CN102803209A

CN102803209A - 过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐的制备方法

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Publication number: CN102803209A
Application number: CN2010800530934A
Authority: CN
Inventors: G·P·辛根; T·F·布克雷三世; C·M·希森
Original assignee: Chevron Oronite SAS; Chevron USA Inc; Chevron Oronite Co LLC
Current assignee: Chevron Oronite SAS; Chevron USA Inc; Chevron Oronite Co LLC
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: WO2011066115A2; EP2504312B1; JP5934651B2; JP2013512238A; EP2504312A4; EP2504312A2; WO2011066115A3; CN102803209B; CA2781358C; US8580717B2; US20110124539A1; CA2781358A1

Abstract

公开了一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基。所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：(a)用具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃将至少一种羟基芳族化合物烷基化以提供至少一种烷基化羟基芳族化合物，所述异构化烯烃通过使具有约10-约40个碳原子的至少一种正构α-烯烃异构化而获得；(b)以任何顺序将所述烷基化羟基芳族化合物进行中和与硫化以提供至少一种中和且硫化的烷基化羟基芳族化合物；以及(c)将所述至少一种中和且硫化的烷基化羟基芳族化合物过碱化。

Description

过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐的制备方法

发明背景

1.技术领域

本发明总体上涉及过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐的制备方法。

2.相关技术描述

使用中链至长链烷基芳族化合物来制备大量添加剂和表面活性剂。这类化合物的实例是用于润滑剂添加剂的烷基芳族酚盐。酚盐由于它们的清净性和抗氧化性能而得到广泛使用。

低分子量烷基酚例如四丙烯基苯酚(TPP)被生产商用作硫化的过碱性酚盐的原料。通常在制备硫化的过碱性酚盐时，最终反应产物中存在未反应的烷基苯酚。美国化学理事会石油添加剂专门研究小组资助的最近在大鼠中的生殖毒性研究表明，高浓度的未反应TPP可以在雄性和雌性生殖器官中造成不利影响。

为了降低对用户的任何潜在健康风险并且避免潜在的监管问题，需要降低过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐中未反应的低分子量烷基羟基芳族化合物的量。线性烯烃是避免衍生的烷基酚的生殖毒性(reproxicity)的可能替代物；然而，所述烯烃的线性度可导致含有衍生的硫化过碱性酚盐的润滑油的差的低温性能。

美国专利No.5,318,710公开了一种衍生自烷基酚的II族金属过碱性硫化烷基酚组合物，所述烷基酚富含具有一定分子式的烷基酚，所述分子式中酚的烷基取代基为直链。

美国专利No.5,320,762公开了一种衍生自烷基酚的II族金属过碱性硫化烷基酚盐组合物，所述烷基酚富含基本上直链的烷基。

美国专利No.6,670,513(“'513专利“)公开了一种制备烷基化的含羟基的芳族化合物的方法。'513专利还公开了包括以下的方法：(a)在能够引起烯烃异构化和骨架异构化的第一酸性催化剂存在下，使具有约16-约30个碳原子的正构α烯烃或正构α烯烃的混合物异构化，以产生异构化烯烃的混合物；以及(b)在包含磺酸树脂催化剂或酸性粘土的第二酸性催化剂存在下，用所述异构化烯烃的混合物将含羟基的芳族化合物烷基化。

美国专利申请公开No.20020091069公开了一种通过如下方法制备的添加剂，该方法包括：(a)使用五羰基铁催化剂使烯烃异构化以产生异构化烯烃；(b)用所述异构化烯烃将氧基苯烷基化以产生烷基氧基苯，其中所述氧基选自羟基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和己氧基；(c)将所述烷基氧基苯磺化以产生烷基氧基苯磺酸；以及(d)将所述烷基氧基苯磺酸过碱化以产生TBN为至少200的过碱性烷基氧基苯磺酸盐。

期望提供制备过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐的改进方法。

发明概述

根据本发明的一种实施方案，提供了一种制备过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐的方法，该方法包括：

(a)用具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃将至少一种羟基芳族化合物烷基化以提供至少一种烷基化羟基芳族化合物，所述异构化烯烃通过使具有约10-约40个碳原子的至少一种正构α-烯烃异构化而获得；

(b)以任何顺序将所述烷基化羟基芳族化合物进行中和与硫化以提供至少一种中和且硫化的烷基化羟基芳族化合物；以及

(c)将所述至少一种中和且硫化的烷基化羟基芳族化合物过碱化。

根据本发明的第二实施方案，提供了一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基，所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：

根据本发明的第三实施方案，提供了一种包含稀释剂和至少一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐的添加剂浓缩物，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基，所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：

(c)将所述至少一种中和且硫化的烷基化羟基芳族化合物过碱化，其中所述浓缩物具有约80-约450的总碱值(TBN)。

根据本发明的第四实施方案，提供了一种包含(i)主要量的润滑粘度油和(ii)至少一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐的润滑油组合物，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基，所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：

根据本发明的第五实施方案，提供了一种包含(i)主要量的润滑粘度油；和(ii)至少一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐的发动机油，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基，所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：

根据本发明的第六实施方案，提供了一种润滑发动机的方法，该方法包括用如下润滑油组合物使发动机工作，所述润滑油组合物包含(i)主要量的润滑粘度油；和(ii)至少一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基，所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：

经测定本发明的过碱性且硫化的盐在对雄性和雌性生殖方面的潜在不利作用进行影响定量化时基本上不含内分泌干扰性化学物质，并同时提供了改善的添加剂包和润滑油组合物相容性以及改善的低温操作特性。因此，本发明的过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐可有利地以在暴露于哺乳动物时具有降低的或不具有内分泌干扰性作用的组合物使用。

优选实施方案的详述

为了有助于对本文公开的主题的理解，下面定义了本文所用的若干术语、缩写或其它简写。任何没有定义的术语、缩写或简写，被理解为具有与本申请的提交同时期的技术人员所使用的一般含义。

定义

术语“碱土金属”是指钙、钡、镁和锶。

术语“碱金属”是指锂、钠、钾、铷和铯。

术语“烯烃”是指通过许多方法获得的一类具有一个或多个碳-碳双键的不饱和脂族烃。含有一个双键的那些称作单烯，具有两个双键的那些称作二烯、烷基二烯(alkyldiene)或二烯烃。α烯烃因为双键在第一个碳和第二个碳之间而特别具有反应性。α烯烃的实例包括1-辛烯和1-十八碳烯，其用作中等可生物降解表面活性剂的起始点。线性和支链烯烃也包括在所述烯烃定义中。

术语“正构烯烃”，包括正构α-烯烃，是指在链中存在至少一个碳-碳双键的直链、无支链烃(non-branched)的烯烃。

术语“异构化烯烃”是指通过使烯烃异构化而获得的烯烃。通常异构化烯烃与衍生出它们的起始烯烃具有在不同位置的双键，并且还可以具有不同特性。

术语“石灰”是指氢氧化钙，也称作熟石灰或水化石灰。

术语“酚盐”是指酚的盐。

术语“总碱值”或“TBN”是指中和1克产物所需的KOH毫克当量数。因此，高TBN反映出强过碱性产物，其结果是，较高的碱度储备以中和酸。产物的TBN可按照ASTM标准No.D2896或等同程序进行测定。

除非另有规定，本申请中公开的所有物质浓度都基于“活性物”基准；即，所报导的浓度不包括例如稀释剂或者未反应的起始物质或中间体。

一般而言，本发明的过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过如下方法进行制备，该方法包括：

羟基芳族化合物

可以使用至少一种羟基芳族化合物用于本发明中的烷基化反应。在一个实施方案中，至少一种羟基芳族化合物包含至少一种单环羟基芳族化合物，例如苯酚、甲酚、二甲苯酚或它们的混合物。至少一种羟基芳族化合物还可以包含双环和多环羟基芳族化合物，例如2-萘酚或8-羟基喹啉。在一个实施方案中，至少一种羟基芳族化合物是酚。

羟基芳族化合物的来源

本发明中使用的至少一种羟基芳族化合物通过本领域已知的方法制备。

正构α烯烃

在羟基芳族化合物烷基化之前被异构化的正构α烯烃是每个分子具有约10-约40个碳原子的正构α烯烃或正构α烯烃的混合物。在一个实施方案中，正构α烯烃或正构α烯烃的混合物具有约14-约30个碳原子。在一个实施方案中，正构α烯烃或正构α烯烃的混合物具有约16-约30个碳原子。在一个实施方案中，正构α烯烃或正构α烯烃的混合物具有约18-约30个碳原子。在一个实施方案中，正构α烯烃或正构α烯烃的混合物具有约20-约28个碳原子。在一个实施方案中，正构α烯烃或正构α烯烃的混合物具有约18-约24个碳原子。

合适的正构α烯烃可以是通过使蜡进行热裂解而制得的所谓“蜡裂解”烯烃，或者可以是乙烯的低聚产物。合适的正构α烯烃可例如以1-Tetradecene(1-十四碳烯)、1-Hexadecene(1-十六碳烯)、1-Octadecene(1-十八碳烯)、Alpha Olefin C20-24(α烯烃C20-24)和Alpha Olefin C26-28(α烯烃C26-28)商购自CPChem，以及以NEODENE商购自Shell。

烯烃异构化催化剂

用于使正构α烯烃或正构α烯烃的混合物异构化的催化剂可以是能够引起正构α烯烃的烯烃异构化和骨架异构化并同时在其它方面使正构α烯烃保持基本上原样的任何催化剂。如本文所使用的，术语“烯烃异构化”是指碳-碳双键在分子内的移动，术语“骨架异构化”是指碳原子在分子内的重排。这类催化剂的实例包括含有至少一种金属氧化物并且具有小于5.5埃的平均孔径大小的固体酸性催化剂。在一个实施方案中，该固体酸性催化剂包含具有一维孔系统的分子筛。在另一个实施方案中，该催化剂选自分子筛SM-3、MAPO-11、SAPO-11、SSZ-32、ZSM-23、MAPO-39、SAPO-39、ZSM-22和SSZ-20。在一个实施方案中，分子筛是SAPO-11和SSZ-32。用于异构化的其它可能的固体酸性催化剂包括分子筛ZSM-35、SUZ4、NU-23、NU-87以及天然或合成的镁碱沸石。这些分子筛在本领域是公知的并且论述于例如Rosemarie Szostak的Handbook of Molecular Sieves(NewYork，Van Nostrand Reinhold，1992)和1994年2月1日颁布给Santilli等的美国专利No.5,282,958中，在此通过引用将其二者并入。

催化剂可以是具有至少一种VIII族金属的混合物。VIII族金属对应于IUPAC命名中的第8、9和10族金属。有用的VIII族金属包括铂和钯中的至少一种，以及可选的其它催化活性金属例如钼、镍、钒、钨、钴、锌及其混合物。金属的量为催化剂的约0.01重量%-约10重量%（不计金属重量）。在另一个实施方案中，金属的量为催化剂的约0.2重量%-约5重量%（不计金属重量）。将催化活性金属引入到催化剂中的技术公开于文献中，既有的金属纳入技术和在催化剂制备期间对催化剂进行处理以形成活性催化剂例如离子交换、浸渍或闭塞都是合适的。这样的技术公开于美国专利No.3,236,761；3,226,339；3,236,762；3,620,960；3,373,109；4,202,996；4,440,996和4,710,485中，通过引用将它们并入本文。

本文所使用的“金属”或“活性金属”是指处于单质态或者处于例如硫化物、氧化物或它们的混合物的一些形式的一种或多种金属。与其中金属组分实际上存在的状态无关，好似它们以单质态存在来计算浓度。

催化剂以有效催化异构化反应的量使用。

烯烃异构化工艺条件

使正构α烯烃或正构α烯烃的混合物异构化的方法涉及使用例如SAPO-11分子筛上负载铂的催化剂进行催化异构化以使含有NAO的进料部分异构化。这种及相关的催化剂描述于美国专利No.5,082,986中，在此通过引用将其并入。对于SAPO-11载铂催化剂，优选的是部分异构化。因此，操作条件包括在约100℃-约250℃的温度下约0.5-约10的重时空速(WHSV)。在另一个实施方案中，所述条件包括在约120℃-约160℃的温度下为0.5-约5的WHSV。在另一个实施方案中，所述条件包括在约120℃-约140℃的温度下约0.5-约3.5的WHSV。较低的温度导致基本上烯烃双键移位，而较高的温度导致提高的骨架重排。该方法可以在所加入的氢气的存在下进行。

异构化烯烃含有支链烯烃。分支可以出现在为碳-碳双键一部分的碳原子上或者出现在不构成所述双键的一部分的碳原子上。支链烯烃的实例包括但不限于以下：

其中R是烯烃的其余部分。在一个实施方案中，至少约15wt.%的异构化烯烃是支化的。在另一个实施方案中，至少约30wt.%的异构化烯烃是支化的。通常，所得异构化烯烃含有约15-约99wt.%分支。在另一个实施方案中，所得异构化α烯烃含有约25-约99wt.%分支。在另一个实施方案中，所得异构化α烯烃含有约30-约80wt.%分支。在另一个实施方案中，所得异构化α烯烃含有约30-约60wt.%分支并且衍生自含有约14-18个碳原子的至少一种正构α烯烃。在另一个实施方案中，所得异构化α烯烃含有约80-约99wt.%分支并且衍生自含有约20-24个碳原子的至少一种正构α烯烃。

使用烷基化羟基芳族化合物（其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基）是有利的，这是因为发现分支百分数和异构化烯烃长度促成在与其它普通添加剂一起使用时优越的相容性以及在用作润滑油组合物中的添加剂时优越的低温性能。

典型地，烷基化羟基芳族化合物包含单取代异构体（多数烷基取代基在对位，少数在邻位，几乎没有在间位）、次要量的二取代异构体的混合物。本发明的优点是，与用正构α烯烃进行烷基化的情况相比，烷基更多地是连接在对位，从而产生改善的反应容易性以特别在硫化步骤中形成过碱性且硫化的盐。

另外，当正构α-烯烃没有完全反应形成异构化烯烃时，获得残余α烯烃。残余α烯烃也可以与羟基芳族化合物反应形成具有的烷基主要是线性的烷基化羟基芳族化合物。具有线性烷基的烷基化羟基芳族化合物可以包含单取代异构体的混合物，其中邻位线性烷基取代基的比例大于对位异构体。

一般而言，所得异构化烯烃具有小于20wt.%残余α烯烃。在另一个实施方案中，所得异构化α烯烃具有小于10wt.%残余α烯烃。在另一个实施方案中，所得异构化α烯烃具有小于5wt.%残余α烯烃。

在一个实施方案中，过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐可在羟基芳族化合物上具有烷基取代基，该烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基。在另一个实施方案中，过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐可在羟基芳族化合物上具有烷基取代基，该烷基取代基是羟基芳族化合物与具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃反应的残基。

烯烃分支测定程序

A部分：烯烃的加氢

分支的量通过将2克烯烃加入到配备有磁性搅拌器的反应管中进行测定。加入大约50mg氧化铂（Adam的催化剂）并将该管置于加氢反应器中且加热到50℃。抽真空以完全除去该系统中存在的任何空气。用压力计将氢气引入到该系统中从而将压力调节到大约0.4psig。开始搅拌且使用流量计监测氢气消耗。当不再消耗氢气时，典型地在3-4小时后，停止该反应。加氢了的烯烃的红外光谱核实了在分别对应于α和反式线性内烯烃振动的909cm^-1和960cm^-1的峰消失。在加氢之后，所有线性烯烃转化为相应的正烷烃。所有支链烯烃转化为相应的支链烷烃。

B部分：加氢了的烯烃的GC分析

使用配备有毛细管柱（HP-5MS 5%苯基甲基硅氧烷毛细管30m，0.25mm内径）和火焰离子化检测器(FID)的HP6890色谱对所获得的加氢异构化烯烃进行气相色谱分析。使温度分布曲线适于进行分析的加氢了的烯烃的分子量。典型地，对于较重分子量（20-24个碳），初始温度为100℃且以20℃/min加热到210℃并然后以10℃/min将温度提高至320℃。通过将对应于支链烷烃的所有面积进行积分，并除以峰总面积来计算分支百分数。这例如表示具有0%分支的烯烃混合物不含有支链化合物；而具有100%分支的烯烃混合物仅含有支链化合物。

烷基化工艺条件

典型地用羟基芳族化合物或羟基芳族化合物的混合物，和异构化烯烃混合物，以约10:1-约1:1的羟基芳族化合物:异构化烯烃摩尔比进行烷基化反应。工艺温度可以为约40℃-约150℃。因为烯烃具有高的沸点，该工艺优选在液相中进行。烷基化工艺可以按间歇或连续模式进行。在间歇模式中，典型的方法是使用可以加热到所需反应温度的搅拌的高压釜或玻璃烧瓶。连续工艺最有效地以固定床工艺进行。固定床工艺中的空速可以为约0.01-约10以上的WHSV。

在固定床工艺中，将催化剂装入到反应器中并在至少100℃的温度于真空或流动的惰性干燥气体下进行活化或干燥。在活化后，将该催化剂冷却至室温并引入羟基芳族化合物流。任选地，可以在反应温度下将羟基芳族化合物加入到该催化剂中。然后将异构化烯烃流与羟基芳族化合物混合并且让其流经催化剂。收集含有烷基化产物和过量羟基芳族化合物的反应器流出物。任何过量羟基芳族化合物可通过蒸馏、汽提、在真空下蒸发或本领域技术人员已知的其它方法除去。本发明的一个实施方案使用描述于欧洲专利申请2095874中的烷基化工艺，该工艺使用特定的Y-沸石催化剂。

与其自己实施异构化，不如购买可用于将至少一种羟基芳族化合物烷基化的商业异构化烯烃。这种类型的烯烃是可得自CP Chem的异构化α烯烃C₁₈。

中和、硫化和过碱化

随后将至少一种烷基化羟基芳族化合物进行中和、硫化、和过碱化以提供所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐。中和与硫化步骤可以按任何顺序进行以提供本发明的过碱性且硫化的盐；通常同时进行中和与硫化步骤。

所使用的试剂量可以对应于以下当量比，相对于至少一种烷基羟基芳族化合物的总量：(1)约0.5-约4，优选约1-约2的碱源；

(2)约0.5-约4，优选约1-约2的硫源；和

(3)约0.5-约4，优选约1-约2的过碱化化合物。

中和步骤

烷基化羟基芳族化合物的中和可以按连续或间歇工艺通过本领域技术人员已知的任何方法进行。本领域已知许多将烷基化羟基芳族化合物进行中和并通过引入碱源而产生碱性酚盐的方法。碱源可以是碱金属或碱土金属碱中的一种或其混合物。可用于进行该步骤的碱土金属碱包括钙、镁、钡或锶的氧化物或氢氧化物，特别是氧化钙、氢氧化钙、氧化镁和它们的混合物。在一个实施方案中，碱土金属碱是熟石灰（氢氧化钙）。

这些工艺典型地在合适的稀释剂中并且一般与其它促进剂例如二元醇如C₂-C₄亚烷基二醇，优选乙二醇；和/或高分子量烷醇（通常C₈-C₁₆，例如癸醇、2-乙基己醇）；和/或羧酸一起来进行。然后将该反应混合物加热到反应温度并持续合适的时间段以形成反应产物；任选地蒸馏该产物以除去杂质。适用于上述工艺的稀释油包括环烷属油和混合油，优选链烷属油例如100中性油，所用稀释油的量使最终产品中的油量占约25%-约65重量%，优选约30%-约50%。

一般而言，在约20-约180℃的温度下进行中和步骤。在一个实施方案中，在约40-约110℃的温度下进行中和步骤。

硫化步骤

对于该硫化步骤可使用任何合适的硫源。合适的硫源的实例包括单质硫、氯化硫、二氧化硫和水合硫化钠。硫可以作为熔融硫或作为固体（例如粉末或颗粒）或作为在相容烃液体中的固体悬浮物使用。

在该硫化步骤中还可使用合适的促进剂。有用的促进剂包括多元醇例如亚烷基二醇如乙二醇。可与上述促进剂或促进剂的混合物结合使用高分子量烷醇作为共溶剂。这些高分子量烷醇具有包含8个-约16个碳原子，优选9个-约15个碳原子的直链或支链烷基。合适的烷醇的代表性实例包括1-辛醇、1-癸醇(癸基醇)、2-乙基-己醇等。特别优选2-乙基-己醇。在该工艺中有利地使用高分子量烷醇，这是因为其充当溶剂并且还与水形成共沸物，因此提供用以在反应之后或优选在反应期间通过共沸蒸馏除去中和产生的水或该系统中的任何其它水的合宜方式。高分子量烷醇鉴于其有助于除去反应期间的副产物水而还可在化学反应机理起一定作用，由此将反应向反应方程式的右边推动。

进行硫化反应的温度范围通常为约100℃-约170℃。在一个实施方案中，该温度范围为约130℃-约160℃。该反应可以在大气压（或稍微较低）或者在提高的压力下实施。在一个实施方案中，该反应在真空下进行。反应期间所产生的确切压力取决于例如系统的设计和操作、反应温度以及反应物和产物的蒸气压这样的因素，并且其可以在反应过程期间变动。在一个实施方案中，工艺压力处于大气压至约680mm Hg。

在硫化期间，释放显著量的副产物硫化氢气体。该气体可以在硫化步骤结束时除去或者其可以在反应期间在其形成时连续地除去。

过碱化步骤

通过在碱源存在下，与酸性过碱化化合物例如二氧化碳或硼酸反应进行过碱化步骤。碱源可以是碱金属碱或碱土金属碱中的一种或其混合物。可用于进行该步骤的碱土金属碱包括钙、镁、钡或锶的氧化物或氢氧化物，特别是氧化钙、氢氧化钙、氧化镁和它们的混合物。在一个实施方案中，碱土金属碱是熟石灰（氢氧化钙）。碱源可以从中和步骤作为过量的碱引入到过碱化步骤中，或者可以单独加入到过碱化步骤中，或者这二者。

特别优选的过碱化工艺是碳酸化，即与二氧化碳反应。这种碳酸化可合宜地通过将多元醇（典型地为亚烷基二醇例如乙二醇）和二氧化碳加入到硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐中来实施。合宜地，该反应通过使气态二氧化碳鼓泡通过反应混合物的简单手段来进行。过碱化反应期间形成的过量稀释剂和任何水可合宜地通过在反应期间或之后蒸馏来除去。在一个实施方案中，将碱源和过碱化化合物分批加入。

添加剂浓缩物

在本发明的另一个实施方案中，本发明的过碱性且硫化的盐可以作为添加剂包或浓缩物来提供，其中添加剂被纳入到基本上惰性的一般液体有机稀释剂例如矿物油、石脑油、苯、甲苯或二甲苯中以形成添加剂浓缩物。这些浓缩物通常含有约20%-约80重量%的这种稀释剂。典型地，可使用具有在100℃下约4-约8.5cSt和优选在100℃下约4-约6cSt的粘度的中性油作为稀释剂，尽管也可使用合成油，以及其它与添加剂和成品润滑油相容的有机液体。添加剂包还可典型地含有所需量和比率的一种或多种上文提及的各种其它添加剂以促进与所需量的基础油直接组合。

在一个实施方案中，所得添加剂浓缩物可具有约80-约450的总碱值(TBN)。在另一个实施方案中，所得添加剂浓缩物可具有约105-约300的TBN。在另一个实施方案中，所得添加剂浓缩物可具有约200-约280的TBN。

润滑油组合物

本发明的另一个实施方案涉及一种润滑油组合物，该润滑油组合物至少含有(a)润滑粘度油；和(b)本发明的至少一种过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐，其用作润滑油添加剂。该润滑油组合物可通过常规技术将合适量的本发明润滑油添加剂与润滑粘度基础油混合进行制备。具体基础油的选择取决于所预期的润滑剂应用和存在的其它添加剂。通常，本发明的过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐的量基于润滑油组合物总重量计可以为约0.1wt.%-约20wt.%。在一个实施方案中，本发明的过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐基于润滑油组合物总重量计可以为约0.1wt.%-约2wt.%。

用于本发明润滑油组合物的润滑粘度油（也称作基础油）典型地以主要量，例如基于该组合物总重量计大于50重量%，优选大于约70重量%，更优选约80-约99.5重量%，最优选约80-约98重量%的量存在。本文所使用的表述“基础油”应该理解为是指作为润滑剂组分的基础料或基础料调合物，其由单一制造商按照相同规格生产（不依赖于进料来源或制造商的地点）；满足相同制造商的规格；并且由唯一配方(formula)、产品识别码或这两者加以识别。用于本文的基础油可以是任何目前已知或后来发现的用于就任何和所有这类应用配制润滑油组合物的润滑粘度油，所述应用例如发动机油，船用气缸油，功能液如液压油、齿轮油、传动油等。例如，基础油可用于就任何和所有这类应用例如乘用车机油，重型柴油机油和天然气发动机油配制润滑油组合物。另外，用于本文的基础油可任选含有粘度指数改进剂，例如聚合甲基丙烯酸烷基酯；烯属共聚物如乙烯-丙烯共聚物或苯乙烯-丁二烯共聚物；以及它们的类似物和混合物。

如本领域技术人员可容易地意识到的，基础油的粘度取决于应用。因此，用于本文的基础油的粘度可通常为在100摄氏度(℃)下约2-约2000厘沱(cSt)。通常地，用作机油的基础油可单独地具有在100℃下约2cSt-约30cSt，优选约3cSt-约16cSt，最优选约4cSt-约12cSt的运动粘度范围，并且可取决于所需的最终用途和成品油中产生所需机油等级的添加剂而进行选择或调合，所述等级例如SAE粘度等级为0W、0W-20、0W-30、0W-40、0W-50、0W-60、5W、5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、5W-60、10W、10W-20、10W-30、10W-40、10W-50、15W、15W-20、15W-30或15W-40的润滑油组合物。用作齿轮油的油可具有在100℃下约2cSt-约2000cSt的粘度。

基础料可以使用包括但不限于蒸馏、溶剂精炼、氢处理、低聚、酯化和再精炼的各种不同方法进行制造。精炼料应该基本上不含通过制造、污染或先前使用而引入的物质。本发明润滑油组合物的基础油可以是任何天然或合成的润滑基础油。合适的烃合成油包括但不限于由乙烯聚合或由1-烯烃聚合以提供例如聚α烯烃或PAO油的聚合物制备的油，或者由使用一氧化碳和氢气的烃合成方法例如按费-托方法所制备的油。例如，合适的基础油是包含很少（如果有的话）的重馏分、例如很少（如果有的话）的在100℃下粘度为20cSt以上的润滑油馏分的基础油。

基础油可以衍生自天然润滑油、合成润滑油或它们的混合物。合适的基础油包括通过合成蜡和散蜡(slack wax)异构化获得的基础料，以及通过使粗产物的芳族和极性组分加氢裂化（而不是溶剂抽提）产生的加氢裂化基础料。合适的基础油包括如在API出版物1509，第14版，Addendum I，Dec.1998所定义的所有API类别即I、II、III、IV和V中的那些基础油。IV类基础油是聚α-烯烃(PAO)。V类基础油包括在I、II、III或IV类以外的所有其它基础油。虽然II、III和IV类基础油优选用于本发明，但是这些基础油可以通过将I、II、III、IV和V类基础料或基础油中的一种或多种合并进行制备。

有用的天然油包括矿物润滑油例如液体石油，溶剂处理的或酸处理的链烷属、环烷属或混合链烷属-环烷属型的矿物润滑油，衍生自煤或页岩的油，动物油，植物油（例如油菜籽油、蓖麻油和精制猪油）等。

有用的合成润滑油包括但不限于烃油和卤素取代的烃油，例如聚合和互聚的烯烃如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)以及它们的类似物和混合物，烷基苯如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)-苯等，聚苯如联苯、三联苯、烷基化的聚苯等，烷基化的二苯醚和烷基化的二苯硫醚以及它们的衍生物、类似物和同系物等。

其它有用的合成润滑油包括但不限于通过使小于5个碳原子的烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯以及它们的混合物进行聚合制备的油。制备这类聚合物油的方法对于本领域技术人员而言是公知的。

另外的有用合成烃油包括具有适当粘度的α烯烃液体聚合物。特别有用的合成烃油是C₆-C₁₂α烯烃的氢化液体低聚物，例如1-癸烯三聚体。

另一类有用的合成润滑油包括但不限于其中末端羟基通过例如酯化或醚化加以改性的环氧烷聚合物，即其均聚物、共聚物和衍生物。这些油例示为通过环氧乙烷或环氧丙烷的聚合制备的油，这些聚氧亚烷基聚合物的烷基和苯基醚（例如具有1,000平均分子量的甲基聚丙二醇醚，具有500-1000分子量的聚乙二醇的二苯基醚，具有1,000-1,500分子量的聚丙二醇的二乙基醚，等等）或者它们的单-和多羧酸酯例如乙酸酯、混合的C₃-C₈脂肪酸酯、或四甘醇的C₁₃含氧酸二酯。

又一类有用的合成润滑油包括但不限于二羧酸与各种醇的酯，所述二羧酸例如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、烯基丙二酸等，所述醇例如丁醇、己醇、十二烷基醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇等。这些酯的具体实例包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二正己基酯、癸二酸二辛基酯、壬二酸二异辛基酯、壬二酸二异癸基酯、邻苯二甲酸二辛基酯、邻苯二甲酸二癸基酯、癸二酸双二十烷基酯、亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯、由使1摩尔癸二酸与2摩尔四甘醇和2摩尔2-乙基己酸反应形成的复合酯等。

用作合成油的酯还包括但不限于由具有约5-约12个碳原子的羧酸与醇例如甲醇、乙醇等，多元醇和多元醇醚例如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等制备的那些酯。

硅基油例如聚烷基-、聚芳基-、聚烷氧基-或聚芳氧基-硅氧烷油和硅酸酯油，构成另一类有用的合成润滑油。这些的具体实例包括但不限于硅酸四乙酯、硅酸四异丙酯、硅酸四(2-乙基己基)酯、硅酸四-(4-甲基-己基)酯、硅酸四(对叔丁基苯基)酯、己基-(4-甲基-2-戊氧基)二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷、聚(甲基苯基)硅氧烷等。还另外其它有用的合成润滑油包括但不限于含磷的酸的液体酯例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸烷膦酸(phosphionic acid)的二乙基酯等，聚合四氢呋喃等等。

润滑油可以衍生自未精炼油、精炼油和再精炼油，可以是天然、合成或上文公开的这些类型中任意两种或更多种的混合物。未精炼油是直接由天然或合成来源（例如煤、页岩或焦油砂沥青）而不进一步纯化或处理获得的那些。未精炼油的实例包括但不限于直接由干馏操作获得的页岩油，直接由蒸馏获得的石油或直接由酯化工艺获得的酯油，然后它们中每一种在不进一步处理的情况下使用。精炼油除了它们在一个或多个纯化步骤中进一步处理以改善一种或多种性能外与未精炼油类似。这些纯化技术对于本领域技术人员是已知的，包括例如溶剂提取、二次蒸馏、酸或碱提取、过滤、渗滤、加氢处理、脱蜡等。再精炼油通过将使用过的油按类似于用于获得精炼油的那些方法进行处理来获得。这类再精炼油还称作再生油或再加工油并且经常通过涉及除去废添加剂和油分解(breakdown)产物的技术进行另外处理。

衍生自蜡加氢异构化的润滑油基础料还可以单独使用或与上述天然和/或合成的基础料组合使用。这种蜡异构物油通过将天然或合成的蜡或它们的混合物在加氢异构化催化剂上加氢异构化产生。

天然蜡典型地是通过矿物油的溶剂脱蜡回收的散蜡；合成蜡典型地是通过费-托方法产生的蜡。

本发明的润滑油组合物还可以含有用于提供辅助功能的其它常规添加剂以产生这些添加剂分散或溶解于其中的成品润滑油组合物。例如，可将润滑油组合物与以下物质调合：抗氧化剂、抗磨损剂、清净剂例如金属清净剂、防锈剂、去混浊剂、破乳剂、金属钝化剂、摩擦改性剂、倾点降低剂、消泡剂、共溶剂、包相容剂(packagecompatibiliser)、腐蚀抑制剂、无灰分散剂、染料、极压剂等以及它们的混合物。各种添加剂均为已知且可商购。可通过一般调合方法使用这些添加剂或它们的类似化合物制备本发明的润滑油组合物。

抗氧化剂的实例包括但不限于胺(aminic)型例如二苯胺、苯基-α-萘基-胺、N,N-二(烷基苯基)胺；和烷基化的苯二胺；酚类例如BHT，空间位阻烷基酚例如2,6-二叔丁基酚、2,6-二叔丁基-对甲酚和2,6-二叔丁基-4-(2-辛基-3-丙基)酚；以及它们的混合物。

抗磨损剂的实例包括但不限于二烷基二硫代磷酸锌和二芳基二硫代磷酸锌，例如描述于Born等发表于1992年1月的LubricationScience 4-2的题目为“Relationship between Chemical Structure andEffectiveness of Some Metallic Dialkyl-and Diaryl-dithiophosphatesin Different Lubricated Mechanisms”的文章中的那些（参见例如97-100页）；芳基磷酸盐和亚磷酸盐、含硫的酯、磷硫化合物、金属或无灰二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐、烷基硫化物等和它们的混合物。

防锈剂的实例包括但不限于非离子聚氧乙烯试剂，例如聚氧乙烯月桂醇醚、聚氧乙烯高级醇醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯辛基硬酯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯和聚乙二醇单油酸酯；硬脂酸和其它脂肪酸；二羧酸；金属皂；脂肪酸胺盐；重磺酸的金属盐；多羟基醇的偏羧酸酯；磷酸酯；(短链)烯基琥珀酸；其偏酯及其含氮衍生物；合成的烷芳基磺酸盐例如二壬基萘磺酸金属盐；以及它们的类似物和混合物。防锈剂的量可以为约0.01wt.%-约10wt.%。

摩擦改性剂的实例包括但不限于烷氧基化的脂肪胺；硼酸盐化的脂肪环氧化物；脂肪亚磷酸酯，脂肪环氧化物，脂肪胺，硼酸盐化的烷氧基化脂肪胺，脂肪酸的金属盐，脂肪酸酰胺，甘油酯，硼酸盐化的甘油酯；以及在美国专利No.6,372,696（通过引用将其内容并入本文）中公开的脂肪咪唑啉；摩擦改性剂由C₄-C₇₅，优选C₆-C₂₄，最优选C₆-C₂₀脂肪酸酯与选自氨、链烷醇胺以及它们的类似物和混合物的含氮化合物的反应产物获得。摩擦改性剂的量可以为约0.01wt.%-约10wt.%。

消泡剂的实例包括但不限于甲基丙烯酸烷基酯的聚合物；二甲基硅氧烷的聚合物及其类似物和混合物。

倾点降低剂的实例包括但不限于聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸烷基酯聚合物、甲基丙烯酸烷基酯聚合物、二(四链烷烃苯酚)邻苯二甲酸酯、四链烷烃苯酚的缩合物、氯代链烷烃与萘的缩合物以及它们的组合。在一个实施方案中，倾点降低剂包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯代链烷烃和苯酚的缩合物、聚烷基苯乙烯等以及它们的组合物。倾点降低剂的量可以为约0.01wt.%-约10wt.%。

破乳剂的实例包括但不限于阴离子表面活性剂(例如烷基-萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐等)，非离子烷氧基化烷基酚树脂，环氧烷的聚合物(例如聚环氧乙烷，聚环氧丙烷，环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段共聚物等)，油溶性酸的酯，聚氧乙烯山梨聚糖酯等以及它们的组合物。破乳剂的量可以为约0.01wt.%-约10wt.%。

腐蚀抑制剂的实例包括但不限于十二烷基琥珀酸的半酯或酰胺、磷酸酯、硫代磷酸酯、烷基咪唑啉、肌氨酸等以及它们的组合物。腐蚀抑制剂的量可以为约0.01wt.%-约5wt.%。

极压剂的实例包括但不限于硫化的动物或植物脂肪或油，硫化的动物或植物脂肪酸酯，磷的三价或五价酸的完全或部分酯化的酯，硫化烯烃，二烃基多硫化物，硫化的Diels-Alder加合物，硫化的二环戊二烯，脂肪酸酯和单不饱和烯烃的硫化或共硫化的混合物，脂肪酸、脂肪酸酯和α烯烃的共硫化调合物，官能性取代的二烃基多硫化物，硫代醛，硫代酮，环硫化合物，含硫的乙缩醛衍生物，萜烯和无环烯烃的共硫化调合物，多硫化物烯烃产物，磷酸酯或硫代磷酸酯的胺盐等以及它们的组合物。极压剂的量可以为约0.01wt.%-约5wt.%。

本发明的润滑油组合物可以投入的应用不受特别限制，包括例如船用气缸润滑剂、柱塞发动机油和系统油；汽车发动机油；铁路发动机油；固定发动机油如天然气发动机油；油脂(grease)；和功能液如拖拉机液压油、齿轮油、抗磨损液压油和传动油。然而，本发明所述盐的突出低温性能使其特别用于发动机油例如铁路发动机油、乘用车机油、轻型柴油发动机油和重型柴油发动机油。因此，本发明的一个实施方案是一种使发动机工作的方法，该方法包括用含有本发明过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐的润滑油组合物来润滑发动机。

以下非限制性实施例说明本发明。

实施例1

使用结晶沸石SSZ-32、N-低级烷基-N-异丙基咪唑鎓阳离子作为模板、异构化催化剂，将得自CP Chem(Chevron Phillips ChemicalCompany，Woodland Tex.)的1-十四碳烯异构化。这种和类似的催化剂描述于美国专利No.5,053,373中。异构化过程在150℃-200℃的温度下进行。因为烯烃往往具有高沸点，该过程在液相中并以固定床工艺中进行。在固定床工艺中，空速量度了反应物与催化剂床之间的接触速率，其为0.5-2h^-1WHSV（重时空速）。将该催化剂装入反应器中并加热到所需反应温度。还可在将烯烃暴露于催化剂床之前对其进行加热。沿着催化剂床常观测到约10℃-15℃的放热曲线。然后收集含有部分支化且异构化的烯烃的反应器流出物。

通过就进料速率和入口温度所选择的条件实现所述异构化水平。异构化水平典型地由特定烯烃样品或混合物的分支水平进行表征。该实施例的异构化烯烃的分支水平经测定为50.5%。

实施例2

将实施例1的异构化烯烃和苯酚按1:4总装料摩尔比加入到4升圆底烧瓶中。将产物混合在一起并加热到80℃。将得自Rohm and Hass的

36磺酸离子交换树脂以烯烃装料的12重量%(wt.%)加入到该反应中。将该反应加热到130℃并在该温度和大气压下于氮气下保持5小时。然后，将该反应混合物冷却至100℃并过滤以除去催化剂。在大约30mmHg下将该反应混合物线性升温(vamp)到230℃并保持约15分钟以蒸馏出过量的苯酚。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为91.1wt.%，其中39.9wt.%邻位和52.0wt.%对位；二烷基苯酚为4.8wt.%；未反应的烯烃二聚物为2.9wt.%；未反应的烯烃为0.4wt.%；醚为0.7wt.%和苯酚为0.1wt.%。

接下来，在环境温度下将914.8克烷基化苯酚组合物与324.7克130N油、35.3克烷基芳基磺酸和0.2克得自Dow Corning的泡沫抑制剂SI 200合并并装入到4升烧瓶中。在25分钟内将该混合物温热到110℃，并在温热时加入304克熟石灰。在温热阶段后和在石灰加入完成后，加入90.2克硫并在20分钟内将该反应温度提高到150℃。在硫加入阶段后，将该反应器压力降低至680mmHg。通过两个苛性钠鼓泡器捕集硫化期间产生的H₂S气体。在155℃下，于45分钟内加入46.6克乙二醇并将该混合物加热到170℃。在30分钟时段内，加入393.6克2-乙基己醇，将该反应冷却至162℃。使该反应加热回到170℃，在该温度(point)下于1小时的时段内加入76.4克乙二醇。

在乙二醇加入后，接着将压力稍微提高到720mmHg并使该反应条件维持20分钟。维持温度在170℃下，将压力提高到760mmHg。一旦处在大气压下，在30分钟内加入9克二氧化碳。在加入二氧化碳之后，在1小时内加入63.4克乙二醇并将CO₂的速率提高至0.8g/分钟。当加入大约100克CO₂时停止该碳酸化步骤。

在1小时时段内，在215℃和30mmHg下蒸馏溶剂。然后随着氮气吹扫在80mmHg下于1小时过程内将温度进一步提高到220℃。在165℃下用硅藻土过滤产物，并在150℃下在空气下将过滤的酚盐以5L(升)/h(小时)/kg产物脱气4小时。所述产物具有9.36% Ca；3.01% S；9.5%未反应的烷基苯酚和在100℃下41.3cSt的运动粘度。TBN没有直接进行测量，但是可通过将Ca含量（以wt-%计）乘以28进行估算，由此估算为约260mg KOH/g。

实施例3

按基本上与实施例1中相同的方式制备C₁₄异构化烯烃，不同之处在于进一步提高异构化水平。异构化烯烃的分支水平经测量为82.1%。

实施例4

使用实施例3的异构化烯烃，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为93.3wt.%，其中29.7wt.%邻位和53.6wt.%对位；二烷基苯酚为3.6wt.%；未反应的烯烃二聚物为10.1wt.%；未反应的烯烃为1.2wt.%；醚为0.9wt.%和苯酚为0.4wt.%。

所得产物钙含量为9.4%，硫为3.03%，未反应的烷基苯酚为5.0%并且具有在100℃下66.2cSt的运动粘度。所估算的TBN为约260mgKOH/g。

实施例5

按基本上与实施例1中相同的方式制备异构化烯烃，不同之处在于使得自CP Chem的1-十六碳烯异构化。异构化烯烃的分支水平经测量为96.2%。

实施例6

使用实施例5的异构化烯烃，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为72.3wt.%，其中17.2wt.%邻位和55.1wt.%对位；二烷基苯酚为1.7wt.%；未反应的烯烃二聚物为16.8wt.%；未反应的烯烃为5.9wt.%；醚为1.0wt.%和苯酚为1.1wt.%。

所得产物钙含量为9.47%，硫为3.05%；未反应的烷基苯酚为3.9%并且具有在100℃下73.0cSt的运动粘度。所估算的TBN为约265mg KOH/g。

实施例7

使用得自CP Chem的异构化α烯烃C₁₈（分支水平经测量为34.8%），按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为92.7wt.%，其中46.8wt.%邻位和45.9wt.%对位；二烷基苯酚为5.9wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.0wt.%；未反应的烯烃为0.3wt.%；醚为0.4wt.%和苯酚为0.6wt.%。

所得产物钙含量为9.35%，硫为2.88%；未反应的烷基苯酚为17.5%并且具有在100℃下49.1cSt的运动粘度。所估算的TBN为约260mg KOH/g。

实施例8

按基本上与实施例1中相同的方式制备异构化烯烃，不同之处在于使得自CP Chem的1-十八碳烯异构化。异构化烯烃的分支水平经测量为96.9%。

实施例9

使用实施例8的异构化烯烃，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为80.4wt.%，其中21.5wt.%邻位和58.9wt.%对位；二烷基苯酚为2.6wt.%；未反应的烯烃二聚物为8.9wt.%；未反应的烯烃为6.0wt.%；醚为1.0wt.%和苯酚为1.0wt.%。

所得产物钙含量为9.49%，硫为3.04%；未反应的烷基苯酚为5.0%并且具有在100℃下89.0cSt的运动粘度。所估算的TBN为约265mg KOH/g。

实施例10

按基本上与实施例1中相同的方式制备异构化烯烃，不同之处在于使得自CP Chem的α烯烃C_20-24异构化。异构化烯烃的分支水平经测量为25.9%。

实施例11

使用实施例10的异构化烯烃，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为92.7wt.%，其中48.2wt.%邻位和44.5wt.%对位；二烷基苯酚为4.4wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.0wt.%；未反应的烯烃为1.4wt.%；醚为1.2wt.%和苯酚为0.3wt.%。

所得产物钙含量为8.98%；硫为2.76%；未反应的烷基苯酚为15.7%并且具有在100℃下78.2cSt的运动粘度。所估算的TBN为约250mg KOH/g。

实施例12

按基本上与实施例1中相同的方式制备异构化烯烃，不同之处在于使得自CP Chem的α烯烃C_20-24异构化。异构化烯烃的分支水平经测量为96.1%。

实施例13

使用实施例12的异构化烯烃，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为91.89wt.%，其中17.64wt.%邻位和74.25wt.%对位；二烷基苯酚为3.15wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.0wt.%；未反应的烯烃为3.81wt.%；醚为0.74wt.%和苯酚为0.37wt.%。

所得产物钙含量为9.23%；硫为3.11%；未反应的烷基苯酚为7.3%并且具有在100℃下187.0cSt的运动粘度。所估算的TBN为约260mg KOH/g。

对比例A

使用得自Chevron Oronite的丙烯四聚物，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。异构化烯烃的支化水平没有进行测定但是基于该烯烃的结构估算为100%。所得烷基化苯酚组成如下：

所述烷基化苯酚具有以下组成：

单烷基苯酚为95.71wt.%，其中7.53wt.%邻位和88.14wt.%对位；二烷基苯酚为2.33wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.00wt.%；未反应的烯烃为1.12wt.%；醚为0.31wt.%和苯酚为0.53wt.%。

所得产物钙含量为9.66%；硫为3.41%，未反应的烷基苯酚为8.2%并且具有在100℃下319cSt的运动粘度。所估算的TBN为约270mg KOH/g。

对比例B

使用得自CP Chem的1-十四碳烯，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。没有将1-十四碳烯异构化。该正构烯烃的支化水平经测量为5.3%。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为94.90wt.%，其中57.38wt.%邻位和37.52wt.%对位；二烷基苯酚为3.94wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.0wt.%；未反应的烯烃为0.08wt.%；醚为0.79wt.%和苯酚为0.29wt.%。

所得产物钙含量为9.49%；硫为2.47%；未反应的烷基苯酚为14.5%并且具有在100℃下38.4cSt的运动粘度。所估算的TBN为约265mg KOH/g。

对比例C

使用得自CP Chem的1-十六碳烯，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。没有将1-十六碳烯异构化。该正构烯烃的支化水平经测量为6.4%。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为94.10wt.%，其中55.85wt.%邻位和38.25wt.%对位；二烷基苯酚为4.55wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.00wt.%；未反应的烯烃为0.18wt.%；醚为0.92wt.%和苯酚为0.25wt.%。

所得产物钙含量为9.35%；硫为2.69%；未反应的烷基苯酚为17.1%并且具有在100℃下43.8cSt的运动粘度。所估算的TBN为约260mg KOH/g。

对比例D

使用得自CP Chem的1-十八碳烯，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。没有将1-十八碳烯异构化。该正构烯烃的支化水平经测量为8.0%。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为91.08wt.%，其中5.38wt.%邻位和35.70wt.%对位；二烷基苯酚为4.22wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.00wt.%；未反应的烯烃为2.30wt.%；醚为2.11wt.%和苯酚为0.29wt.%。

所得产物钙含量为9.25%，硫为2.59%；未反应的烷基苯酚为17.5%并且具有在100℃下43.8cSt的运动粘度。所估算的TBN为约260mg KOH/g。

对比例E

使用得自CP Chem的α烯烃C_20-24，按基本上与实施例2中相同的方式制备烷基化苯酚和烷基化酚盐。没有将α烯烃C_20-24异构化。该正构烯烃的支化水平经测量为12.8%。所得烷基化苯酚组成如下：

单烷基苯酚为90.08wt.%，其中53.29wt.%邻位和36.89wt.%对位；二烷基苯酚为4.87wt.%；未反应的烯烃二聚物为0.00wt.%；未反应的烯烃为2.26wt.%；醚为2.17wt.%和苯酚为0.52wt.%。

所得产物钙含量为9.28%；硫为2.56%；未反应的烷基苯酚为17.5%并且具有在100℃下87.7cSt的运动粘度。所估算的TBN为约260mg KOH/g。

添加剂包相容性评价

为了证明本发明过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐的性能，对照对比例A-E的过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐（在本发明范围外），以基准添加剂包配制剂I来评价实施例2、4、6、7、9、11和13的过碱性且硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐（在本发明范围内）的相容性。

基准添加剂包配制剂I含有(a)35.2wt.%衍生自2300MW聚丁烯的碳酸亚乙酯处理的双琥珀酰亚胺分散剂的油浓缩物；(b)10.6wt.%低过碱性磺酸钙的油浓缩物；(c)13.4wt.%二硫代磷酸仲锌抗磨损剂的油浓缩物；(d)1.7wt.%衍生自1000MW聚丁烯的琥珀酰亚胺分散剂的氧硫化钼络合物的油浓缩物；(e)3.11wt.%硼酸化的甘油单油酸酯摩擦改性剂；(f)0.05wt.%泡沫抑制剂；和(g)余量的150N基础油。

将实施例2、4、6、7、9、11和13以及对比例A-E的反应产物分别以表1中所示的浓度加入到基准添加剂包配制剂I中并对其进行以下相容性测试。

添加剂包相容性测试

该测试评价添加剂包随时间形成沉降物、絮凝或凝胶的倾向性。将添加剂包注入到玻璃烧瓶中并在20℃下贮存。为了测试在80℃下所述包的相容性，将所述包暴露于以下每日加热循环：80℃下持续8小时和20℃下持续14小时。每周目视检查样品并在28天后给出最终评级。按如下给定评级：

0=无沉降物

1=混浊但无沉降物

2=存在沉降物

3=胶凝

在表1中给出28天后的相容性评级。

表1

0=无沉积物 1=混浊 2=存在沉降物 3=胶凝

结果显示，当与含有衍生自线性烯烃(<15wt-%分支)的酚盐的类似添加剂包相比时，含有衍生自异构化烯烃(>15wt.%分支)的酚盐的润滑添加剂包表现出相对改善的相容性。

为了进一步证明本发明所述盐的改善的相容性，将实施例2、4、6、7、9、11和13以及对比例A-E的反应产物之一单独地与高过碱性磺酸盐以相等的钙基准合并到添加剂包内；换句话说，每个所述包含有来自酚盐的每kg添加剂包100毫摩尔钙和来自磺酸盐的每kg添加剂包100毫摩尔钙，并且根据上述添加剂包相容性测试来评价添加剂包相容性。

在表2中给出28天后的相容性评级。

表2

0=无沉积物 1=混浊 2=存在沉积物 3=胶凝

如结果所显示，特别是在较高温度下，当与含有衍生自线性烯烃的酚盐的类似添加剂包相比时，含有衍生自异构化烯烃的酚盐的添加剂包表现出出人意料的改善的相容性。

润滑油组合物低温评价

在5W30和5W40基准润滑油中，将含有实施例2、4、6、7、9、11和13的产物的润滑剂（在本发明范围内）的低温粘度性能与含有对比例A-E的产物的润滑剂（在本发明范围外）的低温粘度性能进行对比。每种基准润滑油含有(a)3wt.%衍生自1300MW聚丁烯的硼酸化双琥珀酰亚胺分散剂的油浓缩物；(b)5wt.%衍生自2300MW聚丁烯的碳酸亚乙酯处理的双琥珀酰亚胺分散剂的油浓缩物；(c)1.36wt.%低过碱性磺酸钙的油浓缩物；(d)0.4wt.%的对苯二甲酸盐和衍生自1300MW聚丁烯的双琥珀酰亚胺的油浓缩物；(e)1.08wt.%二硫代磷酸仲锌抗磨损剂的油浓缩物；(f)0.4wt.%衍生自1000MW聚丁烯的单琥珀酰亚胺分散剂的氧硫化钼络合物的油浓缩物；(g)0.5wt.%烷基化的二苯胺氧化抑制剂；(h)0.5wt.%酚类抗氧化剂（以L-135得自Ciba Specialty Chemicals）；(i)30ppm泡沫抑制剂；和(j)余量的基础油。将实施例2、4、6、7、9、11和13以及对比例A-E的反应产物按表3中所示的浓度基于相等的钙基准加入到润滑油中，并且使用ASTM D4684微型旋转粘度计(MRV)试验来评价成品润滑剂的低温性能。

ASTM D4684微型旋转粘度计试验

在该试验中，在微型旋转粘度计槽(cell)中，首先将测试油加热，并然后冷却至测试温度，在该情况下为-35℃。每个槽含有校准的转子-定子装置(set)，其中转子通过围绕转子轴转动并且与砝码连接(weight)的弦(string)进行旋转。以10g砝码开始将一系列递增的砝码施加到所述弦上直到出现旋转以确定屈服应力。结果以<所施加的力的屈服应力（以帕计）进行报告。然后施加150g砝码以确定所述油的表观粘度。表观粘度越大，则所述油将越不可能连续并充分地供给到油泵入口。结果按以厘泊计的粘度进行报告。

在下表3中给出了各种润滑油组合物的MRV测试结果。

表3

表3中的结果证明，对于给定的碳长度，含有衍生自具有大于15wt-%分支的烯烃的酚盐的润滑剂的屈服应力和粘度，通常比含有衍生自具有小于15wt-%分支的烯烃的酚盐的润滑剂的屈服应力和粘度更低，且因此更加合乎期望。特别是对于烯烃碳数为16和更大的情形更是如此。

烷基酚的生殖毒性筛选研究

对实施例2和9以及对比例A-C的烷基化羟基芳族化合物进行研究以获得关于对雄性和雌性生殖的潜在不利影响的初步数据。按照OECD 421生殖毒性筛选研究方案进行研究。在该测试中，向亲(F0)代的每种性别一组12个大鼠施用表4中所示每日口服（灌胃法）剂量水平的试验烷基酚。给药体积为5ml/kg/天。对照动物仅接受赋形剂，该赋形剂是每周制备的花生油给药溶液，通过化学分析检验(verify)这些试验物质的浓度、均匀性和稳定性。对雄性和雌性双亲动物在交配前（28天）、交配（至多15天）、妊娠（至多25天）和泌乳期（4天）时段期间每日进行给药直到尸体剖检。

F0动物在它们的组内按1:1交配基准进行配对。在交配期间就阴道内交配栓或精液的存在每日对雌性进行检查。当在10天内没有检测到交配迹象时，将雌性与来自同一组的先前已交配的另一雄性一起放置至多5天。在分娩完成时，就存活能力对幼崽(litter)进行检查。在下表4中给出了关于生育力指数（变怀孕的雌性数目/交配的雌性数目）、卵巢重量(g)、雌性肝脏重量(g)和雌性肾脏重量(g)的数据。与对照组结果显著不同的结果可以表明潜在的不利影响。

表4

生殖毒性筛选研究

^*明显的，其概率>95%

^＊＊明显的，其概率>99%

表4的所有烷基苯酚与对比例A的衍生自丙烯四聚物的烷基苯酚相比表现出生殖毒性作用的很大降低。然而，衍生自正构和异构化的C₁₄烯烃的烷基苯酚以相对低的剂量表现出全身有毒作用（如高的肝脏和肾脏重量所指示），从而阻止以更高的给用速率收集生殖毒性数据。相反地，衍生自正构C₂₀-C₂₄烯烃的混合物的烷基苯酚在高得多的剂量下具有小得多的全身毒性，而衍生自异构化C₂₀-C₂₄的烷基苯酚在高得多的剂量下不具有明显的全身毒性。衍生自正构和异构化C₂₀-C₂₄烯烃的烷基苯酚在高得多的剂量下显示出较小的生殖毒性作用。数据明确地显示，与衍生自较低分子量烯烃的烷基苯酚相比，衍生自C₂₀-C₂₄烯烃的烷基苯酚的生殖和全身毒性作用降低。

应当理解可以对本文公开的实施方案作出各种修改。因此上述描述内容不应该解释为具有限制性，而仅理解为优选实施方案的范例。例如，上文所述且作为实施本发明的最佳模式的功能仅出于说明目的。本领域技术人员可以采取其它配置和方法而不脱离本发明的范围和精神。此外，本领域技术人员可预想到在其所附权利要求的范围和精神内的其它修改。

Claims

1.过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐的制备方法，该方法包括：

2.根据权利要求1的方法，该方法包括：

(b)用碱和硫源的混合物同时将所得烷基化羟基芳族化合物进行中和与硫化以提供所述硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐；以及

(c)用过碱化酸将所述硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐过碱化。

3.根据权利要求1的方法，该方法包括：

(b)用碱中和所得烷基化羟基芳族化合物以提供所述烷基化羟基芳族化合物的盐；

(c)用硫源将所述烷基化羟基芳族化合物的盐硫化以提供所述硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐；以及

(d)用过碱化酸将所述硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐过碱化。

4.根据权利要求1的方法，该方法包括：

(b)用硫源将所述烷基化羟基芳族化合物硫化以提供硫化的烷基化羟基芳族化合物；

(c)用碱中和所得硫化的烷基化羟基芳族化合物以提供所述的硫化的烷基化羟基芳族化合物的盐

5.根据权利要求1-4的方法，其中所述异构化烯烃具有约25-约99wt.%分支。

6.根据权利要求1-4的方法，其中所述异构化烯烃具有约30-约80wt.%分支。

7.根据权利要求1-4的方法，其中所述羟基芳族化合物是酚。

8.根据权利要求1-4的方法，其中所述碱是碱金属源或碱土金属源。

9.根据权利要求1-4的方法，其中所述过碱化酸是二氧化碳。

10.过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐，其中所述羟基芳族化合物的烷基取代基是具有约15-约99wt.%分支的至少一种异构化烯烃的残基，所述过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐通过根据权利要求1-9的方法进行制备。

11.一种添加剂浓缩物，该添加剂浓缩物包含稀释剂和至少一种根据权利要求10的过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐，其中所述添加剂浓缩物具有约80-约450的总碱值(TBN)。

12.一种润滑油组合物，该润滑油组合物包含(a)主要量的润滑粘度油和(b)至少一种根据权利要求10的过碱性且硫化的至少一种烷基化羟基芳族化合物的盐。

13.根据权利要求11的润滑油组合物，其中所述过碱性且硫化的盐以基于该组合物总重量计约0.1wt.%-约20wt.%的量存在。

14.根据权利要求11的润滑油组合物，该润滑油组合物还包含选自抗氧化剂、抗磨损剂、清净剂、防锈剂、去混浊剂、破乳剂、金属钝化剂、摩擦改性剂、倾点降低剂、消泡剂、共溶剂、包相容剂、腐蚀抑制剂、无灰分散剂、染料、极压剂和它们的混合物中的至少一种添加剂。

15.一种润滑发动机的方法，该方法包括用根据权利要求11-14的润滑油组合物使发动机工作。