[发明专利]一种低碱值润滑油添加剂、其制备方法及润滑油组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种低碱值润滑油添加剂，具体的说是一种具有清净、抗氧化性能的多功能润滑油添加剂。

背景技术

目前，我国润滑油市场上金属清净剂主要为磺酸盐、烷基水杨酸盐和烷基酚盐，三种清净剂各有优缺点，其中磺酸盐价格低廉，分散性及油溶性较好，烷基水杨酸盐和烷基酚盐虽然性能略好，但是价格较高，性能不全面。此两种添加剂往往只具有高温清净性、抗氧化安定性而缺少抗磨及分散性能，不能满足高性能的润滑油的需要。

聚异丁烯硫膦酸盐添加剂是开发较早的一类清净剂，传统的硫膦酸盐以钡盐为金属，产品具有较好的分散性和一定的清净性，但是其热稳定性有一定局限，影响其使用。

关于硫膦酸盐清净剂的研究报道较多，例如专利GB910,738介绍了硫磷烃衍生物的制备方法，即用水解硫磷烃与碱土金属混合物在甲醛或者是酮存在时促进的反应，产品可以通过CRC L-1的清净性测试。

GB1,039,732介绍了聚异丁烯硫膦酸盐清净剂的制备方法，在酸性的含有硫的烃基和含有酚的化合物和惰性溶剂中，加入少于化学计量的碱金属或者是碱土金属碱，然后在高温中通入二氧化碳形成胶体碳酸盐，碳酸化反应中需要有水，碳酸化反应结束后加入硫进行硫化反应。

GB1,004,401和US3,377,282介绍了硫膦酸钡的制备方法；混合硫膦化聚异丁烯和烷基酚或者是硫化烷基酚，然后和二价金属的氧化物或者是氢氧化物反应。其中烷基酚硫化物或者是烷基酚芳环的烷基5-20个碳原子。聚异丁烯的分子量是500-3500。

GB1,177,835介绍的高碱度清净剂制备方法包括，以硫化烷基酚、五硫化二磷、聚烯烃、胺、氧化钙、氢氧化钙、醇盐等反应物混合后通入二氧化碳。

US3,135,729介绍了聚异丁烯与五硫化二磷反应产物，水解硫膦酸，再加入氧化钡，通入二氧化碳反应得到钡含量在7%的钡盐。

US3,321,399介绍了油溶性的金属碳酸盐的制备。包括以硫膦化聚烯烃、壬基酚、氢氧化钙、尿素、矿物油、水为原料反应，其中氢氧化钙与表面活性剂的比例为6.3。

US3,706,665介绍了含镁的润滑油清净剂的制备方法，以硫膦化聚异丁烯、烷基酚硫化物或者是烷基酚与烷氧基镁的醇溶液或者是碳酸化烷氧基镁反应得到。

其中专利GB910,738、US3,135,729、US3,706,665以分子量780-1100的聚异丁烯为原料，专利GB103,972、GB1,004,401、US3,377,282、GB1,177,835、US3,135,729以聚异丁烯和少量的烷基酚为原料，制备的产物虽然具有一定的清净性，但是其它性能没有介绍，也没有解决聚异丁烯硫膦酸盐热稳定性较差的问题。

发明内容

本发明提供了一种低碱值润滑油添加剂及其制备方法以及包含该添加剂的润滑油组合物。

本发明提供的低碱值润滑油添加剂，是将下述原料在无机酸和/或芳基羧酸促进剂存在下发生反应得到，所述原料包括：

a)有机硫膦酸和/或硫代有机磷酸；

b)烷基酚和/或烷基酚盐；

c)碱金属和/或碱土金属的氧化物和/或氢氧化物：

所述原料a为烷基取代或烷氧基取代的有机硫膦酸和/或硫代有机磷酸，所述烷基为数均分子量在300-8000之间的烷基，所述烷氧基为C₁-C₃₀烷氧基。

所述原料a优选烷氧基取代的硫代有机磷酸和/或烷基取代的有机硫膦酸。

所述烷氧基取代的硫代有机磷酸的结构为：

其中R₁、R₂分别是C₂-C₂₀烷基，优选C₃-C₁₆烷基，最优选C₄-C₁₂烷基。

所述烷氧基取代的有机磷酸是由低分子醇与五硫化二磷反应得到，低分子醇为C₂-C₂₀烷基醇，优选C₃-C₁₆烷基醇，最优选C₄-C₁₂烷基醇，例如丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、己醇和异辛醇中的一种或多种，所述低分子醇与五硫化二磷的摩尔比在4:1-4:1.2之间。

所述烷基取代的有机硫膦酸的结构为：