專(zhuān)利名稱(chēng)：硫化烷基酚鈣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬清凈劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫化烷基酚鈣的制作方法。
背景技術(shù)：
硫化烷基酚鈣是潤(rùn)滑油添加劑中一種重要的金屬清凈劑。它具有較強(qiáng)的高溫清凈性，酸中和能力、抑制積炭生成、及一定的抗氧化抗磨抗腐蝕等性能。金屬清凈劑首要的基本性能是膠體穩(wěn)定性，膠體穩(wěn)定性是保證金屬清凈劑其他性能的基礎(chǔ)，因此，硫化烷基酚鈣的膠體穩(wěn)定性至關(guān)重要。硫化烷基酚鈣是由含10% 30%的膠體碳酸鈣與含25 35%的包裹在碳酸鹽表 面上的表面活性劑所組成的穩(wěn)定的載荷膠團(tuán)和10% 20%游離的表面活性劑分子及其膠束所構(gòu)成的。膠體碳酸鈣及其表面上包裹的表面活性劑所組成的載荷膠團(tuán)在產(chǎn)品中占有60%左右的比例，該載荷膠團(tuán)的粒徑不能通過(guò)半透膜，硫化烷基酚鈣在潤(rùn)滑油中所起的作用主要由該膠束來(lái)提供。在多種潤(rùn)滑油的調(diào)配中，硫化烷基酚鈣和其他多種添加劑調(diào)和至基礎(chǔ)油中，其與基礎(chǔ)油及其它添加劑的相容性較好，因而在潤(rùn)滑油中廣泛使用.然而在潤(rùn)滑油的儲(chǔ)存過(guò)程中，“掉鈣”現(xiàn)象是潤(rùn)滑油行業(yè)一個(gè)普遍存在的現(xiàn)象和令人頭疼的難以解決的問(wèn)題。研究認(rèn)為產(chǎn)生“掉鈣”現(xiàn)象的主要原因是由于添加劑中膠體碳酸鈣的穩(wěn)定性差造成的，添加劑中膠體碳酸鈣的穩(wěn)定性與其膠體的粒徑和吸附在碳酸鈣表面上的表面活性劑的種類(lèi)關(guān)系密切。膠體碳酸鈣的粒徑在O-IOOnm之間，吸附在膠體碳酸鈣表面上的表面活性劑包括硫化烷基酚鈣，烷基苯磺酸鈣、烷基水楊酸鈣、環(huán)烷酸鈣、烯基丁二酰亞胺等等。有文獻(xiàn)報(bào)道烷基水楊酸鈣和烷基苯磺酸鈣在油品中共存時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉淀。有關(guān)硫化烷基酚鈣膠體穩(wěn)定性的研究文獻(xiàn)很少看到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種硫化烷基酚鈣的制作方法，其穩(wěn)定性高，使用效果好。為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種硫化烷基酚鈣的制作方法，在烷基酚與基礎(chǔ)油的混合物中按比例加入表面活性劑，如烷基苯磺酸鈣、烷基水楊酸鈣、環(huán)烷酸鈣、聚異丁烯琥珀酸酐，這樣可以提高硫化烷基酚鈣在潤(rùn)滑油復(fù)配過(guò)程中膠束的穩(wěn)定性；按比例加入長(zhǎng)鏈有機(jī)酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、或長(zhǎng)鏈有機(jī)酸鹽、以提高合成過(guò)程中膠體碳酸鈣的有效合成；嚴(yán)格控制碳酸化過(guò)程中混合物料中水分的含量(2_5%)，以控制膠體碳酸鈣的合成速度；控制合成過(guò)程中二氧化碳的通入方式和通氣時(shí)間以控制生成的膠體碳酸鈣的粒徑范圍，使生成的膠體碳酸I丐粒徑均勻，防止生成大顆粒的球形碳酸1丐，減少80-100nm粒徑范圍的膠體碳酸鈣的生成，為精制步驟提供方便(采用定速多點(diǎn)通氣法，提高氧化鈣/氫氧化鈣與二氧化碳的分散度，使生成的膠體碳酸鈣顆粒粒徑均勻，大多在20-60nm)；反應(yīng)產(chǎn)物降溫、離心，制得硫化烷基酚鈣；通過(guò)離心將合成過(guò)程中的機(jī)械雜質(zhì)除去，硅藻土過(guò)濾，將粒徑在SOnm以上的膠體碳酸鈣一起除去，使產(chǎn)品濁度達(dá)到10JTU以下。其制作步驟為步驟一在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將烷基酚與基礎(chǔ)油按1:0.5-1:1.3的質(zhì)量比混合(烷基酚中的烷基大部分為單取代，取代基含有9-24個(gè)碳原子，為支鏈和直鏈飽和烴，支鏈占80-65%，直鏈20-35%，基礎(chǔ)油為礦物油100SNU50SN或與其相當(dāng)?shù)臒N類(lèi)合成油或者酯類(lèi)合 成油)；混合后加入硫磺、氧化鈣、氫氧化鈣、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸(碳鏈含有20-26個(gè)碳原子)、長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、聚異丁烯琥珀酸酐，在微負(fù)壓條件下滴加乙二醇，緩慢升溫至1800C，會(huì)有硫化氫氣體放出，此反應(yīng)過(guò)程為中和、硫化反應(yīng)；所述步驟一中各種成分可同時(shí)加入也可間隔加入，具體加入量的比值為烷基酚與基礎(chǔ)油的質(zhì)量比為1:0. 5-1:1. 3氧化鈣與氫氧化鈣的質(zhì)量比為1:0. 1-1:0. 5氧化鈣與烷基酚的摩爾比為I. 3:1-3. 8:1硫磺與烷基酚的摩爾比為1.5:1-3.0:1乙二醇與烷基酚的摩爾比為I. 5:1-4:1長(zhǎng)鏈脂肪酸與烷基酚的摩爾比為1:6-1:11長(zhǎng)鏈脂肪醇與烷基酚的摩爾比為1:10-1:20長(zhǎng)鏈脂肪醇、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、聚異丁烯琥珀酸酐的質(zhì)量比為2:1:1-5:1:1步驟二、將步驟一物料降溫至105±5°C，加入沸點(diǎn)高于150°C的油漆溶劑油，油漆溶劑油的加入量為烷基酚質(zhì)量的二分之一至六分之一，在100-150°C條件下通入二氧化碳?xì)怏w或液體，二氧化碳的加入量為氧化鈣和氫氧化鈣摩爾總量的0. 8^1. 3倍，通氣時(shí)間為150-300 分鐘；步驟三、將步驟二反應(yīng)物料進(jìn)行真空蒸餾，蒸餾真空低于_0.094Mpa，溫度180-220°C，蒸出未反應(yīng)物料；步驟四、將真空蒸餾后剩余的物料降溫至100-120°C，經(jīng)過(guò)離心，離心后的液體再加3%-8%硅藻土過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾精制得棕紅色粘稠物料為硫化烷基酚鈣。所述長(zhǎng)鏈脂肪酸為十六酸和/或十八酸和/或二十酸和/或二十二酸等或幾種酸的混合物。所述長(zhǎng)鏈脂肪醇為十六醇和/或十八醇和/或二十醇和/或二十二醇等或幾種醇的混合物。本發(fā)明所述的硫化烷基酚鈣的制作方法的有益效果是穩(wěn)定性高，使用效果好。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。實(shí)施例I :在帶有攪拌的四孔燒瓶中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，依次加入100份烷基酚，50份基礎(chǔ)油、30份氧化鈣、4份氫氧化鈣、20份硫磺、0. 5份長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、10份長(zhǎng)鏈脂肪酸、8份長(zhǎng)鏈脂肪醇、0. 5份聚異丁烯琥珀酸酐、36份乙二醇，開(kāi)啟真空泵，使系統(tǒng)保持微負(fù)壓，緩慢升溫至180°C，會(huì)有硫化氫氣體放出，將該氣體導(dǎo)入堿液吸收，氣體放出完畢后，降溫至100°C，加入50份溶劑油，以0. 3升/分的流速通入氣體二氧化碳，通氣時(shí)間150分鐘；將合成好的物料進(jìn)行真空蒸餾，蒸餾真空低于-0. 094Mpa，溫度180°C，蒸出未反應(yīng)物料；將真空蒸餾后剩余的物料降溫至100°C，通過(guò)臥羅離心機(jī)，再加3%硅藻土過(guò)濾，即得棕紅色粘稠物，即硫化烷基酚鈣。實(shí)施例2在帶有攪拌的四孔燒瓶中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，依次加入100份烷基酚，130份基礎(chǔ)油、42份氧化鈣、5份氫氧化鈣、30份硫磺、2份長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、12份長(zhǎng)鏈脂肪酸、8份長(zhǎng)鏈脂肪醇、2份琥珀酸酐、47份乙二醇，開(kāi)啟真空泵，使系統(tǒng)保持微負(fù)壓，緩慢升溫至180°C，會(huì)有硫化氫氣體放出，將該氣體導(dǎo)入堿液吸收，氣體放出完畢后，降溫至105°C，加入17份溶劑油，以0. 15升/分的流速通入氣體二氧化碳，通氣時(shí)間300分鐘；將合成好的物料進(jìn)行真空 蒸餾，蒸餾真空低于-0. 094Mpa，溫度220°C，蒸出未反應(yīng)物料；將真空蒸餾后剩余的物料降溫至108°C，通過(guò)臥羅離心機(jī)，再加5%硅藻土過(guò)濾，即得棕紅色粘稠物，即硫化烷基酚鈣。實(shí)施例3在帶有攪拌的四孔燒瓶中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，依次加入100份烷基酚，80份基礎(chǔ)油、36份氧化鈣、5份氫氧化鈣、28份硫磺、3份長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、12份長(zhǎng)鏈脂肪酸、9份長(zhǎng)鏈脂肪醇、3份琥珀酸酐、38份乙二醇，開(kāi)啟真空泵，使系統(tǒng)保持微負(fù)壓，緩慢升溫至180°C，會(huì)有硫化氫氣體放出，將該氣體導(dǎo)入堿液吸收，氣體放出完畢后，降溫至110°C，加入30份溶劑油，以0. 3升/分的流速通入氣體二氧化碳，通氣時(shí)間240分鐘；將合成好的物料進(jìn)行真空蒸餾，蒸餾真空低于-0. 094Mpa,溫度200°C，蒸出未反應(yīng)物料；將真空蒸餾后剩余的物料降溫至110°C，通過(guò)臥羅離心機(jī)，再加8%硅藻土過(guò)濾，即得棕紅色粘稠物，即硫化烷基酚鈣。熱穩(wěn)定性評(píng)定產(chǎn)品以10%的比例溶入油品中，在105°C烘箱中貯存7天，記錄沉淀量，沉淀量越小越好。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品大多儲(chǔ)存7天無(wú)沉淀或有少量的沉淀,儲(chǔ)存30天沉淀量明顯，國(guó)外的產(chǎn)品儲(chǔ)存7天后無(wú)沉淀，儲(chǔ)存14天有少量沉淀量。通過(guò)本專(zhuān)利提供的方法研制的高穩(wěn)定性硫化烷基酚鈣儲(chǔ)存30天無(wú)沉淀。
項(xiàng)目?jī)?chǔ)存7天后沉淀量?jī)?chǔ)存14天后沉淀儲(chǔ)存30天后沉淀__(體積分?jǐn)?shù))/% 量(體積分?jǐn)?shù))/%量(體積分?jǐn)?shù))/%150N+10% 國(guó)內(nèi) 1#
__aio__Oj^__020_
150N+10% 國(guó)內(nèi) 2#
____(H8__020_
150N+10%國(guó)夕卜 I#
無(wú)痕跡0.05
150N+10% 實(shí)驗(yàn) 1#
__^____^_
150N+10%實(shí)驗(yàn) 2#
_^^_產(chǎn)品的濁度評(píng)定按照潤(rùn)滑油清凈劑濁度測(cè)定法SH/T 0028，產(chǎn)品以20%的比例溶入基礎(chǔ)油中，濁度儀檢測(cè)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品濁度多在20-200JTU之間，國(guó)外產(chǎn)品濁度多在20-80JTU之間，通過(guò)本專(zhuān)利提供的方法研制的高穩(wěn)定性硫化烷基酚鈣濁度達(dá)到10JTU以下，并具有較好的水解穩(wěn)定性。
單劑濁
項(xiàng)目度(20% )分水性試驗(yàn)(SH/T0619-95)
JTU
(單劑基乳化層體積數(shù)水層(ml) 油層 礎(chǔ)油為
__15QSN) (ml)___
國(guó)內(nèi)1#3S1.00.9渾濁(油層底部
有類(lèi)似乳化層 18 ml
國(guó)內(nèi)2#
__1180.8__OJ__極渾法_
國(guó)外1#
_22__OJ__08__極渾油_
實(shí)驗(yàn)I
_2__05__L5___
實(shí)驗(yàn)2
_|08 I 04_\_L5_略渾油_以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù) 本發(fā)明的揭示，對(duì)本發(fā)明做出的簡(jiǎn)單改進(jìn)都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于其制作步驟為 步驟一在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將烷基酚與基礎(chǔ)油按1:0. 5-1:1. 3的質(zhì)量比混合；混合后加入硫磺、氧化鈣、氫氧化鈣、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇，聚異丁烯琥珀酸酐，在微負(fù)壓條件下滴加乙二醇，緩慢升溫至180°C，有硫化氫氣體放出； 所述步驟一中各種成分可同時(shí)加入也可間隔加入，具體加入量的比值為 烷基酚與基礎(chǔ)油的質(zhì)量比為1:0. 5-1:1.3 ； 氧化鈣與氫氧化鈣的質(zhì)量比為1:0. 1-1:0. 5 ; 氧化鈣與烷基酚的摩爾比為I. 3:1-3. 8:1 ； 硫磺與烷基酚的摩爾比為I. 5:1-3. 0:1 ； 乙二醇與烷基酚的摩爾比為I. 5:1-4:1 ； 長(zhǎng)鏈脂肪酸與烷基酚的摩爾比為1:6-1:11 ; 長(zhǎng)鏈脂肪醇與烷基酚的摩爾比為1:10-1:20 ； 長(zhǎng)鏈脂肪醇、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、聚異丁烯琥珀酸酐的質(zhì)量比為2:1:1-5:1:1 ; 步驟二、將步驟一物料降溫至105±5°C，加入沸點(diǎn)高于150°C的油漆溶劑油，油漆溶劑油的加入量為烷基酚質(zhì)量的二分之一至六分之一，在100-150°C條件下通入二氧化碳?xì)怏w或液體，二氧化碳的加入量為氧化鈣和氫氧化鈣摩爾總量的0. 8^1. 3倍，通氣時(shí)間為150-300 分鐘； 步驟三、將步驟二反應(yīng)物料進(jìn)行真空蒸餾，蒸餾真空低于-0. 094Mpa，溫度180-220°C，蒸出未反應(yīng)物料； 步驟四、將真空蒸餾后剩余的物料降溫至100-120°C，經(jīng)過(guò)離心，離心后的液體再加3%-8%硅藻土過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾精制得棕紅色粘稠物料為硫化烷基酚鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于所述長(zhǎng)鏈脂肪酸為十六酸和/或十八酸和/或二十酸和/或二十二酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于所述長(zhǎng)鏈脂肪醇為十六醇和/或十八醇和/或二十醇和/或二十二醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于所述烷基酚中的烷基為單取代，取代基含有9-24個(gè)碳原子，為支鏈和直鏈飽和烴，支鏈占80-65%，直鏈20-35%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于所述基礎(chǔ)油為礦物油100SN、150SN或與其相當(dāng)?shù)臒N類(lèi)合成油或者酯類(lèi)合成油。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于步驟四中，通過(guò)離心將合成過(guò)程中的機(jī)械雜質(zhì)除去，硅藻土過(guò)濾，將粒徑在80nm以上的膠體碳酸鈣一起除去，使產(chǎn)品濁度達(dá)到10JTU以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫化烷基酚鈣的制作方法，其特征在于步驟二中，通入二氧化碳的方式為定速多點(diǎn)通氣法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硫化烷基酚鈣的制作方法，其制作步驟為步驟一在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將烷基酚與基礎(chǔ)油按1∶0.5-1∶1.3的質(zhì)量比混合；混合后加入硫磺、氧化鈣、氫氧化鈣、長(zhǎng)鏈烷基苯磺酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇，聚異丁烯琥珀酸酐，在微負(fù)壓條件下滴加乙二醇，緩慢升溫至180℃；步驟二、將步驟一物料降溫至105±5℃，加入沸點(diǎn)高于150℃的油漆溶劑油，在100-150℃條件下通入二氧化碳?xì)怏w或液體，通氣時(shí)間為150-300分鐘；步驟三、將步驟二反應(yīng)物料進(jìn)行真空蒸餾，蒸餾溫度180-220℃，蒸出未反應(yīng)物料；步驟四、步驟三的反應(yīng)產(chǎn)物降溫至100-120℃，經(jīng)過(guò)離心，離心后的液體再加3%-8%硅藻土過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾精制得棕紅色粘稠物料為硫化烷基酚鈣。
文檔編號(hào)C10N30/04GK102676276SQ201210166438
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者喬慶文, 范金鳳 申請(qǐng)人:新鄉(xiāng)市瑞豐化工有限責(zé)任公司