[发明专利]高碱性金属磺酸盐组合物

说明书

本发明是关于高碱性的金属烷芳基磺酸盐组合物、该组合物作为润滑剂添加剂的应用、含该组合物的润滑油、制备该组合物的中间物以及中性烷芳基磺酸盐。

已知中性及高碱性金属烷芳基磺酸盐可应用于各种润滑剂。“高碱性”一词是用来描述下述一类金属磺酸盐，此类盐中金属的量按化学计量学计算比磺酸根的量高。这类高碱性磺酸盐通常这样制备：用二氧化碳处理含有烷芳基磺酸、反应介质（主要是该磺酸的有机溶剂）、化学计量上过量的金属碱和促进剂四者的反应混合物。已用于高碱性化处理的磺酸的实例有单二十烷基取代的萘磺酸、十二烷基苯磺酸、双十二烷基苯磺酸、双壬基苯磺酸、双月桂基β-萘磺酸、正十八烷基苯磺酸、支链C₂₄烷基苯磺酸及其它多种磺酸。

还已知中性及高碱性金属烷基芳基磺酸盐可用做各种润滑剂中的防锈及去垢添加剂，它们起例如改善发动机清洁状况的作用。燃料燃烧所产生的酸性物质可造成发动机腐蚀及润滑油氧化，而后者又产生沉积物。具有高碱性的高碱性磺酸盐可用来中和这些酸性物质，从而可防止或至少是大大减轻酸性物质的有害作用。各种发动机，尤其是柴油机的发展，对润滑剂的性能提出了越来越高的要求。所以，人们希望得到性能更好的高碱性磺酸盐组合物。

在某些应用场合，采用高碱性金属磺酸盐与酚盐的混合物作为润滑剂中的添加剂（去垢剂/抑制剂）。这种混合物的一个缺点是磺酸盐易与酚盐相互作用，在储存中有沉淀物生成。

因而本发明的另一目的是提供新的高碱性金属磺酸盐组合物。本发明还有一个目的，即提供抗腐蚀性能更好的高碱性金属磺酸盐组合物;该组合物可用于各种含油组合物中，其中包括润滑剂、官能流体及燃料。本发明再一目的是提供可用来预防或至少是大大减少柴油机中沉积物形成的高碱性金属磺酸盐组合物。本发明再一目的是提供一种与酚盐共同用做润滑剂添加剂时不产生沉淀的高碱性金属磺酸盐组合物。本发明再一目的是提供制备这些高碱性磺酸盐组合物的中间物，并提供中性的金属磺酸盐。

本发明的一个方面是提供一种高碱性金属磺酸盐组合物，其中含有：

（A）至少一种金属烷芳基磺酸盐，此盐含1～3个烷基，其中一个烷基的碳原子数平均至少是40，而任何其余烷基含10个以下碳原子，和

（B）至少一种金属烷芳基磺酸盐，此盐含1～3个烷基，其中一个烷基的平均碳原子数为10～33，而任何其余烷基含10个以下碳原子。

下文中所谓“长链烷基”指含碳数平均至少为40的烷基。所谓“中长链烷基”指平均碳原子数为10～33的烷基。所谓“短链烷基”指碳原子数低于10的烷基。这些烷基并不一定是链状，它们可以是直链烷基、支链烷基或环烷基。它们通常是饱和烷基，但它们也可以有一定的不饱度。

本发明组合物的特点是，烷芳基磺酸盐的长链烷基与中长链烷基有特殊的大小分布。这种分布可称为“哑铃状分布”。

图1是一个这种哑铃状分布实例的示意图。长链烷基与中长链烷基的大小分布至少有两个最大值，一个最大值是在大小为40或40个以上碳原子处，另一个最大值是在大小为10～33个碳原子处。该分布在这两个最大值之间至少有一个最小值。

在许多情况下，例如当混合物中所用的磺酸除其长链及中长链烷基的大小外都相同时，烷基大小的哑铃状分布可通过相似的分子量分布反映出来。本发明优选具有哑铃型分子量分布的烷芳基磺酸盐混合物。

出乎意料的是，将长链烷基芳基磺酸盐（A）与中长链烷基芳基磺酸盐（B）相组合可产生多种有利效果。与单用中长链烷基芳基磺酸盐（B）相比，（A）+（B）组合物的防腐作用，发动机保洁性等都更好，且与酚盐共用时不会在储存时产生沉淀。

本发明组合物中的高碱性金属磺酸盐可用任何适宜的高碱化方法制备;这类方法在本领域中是已知的。