[发明专利]包含单季铵、酸和硼官能团的化合物及其作为润滑剂添加剂的用途

说明书

一种由至少以下物质的反应获得的产物：‑经烃基取代的羟基苯甲酸、‑硼化合物、‑季铵盐。一种包含该产物的润滑剂组合物。该产物作为用于二冲程船用发动机和四冲程船用发动机，更优选二冲程船用发动机的润滑剂的用途。

本发明涉及酸性有机化合物、硼化合物和包含一个季铵官能团的组分的反应产物。还涉及包含该反应产物的润滑组合物、其制备方法及其用途。

背景技术

润滑剂的一种主要功能是减少摩擦。然而，通常润滑油需要其他性能才能有效使用。例如，在大型柴油机例如船用柴油机中使用的润滑油通常经历需要特殊考虑的操作条件。

用于低速二冲程十字头发动机的船用油有两种类型。一方面，气缸油确保气缸活塞组件的润滑，另一方面，系统油确保了除气缸活塞组件之外所有运动部件的润滑。在气缸活塞组件中，含有酸性气体的燃烧残余物与润滑油接触。

酸性气体由燃料油的燃烧形成；这些气体特别是硫氧化物(SO₂、SO₃)，之后它们在与燃烧气体和/或油中存在的水分接触时被水解。该水解作用产生亚硫酸(HSO₃)或硫酸(H₂SO₄)。

为了保护活塞衬套表面并避免过度腐蚀损耗，这些酸必须被中和，中和通常通过与润滑剂中包含的碱性位点的反应来进行。

油的中和能力通过其BN或碱值(Base Number)来量度，表征为其碱度(basicity)。其根据标准ASTM D-2896来测量，并表示为每克油中氢氧化钾的毫克当量(也称为“mg的KOH/g”或“BN得分”)。BN是一种标准规范，其使得能够根据使用燃油的硫含量来调节气缸油碱度，以使得能够中和燃料中含有的所有硫，并能够通过燃烧和水解转化为硫酸。

因此，燃料油中硫含量越高，船用油的BN值也需要越高。这是市场上存在的船用油具有5至140mg的KOH/g的BN值的原因。通过不溶性金属盐，特别是金属碳酸盐提供的中性和/或高碱性的清净剂来提供该碱度。清净剂，主要是阴离子类型的清净剂，例如为水杨酸盐、酚盐、磺酸盐、羧酸盐等类型的金属皂，其形成其中不溶性金属盐的颗粒保持在悬浮液中的胶束。常用的中性清净剂固有地具有通常小于150mg的KOH每克清净剂的BN值，常用的高碱性清净剂固有地具有150至700mg的KOH每克清净剂的标准模式的BN值。他们在润滑剂中的质量百分比根据期望的BN水平来确定。

环境问题已在某些区域特别是沿海地区导致了有关船用燃料油中硫水平限制的要求。因此，由IMO(International Maritime Organization)发布的MARPOL Annex 6规定(Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships)在2005年5月生效。其设定了重质燃料油中硫含量为4.5重量％的全球上限，并设立了硫氧化物排放控制区域，称为SECA(Sulphur Emission Control Areas)。进入到这些区域的船只必须使用最高硫含量为1.5重量％的燃料油，或者使用任何其他替代处理以将SOx排放限制到符合规定值。表述重量％表示相对于燃料油的总重量或包含润滑组合物的燃料油的总重量，化合物的重量百分比。

最近，MEPC(Marine Environment Protection Committee)于2008年4月的会议通过了MARPOL Annex 6的拟议修正案。提议概述于以下的表中。在提出的方案中，最高硫含量的限制变得更严格，从2012年期，全球范围内的最高硫含量从4.5重量％降至3.5重量％。从2010年起SECA(Sulphur Emission Control Areas)将会变成ECA(Emission ControlAreas)，同时最高允许的硫含量从1.5重量％另外减少至1.0重量％，并且增加了关于NOx和颗粒含量的新限制。