[发明专利]硫化烷基酚钙的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于金属清净剂技术领域，具体涉及一种硫化烷基酚钙的制作方法。

背景技术

硫化烷基酚钙是润滑油添加剂中一种重要的金属清净剂。它具有较强的高温清净性，酸中和能力、抑制积炭生成、及一定的抗氧化抗磨抗腐蚀等性能。金属清净剂首要的基本性能是胶体稳定性，胶体稳定性是保证金属清净剂其他性能的基础，因此，硫化烷基酚钙的胶体稳定性至关重要。

硫化烷基酚钙是由含10％～30％的胶体碳酸钙与含25～35%的包裹在碳酸盐表面上的表面活性剂所组成的稳定的载荷胶团和10%～20%游离的表面活性剂分子及其胶束所构成的。胶体碳酸钙及其表面上包裹的表面活性剂所组成的载荷胶团在产品中占有60%左右的比例，该载荷胶团的粒径不能通过半透膜，硫化烷基酚钙在润滑油中所起的作用主要由该胶束来提供。

在多种润滑油的调配中，硫化烷基酚钙和其他多种添加剂调和至基础油中，其与基础油及其它添加剂的相容性较好，因而在润滑油中广泛使用.然而在润滑油的储存过程中，“掉钙”现象是润滑油行业一个普遍存在的现象和令人头疼的难以解决的问题。研究认为产生“掉钙”现象的主要原因是由于添加剂中胶体碳酸钙的稳定性差造成的，添加剂中胶体碳酸钙的稳定性与其胶体的粒径和吸附在碳酸钙表面上的表面活性剂的种类关系密切。胶体碳酸钙的粒径在0-100nm之间，吸附在胶体碳酸钙表面上的表面活性剂包括硫化烷基酚钙，烷基苯磺酸钙、烷基水杨酸钙、环烷酸钙、烯基丁二酰亚胺等等。有文献报道烷基水杨酸钙和烷基苯磺酸钙在油品中共存时会产生沉淀。有关硫化烷基酚钙胶体稳定性的研究文献很少看到。

发明内容

本发明的目的是提出一种硫化烷基酚钙的制作方法，其稳定性高，使用效果好。

为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：

一种硫化烷基酚钙的制作方法，在烷基酚与基础油的混合物中按比例加入表面活性剂，如烷基苯磺酸钙、烷基水杨酸钙、环烷酸钙、聚异丁烯琥珀酸酐，这样可以提高硫化烷基酚钙在润滑油复配过程中胶束的稳定性；

按比例加入长链有机酸、长链脂肪醇、或长链有机酸盐、以提高合成过程中胶体碳酸钙的有效合成；

严格控制碳酸化过程中混合物料中水分的含量（2-5%），以控制胶体碳酸钙的合成速度；

控制合成过程中二氧化碳的通入方式和通气时间以控制生成的胶体碳酸钙的粒径范围，使生成的胶体碳酸钙粒径均匀，防止生成大颗粒的球形碳酸钙，减少80-100nm粒径范围的胶体碳酸钙的生成，为精制步骤提供方便（采用定速多点通气法，提高氧化钙/氢氧化钙与二氧化碳的分散度，使生成的胶体碳酸钙颗粒粒径均匀，大多在20-60nm）；

反应产物降温、离心，制得硫化烷基酚钙；通过离心将合成过程中的机械杂质除去，硅藻土过滤,将粒径在80nm以上的胶体碳酸钙一起除去，使产品浊度达到10JTU以下。

其制作步骤为：

步骤一：在氮气保护下，将烷基酚与基础油按1:0.5-1:1.3的质量比混合（烷基酚中的烷基大部分为单取代，取代基含有9-24个碳原子，为支链和直链饱和烃，支链占80-65%，直链20-35%，基础油为矿物油100SN、150SN或与其相当的烃类合成油或者酯类合成油）；混合后加入硫磺、氧化钙、氢氧化钙、长链烷基苯磺酸（碳链含有20-26个碳原子）、长链脂肪酸、长链脂肪醇、聚异丁烯琥珀酸酐，在微负压条件下滴加乙二醇，缓慢升温至180℃，会有硫化氢气体放出，此反应过程为中和、硫化反应；

所述步骤一中各种成分可同时加入也可间隔加入，具体加入量的比值为：

烷基酚与基础油的质量比为1:0.5-1:1.3

氧化钙与氢氧化钙的质量比为1:0.1-1:0.5

氧化钙与烷基酚的摩尔比为1.3:1-3.8:1

硫磺与烷基酚的摩尔比为1.5:1-3.0:1

乙二醇与烷基酚的摩尔比为1.5:1-4:1

长链脂肪酸与烷基酚的摩尔比为1:6-1:11

长链脂肪醇与烷基酚的摩尔比为1:10-1:20

长链脂肪醇、长链烷基苯磺酸、聚异丁烯琥珀酸酐的质量比为2:1:1-5:1:1

步骤二、将步骤一物料降温至105±5℃，加入沸点高于150℃的油漆溶剂油，油漆溶剂油的加入量为烷基酚质量的二分之一至六分之一，在100-150℃条件下通入二氧化碳气体或液体，二氧化碳的加入量为氧化钙和氢氧化钙摩尔总量的0.8~1.3倍，通气时间为150-300分钟；