專利名稱：高堿性金屬磺酸鹽組合物的制作方法
技術領域：
本發明是關于高堿性的金屬烷芳基磺酸鹽組合物、該組合物作為潤滑劑添加劑的應用、含該組合物的潤滑油、制備該組合物的中間物以及中性烷芳基磺酸鹽。
已知中性及高堿性金屬烷芳基磺酸鹽可應用于各種潤滑劑。“高堿性”一詞是用來描述下述一類金屬磺酸鹽，此類鹽中金屬的量按化學計量學計算比磺酸根的量高。這類高堿性磺酸鹽通常這樣制備用二氧化碳處理含有烷芳基磺酸、反應介質(主要是該磺酸的有機溶劑)、化學計量上過量的金屬堿和促進劑四者的反應混合物。已用于高堿性化處理的磺酸的實例有單二十烷基取代的萘磺酸、十二烷基苯磺酸、雙十二烷基苯磺酸、雙壬基苯磺酸、雙月桂基β-萘磺酸、正十八烷基苯磺酸、支鏈C24烷基苯磺酸及其它多種磺酸。
還已知中性及高堿性金屬烷基芳基磺酸鹽可用做各種潤滑劑中的防銹及去垢添加劑，它們起例如改善發動機清潔狀況的作用。燃料燃燒所產生的酸性物質可造成發動機腐蝕及潤滑油氧化，而后者又產生沉積物。具有高堿性的高堿性磺酸鹽可用來中和這些酸性物質，從而可防止或至少是大大減輕酸性物質的有害作用。各種發動機，尤其是柴油機的發展，對潤滑劑的性能提出了越來越高的要求。所以，人們希望得到性能更好的高堿性磺酸鹽組合物。
在某些應用場合，采用高堿性金屬磺酸鹽與酚鹽的混合物作為潤滑劑中的添加劑(去垢劑/抑制劑)。這種混合物的一個缺點是磺酸鹽易與酚鹽相互作用，在儲存中有沉淀物生成。
因而本發明的另一目的是提供新的高堿性金屬磺酸鹽組合物。本發明還有一個目的，即提供抗腐蝕性能更好的高堿性金屬磺酸鹽組合物;該組合物可用于各種含油組合物中，其中包括潤滑劑、官能流體及燃料。本發明再一目的是提供可用來預防或至少是大大減少柴油機中沉積物形成的高堿性金屬磺酸鹽組合物。本發明再一目的是提供一種與酚鹽共同用做潤滑劑添加劑時不產生沉淀的高堿性金屬磺酸鹽組合物。本發明再一目的是提供制備這些高堿性磺酰鹽組合物的中間物，并提供中性的金屬磺酸鹽。
本發明的一個方面是提供一種高堿性金屬磺酸鹽組合物，其中含有(A)至少一種金屬烷芳基磺酸鹽，此鹽含1～3個烷基，其中一個烷基的碳原子數平均至少是40，而任何其余烷基含10個以下碳原子，和(B)至少一種金屬烷芳基磺酸鹽，此鹽含1～3個烷基，其中一個烷基的平均碳原子數為10～33，而任何其余烷基含10個以下碳原子。
下文中所謂“長鏈烷基”指含碳數平均至少為40的烷基。所謂“中長鏈烷基”指平均碳原子數為10～33的烷基。所謂“短鏈烷基”指碳原子數低于10的烷基。這些烷基并不一定是鏈狀，它們可以是直鏈烷基、支鏈烷基或環烷基。它們通常是飽和烷基，但它們也可以有一定的不飽度。
本發明組合物的特點是，烷芳基磺酸鹽的長鏈烷基與中長鏈烷基有特殊的大小分布。這種分布可稱為“啞鈴狀分布”。
圖1是一個這種啞鈴狀分布實例的示意圖。長鏈烷基與中長鏈烷基的大小分布至少有兩個最大值，一個最大值是在大小為40或40個以上碳原子處，另一個最大值是在大小為10～33個碳原子處。該分布在這兩個最大值之間至少有一個最小值。
在許多情況下，例如當混合物中所用的磺酸除其長鏈及中長鏈烷基的大小外都相同時，烷基大小的啞鈴狀分布可通過相似的分子量分布反映出來。本發明優選具有啞鈴型分子量分布的烷芳基磺酸鹽混合物。
出乎意料的是，將長鏈烷基芳基磺酸鹽(A)與中長鏈烷基芳基磺酸鹽(B)相組合可產生多種有利效果。與單用中長鏈烷基芳基磺酸鹽(B)相比，(A)+(B)組合物的防腐作用、發動機保潔性等都更好，且與酚鹽共用時不會在儲存時產生沉淀。
本發明組合物中的高堿性金屬磺酸鹽可用任何適宜的高堿化方法制備;這類方法在本領域中是已知的。
這類方法一般包括將含有可溶于油的磺酸鹽或烷芳基磺酸的混合物與過量(即其量大于為中和任何存在的磺酸所需的量)的堿和/或堿土金屬化合物一起加熱，再使過量的金屬與二氧化碳反應而形成分散的碳酸鹽復合體，便完成所需的高堿化過程。制備這種組合物時，在中和一步使用“促進劑”，以利于混入大量過量的金屬，這是已知并且是優選的。可用做促進劑的化合物例如有酚類物質，如苯酚、萘酚、烷基苯酚、硫代苯酚、硫化烷基苯酚，以及甲醛與酚類物質的縮合物;醇類，如甲醇、2-丙醇、辛醇、2-乙氧基乙醇、乙氧乙氧基乙醇、乙二醇、十八烷醇及環己醇;以及胺類，如苯胺、苯二胺、吩噻嗪、苯酚β-萘胺(phenolbeta-naphthylamine)以及十二烷基胺。磺酸一般可通過將烷基取代的芳烴磺化，從而在其芳核上引入一個磺酸基的方法得到;烷基取代芳烴的實例有將下列芳烴烷基化而得的化合物苯、甲苯、二甲苯、萘、聯苯，以及它們的囟代衍生物，如氯苯、氯甲苯以及氯萘。優選苯、甲苯、萘，尤其是苯。烷基化可在催化劑存在下使用烷基化劑進行;常用的烷基化劑例如有囟代石蠟、將石蠟脫氫得到的烯烴，以及聚烯烴。
含有(A)與(B)的本發明組合物既可以通過將適宜的烷芳基磺酸混合物高堿化來制備，也可以通過分別將各個烷芳基磺酸高堿化，再將高堿化產物相混合來制備。在前一種情況下，磺酸混合物可通過將混合的烷基芳香化合物磺化而制得，也可通過將分別制得的烷芳基磺酸相混合來制得。
本發明組合物的總堿數(TBN)(按ASTM(美國材料試驗學會)D2896方法測得)至少為20較好，更好是在30～500范圍內，尤其是在250～350范圍內。
本發明組合物中的金屬通常是Ⅰ族或Ⅱ族金屬，如鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鍶或鋇。組合物中這些金屬也可以混合存在。優選堿土金屬，尤其是鈣與鎂。可用來中和這些烷芳基磺酸而得到磺酸鹽的堿土金屬化合物包括這些金屬的氧化物、氫氧化物、烷氧化物、碳酸鹽、羧酸鹽、硫化物、硫氫化物、硝酸鹽、硼酸鹽及醚合物。例如氧化鈣、氫氧化鈣、乙酸鎂及硼酸鎂。如前面所指出的，堿土金屬的用量超過中和烷芳基磺酸所需的量。一般說來，該用量是按化學計量方法算出的完全中和所需用量的100～220%。
組分(A)在組合物中必須以足能產生前述有利效果的量存在。組分(A)通常占組合物重量的10～99%，其余為組分(B)。
組分(A)中的長鏈烷基最好是支鏈烷基。尤其適宜的是平均碳原子數至少為50的支鏈長鏈烷基。支鏈長鏈烷基一般是C18-C200烷基的混合體。這種烷基可按已知方法，例如將丙烯或丁烯，尤其是正丁烯聚合來得到。
對于組分(B)，優選不同類型的兩種中長鏈烷基。在組分(B1)中，芳基上取代有選自C15-C40的支鏈烷基，其平均碳原子數為15～33。組分(B2)是含C10-C30直鏈烷基的烷芳基磺酸鹽。組分(B1)與(B2)既可以是純化合物，也可以是不同化合物的混合物。較理想的是，組分(B1)含有支鏈中長鏈烷基的混合體，而組分(B2)為基本上純的化合物，即組分(B2)的所有分子都含有同樣的中長直鏈烷基。更理想的是，中長直鏈烷基選自C15-C25直鏈烷基。對于某些用途而言，含有(A)、(B1)和(B2)的組合物特別合適。
組分(A)與(B)中除含有長鏈或中長鏈烷基外，還可任選含有一個或二個短鏈烷基。較好的短鏈烷基為甲基以及乙基。
對于不同的應用場合，優選采用不同比例的組分(A)、(B1)和(B2)。含20～80%(重)的組分(A)、10～60%(重)的組分(B1)和10～40%(重)的組分(B2)的組合物特別適合用做潤滑油中的防腐添加劑，即對于這種用途來說，優選三元組合物。
如果需將本發明的高堿性磺酸鹽組合物與酚鹽聯合使用，則該組合物既可以是組分(A)與(B1)或組分(A)與(B2)的二元混合物，也可以是組分(A)、(B1)與(B2)的三元混合物。組分(B1)的用量可達40%(重);組分(B2)的用量可達80%(重)。組分(A)的比例根據組分(B2)的比例而定。組分A占組合物重量的(60-X/2)～99%;X為粘附(B2)的濃度。表1中說明了組分(A)與(B2)的濃度間的叵怠 表1重量%B2重量%A060-992050-994040-996030-998020-99若需將本發明組合物用做柴油機潤滑油中的添加劑，以改善燃燒室及活塞清潔狀況，則優選與上述相同的比例。特別適合于此類用途的是單烷基苯磺酸鹽混合物。
本發明還涉及烷芳基磺酸的中性鹽，即未予高堿性化的鹽，但是這類鹽本身可以有一定堿性。
本發明組合物可應用于大范圍的含油組合物中。這些含油組合物例如有發動機潤滑劑、自動傳遞流體、拖拉機油、燃料以及涂料。在這些場合，高堿性磺酸鹽的去垢和/或抑制性能是有益的。
傳統的潤滑油制劑中含有若干不同類型的添加劑，以使潤滑油制劑具備所需的各種特性。這些添加劑中有無灰分散劑、如(ⅰ)被一元和二元羧酸或其酸酐取代的長鏈烴的油溶性鹽、酰胺、酰亞胺、噁唑啉和酯，或它們的混合物;(ⅱ)與聚胺直接相連的長鏈脂肪烴;和(ⅲ)由大約一摩爾被酚取代的長鏈烴與大約1～2.5摩爾甲醛和大約0.5～2摩爾聚亞烷基多胺縮合而成的曼尼期縮合物;粘度指數改進劑;抗氧劑;緩蝕劑;附加洗滌劑;傾點下降劑;抗磨劑如二烴基二硫代磷酸的金屬鹽。
用于潤滑油組合物中的基油可以是粘度適宜的天然油或合成油。天然油包括動物油和植物油(例如蓖麻油、豬油)液態石油及烷屬、環烷屬和混合烷烴-環烷烴類經過加氫精制、溶劑處理或酸處理的無機潤滑油。由煤或頁巖衍生得到的潤滑粘度油品也是有用的基油。合成油包括氧化烯類聚合物和共聚體及其衍生物(其中的鏈端羥基經酯化或醚化反應而被改性)、二元羧酸的酯、硅油如聚烷基、聚芳基、聚烷氧基、或聚芳氧基硅氧烷油及硅酸鹽油。
本發明的新型組合物可以與粘度指數改進劑一起使用從而形成多品位的潤滑油。粘度改進劑能夠賦予潤滑油高溫和低溫的操作能力并且使其在升溫下保持粘稠狀而在低溫下仍具有可接受的粘度或流動性。粘度改進劑一般為包括聚酯在內的高分子量烴聚合物。較好的烴聚合物為乙烯共聚物，其中含有15～90%(重量)乙烯(以30～80%(重量)乙烯為佳)、10～85%(重量)(以20～70%(重量)為佳)C3-28α-烯烴(以C3-18α烯烴為佳，更好的是C3-8α-烯烴)。雖則并不重要，但根據X-光和差示掃描量熱計的測定可知，該共聚物的結晶度以低于25%(重量)為佳。以乙烯和丙烯的共聚物為最好。也可以使用乙烯、上述C3-28α-烯烴和非共軛二烯或這類二烯烴的混合物的三元共聚物、四元共聚物等等。粘度改進劑也可經改性而使其具備其它特性或功能如分散力。這些用于改進粘度的油溶性聚合物，經凝膠滲透色譜法或滲透壓測定法測定可知，其數均分子量一般為103-106，以104-106為佳(例如20，000-250，000)。
由于本發明的抗氧劑包括諸如描述于下列美國專利(此處僅供參考)的硫化烷基酚和油溶性銅化合物;2，139，766;2198828;2230542;2836565;3285854;3538166;3844956和3951830。任何適用的油溶性銅化合物均可被采用。我們所講的油溶性是指于油品或添加劑整套配方中在正常的調合條件下該化合物可溶于油。銅化合物可以正銅或亞銅的形式存在。舉例來說，銅可以二烴基硫代或二硫代磷酸銅、合成或天然羧酸的銅鹽以及二硫代氨基甲酸銅的形式存在。有用的銅化合物的實例為鏈烯基琥珀酸或酸酐的銅(Cu(Ⅰ)和/或Cu(Ⅱ))鹽。這些鹽類可呈堿性、中性或酸性。
用于本發明的銅抗氧劑的價格并不昂貴，并且可在低濃度下發揮效力，因此，對產物的造價無實質影響。所產生的結果常常好于采用以往的抗氧劑所獲得的結果，因為以往的抗氧劑價格昂貴，使用濃度高。在其使用濃度范圍，上述銅化合物不會影響潤滑油組合物中其它組分的性能。
若向潤滑油組合物中加入任何有效量的銅抗氧劑，預計這一有效量足以向上述潤滑油組合物提供以潤滑油組合物的重量計為5～500(較好的是10～200，更好的是10～180，最好是20～130(如90～120))ppm銅。當然，優選的用量取決于對基礎潤滑油的質量能夠產生影響的其它因素。
緩蝕劑，也叫防腐劑，可削弱與潤滑油組合物接觸的非鐵金屬部分的降解。可供列舉的緩蝕劑為磷硫化烴和其衍生物。
摩擦改進劑可賦予潤滑油組合物(如自動傳輸流體)適當的摩擦特性。適用的摩擦改進劑實例為脂肪酸酯和酰胺;聚異丁烯基琥珀酐-氨基醇的鉬配合物;二聚脂肪酸的甘油酯;鏈烷膦酸鹽;膦酸鹽與油酰胺的反應產物;S-羧基-亞烷基烴基琥珀酰亞胺、S-羧基-亞烷基烴基琥珀酰胺酸及其混合物;N-(羥烷基)(鏈烯基琥珀酰胺酸或琥珀酰亞胺;二-(低級烷基)亞磷酸鹽和環氧化物的反應產物;以及磷硫化N-羥烷基)鏈烯基琥珀酰亞胺的環氧烷烴加合物。
傾點下降劑可降低流體流動或被傾倒的溫度。這種降低劑已為人們所熟知。可用來使流體的低溫流動性最佳化的典型的添加劑為C8-18二烷基富馬酸酯/乙酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯和含蠟萘。
采用聚硅氧烷類型防沫劑，例如硅油和聚二甲基硅氧烷，控制泡沫的產生。
在本發明中用作防銹劑的有機、油溶性化合物含有非離子表面活性劑如聚亞氧烷基多醇及其酯，和陰離子表面活性劑如烷基磺酸的鹽。這類防銹化合物是已知的并可由傳統方法制備。
本發明的潤滑組合物還包括帶有銅和鉛的緩蝕劑。典型的這類化合物為含5-50個碳原子的噻二唑多硫化物、其衍生物和聚合物。較好的是1，3，4-噻二唑的衍生物，如市場上作為Amoco150或Amoco158出售的化合物。
某些添加劑能夠提供多樣的效果，例如分散劑一氧化抑制劑。這部分內容已為人們所熟知并且無需在此作進一步詳述。
當組合物中含有這些傳統的添加劑時，組合物一般以能夠有效地提供正常附帶功能的數量摻合在基油之中。在經過充分配制的油中，這類添加劑(作為有代表性的活性組分)的有效用量如下所示組成%(重量)A.I%(重量)A.I(優選的)(較寬的)無灰分散劑4-71-10粘度改進劑0-40-12洗滌劑0.01-0.40.001-0.6緩蝕劑0.01-0.50-0.5
氧化抑制劑0-50-10傾點下降劑0.01-0.50.01-1.0防沫劑0.001-0.010.001-0.1抗磨劑0.001-20-5摩擦改進劑0.01-1.50-5潤滑基油剩余量剩余量當使用其它添加劑時，需要(雖然并非必不可少地)制備添加劑濃縮物，該濃縮物含有本發明新型洗滌劑抑制劑/抗磨劑混合物的濃溶液或分散液(濃度如上所述)，同時還含有一種或多種上述其它添加劑(當構成添加劑混合物時，上述濃縮物在此被視為添加劑整套配方)，這樣，幾種添加劑可以同時被加至基油之中，形成潤滑油組合物。采用溶劑并在通過溫和加熱條件下進行混合有助于使添加劑濃縮物溶解于潤滑油之中，不過這并不重要。一般情況下，配制成的濃縮物或添加劑整套配方含有適量的添加劑，使得當添加劑整套配方與預定量的基礎潤滑油合并時在最終制劑中具有所需濃度的添加劑。這樣，可將本發明的洗滌劑抑制劑/抗磨劑混合物與其它需要的添加劑一起加至少量基油或其它可相配伍的溶劑之中，從而形成含有活性組分的添加劑整套配方，其中含有總量一般為2.5-90%(重量)，以15-75%為佳，最好為25-60%的比例適當的添加劑，其余為基油。
本發明還提供了可用于制備上述高堿性磺酸鹽組合物的中間物。第一種中間物為長鏈和中長鏈烷基芳烴的混合物。該混合物可通過采用適宜的烷基化劑混合物對芳烴如苯進行烷基化處理來獲得。第二種中間物為由烷基芳烴經磺化得到的長鏈和中長鏈烷基芳基磺酸混合物。采用導言部分述及的方法可將該磺酸混合物轉化為高堿性磺酸鹽組合物。
通過下列實施例對本發明作進一步描述。
實施例1由下列三種磺酸以1∶1∶1重量比，即由各種酸含量為33.3%(重量)的混合物制備高堿性磺酸鈣組合物。
(A)含有平均碳原子數為50的多種烷基的長支鏈單烷基苯磺酸。
(B)含有平均碳原子數為24的多種烷基的中長支鏈單烷基苯磺酸。
(B)基本上純態的直鏈C18單烷基苯磺酸。
高堿性磺酸鈣溶液組成如下%(重量)磺酸鈣28碳酸鈣23氫氧化鈣3水0.2油45雜質0.8并且含有300TBN。
將該高堿性磺酸鈣溶液攙和至下列潤滑油制劑之中。
%(重量)高堿性磺酸鈣溶液1.4分散劑[55%含硼4.5聚異丁烯基琥珀酰亞胺分散劑的油溶液，其中含氮1.46%(重量)]ZDDP抗磨劑1.3(由伯醇、含9.0%(重量)鋅的溶液制得的二烷基二硫代磷酸鋅的74%油溶液)油(150中性)15.0油(600中性)77.8采用1977OldsmobileV8發動機，按照ASTMSTP315的步驟沉淀這種發動機潤滑油的低溫防腐防銹特性。該發動機的排量為350立方英寸，壓縮比為8.5∶1。按照設計要求，須將酸性漏氣冷凝并將其導向發動機零件。這可以通過冷卻搖桿箱蓋來實現。
試驗在此條件下進行30小時，然后于最大負載下高溫高速進行2小時，使銹烤熔而凝結在部件表面。
以GMR995加鉛汽油為能源進行試驗，試驗包括下列三個循環
第一相第二相第三相時間(小時)2822速度(轉/分)140015003600負載(英制馬力小時)2525100油進口溫度(°F)120120260冷卻劑出口溫度(°F)110120200搖桿箱蓋溫度(°F)6060試驗后，分別以1-10等級對各個發動機零件上的生銹情況進行評定，1表示“被嚴重銹蝕”，10表示“狀況完好”。生銹的平均評定值是下列部件評定值的合并結果。
部件總數對全部評定結果所產生的影響(%)油R/V120滾珠161.25凸輪161.25柱塞161.25推桿161.25
通過兩個以上述方法單獨進行的試驗對實施例1中的油進行銹蝕評定，其平均值分別為8.6和8.46。
實施例2和3實施例4-7(對比實施例)重復實施例1的步驟，所不同的是不以由磺酸(A)、(B1)和(B2)所形成的1∶1∶1三元混合物為原料，而是以其中的某一組分或其中二者所組成的二元混合物為原料，制備高堿性溶液。所獲得的銹蝕評定平均值示于表2。
表2實施例磺酸銹蝕評定平均值250%(重)(A)+50%(重)(B1)7.97350%(重)(A)+50%(重)(B2)7.76450%(重)(B1)+50%(重)(B2)7.395100%(重)(A)7.976100%(重)(B1)7.937100%(重)(B2)7.43實施例1-7的結果歸納于圖2。顯然，實施例1的三元混合物的防腐效果優于任何二元混合物或純化合物。
實施例8
采用由50%(重)長支鏈單烷基苯磺酸(A)和50%(重)中長支鏈單烷基磺酸(B2)(如實施例1所述)組成的混合物制備高堿性磺酸鈣組合物。將該磺酸混合物轉化為實施例1組合物的高堿性磺酸鈣溶液。
于60℃下，將42.9%(重量)這一高堿性磺酸鈣溶液、42.9%(重量)烷基取代硫代雙酚(含有250TBN)的高堿性鈣鹽溶液(含鈣9.5%，酚鹽Ⅰ)和14.2%(重)油(150中性)混合在一起，歷時一小時，形成添加劑濃縮物。將28.12%(重量)該添加劑濃縮物于60℃下與71.88%(重量)油(600中性)混合，一小時后獲得一油摻合物。
將兩個該油摻合物樣品于100ml離心管內放置8周，其中之一的溫度為20℃而另一個則為60℃。然后測定放置期間各個樣品內沉降物的體積。
重復實施例8兩次。得到下述結果20℃0.01體積%0.01體積%微量60℃0.02體積%0.03體積%0.01體積%再重復實施例8三次，其中使用一種不同的被烷基取代的硫代雙酚的高堿性鈣鹽溶液，其TBN為250，含9.25%Ca(酚鹽Ⅱ)。得到下列結果
20℃0.02體積%0.01體積%微量60℃0.04體積%0.02體積%0.01體積%實施例9至14實施例15(比較實施例)以實施例1中的磺酸(A)、(B1)和(B2)的不同二元混合物為起始原料，重復實施例8。
結果匯總在表3內。可明顯看出，與比較實施例15相比本發明的摻合物在貯存時產生的沉積物少得多。表3磺酸鹽/酚鹽制劑的穩定性實施例次數磺酸8周后的沉積體積%A(B1)(B2)酚鹽Ⅰ酚鹽Ⅱ20℃60℃20℃60℃1517525964514187.512.50.010.020.020.0220.350.010.200.0513183170.010.030.010.040.040.010.010.0212175250.020.010.010.0120.020.010.020.0130.020.020.020.0311187.512.50.050.010.010.0210183170.060.020.020.039175250.200.020.010.0320.010.030.020.013微量0.01微量0.038150500.010.020.020.0420.010.030.010.023微量0.01微量0.01
實施例16和17重復實施例8和12，區別是不用單烷基苯磺酸，而用相應的2-甲基-5-烷基苯磺酸和2-烷基-5-甲基異構體(也含部分3-甲基-4-烷基磺酸和3-烷基-4-甲基異構體)為原料，制備高堿性磺酸鹽組合物。分別在20℃和60℃下將該油摻合物貯存8周后，生成的沉積量都低于0.03體積%。
實施例18將例8中總堿值為300的二元高堿性磺酸鈣溶液摻入下述油制劑重量%高堿性磺酸鈣溶液5.7分散劑1.5(44%聚異丁烯基琥珀酰亞胺分散劑的油溶液，其中氮含量為1.12重量%)油(150中性)15.0油(600中性)77.8按照美國FED.STD791-341和ASTM509A的標準程序，用以下規格的單缸履帶式柴油機在高速，增壓條件下測量上述油萍煉曰釗氛掣劍ニ鷙統戀砘鄣淖饔茫
缸數1內徑130.2mm沖程165.1mm發動機排列1Y73增壓活塞型號1Y510該試驗使用含0.4%硫的燃料。
該試驗沒有按照標準程序總共持續480小時，120小時后即停止了。試驗操作條件如下速度，轉數/分1800±10負載，BTO/分5850±50排氣溫度°F1100±50壓縮比16.4.1±0.5油進口溫度°F205±5水出口溫度°F190±5空氣進口溫度°F255±5空氣進口壓力(絕壓)吋Hg53±0.3空氣進口濕度125±5(格令/磅干燥空氣)試驗結果用加權全部缺點(WTDWeightedtotaldemerit)和頂槽填充(TGFtopgroovefill)報道之。
WTD加權了沉積形式和沉積位置這兩種沉積。因此碳質沉積比膠膜沉積的缺點評價值更高，并且在活塞上的沉積要乘上較高值系數。這種對沉積類型的加權是很有用的，因為重碳質沉積比薄膜或膠膜的形成顯然意味著更苛刻的沉積生成條件。估計WTD所采用的乘積系數見表4。
表4估計WTD的乘積系數沉積類型沉積系數沉積區域區域系數高碳1.0第1槽1中碳0.5第1環區3.5低碳0.25第2槽10黑膠膜0.1第2環區20深棕色膠膜0.075第3槽35淡黃色膠膜0.05第3環區35微黃色膠膜0.025第4槽70極淺的黃膠膜0.01計算出的TDY是活塞環區后頂槽被碳沉積填充的百分數的評價值。
對例18發動機油制劑得到的結果是WTD值30，TGY值38。
實施例19(比較實施例)重復實施例18兩次，但是以比較例15的磺酸混合物為原料，制備高堿性磺酸鹽組合物，該混合物由75%(重量)中長支鏈單烷基苯磺酸(B1)和25%(重量)直鏈C18單烷基苯磺酸(B2)組成。
對實施例19的發動機油制劑測定的結果是WTD值為230/223，TGF值為77/76。
目前中長支鏈和直鏈烷基苯磺酸鹽的混合物被廣泛用做機油添加劑。與例18和19比較說明，本發明的磺酸鹽組合物在發動機清潔性能方面優于目前使用的添加劑。
權利要求
1.一種高堿性金屬磺酸鹽組合物，它含有一種液體載體和(A)至少一種含1至3個烷基的金屬烷基芳基磺酸鹽，其中一個烷基至少有平均碳原子數40，任一個其它烷基都含不足10個碳原子，和(B)至少一種含1至3個烷基的金屬烷基芳基磺酸鹽，其中一個烷基至少有平均碳原子數10～33，而其它任一個烷基都含不足10個碳原子。
2.根據權利要求1的組合物，其總堿值為30～500。
3.根據權利要求2的組合物，其總堿值為250～350。
4.根據前述任一項權利要求的組合物，其中烷基芳基磺酸鹽是烷基苯磺酸鹽。
5.根據前述任一項權利要求的組合物，其中的金屬選自第Ⅰ和第Ⅱ主族金屬。
6.根據前述任一項權利要求的組合物，其中的金屬是鈣或鎂。
7.根據前述任一項權利要求的組合物，它含10～99(重量)%的組分(A)和90～1(重量)%的組分(B)。
8.根據前述任一項權利要求的組合物，其中組分(A)中碳原子平均數至少為40的烷基是支鏈烷基。
9.根據權利要求8的組合物，其中的支鏈烷基的平均碳原子數至少為50。
10.根據前述任一項權利要求的組合物，其中組分(B)是B-一種含C15～C40支鏈烷基且該支鏈烷基的平均碳原子數為15～33的烷基芳基磺酸鹽和B2-一種含C10～C30直鏈烷基的烷基芳基磺酸鹽。
11.根據權利要求8和10的組合物，它含下述組合成份(A)含1至3個烷基的烷基苯磺酸鹽混合物，其中一個烷基是含18至200個碳原子的長直鏈烷基，其余任一個烷基含不足10個碳原子，并且長支鏈烷基的平均碳原子數至少為40。(B1)含1至3個烷基的烷基苯磺酸鹽混合物，其中一個烷基是含10～40個碳原子的中長支鏈烷基，而其余任一烷基都含不足10個碳原子，并且該中長支鏈烷基的平均碳原子數為15～33和/或(B2)基本純的含1至3個烷基的烷基苯磺酸鹽，其中一個烷基是C10～C30的直鏈烷基，而其余任一烷基含不足10個碳原子。
12.根據權利要求11的組合物，其中組分(B2)的直鏈烷基選自C15～C25的烷基。
13.根據權利要求8和10或11或12的組合物，它含有由下述組分組成的混合物20～80(重量)%組分(A)，10～60(重量)%組分(B1)和10～40(重量)%組分(B2)。
14.使用權利要求13的組合物，將它做為潤滑油的防腐添加劑。
15.含權利要求13的組合物的一種潤滑油組合物。
16.根據權利要求8和10或11或12的組合物，它含有0～40(重量)%組分(B1)，0～80(重量)%組分(B2)，組分(B2)的濃度限定值X為0～80，和(60-X/Z)至99(重量)%組分(A)。
17.根據權利要求16的組合物，其中烷基苯磺酸鹽是單烷基苯磺酸鹽。
18.使用權利要求17的化合物，將其做為一種柴油機潤滑油的添加劑，以改善燃燒室和活塞的清潔度。
19.一種用于柴油機的潤滑油，它含有權利要求17的組合物。
20.一種烷基化芳烴組合物，它是用于制備權利要求1～13，16和17任一項的組合物的中間體，該組合物含由下述組分構成的混合物(A)至少一種含1至3個烷基的烷基芳烴，其中一個烷基的平均碳原子數至少為40，其余任一烷基含不足10個碳原子，和(B)至少一種含1至3個烷基的烷基芳烴，其中一個烷基的平均碳原子數至少為10～33，而其余任一個烷基含不足10個碳原子。
21.一種磺酸組合物，它用于制備權利要求1～13，16和17的組合物的中間體，該組合物含(A)至少一種含1至3個烷基的烷基芳基磺酸，其中一個烷基的平均碳原子數至少為40，而其余任一烷基含不足10個碳原子，和(B)至少一種含1至3個烷基的烷基芳基磺酸，其中一個烷基的平均碳原子數至少為10～33，而其余任一個烷基含不足10個碳原子。
22.權利要求21所要求的一種磺酸組合物的中性金屬鹽。
全文摘要
一種新型高堿性金屬磺酸鹽組合物，它含有由下述成份組成的混合物(A)至少一種長鏈烷基芳基磺酸鹽(烷基部分的平均碳原子數至少為40)和(B)至少一種中長鏈烷基芳基磺酸鹽(烷基部分的平均碳原子數為10～33)。該組合物用做潤滑油的添加劑。
文檔編號C10M135/10GK1034752SQ8810702
公開日1989年8月16日 申請日期1988年10月12日 優先權日1987年10月12日
發明者馬什·約翰·弗雷德里克, 維恩特·馬克·羅蘭·瑪麗, 哈姆艾·格雷厄姆·威廉 申請人:埃克森化學專利公司