CN115247090B - 一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂及其制备方法，清净剂包括以下重量份的原料：基础油100份；烷基苯磺酸60‑120份；烷基水杨酸1‑30份；镁源40‑80份；有机溶剂10‑250份；醇类5‑40份；水5‑40份；促进剂5‑25份；二氧化碳40‑70份。本发明所制备的产品碱值大于400mgKOH/g，镁含量大于9.0％，100℃运动粘度不大于150mm2/s，浊度不大于80JTU，具备优异的高温清净性且与其他金属清净剂相容性好。

Description

一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑油添加剂领域，具体涉及一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂及其制备方法。
背景技术
在润滑油添加剂市场上，金属清净剂为润滑油的主剂，根据基质类型分为磺酸盐、水杨酸盐和烷基酚盐，磺酸盐因其性价比等优点在油品配方中处于主导地位。根据金属清净剂碱金属的不同，可分为钙盐和镁盐等。其中镁盐相对钙盐产品来说，具有高碱值低灰分的特点。随着环保排放法规不断严苛，对润滑油的灰分提出了更高的要求，同时镁盐在针对低速早燃(LSPI)问题的解决有重要作用，镁盐金属清净剂的地位在不断提高。
众所周知高碱值磺酸镁比高碱值磺酸钙的合成工艺更复杂。高碱值磺酸镁的制备需要特殊的反应条件和特殊的促进剂，常见的促进剂体系为第一促进剂和第二促进剂的组合。第一促进剂一般为大分子的羧酸类促进剂，如烃基琥珀酸酐、硬脂酸、烷基水杨酸等，第二促进剂主要为小分子酸类，如甲酸、乙酸、水杨酸等。如中国授权专利CN101103722B、CN1026886560B采用长链酸(酐)为第一促进剂，乙酸或水杨酸为第二促进剂。
采用小分子酸类为第二促进剂合成的超高碱值磺酸镁产品存在粘度大易结皮、浊度大等缺点，因此出现了采用小分子碱类为第二促进剂来解决该问题。如中国授权专利CN106675699B采用聚异丁烯丁二酸酐为第一促进剂，第二促进剂为A甲酸与B氨水的组合。中国授权专利CN1147577C以烷基水杨酸为第一促进剂，第二促进剂为A氨水与B铵盐(碳酸铵、尿素等)的组合。相对于专利CN106675699B中以聚异丁烯丁二酸酐等长链羧酸为第一促进剂，专利CN1147577C中以烷基水杨酸为第一促进剂的产品在与其他金属清净剂的相容性以及高温清净性等方面具备明显优势。
但是在使用长链烷基水杨酸作第一促进剂时，合成时对原料、第二促进剂都有要求，导致产品碱值低、色度深等问题。如在专利CN1147577C中使用的原料为石油磺酸铵中性盐，在合成时第二促进剂需使用胺类的组合，且所合成的产品碱值低(在350mgKOH/g左右)，色度深。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，以解决现有技术中烷基苯磺酸镁清净剂碱值低、色度深的问题。
本发明的目的还在于提供一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，包括以下重量份的原料：
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述基础油为美国石油协会分类中的一类基础油、二类基础油、三类基础油和合成油中的一种或几种，优选HVI 150。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述烷基苯磺酸分子量为350-500，烷基碳链长度为10-30，苯基为甲苯或苯。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述烷基水杨酸中烷基碳链长度为8-20。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述镁源为氧化镁。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述有机溶剂为直馏汽油和/或甲苯。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述醇类为甲醇和/或乙醇，优选甲醇。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述促进剂为浓度25wt％-30wt％氨水、尿素和乙二胺中的一种或几种。
为实现上述目的，本发明还提供一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，包括以下步骤：
将有机溶剂、镁源、烷基苯磺酸、烷基水杨酸、基础油、醇类和促进剂混合进行中和反应，通入二氧化碳，同时加入醇水混合物进行反应，反应结束后脱除醇水、除渣、除溶剂，得到产物。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，其中，醇水混合物中醇与水的质量比为0.1-10:1。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，其中，加入醇水混合物时为分次加入。
本发明的有益效果：
本发明所制备的产品碱值大于400mgKOH/g，镁含量大于9.0％，100℃运动粘度不大于150mm2/s，浊度不大于80JTU，具备优异的高温清净性且与其他金属清净剂相容性好。由于烷基水杨酸的引入提高了产品的高温清净性及与其他添加剂的相容性。在碳酸化阶段采用醇水组合分次加入在不使用小分子酸使用的同时，提高了仅采用胺促进剂时二氧化碳的吸收效率，进而减少了沉淀物的产生，提高了产品的碱值和色度。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，包括以下重量份的原料：
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述基础油为美国石油协会分类中的一类基础油、二类基础油、三类基础油和合成油中的一种或几种，优选HVI 150。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述烷基苯磺酸分子量为350-500，烷基碳链长度为10-30，苯基为甲苯或苯。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述烷基水杨酸中烷基碳链长度为8-20。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述镁源为氧化镁。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述有机溶剂为直馏汽油和/或甲苯。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述醇类为甲醇和/或乙醇，优选甲醇。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其中，所述促进剂为浓度25wt％-30wt％氨水、尿素和乙二胺中的一种或几种。
一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，包括以下步骤：
将有机溶剂、镁源、烷基苯磺酸、烷基水杨酸、基础油、醇类和促进剂混合进行中和反应，通入二氧化碳，同时加入醇水混合物进行反应，反应结束后脱除醇水、除渣、除溶剂，得到产物。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，其中，醇水混合物中醇与水的质量比为0.1-10:1。
本发明所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，其中，加入醇水混合物时为分次加入。
实施例1
常温下，向500ml带有搅拌器的三口烧瓶中加入直馏汽油75g，HVI 150基础油50g，C20-24长链烷基苯磺酸40g、C16-18烷基水杨酸5g、甲醇5g、氧化镁28g、25wt％的氨水10g，搅拌均匀并保持温度40-60℃。然后通入二氧化碳气体16L，通气速率为100ml/min，进行高碱度化反应。通入二氧化碳期间分四次均匀加入水与甲醇质量比为0.5配制混合物30g。反应结束后，升温至110℃，蒸除水、甲醇，降温后加入汽油进行稀释、沉降、离心(过滤)除渣，然后蒸馏脱除溶剂的产品。
实施例2
常温下，向500ml带有搅拌器的三口烧瓶中加入直馏汽油80g，HVI 150基础油50g，重量比为1：1的C20-24长链烷基苯磺酸和重烷基苯磺酸50g、C16-18烷基水杨酸5g、甲醇15g、氧化镁25g、水20g，乙二胺8g，搅拌均匀并保持温度40-60℃。然后通入二氧化碳气体16L，通气速率为100ml/min，进行高碱度化反应。通入二氧化碳期间分四次均匀加入水与甲醇质量比为2配制混合物20g。反应结束后，升温至110℃，蒸除水、甲醇，降温后加入汽油进行稀释、沉降、离心(过滤)除渣，然后蒸馏脱除溶剂的产品。
对比例1
常温下，向500ml带有搅拌器的三口烧瓶中加入二甲苯200g，乙二醇20g(分析纯)，石油磺酸铵90g，C16-18烷基水杨酸10g，搅拌升温至30-50℃，然后加入氧化镁30g，水12.5g、25％的氨水7.5g。升温至70-80℃后，继续搅拌60min。然后降温至40-50℃，再加入5g碳酸铵进行反应。30min后通入二氧化碳，通气速率为100-200ml/min，高碱度化反应约2h。反应结束后，升温至110℃，脱醇水，降温后溶剂稀释经离心、减压蒸馏脱溶剂的产品。
与对比例1相比，实施例中合成原料由石油磺酸铵中性盐变为常用的合成烷基苯磺酸，第二促进剂由氨水和碳酸铵等的组合变为只有氨水等一种胺。最重要的区别为实施例将醇与水进行组合，在碳酸化反应阶段进行分次加入，提高了碳酸化反应时对二氧化碳的吸收。
本发明实例所得到的低碱值水杨酸镁产品与对比例产品的比较如表1所示：
表1理化数据对比
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：
所述超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法包括以下步骤：
将有机溶剂、镁源、烷基苯磺酸、烷基水杨酸、基础油、醇类和促进剂混合进行中和反应，通入二氧化碳，同时加入醇水混合物进行反应，反应结束后脱除醇水、除渣、除溶剂，得到产物；
加入醇水混合物时为分次加入；
所述烷基苯磺酸分子量为350-500，烷基碳链长度为10-30，苯基为甲苯或苯；
所述烷基水杨酸中烷基碳链长度为8-20；
所述镁源为氧化镁；
所述有机溶剂为直馏汽油和/或甲苯；
所述醇类为甲醇和/或乙醇；
所述促进剂为浓度25wt％-30wt％氨水、尿素和乙二胺中的一种或几种；
所述基础油为美国石油协会分类中的一类基础油、二类基础油、三类基础油和合成油中的一种或几种。
2.权利要求1所述的超高碱值烷基苯磺酸镁清净剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将有机溶剂、镁源、烷基苯磺酸、烷基水杨酸、基础油、醇类和促进剂混合进行中和反应，通入二氧化碳，同时加入醇水混合物进行反应，反应结束后脱除醇水、除渣、除溶剂，得到产物；
醇水混合物中醇与水的质量比为0.1-10:1；
加入醇水混合物时为分次加入。
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