專利名稱：高堿性金屬羧酸鹽前體及其制造方法
高堿性金屬羧酸鹽前體及其制造方法本國際專利申請(qǐng)要求2008年4月21日申請(qǐng)的US專利申請(qǐng)系列No.12/106358的 優(yōu)先權(quán)。本發(fā)明涉及脂肪酸的堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體以及制備該液體 的方法。更具體的，本發(fā)明涉及高堿性堿土金屬羧酸鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的前體和 制備該前體的方法。甚至更具體的，本發(fā)明涉及高堿性羧酸鈣的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的 前體和制備該前體的方法。
背景技術(shù)：
羧酸、烷基酚和磺酸的高堿性鈣或者鋇鹽的制備公開在下面的US專利No 2616904； 2760970 ； 2767164； 2798852 ； 2802816 ； 3027325 ； 3031284 ； 3342733 ； 3533975 ； 3773664 ；和3779922中。這些高堿性金屬鹽在含鹵素的有機(jī)聚合物中的用途 描述在下面的US專利No 4159973 ； 4252698 ；和3194823中。在近些年中，高堿性鋇 鹽在穩(wěn)定劑配方中的應(yīng)用已經(jīng)增加。這主要?dú)w因于這樣的事實(shí)，即，高堿性鋇鹽具有優(yōu) 于中性鋇鹽的性能。與高堿性鋇鹽有關(guān)的性能優(yōu)勢是低的壓析(plate-out)、優(yōu)異的顏色 保持性、良好的長期熱穩(wěn)定性、與穩(wěn)定劑成分良好的相容性等等。不幸的是，大部分高 堿性鋇鹽是暗色的，并且雖然這些暗色的高堿性鋇鹽對(duì)于含鹵素有機(jī)聚合物來說是有效 的穩(wěn)定劑，但是它們的暗色導(dǎo)致了最終產(chǎn)物的變色。這種特征基本上抑制了暗色高堿性 鋇鹽在其中期望淺色聚合物產(chǎn)品中的應(yīng)用。根據(jù)US專利No.4665117的教導(dǎo)，在淺色堿金屬或者堿土金屬鹽的制備過程中 使用了烷基酚作為促進(jìn)劑。但是，烷基酚也是造成最終產(chǎn)品有顏色的一個(gè)主要原因。這 個(gè)問題是通過使用環(huán)氧丙烷來克服的，其取代了酚羥基中的氫，由此限制了著色物質(zhì)的 形成。但是，存在著與此方案有關(guān)的缺點(diǎn)，主要?dú)w因于環(huán)氧丙烷的毒性。環(huán)氧丙烷被歸 類為可能的致癌物質(zhì)，并且試驗(yàn)室動(dòng)物攝入研究已經(jīng)顯示了與癌癥有關(guān)的證據(jù)。環(huán)氧丙 烷還被列為嚴(yán)重的眼睛刺激物，并且長期曝露于環(huán)氧丙烷蒸氣會(huì)導(dǎo)致眼睛的永久損傷。 此外，環(huán)氧丙烷在某些條件下本質(zhì)上是極易燃燒和爆炸性的。環(huán)氧丙烷在94° F沸騰和 在-20° F閃蒸。結(jié)果，在工廠中處理環(huán)氧丙烷時(shí)需要極端的預(yù)防措施。環(huán)氧丙烷需要 專用的存儲(chǔ)裝置，并且其他安全特征也是必需的。US專利No.4665117描述了在150C使 用環(huán)氧丙烷。在此溫度，環(huán)氧丙烷將處于氣相中。在這些操作條件下，需要大于化學(xué)計(jì) 量的量的環(huán)氧丙烷來將反應(yīng)進(jìn)行完全，因?yàn)榄h(huán)氧丙烷將從反應(yīng)混合物中逸出，并且這需 要另外的處理該過量的環(huán)氧丙烷。高堿性金屬羧酸鹽的液體也被用于潤滑脂(grease)的制備中。具體的，潤滑脂 的制造包括多步方法和眾多的添加劑來提供性能提高，這對(duì)專門的、食品級(jí)和生物基潤 滑脂配方提出了越來越大的挑戰(zhàn)。所形成的潤滑脂性能也很大程度上取決于加工條件例 如溫度、壓力、駐留時(shí)間和皂化化學(xué)計(jì)量。在本領(lǐng)域中已知的是觸變的潤滑脂、或者潤滑脂狀高堿性金屬羧酸鹽或者其他 高堿性含金屬的組合物，其具有腐蝕抑制性能，并且具有多種用途效用，例如諸如在汽 車和卡車車體底涂層中，和用于不同的其他目的。這樣的潤滑脂或者潤滑脂狀組合物已經(jīng)相當(dāng)廣泛的或者這樣來應(yīng)用，或者與其他成分混合來產(chǎn)生用于多種環(huán)境的組合物，并 且通常來說，它們的特征在于相當(dāng)好的極端壓力和抗磨損性能，高滴點(diǎn)，相當(dāng)好的耐機(jī) 械破裂性能，耐鹽霧和水腐蝕性，在高溫的熱穩(wěn)定性，和其他令人期望的性能。無論高堿性金屬羧酸鹽的液體是用于含鹵素的有機(jī)聚合物中還是用于潤滑脂的 制備中，出于健康、安全和環(huán)境的原因，該高堿性金屬羧酸鹽的揮發(fā)性成分，包括揮發(fā) 性有機(jī)化合物(VOC)，都應(yīng)當(dāng)最小化。不管此處所述的本領(lǐng)域的狀況如何，這里仍然需要對(duì)高堿性的脂肪酸堿土金屬 鹽的制備進(jìn)行改進(jìn)，以用于含鹵素有機(jī)聚合物中和用于潤滑脂的制備中，其中該高堿性 堿土金屬鹽在最終的產(chǎn)品中具有明顯降低量的揮發(fā)性成分。

發(fā)明內(nèi)容
通常，本發(fā)明的一方面是提供脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽(anoverbased alkaline earth metal salt of a fatty acid)的儲(chǔ)存穩(wěn)定液體，其中堿土金屬含量是至少大約14.5%且非
揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少大約95%。在本發(fā)明的仍然另一方面，提供了脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、 易流動(dòng)的液體。該液體包括至少一種烴液體、多元醇、醇(其中該醇具有至少8個(gè)碳 原子)、和高堿性的脂肪酸堿土金屬鹽，其中該堿土金屬鹽的堿土金屬含量至少是大約 14.5%且非揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少大約95%。在本發(fā)明的另一方面，提供了用于制備脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定 的、易流動(dòng)的液體的方法。該方法包含步驟(a)制備前體混合物，該混合物包含羧酸，其中該羧酸是脂肪酸；至少一種烴液 體；多元醇；和醇，其中該醇具有至少8個(gè)碳原子；(b)用初始量的堿土金屬堿中和該羧酸，來形成堿土金屬羧酸鹽前體混合物；(c)加熱該堿土金屬羧酸鹽前體混合物；(d)將另外量的堿土金屬堿加入到該堿土金屬羧酸鹽前體混合物中；(e)將該前體混合物碳酸化到中性；(f)過濾該前體混合物；和(g)蒸餾該前體混合物，直到達(dá)到堿土金屬含量為至少大約14.5%且非揮發(fā)性物 質(zhì)含量為至少大約95%。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)和新穎的特征，以及其所示的實(shí)施方案的細(xì)節(jié)將從下 面的說明而變得更能夠充分的理解。


圖1是在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的 易流動(dòng)的液體的熱重分析的圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，由前體來制備的、脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的 儲(chǔ)存穩(wěn)定的易流動(dòng)的液體，包括堿土金屬碳酸鹽、脂肪酸的堿土金屬羧酸鹽、液體烴和具有至少8個(gè)碳原子的醇，并且該液體的堿土金屬含量是至少大約14.5%且非揮發(fā)性物質(zhì) 含量是至少大約95%。該脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽前體的鹽的堿土金屬可以選自鈣，鋇，鎂和鍶。 這些金屬可以源自于金屬氧化物和氫氧化物，并且在某些情況中，源自于金屬硫化物和 氫硫化物。例如，該堿土金屬鹽可以包括羧酸鈣。該高堿性堿土金屬鹽前體的羧酸部分可以包括脂肪酸，其包括8-30個(gè)碳原子 的c8-c3。飽和的、不飽和的羧酸，其是單獨(dú)的或者是彼此組合的，或者是羧酸的反應(yīng)性 等價(jià)物。有用的羧酸和脂肪酸的例子包括但不限于辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉 豆蔻烯酸、2-乙基己酸、羊蠟酸、十二烷酸、十五烷酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、 12-羥基硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、亞油酸、亞油酸、花生酸、二十碳烯酸、山崳酸、芥 酸、和任意這些酸的混合物。本發(fā)明的脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽前體的儲(chǔ)存穩(wěn)定的，易流動(dòng)的液體還可以 包括醇，其促進(jìn)了高堿性堿土金屬羧酸鹽的形成。該醇包括包含至少8個(gè)碳原子的脂肪 醇。在一個(gè)例子中，可以使用具有大約8-大約18個(gè)碳原子的脂肪醇。這樣的脂肪族醇 的例子包括異癸醇，十二烷醇，辛醇，十三烷醇，十四烷醇或者其混合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng) 高級(jí)脂肪醇用于制造高堿性產(chǎn)物時(shí)，酚可以作為促進(jìn)劑從該反應(yīng)中排除。本發(fā)明的脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽前體的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體還可以包括多元 醇。該多元醇可以是二醇或者二醇醚。該二醇或者二醇醚可以選自二甘醇單丁醚 (butyl Carbitol )，三甘醇，己二醇，丙二醇，二丙二醇，二甘醇單甲醚，乙二醇單丁 醚，及其混合物。在本發(fā)明另外一種實(shí)施方案中，液體基油也可以用于制備該高堿性前體材料。 該基油可以是烴液體，其通常包括任何的烴稀釋劑。最通常的，該液體烴選自烴油，溶 劑油，非芳族烴和聚a烯烴(PA0)。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，合適的烴液體包括 SHELLSOL D70和D80，市售自Shell Chemical。在仍然的另外一種實(shí)施方案中，使用 單獨(dú)的或者與其他液烴組合的PA0作為合適的液體烴，用于制備該高堿性前體材料，因 為它們?cè)谒鼈兊木酆衔镏麈溕系拿扛粢粋€(gè)碳上具有柔性烷基支化的基團(tuán)。這些烷基(其 自身可以處于許多的構(gòu)型形狀中)使得該聚合物分子自身以有序的方式并行排列變得非 常困難。此外，許多PA0在較高溫度是相對(duì)穩(wěn)定的，并且典型的在較低溫度不具有結(jié)晶 或者凝固的傾向，這是因?yàn)樗鼈兡軌虮３譃橛蜖畹恼吵硪后w。在本發(fā)明的仍然另外一種實(shí)施方案中，該用于制備脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽 前體的儲(chǔ)存穩(wěn)定液體的方法包括在至少一種液體烴、醇和二醇醚存在下，將堿土金屬堿 和脂肪酸以金屬堿脂肪酸為大于11的當(dāng)量比進(jìn)行反應(yīng)。該混合物可以酸化和碳酸 化來在混合物中產(chǎn)生無定形的堿土金屬碳酸鹽。在碳酸化過程中，可以以受控的堿加入 速率加入分散體，來產(chǎn)生穩(wěn)定的無霧濁的液體反應(yīng)產(chǎn)物，其中該分散體含有處于相對(duì)量 的堿土金屬堿、液體烴和具有至少8個(gè)碳原子的醇。在該反應(yīng)過程中，從該反應(yīng)產(chǎn)物中 除水來產(chǎn)生存儲(chǔ)穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體高堿性堿土金屬鹽。通常，該整個(gè)過程可以在沒 有游離氧的情況下進(jìn)行，并且為此目的，可以使用氮?dú)夥?。在本說明書和權(quán)利要求整個(gè)中，用于堿土金屬鹽的術(shù)語“堿性的”或者“高堿 性”用來指的是如下金屬組合物其中包含于其中的總金屬與脂肪酸部分的比例大于中性金屬鹽的化學(xué)計(jì)量比。即，金屬的當(dāng)量值大于脂肪酸的當(dāng)量值。在某些情況中，在堿 性金屬鹽中的金屬過量程度是用“金屬比”來描述的。作為此處使用的，金屬比指的是 該油溶性組合物中的總堿土金屬與脂肪酸或者有機(jī)部分的當(dāng)量值的比例。堿性金屬鹽在 本領(lǐng)域中通常稱作“高堿性”或者“超堿性”，來表示過量的堿性成分的存在。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在碳酸化過程中重要的是以受控速率加入處于相對(duì)量的金屬堿、液體 烴和脂肪族醇的分散體，來產(chǎn)生穩(wěn)定的反應(yīng)產(chǎn)物。這里有許多的原因，所述原因據(jù)信導(dǎo) 致形成了穩(wěn)定的液體，所述液體然后可以過濾來除去雜質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物。已經(jīng)確定在碳 酸化過程中，通過連續(xù)加入堿的分散體或者漿體能夠獲得這樣的結(jié)果。據(jù)信該金屬堿漿 體防止了在期望的高堿性金屬鹽中形成不期望的碳酸鈣晶體或者副產(chǎn)物。這些不期望的 部分阻止了可過濾的穩(wěn)定產(chǎn)物的形成。因此，將金屬堿漿體以受控的速率加入，該速率 不超過形成期望的產(chǎn)物的反應(yīng)的速率。該反應(yīng)是如下來控制的通過連續(xù)或者增量地 加入金屬堿，來使得鈣離子能夠立即用于期望的反應(yīng)，而不是使得該金屬堿例如石灰反 應(yīng)和形成副產(chǎn)物。被碳酸鈣涂覆的過多的副產(chǎn)物或者石灰據(jù)信賦予了液體產(chǎn)物不可濾過 性。使用這種方法，對(duì)反應(yīng)過程中的pH進(jìn)行控制，以使得脂肪酸被中和，并且隨著連續(xù) 加入堿pH升高到大約7-10，來產(chǎn)生溶解的金屬離子，其在碳酸化過程中與(02反應(yīng)來產(chǎn) 生期望的產(chǎn)物。據(jù)信如果該反應(yīng)速率不受控和所述的堿沒有溶解，則固體堿或者與碳酸 鈣反應(yīng)或者被碳酸鈣涂覆來形成不期望的副產(chǎn)物。該反應(yīng)的不期望的副產(chǎn)物的形成使得 最終產(chǎn)物是不穩(wěn)定的和不能濾過的。如上所述，該方法的特征之一是這樣的步驟，即，在碳酸化過程中以受控的堿 加入速率來加入堿土金屬堿、多元醇、液體烴和具有至少8個(gè)碳原子的醇的分散體的步 驟，來產(chǎn)生該穩(wěn)定的易流動(dòng)的液體。已經(jīng)確定加入該堿在液體烴和脂肪族醇中的分散體 保護(hù)或者鈍化了該堿，由此能夠形成穩(wěn)定的易流動(dòng)的液體反應(yīng)產(chǎn)物。通過保護(hù)或者鈍化 該堿，碳酸化進(jìn)行來產(chǎn)生無定形堿土金屬碳酸鹽。出人意料的，該反應(yīng)進(jìn)行而無需在反 應(yīng)過程中除水，并且產(chǎn)生了儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體反應(yīng)產(chǎn)物。在該堿性鹽的制備中所用的堿土金屬堿的量是這樣一種量，其大于1當(dāng)量的所 述堿/當(dāng)量的脂肪酸或者有機(jī)部分，并且更通常的，將是這樣的量，其足以提供至少3當(dāng) 量的所述金屬堿/當(dāng)量的酸。更大的量可以用來形成更堿性的化合物，并且所包括的金 屬堿的量可以是任何高到這樣的量的量其對(duì)于提高產(chǎn)物中的金屬比例來說不再是有效 的。當(dāng)制備該混合物時(shí)，包括在該混合物中的脂肪酸和醇的量應(yīng)當(dāng)大于1 1，目的是提 供堿性產(chǎn)物。更通常的，該當(dāng)量比至少是3 1。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，烴油與醇(十二烷醇)的比例是大約2 1-大約 4 1。二醇醚可以以最終產(chǎn)物的大約1-15%來使用。將石灰漿體(其是在反應(yīng)中加入到油酸中的)配制成可泵送的混合物，其通常 的組成為大約40-50%的石灰、大約25-40%的烴油、大約10-25%的十二烷醇和大約 0-10%的丙二醇。制造可泵送漿體所需的丙二醇的量隨著漿體中石灰百分比的增加而增 加。該用于制備該儲(chǔ)存穩(wěn)定的易流動(dòng)的高堿性羧酸鈣前體的方法包括在液體烴、脂 肪族醇和二醇醚的存在下，將堿土金屬堿和羧酸以金屬堿羧酸的當(dāng)量比大于1 1反 應(yīng)來形成堿土金屬羧酸鹽混合物。在一種實(shí)施方案中，該羧酸是脂肪酸，該脂肪酸是油酸，該液體烴是SHELLSOL D8()，該醇是十二烷醇，和該二醇醚是丙二醇。將該混合物 通過碳酸化方法進(jìn)行酸化，來產(chǎn)生無定形的堿土金屬碳酸鹽例如碳酸鈣。碳酸化步驟包 括在不存在游離氧的情況下，將上述混合物用酸性氣體處理，直到使用酚酞測出可滴定 的堿度為止。通常，將該可滴定的堿度降低到堿值低于大約10。該混合和碳酸化步驟不 需要特別的操作條件，除了排除游離氧以外。本說明書和權(quán)利要求中所用的術(shù)語“酸性氣體”表示如下氣體，其在與水反應(yīng) 時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸。因此，這樣的氣體例如二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、二硫化碳、硫化 氫等等是在所公開的高堿性金屬羧酸鹽制備中有用的酸性氣體的示例性例子。當(dāng)使用二 氧化碳時(shí)形成了堿土金屬碳酸鹽。當(dāng)使用含硫氣體時(shí)，形成了硫酸鹽、硫化物和亞硫酸
Τττ . ο在碳酸化過程中，堿土金屬堿、多元醇、液體烴和醇可以以受控的堿加入速率 以相對(duì)量加入。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，可以將干的堿土金屬堿、多元醇、液體烴 和醇制成漿體，來便于碳酸化過程中的混合。從反應(yīng)產(chǎn)物中除水來產(chǎn)生脂肪酸的堿土金 屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體。通常，該過程是在缺乏游離氧的情況下進(jìn)行，并且 為此目的，使用了氮?dú)夥?。在該碳酸化過程中，可以將所述混合物加熱到這樣的溫度，該溫度足以驅(qū)散出 包含在該混合物中的一些水或者在堿和羧酸反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的水可以在高堿性反應(yīng)過 程中保留。用二氧化碳處理該混合物優(yōu)選是在升高的溫度下進(jìn)行的，并且用于該步驟的 溫度范圍可以是高于環(huán)境溫度的處于大約75°C (大約165° F)-大約200°C (大約390° F) 范圍內(nèi)的任何溫度?？梢允褂酶叩臏囟壤?50°C (大約480° F)，但是在使用這樣的 更高的溫度時(shí)不存在明顯的優(yōu)勢。通常大約80°C (大約175° F)_150°C (大約300° F) 的溫度是令人滿意的。該方法的其他特征包括以至少大約300ml/10分鐘的產(chǎn)物過濾速度過濾所述反應(yīng) 的產(chǎn)物來產(chǎn)生儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體前體。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的產(chǎn)物可以過 濾來除去不想要的副產(chǎn)物和提高該高堿性液體的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。例如，在大約25-30英寸 Hg的真空下，使用帶有Whatman No.l過濾器和硅藻土過濾助劑的Buchner漏斗時(shí)，該產(chǎn) 物是以令人滿意的速率過濾的。因此，過濾除去了不期望的雜質(zhì)，包括二氧化硅、氧化 鐵和其他金屬物質(zhì)、未反應(yīng)的氫氧化鈣、碳酸鈣、和其他氧化物(其可能導(dǎo)致失去穩(wěn)定 性)。在本發(fā)明的另一方面，該脂肪酸的液體高堿性堿土鹽前體據(jù)信是熱力學(xué)穩(wěn)定的 微乳液。該微乳液具有膠束和連續(xù)相。該膠束是由脂肪酸的堿土金屬碳酸鹽和堿土金屬 羧酸鹽組成的。微乳液的連續(xù)相是由液體烴和醇組成的。在本發(fā)明的仍然另外一種實(shí)施方案中，在從該堿土金屬堿，脂肪酸，多元醇， 液體烴和醇的前體中除水之后，將該前體在至多大約165°C (大約330° F)的溫度蒸餾或 者真空汽提來除去反應(yīng)產(chǎn)物的揮發(fā)性成分。在蒸餾術(shù)語中，“汽提”指的是從不太揮發(fā) 性物質(zhì)中除去揮發(fā)性成分。該真空汽提進(jìn)行到直至最終的產(chǎn)物所測量的堿土金屬含量是 至少大約14.5%且非揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少大約95%。在本發(fā)明的仍然另外一種實(shí)施方案中，該前體的真空汽提產(chǎn)生了出人意料的結(jié) 果。具體的，以前據(jù)信為了保持脂肪酸的液體高堿性堿土鹽微乳液的穩(wěn)定性，連續(xù)相
8的液體烴和醇成分都是最終的反應(yīng)產(chǎn)物中所必需的。但是，出人意料的觀察到通過將該 前體進(jìn)行真空汽提，不僅最終的產(chǎn)物保持了它的儲(chǔ)存穩(wěn)定的和易流動(dòng)的液體性能，而且 還確定了該最終產(chǎn)物的最終非揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少95%，并且閃點(diǎn)大于93°C (大約 200° F)。在加入漿體和用二氧化碳碳酸化之后和真空汽提之后，用于高堿性油酸鈣的反 應(yīng)混合物具有下面的組成范圍油酸鈣大約15-40重量％碳酸鈣大約9-35重量％烴油大約25-35重量％十二烷醇(助表面活性劑)小于大約5重量％丙二醇小于大約1重量％用鎂、鍶或者鋇代替高堿性鹽中的鈣是在金屬氫氧化物的等價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 基于真空汽提之前的最終反應(yīng)混合物，可以使用了下面的量Ca(OH)2(石灰)大約 15-35 重量％Mg(OH)2 大約 12-24 重量 ％Sr(OH)2 大約 25-50 重量 ％Ba(OH)2 大約 35-50 重量 ％下面的實(shí)施例說明了根據(jù)本發(fā)明方法的高堿性鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的無霧濁的液體的 制備，但是這些實(shí)施例不被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。除非在下面的實(shí)施例和說明書 和權(quán)利要求的其他地方中另有指示，否則全部的份數(shù)和百分比是重量單位的，全部的溫 度是華氏度的。實(shí)施例高堿性油酸鈣前體I的形成實(shí)施例115%高堿性油酸鈣/碳酸鈣是根據(jù)這個(gè)實(shí)施例來制備的。將大約274.3g的油 酸、大約270.0g的D-80、大約140.3g的十二烷醇、大約50.0g的丙二醇和大約25.0g的 水的混合物在攪拌和氮?dú)夥障录訜岬酱蠹s88°C (大約190° F)。向該攪拌的混合物中在 大約50分鐘內(nèi)連續(xù)加入分散體，來在該混合物中產(chǎn)生油酸鈣溶液，所述分散體包含大約 140.4g的D-80、大約85.0g的十二烷醇、大約25.0g的丙二醇和大約276.7g的石灰。在 該反應(yīng)的這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，用酚酞測試該混合物為堿性(大約10-12pH)。然后，向該攪拌過 的混合物中連續(xù)加入，在大約3小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，將該混合物用二氧化碳在1.5 SCFH在大 約93°C (大約200° F)處理。檢查該反應(yīng)的堿度來在反應(yīng)過程中保持堿度。當(dāng)該反應(yīng) 混合物經(jīng)測試接近于相對(duì)酚酞的中性時(shí)，停止加入二氧化碳。然后將該反應(yīng)混合物加熱 到大約149°C (大約300° F)。并且經(jīng)由Dean-Stark阱除去總共85.2g的水。攪拌所形 成的產(chǎn)物混合物，并且加入24.00g的過濾助劑(硅藻土)。將該產(chǎn)物混合物如上面的說 明書所述以500ml/10分鐘速率抽濾，這產(chǎn)生了高堿性油酸鈣/碳酸鈣的儲(chǔ)存穩(wěn)定的易流 動(dòng)的液體濾出液，其在冷卻到室溫時(shí)保持了儲(chǔ)存穩(wěn)定。高堿性油酸鈣前體I的真空汽提實(shí)施例2
在250ml的三頸圓底燒瓶中裝入實(shí)施例1中所獲得的前體。然后在該三頸圓底 燒瓶上安裝氮?dú)馊肟趤韺⒒旌衔飮娙朐摕康囊粋€(gè)頸中，將溫度探針安裝到該燒瓶的另 外一個(gè)頸中和將真空管線安裝到該燒瓶的另外一個(gè)頸中。真空過濾是在大約149°C (大約 300° F)到大約163°C (大約325° F)的溫度進(jìn)行的，并且以6立方英尺/小時(shí)(SCFH) 的速率供給氮?dú)狻Ｊ占丝偣泊蠹s678.6g的蒸餾物，產(chǎn)生了大約84.2%的非揮發(fā)性物質(zhì) 含量，并且分析該濾出液包含了大約14.8重量％的鈣。在向該混合物中加入大約50.0g的 e.OcStPAO之后，如上所述進(jìn)行進(jìn)一步的真空過濾。在過濾另外3小時(shí)之后，測定該混合 物的非揮發(fā)性物質(zhì)含量是大約99.4%，并且分析濾出液包含了大約15.7重量％的鈣。最 終的產(chǎn)物具有下面的物理性能閃點(diǎn)->200°C (大約 392° F)比重-大約1.162重量每加侖-9.68體積％揮發(fā)性物質(zhì)_ < 1重量％揮發(fā)性物質(zhì)_ < 1如圖1所示，提供了真空汽提的最終產(chǎn)物的熱重分析(TGA)圖。該分析是使用 Seiko 5200TG/DTA來進(jìn)行的。樣品是以10°C /min的速率從大約30°C (大約86° F)-大 約550°C (大約1022° F)來評(píng)價(jià)的。最終產(chǎn)物的溫度記錄圖(TG% )顯示了作為溫度 函數(shù)的該最終產(chǎn)物分解。重量損失曲線(其是通過最終產(chǎn)物的TG%曲線上的拐點(diǎn)來表示 的)確定為在 298.2°C (大約 568° F)是 86.3%，在 436.9°C (大約 819° F)是 56.99%和 在496.0°C (大約925° F)是38.6%。該拐點(diǎn)代表了曲線上的一點(diǎn)或者溫度，在該點(diǎn)或 者該溫度時(shí)，在最終產(chǎn)物的不同成分的分解過程中，圖形的曲率發(fā)生變化，所述成分包 括不同形式的碳酸鈣，包括方解石，球霰石和/或文石(如果存在)。該拐點(diǎn)是用一次導(dǎo) 數(shù)曲線(DTG% /min)來表示的。這些結(jié)果表明當(dāng)在200°C (大約392° F)測量時(shí)，脂 肪酸的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的高堿性堿土鹽的真空汽提的最終產(chǎn)物的非揮發(fā)性物質(zhì)含量 大于95%。高堿性油酸鈣前體II的形成實(shí)施例315%高堿性油酸鈣/碳酸鈣是根據(jù)這個(gè)實(shí)施例來制備的。將大約274.3g的油 酸、大約270.0g的D-80、大約140.3g的十二烷醇、大約50.0g的丙二醇、大約lOO.Og 的6.0cSt PAO和大約25.0g的水的混合物在攪拌和氮?dú)夥障录訜岬酱蠹s88 °C (大約 190° F)。向該攪拌的混合物中在大約50分鐘內(nèi)連續(xù)加入分散體，來在該混合物中產(chǎn)生 油酸鈣溶液，所述分散體包含大約140.4g的D-80、大約85.0g的十二烷醇、大約25.0g 的丙二醇、大約50.0g的6.0cStPAO和大約277.0g的石灰。在該反應(yīng)的這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，用 酚酞測試該混合物為堿性(大約10-12pH)。然后，向該攪拌過的混合物中連續(xù)加入，在 大約3小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，將該混合物用二氧化碳在1.5SCFH在大約93°C (大約200° F)處 理。檢查該反應(yīng)的堿度來在反應(yīng)過程中保持堿度。當(dāng)該反應(yīng)混合物經(jīng)測試相對(duì)于酚酞接 近中性時(shí)，停止加入二氧化碳。然后將該反應(yīng)混合物加熱到大約149°C (大約300° F)， 并且經(jīng)由Dean-Stark阱除去總共大約llO.Og的水。攪拌所形成的產(chǎn)物混合物，并且加入 26.00g的過濾助劑(硅藻土)。將該產(chǎn)物混合物如上面的說明書所述以大約IOOOrnl/大約5.5分鐘和大約1225ml/大約7分鐘速率抽濾，這產(chǎn)生了高堿性油酸鈣/碳酸鈣的儲(chǔ)存 穩(wěn)定的易流動(dòng)的液體濾出液，其在冷卻到室溫時(shí)保持了儲(chǔ)存穩(wěn)定。高堿性油酸鈣前體II的真空汽提實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例3的程序，并且將來自兩種程序的濾出液(其產(chǎn)生了總共大約2032g 的產(chǎn)物)進(jìn)行合并，準(zhǔn)備進(jìn)行真空汽提。在三頸圓底燒瓶中裝入根據(jù)實(shí)施例3的兩個(gè)制 備所獲得的前體材料。然后在該三頸圓底燒瓶上安裝氮?dú)馊肟趤韺⒒旌衔飮娙朐摕康?一個(gè)頸中，將溫度探針安裝到該燒瓶的另外一個(gè)頸中和將真空管線安裝到該燒瓶的另外 一個(gè)頸中。真空過濾是在大約149°C (大約300° F)到大約163°C (大約325° F)的溫 度進(jìn)行的，并且以6立方英尺/小時(shí)(SCFH)的速率供給氮?dú)?。在該樣品進(jìn)入真空汽提 大約7.5小時(shí)之后，測量非揮發(fā)性物質(zhì)含量是大約95.3%，分析濾出液含有大約15.7重 量％的鈣。在向該混合物中加入大約25.0g的6.0cSt聚α烯烴(PAO)之后，如上所述進(jìn) 行進(jìn)一步的真空過濾。在過濾另外4小時(shí)之后，測定該混合物的非揮發(fā)性物質(zhì)含量是大 約98.2%，并且分析濾出液包含了大約15.7重量％的鈣。向該混合物中加入另外量的大 約45.0g的6.0cSt PAO,目的是將所測量的最終鈣含量調(diào)整為大約15.3重量％的鈣。該 最終產(chǎn)物具有下面的物理性能閃點(diǎn)->200°C (大約 392° F)比重-大約1.144重量每加侖-9.53體積％揮發(fā)性物質(zhì)-< 1重量％揮發(fā)性物質(zhì)_ < 1基于前述公開的內(nèi)容，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)很清楚的是此處所述的脂肪酸堿土金屬鹽的高 堿性儲(chǔ)存穩(wěn)定的，易流動(dòng)的液體和制備該液體的方法將實(shí)現(xiàn)上文中提出的目標(biāo)。因此， 應(yīng)當(dāng)理解的是任何的變化顯然將落入所請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明的范圍內(nèi)，并且因此能夠確定具 體部件元素的選擇，而不脫離此處公開和描述的本發(fā)明的主旨。
1權(quán)利要求
1.脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體，該液體包含 至少一種烴液體；多元醇；醇，其中該醇具有至少8個(gè)碳原子；和脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽，其中該堿土金屬鹽的堿土金屬含量是至少大約14.5% 并且非揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少大約95%。
2.權(quán)利要求1的液體，其中該脂肪酸是C12-C22脂肪酸。
3.權(quán)利要求2的液體，其中該脂肪酸是油酸。
4.權(quán)利要求1的液體，其中該高堿性堿土金屬鹽的堿土金屬選自鈣、鋇、鎂和鍶。
5.權(quán)利要求1的液體，其中該高堿性堿土金屬鹽是油酸鈣。
6.權(quán)利要求1的液體，其中該醇是至少14個(gè)碳原子的脂肪族醇。
7.權(quán)利要求1的液體，其中該多元醇是選自由如下組成的組的二醇或者二醇醚二甘醇單丁醚、丙二醇、己二醇、三甘醇、二丙二醇、二甘醇單甲醚、乙二醇單丁醚及其 混合物。
8.用于制備脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體的方法，該方 法包含步驟(a)制備前體混合物，該混合物包含羧酸，其中該羧酸是脂肪酸；至少一種烴液體； 多元醇；和醇，其中該醇具有至少8個(gè)碳原子；(b)用初始量的堿土金屬堿中和該羧酸，來形成堿土金屬羧酸鹽前體混合物；(c)加熱該堿土金屬羧酸鹽前體混合物；(d)將另外量的堿土金屬堿加入到該堿土金屬羧酸鹽前體混合物中；(e)將該前體混合物碳酸化到中性；(f)過濾該前體混合物；和(g)蒸餾該前體混合物，直到達(dá)到堿土金屬含量為至少大約14.5%且非揮發(fā)性物質(zhì)含 量為至少大約95%。
9.權(quán)利要求8的方法，其中該脂肪酸是C12-C22脂肪酸。
10.權(quán)利要求9的方法，其中該脂肪酸是油酸。
11.權(quán)利要求8的方法，其中該堿土金屬選自鈣、鋇、鎂和鍶。
12.權(quán)利要求8的方法，其中該堿土金屬羧酸鹽前體混合物包括油酸鈣和碳酸鈣。
13.權(quán)利要求8的方法，其中該醇是至少12個(gè)碳原子的脂肪族醇。
14.權(quán)利要求8的方法，其中該多元醇是選自由如下組成的組的二醇或者二醇醚二 甘醇單丁醚、丙二醇、己二醇、三甘醇、二丙二醇、二甘醇單甲醚、乙二醇單丁醚及其 混合物。
15.權(quán)利要求8的方法，其中該前體混合物是用真空汽提來蒸餾的。
16.脂肪酸的高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體，該液體包含 至少一種烴液體；丙二醇； 十二烷醇；和高堿性油酸鈣，其中該高堿性油酸鈣的堿土金屬含量是至少大約14.5%且非揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少大約95%。
17.權(quán)利要求16的液體，其中該至少一種液體烴液體選自由烴油、溶劑油、非芳族烴 和聚α烯烴(PAO)組成的組。
18.權(quán)利要求16的液體，其中該高堿性油酸鈣的堿土金屬含量是至少大約15.0重量％ 的鈣。
19.權(quán)利要求16的液體，其中該液體的非揮發(fā)性物質(zhì)含量是至少大約97%。
20.權(quán)利要求16的液體，其中該液體包括選自下面形式的碳酸鈣方解石、球霰石 和文石。
全文摘要
高堿性堿土金屬鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定的、易流動(dòng)的液體是在烴液體、多元醇和醇存在下，通過將堿土金屬堿與羧酸反應(yīng)來制備的。所形成的高堿性堿土金屬鹽的堿土金屬含量至少為大約14.5％，并且非揮發(fā)性物質(zhì)含量至少是大約95％。
文檔編號(hào)C07F3/04GK102015729SQ200880128754
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者H·W·吉布斯, M·A·阿姆斯勒, R·張 申請(qǐng)人:Omg美國公司