一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法

专利名称：一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法技术领域：本发明涉及一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法。属于润滑油领域，国际专利分类号为C10M129/00。众所周知，烷基水杨酸盐系列产品中，应用较广的是中碱值的产品。该类型产品具有较好的高温清净性能，兼有一定的抗氧抗腐能力。近年来，随着内燃机油的迅猛发展，对添加剂的性能要求须更加全面；碱值也越来越高。高碱值水杨酸钙产品将逐步取代中碱值产品。有关高碱性磺酸钙、硫化烷基酚钙的制备专利较多，有关高碱值烷基水杨酸钙的制备方法未见报道。本发明的目的是要提供一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，从而可为润滑油提供一种性能优良的新型添加剂。本发明所述的高碱值水杨酸钙的制备方法如下将带有电动搅拌器，冷凝脱水器的三口烧瓶安装好，投入计量的80～150℃馏分的直馏汽油，开启搅拌，升温至40～50℃，投入计量的工业氧化钙(纯度大于93％)搅拌分散10分钟；然后加入计量水，熟化反应进行10-30分钟，观察到烧瓶内混合物逐渐变稠，由块状变成糊状，伴随有温升现象，温升约40℃，维持体系温度在40～60℃之内，加入计量的甲醇及烷基水杨酸，进行中和反应约1小时。尔后，通入一定量的二氧化碳，进行高碱度化反应，约2小时。反应结束后，升温至110℃，蒸脱甲醇及水，加溶剂稀释，离心去渣，最后蒸脱溶剂得产品。一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，其特征在于将计量的直馏汽油加入到反应器内，升温至40～60℃，加入氧化钙，然后加水熟化，维持搅拌10～30分钟。此时可观察到体系温度急速上升，约在20～40℃之间。然后加入甲醇和烷基水杨酸，并维持反应温度在40～60℃之间，进行中和反应1.0小时，然后通入一定量的二氧化碳进行高碱度化反应约2.0小时。反应结束后，升温至110℃。蒸脱甲醇和水，加溶剂稀释，离心或过滤去渣，最后蒸脱溶剂得产品。促进剂使用甲醇，甲醇必须是纯度大于95％的化学试剂或工业品；直馏汽油馏程在80～150℃之间；烷基水杨酸酸值必须在50～80mg KOH/g之间，其结构为 其中R为C3～20的烷基链。一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，其特征在于各反应物组分间有一特定的比例以100.0g烷基水杨酸计，甲醇用量在60～120ml之间，氧化钙用量在18.0～25.0之间，汽油用量在100.0～300.0(之间)；水的用量以氧化钙的量计，为氧化钙的摩尔比的1.1～1.4之间。一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，其特征在于反应步骤分三步进行熟化反应，中和反应和高碱度化反应。熟化反应中和反应 高碱度化反应一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，其特征在于将计量的直馏汽油投入反应器内，搅拌并升温至40-60℃，加入计量的氧化钙，搅拌均匀，加水熟化，维持熟化反应10-30分钟，然后加入计量的烷基水杨酸，并维持反应温度40-60℃，中和反应1.0小时，然后通入一定量的二氧化碳进行高碱度化反应约2.0小时，反应结束后，升温至110℃，蒸脱甲醇和水，加溶剂稀释，冷却后离心，最后蒸脱溶剂得产品。促进剂使用甲醇，各组分的配料比有一特定的比例以100份(重)烷基水杨酸计，氧化钙为20-25分，甲醇为95-110份，水为7.5-9.2份，溶剂(直镏汽油)为150-300份，二氧化碳为25-50份。该反应体系温度控制在40-60℃之间，最好在50-55℃之内，反应步骤分为熟化反应、中和反应和高碱度化反应。反应原料烷基水杨酸结构为 其中R为C3～20的烷基链，酸值在50～80mgKOH/g之间，反应溶剂为直馏汽油，馏程为80-150℃。甲醇必须是纯度大于95％的化学试剂或工业品。水可以是工业用水，加水时，水温最好控制在40-60℃之间，也可以是温度在20-25℃的水。甲醇的作用主要是使体系中气、液、固三态和油溶液、水溶液两相混合均匀，使反应体系分散均匀，易于反应的进行；甲醇作为载荷胶团的载体，促进胶体粒子的形成。水在反应体系中主要作用是首先它是熟化反应的反应试剂，水与氧化钙反应生成氢氧化钙。其次，在高碱度化反应时，首先生成的碳酸钙晶粒是存在于水相中的，一定量的水存在条件下，有利于碳酸钙的生成。本发明方法制备的高碱值烷基水杨酸钙添加剂，在调制相同碱值油品时，可较中碱值产品用量减少40％(重)以上，有较好的经济效益和社会效益。下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明进行限制。本发明的精神和保护范围列于权利要求书中。实施例1在带有电动搅拌器及冷凝脱水器的500毫升三口瓶中加入直馏汽油150毫升，升温至40～50℃，加入氧化钙20克，搅拌分散，然后加入水9克，进行熟化反应，此时可观察到体系温度在2分钟内从40℃自动升温至74℃，反应物由稀变稠，呈糊状。维持搅拌10～30分钟。然后加入100毫升甲醇和100.0g烷基水杨酸(酸值55.6mgKOH/g，含油40％(重)，含汽油15％(重))搅拌，控制反应温度为50～55℃，反应1.0小时，进行中和反应。反应完成后，通入二氧化碳，通气速率为250毫升/分钟，约120分钟，维持反应温度为50～55℃进行高碱度化。反应结束后，升温至110℃，蒸脱甲醇和水；加入汽油稀释，离心去渣，蒸脱溶剂得产品。产品钙含量10.34％(重)，碱值为297mgKOH/g；运动粘度为30.4mm2/s，产物为95.0g，收率为90.5％(重)。实施例2按实施例1操作，选择不同氧化钙，甲醇及二氧化碳加入量，考察各因素对产品碱值、钙含量、氧化钙利用率的影响。水的用量以氧化钙用量的摩尔比1.4倍计；水杨酸的加量为100.0g。实验结果见表1。从表1中结果可以看出，如果氧化钙用量大于20.0克，甲醇用量大于95.0毫升，产品碱值大于265mgKOH/g，钙含量大于9.5％(重)，氧化钙转化率大于65.0％(重)。另外，从表1中还可以看出，二氧化碳通入时间对产品碱值影响不大，通气时间大于60分钟即可达到高碱值(TBN＞265mgKOH/g)的标准要求。表1高碱值烷基水杨酸钙的合成试验结果权利要求1.一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，其特征在于将计量的直馏汽油投入反应器内，搅拌并升温至40-60℃，加入计量的氧化钙，搅拌均匀，加水熟化，维持熟化反应10-30分钟，然后加入计量的烷基水杨酸，并维持反应温度40-60℃，中和反应1.0小时，然后通入一定量的二氧化碳进行高碱度化反应约2.0小时，反应结束后，升温至110℃，蒸脱甲醇和水，加溶剂稀释，冷却后离心，最后蒸脱溶剂得产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于促进剂使用甲醇，各组分的配料比有一特定的比例以100份(重)烷基水杨酸计，氧化钙为20-25分，甲醇为95-110份，水为7.5-9.2份，溶剂(直馏汽油)为150-300份，二氧化碳为25-50份。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该反应体系温度控制在40-60℃之间，最好在50-55℃之内，反应步骤分为熟化反应、中和反应和高碱度化反应。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应原料烷基水杨酸结构为 其中R为C3～20的烷基链，酸值在50～80mgKOH/g之间，反应溶剂为直馏汽油，馏程为80-150℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于甲醇必须是纯度大于95％的化学试剂或工业品。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于水可以是工业用水，加水时，水温最好控制在40-60℃之间，也可以是温度在20-25℃的水。全文摘要本发明叙述了一种润滑油添加剂的制备方法，即一种高碱值烷基水杨酸钙的制备方法，即以一步高碱度化法合成高碱值烷基水杨酸钙的工艺方法。该方法以烷基水杨酸和氧化钙为原料，在甲醇为促进剂的条件下，以一定比例的配比和规定的加料顺序合成了高碱值烷基水杨酸钙。国际专利分类号为C10M。文档编号C07C51/41GK1144216SQ9510881公开日1997年3月5日 申请日期1995年9月1日 优先权日1995年9月1日发明者付兴国, 张百玲, 魏存荣 申请人:中国石化兰州炼油化工总厂