CN103508907A - 一种甲醛缩合型烷基酚盐清净剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明叙述了一种甲醛缩合型烷基酚盐清净剂的制备方法，即以烷基酚为原料，通过缩和反应、高碱度化反应等步骤，合成中碱值烷基酚钙盐的工艺方法。该方法以烷基酚、甲醛、多烯多胺及氢氧化钙等为原料，在醇类化合物为促进剂的条件下，以一定比例的配料比合成了碱值100㎎KOH/g以上，钙含量2.0％以上的中碱性烷基酚盐清净剂。本发明合成的产品不含硫磷，灰分低，产品同时具有优良的高温清净性和抗氧抗腐性以及一定的极压抗磨性,是一种性能优越的润滑油添加剂。
Description
（一）技术领域
本发明涉及一种缩合型烷基酚盐清净剂的制备方法，尤其是一种甲醛缩合烷基酚盐的制备方法，属于润滑油领域。
（二）背景技术
金属清净剂作为内燃机油的主剂，在现代润滑工业中起着重要的作用。一般认为，各种含金属的清净剂主要可在高温运转条件下抑制润滑油氧化变质和减少在活塞环区表面生成高温沉积物，而使发动机内部（燃烧室及活塞环区等）保持清洁。金属清净剂按不同有机官能团可分为烷基苯磺酸盐、烷基酚盐、硫化烷基酚盐、环烷酸盐、硫磷酸盐以及其他羧酸盐，其中前三种占绝大多数。
目前，随着人们节能及环保意识的逐渐增强，世界各国对大气质量的控制以及对汽车排放标准的要求更加严格。为此，制造商对汽车发动机进行了多种技术上的改进，例如安装脱氧化氮催化转化器和微粒捕集器等后处理装置，这就要求使用低硫燃料而且要采用低硫、低磷、低灰分润滑油，以防止硫磷使转化器中的贵金属催化剂中毒，同时减少硫酸盐灰分在颗粒过滤器中产生大量沉积。与此相应，润滑油添加剂朝着提高汽油机油和柴油机油的高温抗氧化性能、清净性和分散性方向发展，同时还要满足低磷、低硫、低灰分需求。
金属清净剂是内燃机油配方中用量较大的一种功能添加剂，在目前常用的金属清净剂中，烷基酚盐及其衍生物特别是硫化烷基酚盐以其中和能力特强﹑抗氧抗腐性能良好等特点广泛用于各种发动机油的复合配方中。而单纯烷基酚盐极性较差，难以金属化制成高碱度产品，因此很少作为主要组分或单独使用。在烷基酚盐中引入亚甲基桥式结构或胺基，不仅加长了分子链，提高了产品的油溶性及分散性，分子极性也有所加强，以其为原料得到的甲醛缩和烷基酚盐，胺甲醛缩和烷基酚盐，清净性和抗氧抗腐性得到了一定程度的改善，也不像硫化烷基酚盐那样容易对银轴承造成腐蚀，满足了现代清净剂的低硫要求。特别是胺甲醛缩和烷基酚盐，由于该产品中含有碱性氮，提供了一定碱值，因而产品碱值比相同金属含量的其它清净剂要高；换而言之，同等碱值下，该产品的金属含量较低，灰分也随之降低，可以满足燃气发动机油等高级内燃机油的低灰分需求，因此具有良好的发展前景。
（三）、发明内容
本发明的目的是要提供一种甲醛缩合型烷基酚盐清净剂的制备方法。
该工艺与其他专利技术相比，具有明显特色，按该工艺生产的产品不含硫、磷，产生的灰分较低，产品同时具有传统硫化烷基酚盐的抗氧抗腐蚀等各项性能特点，从而可为润滑油提供一种性能良好的新型低灰分添加剂。
目前普遍认为甲醛缩合型烷基酚盐的结构可用如下通式表示：
式中NR1可以是NH2(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2，n=0-4
R为C5－25的烷基链。
本发明所述的一种中碱值烷基酚盐的制备方法如下：
在反应容器内加入一定量的烷基酚、多烯多胺和稀释油，搅拌升温至40-80℃，加入甲醛进行缩合反应，维持反应温度在50-100℃之间反应2-6小时，随后降温至室温，即可得到缩合烷基酚产品。以100份（重量）烷基酚计，适宜的稀释油用量为30-60份，多烯多胺为5-30份，甲醛用量为10-40份。
将上述缩合烷基酚全部或部分投入反应容器中，再加入计量的溶剂、醇类促进剂、氢氧化钙，升温至40-140℃进行中和反应0.5-1.5小时，之后通入一定量的二氧化碳气体，进行高碱度化反应约1－3小时。反应结束后，升温至110℃除去促进剂和水，冷却后加溶剂稀释并离心，最后减压蒸脱溶剂，得到产品。反应中各组分的配料有一定的比例。以100份（重量）缩合烷基酚计，溶剂40-120份，醇类促进剂10-50份，氢氧化钙为5-30份，二氧化碳为5-30份。
本发明中使用的烷基酚为烷基侧链长C5-25的混合酚，也可以是壬基酚、辛基酚或十二烷基酚等不同侧链的烷基酚类，反应中使用的多烯多胺为四乙烯五胺，三乙烯四胺，二乙烯三胺、乙二胺，反应中使用的甲醛为分析纯或工业品的甲醛溶液或多聚甲醛，稀释油为HVI150或者粘度适宜的其他溶剂精制油或加氢油。高碱度化反应用溶剂为二甲苯、甲苯、馏程为60-160℃的直馏汽油或馏程为60-160℃的其他有机溶剂。
本发明中所用促进剂为甲醇，也可以是乙二醇、乙醇等醇类物质，必须是纯度大于95％的化学试剂或工业品。醇类促进剂的作用：醇类作为无机相和有机相的载体，使反应混合物中气、液、固三态及油溶液和水溶液两相能混和均匀。
所得烷基酚钙盐产品不含硫、磷，碱值大于100mgKOH/g,其硫酸盐灰分比同等碱值硫化烷基酚钙盐要低。该产品除具有优良的高温清净性外，还具有较好的低温分散性、抗氧抗腐性、一定的极压抗磨性、防锈性，是一种性能优越的润滑油添加剂。
（四）具体实施方式
实施例1：
在带有电动搅拌器及冷凝脱水器的500毫升四口瓶中加入75.0克壬基酚、8.0克乙二胺，35.0克HVIWH500稀释油，搅拌升温至60℃左右，开始用滴液漏斗加入总量为20.0克的37％甲醛溶液（在1.0h内加完），随后维持反应温度在85-90℃之间约3小时，之后降温，向四口瓶中加入溶剂汽油50.0g，乙二醇15.0克、氢氧化钙（纯度93％以上）12.5克，并开启搅拌器，升温至115-125℃进行中和反应，大约1小时后，通入一定量的二氧化碳气体（控制通气速率100毫升/分钟）进行高碱度化反应约2.0小时，反应结束后降温至室温，加溶剂汽油稀释并离心除渣，最后减压蒸脱溶剂得产品，产品碱值151mgKOH/g,Ca％为2.13。
实施例2：
在带有电动搅拌器及冷凝脱水器的500毫升四口瓶中加入150.0克辛基酚、50.0克HVI200稀释油，二乙烯三胺26.0克，搅拌升温至70℃左右，滴加总量为40.0克的甲醛溶液进行反应（控制在1.0h内加完），反应温度维持在80-90℃之间约3小时，之后降温，得缩合烷基酚产品。
在反应容器中投入计量的上述缩合烷基酚80.0克、溶剂汽油76.0克、乙二醇20.0克、氢氧化钙10.0克，并开启搅拌器，升温至115-125℃进行中和反应，大约60分钟后通入一定量的二氧化碳气体（控制通气速率100毫升/分钟）进行高碱度化反应约2.0小时，反应结束后，降温至室温，加溶剂汽油稀释并离心除渣，最后减压蒸脱溶剂得产品，产品碱值120mgKOH/g,Ca％为2.63。
实施例3：
在带有电动搅拌器及冷凝脱水器的500毫升四口瓶中加入120.0克十二烷基酚、40.0克MVI 150稀释油，乙二胺15.0克,搅拌升温至50℃，滴加总量为40.0克的甲醛溶液（在1.0h内加完）进行反应，加完后升温并维持反应温度在80-90℃之间约3小时(此过程中甲醇会被全部蒸出）,之后降温，得缩合烷基酚产品，外观为黄褐色粘稠液体。
在反应器中投入计量的上述缩合烷基酚90.0克、溶剂汽油96.0克、乙二醇30.0克、氢氧化钙（纯度93％以上）6.0克，MVI 150稀释油15.0克并开启搅拌器，升温至120-130℃进行中和反应，30分钟后通入一定量的二氧化碳气体（控制通气速率100毫升/分钟）进行高碱度化反应约2.0小时，反应结束后冷却至室温，加溶剂稀释，离心除渣，最后减压蒸脱溶剂得产品，产品碱值137mgKOH/g,Ca％为2.74。
实施例4：
在带有电动搅拌器及冷凝脱水器的500毫升四口瓶中加入130.0克十二烷基酚、50.0克MVI150稀释油，四乙烯五胺30.0g,搅拌均匀后滴加总量为40.0克的甲醛溶液（在0.5h内加完）进行反应，加完后升温并维持温度在80-90℃之间反应约3小时，之后降温，得缩合烷基酚产品，产品为黄褐色粘稠液体。
在反应容器中投入计量的上述缩合烷基酚80.0克、溶剂汽油96.0克、乙二醇30.0克、氢氧化钙（纯度93％以上）8.0克，开启搅拌器，升温至115-125℃进行中和反应，60分钟后通入一定量的二氧化碳气体（控制通气速率100毫升/分钟），进行高碱度化反应约2.0小时，反应结束后，反应产物冷却至室温，加溶剂稀释，后离心除渣，最后减压蒸脱溶剂得产品，产品Ca％为3.12。
Claims (7)
1.一种甲醛缩合型烷基酚盐的制备方法，其特征在于：
在反应容器内加入一定量的烷基酚，多烯多胺和稀释油，搅拌升温至40-80℃，加入甲醛进行缩合反应，维持反应温度在50-100℃之间反应2-6小时，随后降温至室温，即可得到甲醛缩合烷基酚产品，以100份（重量）烷基酚计，适宜的稀释油用量为30-60份，多烯多胺为5-30份，甲醛用量为10-40份。
将上述缩合烷基酚全部或部分投入反应容器中，再加入计量的溶剂、醇类促进剂、氢氧化钙，升温至40-140℃进行中和反应0.5-1.5小时，之后通入一定量的二氧化碳气体，进行高碱度化反应约1－3小时，反应结束后，升温至110℃除去促进剂和水，冷却后加溶剂稀释并离心，最后减压蒸脱溶剂，得到产品，反应中各组分的配料有一定的比例，以100份（重量）缩合烷基酚计，溶剂40-120份，醇类促进剂10-50份，氢氧化钙为5-30份，二氧化碳为5-30份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应中使用的多烯多胺为四乙烯五胺，三乙烯四胺，二乙烯三胺、乙二胺。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应中使用的甲醛为分析纯或工业品的甲醛溶液或多聚甲醛。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应中使用的稀释油为HVI150。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本发明中使用的烷基酚为壬基酚或辛基酚或十二烷基酚或烷基侧链长C5-25的混合酚。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高碱度化反应中促进剂是甲醇、乙醇、乙二醇。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高碱度化反应用溶剂为二甲苯、甲苯、馏程为60-160℃的直馏汽油。
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2012
- 2012-06-21 CN CN201210211923.2A patent/CN103508907A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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