[发明专利]一种低碱值清净剂、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清净剂，具体的说是一种具有清净、分散、抗氧化及抗磨性能的多功能清净剂。

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、抗氧化安定性而分散性能及油溶性一般，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，但是其热稳定性一般，影响其使用。

关于硫膦酸盐清净剂的研究报道较多，例如GB 1,039,732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。

GB 1,004,401和US 3,377,282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有5-20个碳原子。聚异丁烯的分子量是500-3500。

US 3,321,399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。

以上专利制备的产物虽然具有一定的清净性，但是其性能一般，并且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清净剂、其制备方法及包含该清净剂的润滑油组合物。

本发明提供的低碱值清净剂，其制备方法包括：将有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时或先后发生皂化反应，收集产物。

所述有机硫膦酸的结构为：

其中R₁为数均分子量在500-5000之间的烷基，优选700-3500，最优选850-2500；X为O原子或者S原子，其中至少一个X为S原子，X优选S原子。

有机硫膦酸是由聚烯烃发生硫膦化反应得到，即聚烯烃与五硫化二磷和/或硫磷酸反应得到。所述聚烯烃是由乙烯、丙烯、C_4-C₁₀烯烃单独聚合或共聚合而得到的聚烯烃，所述C_4-C₁₀烯烃可以选用正丁烯、异丁烯、正戊烯、正己烯、正辛烯和正癸烯中的一种或多种，优选聚异丁烯。所述聚烯烃的数均分子量为500-5000，优选700-3500，最优选850-2500。所述硫膦化反应的温度在100-300℃之间，优选150-250℃，反应时间为5h~20h，优选12h~18h。

所述的碱金属和/或碱土金属的氧化物优选碱土金属的氧化物，例如氧化钙、氧化镁、氧化锶和氧化钡中的一种或多种，最优选氧化钙和/或氧化镁。

所述烷基水杨酸的结构为：

其中R₂为C4-C20烷基，优选C8-C18烷基，最优选C10-C16烷基，连接于羟基碳原子的邻/对位。

所述烷基水杨酸优选C4-C20烯烃和苯酚发生烷基化反应生成烷基酚，然后经过皂化、kobe反应、酸化得到。

所述无机酸促进剂可以选用硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或多种，优选硫酸；所述芳基羧酸促进剂包括芳基一元酸和/或芳基二元酸，所述的芳基是苯基和/或萘基，芳基二羧酸包括邻、间、对位芳基二羧酸，可以选用苯甲酸、萘甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻萘二甲酸、间萘二甲酸和对萘二甲酸中的一种或多种。