[其他]碱土金属烃基酚盐及其磁化衍生物，它们的制备和应用

说明书

本发明一般涉及碱土金属烃基酚盐及其硫化衍生物，它们的制备和作为润滑油添加剂的应用。本发明特别涉及具有高总碱值（TBN）和令人满意的粘度的碱土金属烃基酚盐及其硫化衍生物的浓缩添加剂组合物，它们的制备和作为润滑油添加剂的使用。

在内燃机引擎中，来自燃烧室的付产物常从活塞边漏出并与润滑油混合。许多付产物在润滑油内会形成酸性物质。有种情况特别显著，即在靠高含硫量的低级燃料运行的柴油机中，可由燃烧产生腐蚀性酸。因此，润滑油中结合的酸包括：硫氧化产生的含硫酸，燃料中铅卤净化剂衍生出的氢卤酸和燃烧室内空气中氮的氧化产生的含氮酸。这些酸会造成淤渣沉积和轴承及发动机另部件的腐蚀，导致发动机的迅速磨损和早期损坏。

在通常用来中和润滑油内酸性物以及分散淤渣的化合物中，有一类属于金属烷基酚盐及硫化的金属烷基酚盐，其中的金属是碱土金属，诸如钙、镁或钡。“标准的”和“高碱性的”碱土金属烷基酚盐都可采用。术语“高碱性的”一惯描述这样的碱土金属烷基酚盐：其中的碱土金属部分的当量数与酚部分的当量数之比大于1，通常大于1.2，还可高到4.5或更高。相比之下，在“标准的”碱土金属烷基酚盐中，这个当量比是1。因此，“高碱性的”材料就含有比相应“标准的”材料多20%以上的碱土金属。由于这个原因，“高碱性的”碱土金属烷基酚盐比相应“标准的”碱土金属烷基酚盐具有更高的中和酸性物质的能力。

现有技术介绍了许多制备“标准的”和“高碱性的”金属烷基酚盐的方法。一种通常叫作“单次石灰添加”工艺制备“高碱性的”烷基酚盐的方法包括：将烷基酚，在有或没有硫存在的条件下，和润滑油、羟基化合物、过量的碱土金属氢氧化物（超过中和烷基酚所需要的化学计量比）进行反应，生成一个中间产物，随后进行羧化，蒸馏掉头馏分（heading    distillation）（以便除去未反应的羟基化合物）然后过滤。中间产物的生成伴随粘度的显著增加，而随之的羧化将粘度减小到一相应低的水平。伴随中间产物的生成而出现的粘度增加是不希望有的，因它使反应混合物变得难于搅拌以至妨害后续反应。通过反应中加入少量的碱土金属氢氧化物而将粘度的增加控制在一个可以接受的水平上，这种“高碱性的”烷基酚盐产物必定具有一个降低的中和能力。为了获得一种高中和能力的产物同时把中间产物的粘度控制在适宜的范围内，可把碱土金属氢氧化物以两个反应步骤（一般叫作“双次添加石灰”工艺）或三步分别加入，随后进行羧化。因此这种方法具有相对较长的加料时间。另一个替代方法是在中间产物生成过程中使用粘度抑制剂，诸如十三醇，2-乙基己醇或类似沸程的羟基溶剂;但这么一来会大大增加该工艺的原材料成本。虽然以前技术的TBN值一般在200～300范围内，但通过一般现有技术可以获得的最高总碱值（TBN），用毫克KOH/克表示，大约为300;这个值与具有的令人满意的粘度相符合。很清楚，我们所要求达到的目标是制备一种具有高TBN值的碱土金属烷基酚盐或其硫化衍生物构成的添加剂浓缩物，其TBN值应大于300，最好大于350。至今尚未发现获得这种高TBN产品的可能性，因较高浓度的碱土金属碱的使用会导至高粘性产物，即便在随后羧化处理中用过量的二氧化碳“冲稀”该产物但仍会使它变成不溶性的东西。通过在反应混合物中掺进有限量的每个分子中至少具有10个碳原子的某些羧酸或其衍生物，我们便达到了这个目的并由此获得了其TBN值超过300，某些情况下可大于350的产品，该产品持有合适的粘度又避免了不溶性。这个粘度在100℃时小于1000cSt（厘沲）。

既可在碱土金属烷基酚盐及其硫化衍生物的制备过程中也可在与润滑油组合物的掺进过程中使用羧酸，对此已有先例，参阅US-A-3，372，116，GB-A-1，440，261，US-A-4，049，560和EP-A-0，094，814。