化碳反應(yīng)W形成碳酸化過堿性金屬橫酸鹽；其中 所得過堿性金屬清凈劑具有5:1-27:1的金屬當(dāng)量：橫酸基質(zhì)比。在一個實施方案中，步驟 (1)至（5)順序的進(jìn)行，即（1)其后（或者混合或反應(yīng)）（2)其后（或者混合或反應(yīng)）（3)其 后（或者混合或反應(yīng)）（4)，其后如步驟巧）中反應(yīng)。在其它實施方案中，步驟（1)至（4)可 其它順序或者同時進(jìn)行。
[00巧]在一個實施方案中，本發(fā)明定義的方法不是乳液。同樣，在一個實施方案中，方法 的產(chǎn)物不是乳液。乳液意指一種不溶混液體在另一種中的膠態(tài)懸浮液，例如油包水或水包 油乳液。
[0026]該方法可包括另一步驟化），其中進(jìn)行步驟（3)，（4)和（5)至少另外2次?？蓪⒉?驟（5)或步驟化）的產(chǎn)物在另一步驟（7)中加熱至至少150°C?？蓪⒉襟E（7)的產(chǎn)物在另 一步驟做中冷卻。
[0027] 駿酸可由6-24個碳原子組成。駿酸可W為飽和和/或不飽和的。駿酸可1-20 重量％提供。作為選擇，駿酸可2-20重量％提供。作為選擇，駿酸可4-8重量％ 加入，可W為約7重量％。駿酸可W為硬脂酸。
[0028] 該至少一種單醇可包含2-10個碳原子。作為選擇，至少一種單醇可包含2-7、2-6、 2-5或3-5個碳原子。至少一種單醇可包含支化或線性烷基鏈或者其混合物。
[0029] 該至少一種單醇可W為W下中的一種或組合；己醇、丙-1-醇、丙-2-醇、異丙醇、 了 -1-醇、了 -2-醇、異了醇、戊-1-醇、戊-2-醇、戊-3-醇、異戊醇、己-1-醇、己-3-醇、 庚-1-醇、庚-2-醇、庚-3-醇、庚-4-醇或其混合物。該至少一種單醇可包含至少一種了 醇和至少一種戊醇。
[0030] 甲醇可W在步驟（2)中提供。甲醇與至少一種單醇的摩爾比可W為2.2:1W 下。作為選擇，甲醇與至少一種單醇的摩爾比可W為1. 70:1、〇. 9:1-1. 60:1、1:1-1. 50:1、 45 或 1. 1:1-1. 40:1。
[0031] 堿性金屬化合物可W為堿金屬或堿上金屬氧化物、氨氧化物、其混合物或反應(yīng)性 等價物。在一個實施方案中，堿性金屬化合物為氧化巧、氨氧化巧或其混合物。作為選擇， 堿性金屬化合物可W為氨氧化鋼。作為選擇，堿性金屬化合物可W為氧化儀和/或氨氧化 儀。
[0032] 可將任何殘余固體W及任何殘余水和醇從產(chǎn)物中基本或完全除去。
[0033] 在步驟（3)每次進(jìn)行時可加入堿性金屬化合物總量的10-20重量％。
[0034] 可存在油介質(zhì)。油介質(zhì)可基本不含不同于具有潤滑粘度的油的姪溶劑。合適的油 可具有在l〇〇°C下3cSt(或mm2/s)至20cSt(或mm2/s)的運動粘度。
[00巧]步驟（1)的有機(jī)酸可W為姪基取代橫酸并可由下式表示：
[0036] 巧 1)k-A-SOgH
[0037] 其中各個Ri獨立地為具有6-40個碳原子的姪基；A為環(huán)狀或無環(huán)姪基；且k為 1-5。
[0038] 姪基取代橫酸的過堿性金屬鹽的總堿值（TBN)可W為至少400。姪基取代橫酸的 金屬鹽的總堿值可W為450-550,或者450-500。
[0039] 姪基取代橫酸的金屬鹽的金屬比可W為至少20。
[0040] 根據(jù)本發(fā)