[发明专利]一种纳米级高碱度烷基水杨酸钙添加剂制备

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种纳米级高碱度烷基水杨酸钙润滑油添加剂产品及其制备方法，属于润滑油领域。

(二)背景技术

金属清净剂作为内燃机油的功能添加剂之一，在现代润滑工业中起着重要的作用，可在高温运转条件下抑制润滑油氧化变质或减少在活塞环区表面生成高温沉积物，从而使发动机燃烧室及活塞环区保持清洁。

在金属清净剂中，烷基苯磺酸盐、硫化烷基酚盐、烷基水杨酸盐三种类型占绝大多数，其中前两种产品的制备工艺主要是以引进国外相关技术为主。烷基水杨酸盐作为润滑油金属清净剂中的一个重要品种，以其良好的高温清净性，一定的低温分散、抗氧化抗腐蚀、极压抗磨及与其它剂具有良好的协合作用等特点，在国内外润滑油中得到了广泛的应用，取得了良好的使用效果。尤其是对于现代负荷重、活塞温度高的大型柴油机用油所要求的顶环槽充炭和顶环台重炭具有极好的清净作用，而磺酸盐清净剂很难达到这一效果。随着内燃机油的迅猛发展，尤其是随着润滑油向高档化的发展，对油品提出了更高的要求，如低硫、低磷等将是润滑油今后发展的主要方向，而磺酸盐、硫化烷基酚盐、硫磷酸盐等产品很难满足上述要求，因此烷基水杨酸盐则具有不可替代的优势。

船用油由于使用含硫燃料，为满足中和燃料燃烧后生成的硫酸、克服硫酸的腐蚀磨损要求，要求油品具备足够的碱性和碱值保持性，随着船用油及中高档内燃机油等产品用量的快速增加，对高碱度清净剂提出了巨大的需求。为保证船用油具备足够的碱性(中速机油碱值在25-40mgKOH/g，船用气缸油碱值常用的是70mgKOH/g)，船用油中就须添加10％甚至20％以上清净剂产品。铁路机车由于低工况及怠速工作时间多，柴油喷嘴雾化不良，因而机油易被柴油稀释，燃料中的硫燃烧后的氧化硫易于凝结成硫酸而产生腐蚀磨损，因而也要求具备足够的碱性和碱值保持性值。依靠提高中低碱值清净剂产品的用量来调制这些高碱值油品不但会增加生产成本，而且由于过度增加清净剂用量还会产生油溶性、与其它添加剂之间的相容性等新的问题。

在高碱度的金属清净剂中，磺酸盐在水中极易乳化，分水性能较差；硫化烷基酚盐由于其自身结构的限制，往往需要与磺酸盐复合使用以发挥其性能特点，且不易高碱度化(通常高碱值硫化烷基酚钙总碱值仅为250mgKOH/g左右)，分水性能也不好；相比较而言，低碱值的烷基水杨酸钙具有较好的分水性，但高碱度烷基水杨酸盐分水性能不佳、抗乳化性较差，因此在船用油中的应用受到了限制。不同类型添加剂的分水性试验结果见表1。

表1不同金属清净剂调合的复合剂分水性能考察结果

目前国内外有关高碱度烷基水杨酸钙的制备技术较多，但主要是以氧化钙为碱性组分原料，通过氧化钙与水的熟化反应先得到原位生成的氢氧化钙，然后氢氧化钙再通过与烷基水杨酸中和以及后续的高碱度化反应得到产品，如专利CN95108813.0高碱值烷基水杨酸钙的制备；在专利CN97116375.8超高碱值烷基水杨酸钙的制备中，由于创造性的引入胺类助促进剂，使用了二次金属化工艺，成功的解决了高碱度化过程中容易出现胶冻的难题；在专利CN00130608.1中，以烷基水杨酸为原料、引入一种表面活性剂、分别使用碱土金属氧化物和氢氧化物参与反应，并经两次碳酸化反应制得碱值大于400mgKOH/g烷基水杨酸钙产品；在专利CN00122002.0中，以烷基水杨酸及氧化钙等为原料，在引入一种助促进剂及表面活性剂且两步钙化的条件下，制得碱值达350mgKOH/g的复合型超高碱值金属清净剂钙盐产品。

为了稳定得到总碱值大于280mgKOH/g以上的高碱度烷基水杨酸钙产品，避免高碱度化过程中出现因局部粘度增长过快而形成胶冻(没有流动性的胶状物质，不能溶于有机溶剂)，现有的制备技术中采用二次金属化或高碱度化(即碱性组分氧化钙或氢氧化钙分两次加入)技术、甚至引入辅助促进剂，增加了工业化生产的难度，因此生产成本高。

本发明的不同之处在于引入表面活性剂及抗乳化剂后，产品兼具良好的分水性、抗乳化性能，与磺酸盐的相容性有了极大改善，不仅可广泛应用于中高档内燃机油领域，且特别适用于对油品碱值有较高要求的船用油等领域。

(三)发明内容

本发明的目的是要提供一种纳米级高碱度烷基水杨酸钙产品及其制备方法。