專利名稱：官能液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景1.本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及含有從烷基萘磺酸衍生的所選擇化合物的官能液組合物。具體而言，本發(fā)明涉及含有從單-、二-和/或多-烷基取代的萘磺酸衍生的所選擇鹽和酯的官能液組合物。這些磺酸衍生物賦予官能液以腐蝕抑制、防銹、摩擦改善、氧化抑制和抗磨損的性質(zhì)。
2.現(xiàn)有技術(shù)的簡要描述烷基化的苯磺酸和萘磺酸組合物的各種衍生物已經(jīng)用作各種官能液(包括潤滑劑和液壓流體(hydraulic fluid))的防腐劑、防銹劑和磨損控制劑。此類衍生物包括從烷基化苯磺酸和萘磺酸衍生的中性金屬鹽、堿性金屬鹽和胺鹽。
這些衍生物通過首先用合適的烷基化劑在催化劑存在下將苯、萘或烷基萘加以烷基化來制備。最通常的烷化方法是使用烷基鹵、醇或烯烴的Friedel-Crafts方法。苯和萘用烷基鹵、醇類或烯烴烷基化生產(chǎn)相應(yīng)的烷基化產(chǎn)品的Friedel-Crafts方法已經(jīng)在文獻(xiàn)中廣泛地描述，并且由例如C.C.Price在《有機(jī)反應(yīng)》(Organic Reactions)，第3卷，第1章，第1-82頁，John Wiley & Sons，Inc.，1946中進(jìn)行了評述。該烷基化反應(yīng)由材料如氯化鋁、五氯化銻、氯化鐵、氯化錫、氯化鋅、氟化氫、硫酸和磷酸催化，必須小心地控制以達(dá)到所需的烷基化程度和控制多烷基化和重排產(chǎn)物的形成(C.C.Price，同上)。烷基的重排能夠在Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)過程中進(jìn)行，因此，即使當(dāng)起始的烷基化劑是線性的時，仍然獲得了線性和支化烷基取代的芳族化合物的混合物。烷基在芳族環(huán)上的取代位置取決于該烷基化劑、反應(yīng)條件和所用催化劑的類型。
使苯或萘或烷基萘發(fā)生烷基化生產(chǎn)被線性烷基取代的組合物的另一已知方法是兩步驟合成，它包括(1)苯或萘用酰鹵如RCOCl(其中R是線性烷基)的Friedel-Crafts?；?，形成?；a(chǎn)物，隨后(2)進(jìn)行羰基的Clemmenson還原或Wolff-Kirshner還原。這些反應(yīng)是文獻(xiàn)中為大家所熟知的并在一些教科書中進(jìn)行了討論，如R.T.Morrison和R.N.Boyd的名為《有機(jī)化學(xué)》(Organic Chemistry)，第三版，第12、19和30章，Allynand Bacon，Inc.，1973。
制備多烷基萘的優(yōu)選工業(yè)方法是萘與丙烯或丁烯三聚物或四聚物在催化劑存在下的烷基化。這一反應(yīng)詳細(xì)描述在美國專利No2,764,548(King和Thielcke)中。所獲得的烷基萘具有高度支化的聚丙烯或聚丁烯鏈(C9，C12或C16長度)。
美國專利5,401,896和6,071,864教導(dǎo)了萘和烷基萘與烷基化劑在沸石存在下的烷基化。這些專利沒有教導(dǎo)或建議從所獲得的烷基萘制備磺酸或它們的衍生物。
對于含有烷基化萘磺酸衍生物的已知商業(yè)官能液，烷基鏈?zhǔn)菑谋┗蚨∠┤畚锘蛩木畚镅苌?。盡管現(xiàn)有的官能液適合于各種應(yīng)用，但是現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，如果在這些衍生物中的每一個烷基鏈基本上是線性的且在長度上有至少10個碳原子(C10)，則在腐蝕抑制、反乳化性和濕濾過性上有顯著改進(jìn)。通常用于分析濕濾過性的兩個試驗(yàn)是濕AFNOR過濾試驗(yàn)和濕Pall試驗(yàn)。濕試驗(yàn)與干試驗(yàn)的區(qū)別在于濕試驗(yàn)含有推薦量的水。因此，本發(fā)明是以這些發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的。
(iv)所述單-、二-和多-烷基化萘磺酸的酯類；其中該單-、二-和多-烷基化萘磺酸由通式(I)表示 其中R1，R2，R3和R4各自選自氫或具有約10-約14個碳原子的基本上線性烴基；和其中l(wèi)，m，n和p是0-4的整數(shù)且l+m+n+p之和是至少1；和其中當(dāng)l，m，n或p是0時，R1，R2，R3或R4是氫。
本發(fā)明的另一方面涉及無分散劑和含有(a)至少一種液壓流體基礎(chǔ)組分；和(b)如以上所定義的添加劑預(yù)配料的一種液壓流體。
本發(fā)明的優(yōu)選方面涉及包括以下組分的混合物的官能液組合物(a)至少一種官能液基礎(chǔ)組分；和(b)添加劑預(yù)配料，它包括如以上所定義的單-、二-或多-烷基化萘磺酸的至少一種中性或堿性鈣鹽，優(yōu)選以有效防銹的量。
這些特殊的烷基萘磺酸衍生的組合物在本發(fā)明的官能液配制劑中的引入與上述的工業(yè)上已知的官能液相比提供了幾個優(yōu)點(diǎn)。具體地說，本發(fā)明的官能液具有優(yōu)異的防銹和腐蝕抑制性質(zhì)和改進(jìn)的反乳化性，同時保持了上述官能液的優(yōu)良水解穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和抗磨損性能。另外，這些添加劑賦予某些類型的官能液以氧化抑制、摩擦改善和抗磨損的性質(zhì)。具體對于液壓流體而言，本發(fā)明的磺酸衍生物的優(yōu)點(diǎn)在于提供了良好的反乳化性、防銹性能和濕濾過性能的組合，這可由AFNOR和Pall試驗(yàn)進(jìn)行分析。通過這些試驗(yàn)的這一組合是相應(yīng)的支鏈型烷基芳基磺酸衍生物以及線性鏈型烷基苯磺酸衍生物的共同問題。商品液壓流體的許多供應(yīng)商將分散劑加入到液壓流體配制劑以克服濕過濾問題。參見美國專利5,767,045，它提供了使用這一類型的策略的實(shí)施例。本發(fā)明具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，即對于某些液壓流體配制劑，不需要使用附加的分散劑來獲得良好的濕AFNOR性能。本發(fā)明的詳細(xì)說明在整個說明書和權(quán)利要求書中，所有的份數(shù)和百分比是按重量計，溫度是攝氏溫度，和壓力是在大氣壓下或接近大氣壓，除非另外清楚地指明。
正如在這一說明書中和在所附權(quán)利要求書中使用的，術(shù)語“烴基”和“亞烴基”表示具有直接連接于該分子的萘環(huán)或胺和酯部分上的碳原子和具有在本發(fā)明的范圍內(nèi)的烴或主要烴性質(zhì)的一種基團(tuán)。此類基團(tuán)包括下列基團(tuán)(1)烴基團(tuán)；即，脂族(例如，烷基或鏈烯基)、脂環(huán)族(例如，環(huán)烷基或環(huán)烯基)等，以及環(huán)狀基團(tuán)，其中該環(huán)是通過該分子的另一部分來完成(即，任何兩個指定的取代基可以形成環(huán))。此類基團(tuán)是現(xiàn)有技術(shù)中的那些技術(shù)人員所已知的。例子包括甲基，乙基，辛基，癸基，十八烷基，環(huán)己基，等等。
(2)取代的烴基團(tuán)；即，含有非烴取代基的基團(tuán)，該取代基在本發(fā)明的范圍內(nèi)不改變該基團(tuán)的主要烴性質(zhì)。所屬技術(shù)領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員知道合適的取代基。例子包括鹵素，羥基，烷氧基，等等。
(3)側(cè)基，即，諸如烷氧基、羧基和羥烷基之類的基團(tuán)。
(4)雜化基團(tuán)，即，在本發(fā)明的范圍內(nèi)保持主要烴性質(zhì)的同時，在由碳原子組成的鏈或環(huán)中含有非碳原子的基團(tuán)。合適的雜原子對于所屬技術(shù)領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員是清楚的，并包括例如氮和氧。合適的雜化基團(tuán)包括，例如，氨基，烷氧基和羧基。
通常，對于烴基中的每10個碳原子，存在不多于約3個取代基或雜原子，優(yōu)選不多于一個。
“烷基”，“亞烷基”等之類的術(shù)語具有與以上對于烴基和亞烴基的定義類似的意義。
術(shù)語“基于烴的”也具有同樣的意義并在涉及到具有直接連接于極性基團(tuán)上的碳原子的分子基團(tuán)時能夠與術(shù)語烴基互換使用。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“無分散劑”被限定為指沒有將其它化合物加入到本發(fā)明的官能液中，該化合物的主要功能是將通常為油不溶性的材料分散在潤滑劑中。此類材料是現(xiàn)有技術(shù)中的那些技術(shù)人員所已知的。
當(dāng)在本說明書和權(quán)利要求書中涉及到烷基化萘磺酸化合物時術(shù)語“多”被限定為指三個或四個烴基連接于萘環(huán)。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“官能液”包括任何和所有的官能液組合物，它們(1)一般是所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的；和(2)含有包括以上指出的單-、二-或多-烷基化萘磺酸的至少一種衍生物的添加劑預(yù)配料。合適的官能液應(yīng)用包括潤滑脂，潤滑油，液壓流體，金屬加工液和傳熱流體。
本發(fā)明涉及的優(yōu)選的官能液包括液壓流體。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“液壓流體”包括任何和所有的組合物，它們(1)一般是所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的；和(2)含有包括以上指出的單-、二-或多-烷基化萘磺酸的至少一種衍生物的添加劑預(yù)配料。這些優(yōu)選的液壓流體組合物可用于任何系統(tǒng)，其中在第一個位置上機(jī)械動力經(jīng)過轉(zhuǎn)化產(chǎn)生壓力，然后在第二位置上壓力轉(zhuǎn)化成第二機(jī)械動力。因此本發(fā)明有用處的所要考慮的液壓系統(tǒng)包括液壓制動系統(tǒng)，液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，液壓傳動，液壓千斤頂和水力起重機(jī)。包括在這些當(dāng)中的是在重型設(shè)備和運(yùn)輸車輛(包括公路和施工設(shè)備)，鐵路，飛機(jī)和水運(yùn)交通工具中使用的液壓系統(tǒng)。也包括在內(nèi)的是特殊的或常規(guī)的需要流體的系統(tǒng)，如高壓或溫度梯度系統(tǒng)，包括在極地環(huán)境中使用的那些以及在宇航飛行器等中見到的那些。
本發(fā)明的官能液具有兩個關(guān)鍵組分。第一個組分是基礎(chǔ)流體[以上指定的組分(a)]。該基礎(chǔ)流體組分可以是石油、合成或生物來源的。從石油派生的基礎(chǔ)流體(有時候稱作礦物油)是最常用于開發(fā)官能液的基礎(chǔ)流體。合成的基本原料-所使用的第二最大原料組-通常是從石油派生的有機(jī)化學(xué)品制得。這些合成的基本原料通常用于其中石油派生的基礎(chǔ)流體不能使用的那些特殊要求的應(yīng)用中。半合成的基礎(chǔ)流體是從合成的基本原料和礦物油摻混得到的基本原料。此類基本原料被利用來從合成原料的優(yōu)異操作性能上受益，但以較低的成本實(shí)現(xiàn)。生物來源的基本原料包括植物油和動物脂肪。這些常常用來配制與環(huán)境相容的官能液。本發(fā)明可用于使用這些類型的基本原料中的任何一種的官能液中。也就是說，本發(fā)明可用于全部類別的基本原料，后者由American Petroleum Institute′s(API)Base OilClassification System，即“API第I至V組油”所定義。
除該基礎(chǔ)流體之外，官能液總是含有添加劑。添加劑通過增強(qiáng)在基礎(chǔ)流體中早已存在的所需性質(zhì)或通過為基礎(chǔ)流體增加新的性能來改進(jìn)官能液的性能。常用的添加劑包括分散劑，洗滌劑，摩擦改善劑，抗磨劑，耐特壓試劑，氧化抑制劑，防銹和防腐劑，乳化劑，反乳化劑，傾點(diǎn)下降劑，泡沫抑制劑和粘度調(diào)節(jié)劑。
對于本發(fā)明，至少一種所選擇的鹽或酯衍生物存在于作為防銹劑，腐蝕抑制劑，氧化抑制劑，摩擦改善劑或抗磨劑的添加劑預(yù)配料中，這取決于它的結(jié)構(gòu)。更具體地說，這些所選擇的鹽或酯衍生物衍生物是以上指定的單-、二-或多-烷基化萘磺酸的衍生物中的一種或多種[組分(b)(i)到組分(b)(iv)]。這些衍生物是從單-、二-或多-烷基化萘制得，即后者轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的磺酸，然后轉(zhuǎn)變成所需衍生物。對于本發(fā)明的使用，其它種類的添加劑可以存在或不存在于這一添加劑預(yù)配料中。
該烷基化萘磺酸衍生物能夠具有1-4個連接于萘環(huán)上的烴基，其中在1-4個烴基中碳的總數(shù)是至少10個碳原子和優(yōu)選10到56個。這些衍生物的萘前體是通過形成“基本上線性的”烴基鏈的方法制備。合適的方法包括萘用C10-C14α-烯烴、C10-C14伯醇或C10-C14伯烷基鹵(即它們在線性鏈的尾端含有雙鍵、羥基或鹵素基團(tuán))的烷基化。這些烷基化劑的C10、C12和C14同系物的混合物也能夠使用。這些烷基化反應(yīng)是所屬技術(shù)領(lǐng)域中那些技術(shù)人員所已知的和一般在催化劑存在下進(jìn)行。合適的催化劑包括在現(xiàn)有技術(shù)中已知的路易斯酸或超酸催化劑中的任何一種。合適的路易斯酸包括氯化鋁，三氟化硼，三氯化鐵，四氯化錫，二氯化鋅和五氟化銻。酸性粘土，硅石或礬土也是合適的。例如參見美國專利4,604,491和4,714,794。合適的超酸催化劑包括三氟甲烷磺酸，氫氟酸或三氟甲基苯磺酸。其它合適的催化劑包括酸性沸石催化劑，如沸石β，沸石Y，ZSM-5，ZSM-35和USY。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，優(yōu)選的是使用氯化鋁作為催化劑，用α-烯烴將萘加以烷基化。使用助催化劑如硝基甲烷，硝基苯或低分子量醇促進(jìn)該反應(yīng)也是合適的。參見例如美國專利2,764,548(King等人)。在另一個實(shí)施方案中，優(yōu)選的是使用三氟甲烷磺酸作為催化劑，用α-烯烴將萘加以烷基化。重要的是需要指出，所形成的烷基萘組合物可含有變化量的二聚物-，三聚物-，或四聚物-烷基化的萘，它們在烷基化之前由烯烴的聚合產(chǎn)生。
在再一實(shí)施方案中，萘以外的化合物可以烷基化而提供合適的烷基化萘。具體而言，長鏈烷基，例如大約C10到大約C14，在短鏈烷基化的萘(例如甲基-萘，乙基萘，丙基萘，丁基萘)上的加成是合適的。
最優(yōu)選本發(fā)明衍生物(b)(i)至(b)(iv)的底物可通過在作為催化劑的氯化鋁存在下由萘與α-烯烴反應(yīng)來制備。α-烯烴與萘比率可以是在1-4mol的α-烯烴/1mol的萘之間。
本發(fā)明的關(guān)鍵特征是在萘環(huán)上的烴基鏈全部是“基本上線性的”。這意味著支化最大程度地減少或不存在而且烴基鏈主要呈線性。從C3或C4三聚物或四聚物制得的烴基鏈明確地從“基本上線性的”這一定義中排除。該優(yōu)選的基本上線性的烴基鏈各自具有主要10到28個碳原子的鏈長和更優(yōu)選具有主要12或24個碳原子的鏈長(即C12單體或二聚物)。本發(fā)明是含有各種比例的C10-14單烷基-、C10-14二烷基-、C10-14多烷基-萘衍生物的一種組合物。
所形成的烷基萘前體能夠通過所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的方法加以磺化?；腔湫偷赝ㄟ^烷基化的萘與磺化劑如發(fā)煙硫酸，三氧化硫或氯磺酸反應(yīng)來進(jìn)行?；腔僮鞒绦虻睦右娪贘erry March，《高等有機(jī)化學(xué)，反應(yīng)，機(jī)理和結(jié)構(gòu)》(Advanced Organic Chemistry，Reactions，Mechanisms andStructure)，第四版，John Wiley and Sons，p.528，1992。典型地，大約1mol的三氧化硫優(yōu)選加入到每mol的在烴熔劑中的烷基萘組合物中。用于這一反應(yīng)的烷基萘組合物的分子量是在烷基化產(chǎn)物中存在的全部烷基萘組分的平均分子量。一旦該磺化反應(yīng)已結(jié)束，除去硫酸和用水洗滌烴層以除去水溶性的副產(chǎn)品。
下面列舉的四類衍生物能夠使用眾所周知的操作程序從單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸制備。
單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸的優(yōu)選的中性鹽由通式(II)表示 其中R1，R2，R3，R4，l，m，n和p與以上定義相同；M是選自堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬中的金屬；和x是金屬M(fèi)的價態(tài)。當(dāng)l，m，n或p是0時，則氫是作為各R基團(tuán)的環(huán)結(jié)構(gòu)上的取代基。
如果M是堿金屬，優(yōu)選的是使用鋰，鈉，鉀，或它們的混合物。如果M是堿土金屬，優(yōu)選的是使用鎂，鈣，鍶，鋇，或它們的混合物。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“過渡金屬或元素”被定義為具有部分填充的d或f軌道的在元素周期表中的金屬。過渡元素在ModernPeriodic Table of Elements(現(xiàn)代元素周期表)的長格式的中間列出。取決于周期表的供應(yīng)者，過渡元素作為IIIa族至VIIa族，Ib族，和IIb族元素，或3族至12族元素，或兩者被列出。在《高等無機(jī)化學(xué)》(Advanced InorganicChemistry，F(xiàn).A.Cotton，第三版，John Wiley Publishers(1972))中的版本使用羅馬數(shù)字代號，而Learning Laboratories版本(1996版權(quán))使用阿拉伯?dāng)?shù)字代號來列出這些元素。優(yōu)選的過渡金屬是鋅，銅，鈰，鉬，或它們的混合物。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“IVb族金屬”被定義為在它們的價電子層中含有4個電子的元素。再次，取決于周期表的日期，它們被稱作IVb族元素或14族元素，如前面段落中所述。屬于這一族的優(yōu)選金屬是錫，鉛，或它們的混合物。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“Vb族金屬”是指在它們的價電子層中含有5個電子的元素。與以上所述相同，取決于周期表的日期，它們是Vb族元素或15族元素，如前面段落中所述。屬于這一族的優(yōu)選金屬是鉍，銻，或它們的混合物。為了避免了混亂，羅馬數(shù)字的族代號將在這一專利文獻(xiàn)的剩余部分中使用。
除了這些種類的單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸的中性鹽外，在有些情況下希望使用這些種類中的金屬的混合物。例如，希望在一些官能液中使用混合的金屬磺酸鹽。即，從烷基萘磺酸與鈣和鋅堿(bases)的混合物反應(yīng)衍生的鹽。
以上指出的優(yōu)選中性鹽是通過單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸前體與能夠形成中性鹽的金屬化合物反應(yīng)來制備。許多金屬堿在本領(lǐng)域中已知適合于這一目的并包括金屬氧化物，氫氧化物和碳酸鹽。該磺酸與化學(xué)計算量的堿反應(yīng)形成中性鹽，在潤滑劑添加劑工業(yè)中也已知為皂，或與過量的堿反應(yīng)形成堿性鹽或高堿性的物質(zhì)，一般稱為洗滌劑。在后一種情況，二氧化碳常常用于將堿轉(zhuǎn)化成它的碳酸鹽形式。盡管許多堿與磺酸形成鹽，堿金屬和堿金屬鹽常常優(yōu)選作為潤滑劑的添加劑。堿金屬鹽使用金屬氫氧化物，如氫氧化鈉和氫氧化鉀，作為堿。對于堿土金屬鹽，氧化物和氫氧化物堿是鎂，鈣和鋇鹽所優(yōu)選的。然而，通過利用碳酸鈣獲得的鈣鹽也是已知的。一方面對于中性鹽形成，在有機(jī)酸和無機(jī)堿之間的接觸通常是不成問題的；而對于堿性(高堿性的)鹽形成，需要使用促進(jìn)劑以增強(qiáng)這一接觸。各種各樣的原料用于這一目的并包括水；氫氧化銨；低分子量醇類，如甲醇，異丙醇和異丁醇；和低分子量烷基酚。為了制造在本發(fā)明的官能液中使用的中性鹽，該酸與化學(xué)計算量的堿反應(yīng)，然后，所形成的水以及溶劑(如果在起始磺酸中存在)被除去。該產(chǎn)物可用稀釋油調(diào)節(jié)，優(yōu)選提供在1.0-15％之間的金屬含量。這些酸也可以轉(zhuǎn)化制備堿性或高堿性的洗滌劑。盡管通常該術(shù)語“堿性”和“高堿性”暗示了含有儲備堿(reserve base)的材料，但是在本發(fā)明的范圍中這一要求是不必要的。必要的是，該材料含有比中性鹽更高的金屬含量。即，它們具有大于1的金屬比率(參見，關(guān)于洗滌劑/分散劑的第3章，C.C.Colyer和W.C.Gergel，刊登于“潤滑劑化學(xué)和技術(shù)(Chemistry and Technology of Lubricants)”，R.Mortier和S.T.Orszulik，VCH Publishers 1992)。本發(fā)明的金屬碳酸鹽和金屬硼酸鹽高堿性洗滌劑優(yōu)選具有低于大約500的近似堿值。
單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸的優(yōu)選堿性金屬鹽由通式(III)，(IV)和(V)表示 其中R1，R2，R3，R4，l，m，n和p與以上通式(I)的定義相同；M是選自堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬中的金屬離子；x是金屬M(fèi)的價態(tài)和z是0.1-50。
當(dāng)堿性或高堿性的金屬鹽用于本發(fā)明的官能液中時，對于中性鹽所優(yōu)選的同樣堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬對于這些堿性金屬鹽也是優(yōu)選的。在一些情況下，優(yōu)選的是使用同樣種類或不同種類的堿性金屬鹽的混合物。
以上所述的優(yōu)選堿性金屬鹽是通過將單-、二-或多-烷基化萘磺酸前體與選自M2(O)x、M(OH)x或M2(CO3)x中的金屬化合物反應(yīng)，或另外將兩者混合，以及該兩種情況的結(jié)合，來制備。金屬碳酸鹽高堿性化典型地需要使用二氧化碳作為反應(yīng)物。另一方面，金屬硼酸鹽高堿性化需要使用硼酸。金屬硫酸鹽和金屬硫代硫酸鹽高堿性材料是通過金屬碳酸鹽高堿性材料與二氧化硫反應(yīng)和隨后用氧和硫加以氧化來制備的。對于描述這些鹽的制備方法的程序參見美國專利5,484,542；5,064,545和4,539,126。
含碳酸鹽的堿性(高堿性的)金屬鹽能夠從中性鹽或直接從該烷基萘磺酸制備。第一種方法包括取中性鹽，將它懸浮于有機(jī)溶劑如甲苯中，添加堿和在反應(yīng)中吹入二氧化碳。第二種方法包括通過芳基磺酸與金屬堿反應(yīng)首先就地制備中性鹽，添加過量的堿和然后在反應(yīng)中吹入二氧化碳。后一種方法是優(yōu)選的，因?yàn)樗粻可娴皆诟邏A性化之前中性鹽的分離。金屬硼酸鹽高堿性產(chǎn)物能夠直接從磺酸制備，按照美國專利6,090,757中所述；或通過碳酸鹽高堿性產(chǎn)物與硼源(優(yōu)選硼酸)反應(yīng)來制備。這描述在美國專利5,484,542中。這一專利還教導(dǎo)了通過首先用SO2置換碳酸鹽高堿性洗滌劑的CO2來制備亞硫酸鹽洗滌劑的方法。該亞硫酸鹽高堿性材料然后通過分別與氧或硫源反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成硫酸鹽和硫代硫酸鹽高堿性產(chǎn)物。
單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸的優(yōu)選胺鹽是由通式(VI)和(VII)表示的銨鹽或胺鹽 其中R1，R2，R3，R4，l，m，n和p與以上定義相同，和R5獨(dú)立地是氫原子或含有1-25個碳原子的烴基，和x是2-5。
以上所述的胺鹽優(yōu)選通過單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸前體與選自伯、仲或叔胺的胺化合物以及氨反應(yīng)或另外將它們混合來制備。優(yōu)選的胺衍生物是從下列組分衍生的那些伯一元胺，如叔烷基胺(Primene 81R，Rohm and Haas供應(yīng)商)，油基胺，和牛油烷基胺(Akzo Nobel供應(yīng)商)；仲胺，如二椰油烷基胺和二牛油烷基胺(Akzo Nobel供應(yīng)商)；二胺類，如N-椰油基-1，3-二氨基丙烷和N-油基-1，3-二氨基丙烷(Akzo Nobel供應(yīng)商)；醚胺，如異十二烷基氧基丙基胺和N-異癸基氧基丙基-1，3-二氨基丙烷(由Tomah Products，Inc.提供)，和一些Jeffamine M和Jeffamine D產(chǎn)品(Huntsman Corporation供應(yīng)商)；和乙氧基化胺，如乙氧基化椰油烷基胺和乙氧基化N-牛油-1，3-二氨基丙烷(Azko Nobel的Ethomeen C/12和Ethoduomeen T/13)。
本發(fā)明的胺鹽是通過磺酸與適當(dāng)?shù)陌贩磻?yīng)來制備。通常，在溫度控制下將胺加入到酸中，因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱的。反應(yīng)的溫度典型地保持在約80℃或80℃以下，以最大程度地減少酸逆轉(zhuǎn)成游離烷基化物。
單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸的優(yōu)選酯類由通式(VIII)表示 其中R1，R2，R3，R4，l，m，n和p與以上定義相同和R6是含有2-18個碳原子的烴基。
以上所述的酯類優(yōu)選通過單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸前體與不飽和化合物，如丙烯酸、甲基丙烯酸和其衍生物，苯乙烯，乙烯醇和乙酸乙烯酯或反應(yīng)性有機(jī)化合物如醛，酮，或環(huán)狀氧化物進(jìn)行反應(yīng)，或另外進(jìn)行混合，來制備。從丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯和烯烴環(huán)氧化物衍生的磺酸酯是這些當(dāng)中最優(yōu)選的。通常，這些化合物與烷基萘磺酸在無水條件下反應(yīng)，形成本發(fā)明的酯類。因?yàn)榈湫偷卮祟惙磻?yīng)是放熱的，通常使用溫度控制措施。
官能液基礎(chǔ)組分(a)的量應(yīng)該優(yōu)選是總官能液組合物的至少約50wt％；更優(yōu)選，是總官能液組合物的至少大約75wt％。磺酸衍生物的優(yōu)選量應(yīng)該是總官能液的至少0.0005wt％。優(yōu)選低于總官能液的約25wt％，更優(yōu)選低于約10wt％。在防銹涂料配制劑中，該量能夠高達(dá)25％。
任選地，該官能液組合物可以包括其它添加劑。任選的添加劑可含有在本領(lǐng)域中已知的其它性能改進(jìn)添加劑，它包括但不限于分散劑，洗滌劑，抗氧化劑，抗磨添加劑，耐特壓添加劑，防銹和防腐劑，銅金屬鈍化劑，粘度指數(shù)改進(jìn)劑，摩擦改善劑等。在配制劑中優(yōu)選的添加劑取決于官能液的性質(zhì)。對于內(nèi)燃機(jī)潤滑劑和自動變速箱用油，該優(yōu)選的添加劑體系主要包括分散劑，洗滌劑，抗氧化劑，抗磨劑，粘度改進(jìn)劑，摩擦改善劑，傾點(diǎn)下降劑，抑泡劑以及防銹和防腐劑。齒輪潤滑劑和液壓流體含有添加劑體系，后者包括在發(fā)動機(jī)油下列出的全部其它添加劑，但通常不含分散劑。工業(yè)上的液壓流體還缺少摩擦改善劑。金屬加工液典型地含有洗滌劑，耐特壓試劑/抗磨劑，抗氧化劑，緩蝕劑/金屬鈍化劑，摩擦改善劑和抑泡添加劑。潤滑脂含有增稠劑和添加劑預(yù)配料，后者包括抗磨損劑/耐特壓添加劑，抗氧化劑和腐蝕抑制劑。各添加劑的量在這些應(yīng)用中的每一個中都不同。
本發(fā)明的組合物可用于許多應(yīng)用中，其中包括傳動液，齒輪油，液壓流體，金屬加工液和潤滑脂。這些組合物也可用于防銹的配制劑中，如防銹劑，其中含有有效量的至少一種防銹組合物如本發(fā)明組合物的液體或半固體配制劑被施加于金屬零件。配制劑的有機(jī)組分的蒸發(fā)和/或氧化導(dǎo)致形成了涂層，該涂層保護(hù)金屬零件防止生銹。
對于潤滑油，本發(fā)明的重要特征是添加劑改進(jìn)成品潤滑油(不論來源于礦物基本原料，合成基本原料，還是這兩種基本原料的混合物)或潤滑脂(其中上述基本原料中的任何一種用作媒介物)的工作特性的能力。通常，該礦物基本原料-鏈烷烴，環(huán)烷烴，和其混合物；用于配制潤滑油或用作潤滑脂媒介物-能夠具有任何合適的潤滑粘度范圍，例如在40℃下大約10cSt到大約2000cSt，和優(yōu)選在100℃下大約25cSt到大約70cSt。這些油類可具有70-120或更高的粘度指數(shù)。大約80到大約120的粘度指數(shù)是優(yōu)選的。這些油的平均分子量能夠是在大約250到大約800范圍內(nèi)。具有潤滑粘度的油類的特定例子描述在美國專利4,326,972和歐洲專利出版物107,282中，兩者以它們有關(guān)潤滑油的公開內(nèi)容被引入本文供參考。潤滑油的基本、簡要敘述出現(xiàn)于D.V.Brock的文章，“潤滑基礎(chǔ)油(Lubricating Base Oils)”，《潤滑工程》(Lubrication Engineering)，第43卷，第184-185頁，1987年3月。該文章以其與潤滑油有關(guān)的公開內(nèi)容被引入這里供參考。具有潤滑粘度的油類的敘述見于美國專利4,582,618(第2欄第37行至第3欄第63行)，該專利以其有關(guān)具有潤滑粘度的油類的公開內(nèi)容引入本文供參考。
當(dāng)潤滑劑用作潤滑脂時，該潤滑油通常以足以平衡總潤滑脂組成的量使用，但在考慮包含在潤滑脂配制劑中的所需量的增稠劑和其它添加劑組分之后。各種材料能夠用作增稠劑或膠凝劑。這些包括任何普通的金屬鹽或皂，如鈣或鋰的硬脂酸鹽或羥基硬脂酸鹽，它們以賦予所形成的潤滑脂組合物以所需稠度的量分散于潤滑脂形成量的潤滑媒介物中。能夠用于潤滑脂配制劑中的其它增稠劑包括非皂增稠劑，如表面改性粘土和硅石，芳基脲，鈣配合物和類似的材料。通常，能夠使用潤滑脂增稠劑，其在特殊環(huán)境中的所需溫度下使用時不會熔化和溶解；然而，在所有其它方面，常常用于增稠或膠凝那些用于形成潤滑脂的烴流體的任何材料能夠用于制備本發(fā)明的上述改進(jìn)潤滑脂。
對于希望合成油，或用作潤滑脂的媒介物的合成油，優(yōu)先于礦物油，或優(yōu)先于礦物油和合成油的混合物的情況，各種合成油都能夠成功地使用。典型的合成油媒介物包括聚異丁烯，聚丁烯，氫化聚癸烯，聚丙二醇，聚乙二醇，三羥甲基丙烷酯類，新戊醇和季戊四醇酯，癸二酸二(2-乙基己基)酯，己二酸二(2-乙基己基)酯，鄰苯二甲酸二丁酯，碳氟化合物，硅酸酯，硅烷，含磷酸的酯類，液體脲類，二茂鐵衍生物，氫化的合成油，鏈型聚苯，硅氧烷和聚硅氧烷，和以丁基取代的雙(對-苯氧基苯基)醚為代表的烷基-取代的二苯基醚，和苯氧基苯基醚。
可以理解的是這里所考慮的組合物也可含有其它材料。例如，能夠使用其它的防腐劑，耐特壓試劑，粘度指數(shù)改進(jìn)劑，助抗氧化劑，抗磨劑等。這些包括，但不局限于，酚鹽，磺酸鹽，琥珀酰亞胺，二烷基或二芳基二硫代磷酸鋅鹽，等等。這些材料不會降低本發(fā)明組合物的價值。
本發(fā)明的液壓流體具有特別理想的特征，這些使得它們優(yōu)于引入了現(xiàn)有技術(shù)的支化烷基芳基磺酸的以前商購的液壓用官能液。例如，尤其在液壓流體中，這些特征包括更好的銹蝕抑制和更好的反乳化性，但不會不利地影響成品官能液的濕AFNOR過濾性能。
本發(fā)明進(jìn)一步利用下面的實(shí)施例和對比例來詳細(xì)描述。
實(shí)施例烷基化萘的合成實(shí)施例I萘(64份)與氯化鋁催化劑(3.34份)混合?；旌衔锉徽{(diào)節(jié)至～70-80℃和以保持該溫度的速率添加1-十二碳烯(168份)。該反應(yīng)是放熱的，因此使用外冷措施。在烯烴的添加結(jié)束之后，反應(yīng)混合物在80℃下保持1小時。然后，該催化劑通過添加水來淬滅，產(chǎn)物經(jīng)過過濾得到大約200份的烷基化產(chǎn)物。這一產(chǎn)物在高真空下抽提以除去未反應(yīng)的起始原料。實(shí)施例II所使用的程序與在實(shí)施例I中所述的相同，只是使用128份的萘，1.67份的氯化鋁，和306份的1-十二碳烯。實(shí)施例III所使用的程序與在實(shí)施例I中所述的相同，只是使用128份的萘，1.67份的氯化鋁，和269份的1-十二碳烯。實(shí)施例IV所使用的程序與實(shí)施例I所述的相同，只是82份的萘與200份包括96份1-癸烯、96份1-十二碳烯、8份1-十四碳烯的烯烴混合物和1.67份的氯化鋁進(jìn)行反應(yīng)。
烷基萘磺酸的合成實(shí)施例V在實(shí)施例I至lV中所述的烷基萘組合物通過使用一定量的發(fā)煙硫酸來磺化，該量可以供給0.8-1.2mol三氧化硫/當(dāng)量烷基萘。該方法包括將發(fā)煙硫酸添加到烷基化產(chǎn)物在烴熔劑如己烷或庚烷中的處于中等溫度(大約20℃-大約30℃)的溶液中。使芳族烴發(fā)生磺化的方法是本領(lǐng)域中有文獻(xiàn)記載的。參見例如C.M.Sutter和A.W.Weston的“芳族烴及其鹵素衍生物的直接磺化”，刊登于《有機(jī)反應(yīng)》(Organic Reactions)，第III卷(1946)。所合成的磺酸用普通的方法提純，如用水洗滌。另外，能夠使用在攪拌下的熱處理或氮?dú)夤呐荽等?參見，例如，在法國專利9311709中描述的方法)代替水洗。該磺酸是從含有20％多烷基萘到100％多烷基萘的烷基化產(chǎn)物組合物制備。組合物的剩余部分包括各種比例的單烷基萘和二烷基萘。
中性和堿性金屬磺酸鹽的合成實(shí)施例VI實(shí)施例V的烷基萘磺酸組合物與烴熔劑如庚烷或甲苯和稀釋油摻混，以提供大約50-70％溶液。稀釋油是液壓流體配制劑制造商眾所周知的材料。在引入水-醇促進(jìn)劑體系之后，添加稍微化學(xué)計算量過量的選自Ca(OH)2或CaCO3的堿。另外，CaO，MgO或Ba(OH)2可用于制備這些中性鹽。該反應(yīng)保持在90℃，讓混合物進(jìn)行回流，所形成的水通過共沸除去。當(dāng)收集到全部的水之后，使用真空蒸餾從反應(yīng)混合物中除去揮發(fā)性組分。深色產(chǎn)物被過濾出來。在這些中性鹽中的金屬含量是1.5-2.5％的鈣。實(shí)施例VII稀釋油和異戊醇-異丁醇-水促進(jìn)劑體系加入到來自實(shí)施例V的烷基萘磺酸的甲苯溶液中。在此之后添加鈉或鈣的氫氧化物，添加量超過形成中性鹽所需要的量?；旌衔镌?5℃下保持2小時，然后除去揮發(fā)物。在這一階段中，添加甲苯和異戊醇-異丁醇混合物(50/50，按重量計)。在100℃下將二氧化碳以大約0.5SCF/hr的速率引入到這些組分的劇烈攪拌混合物中。當(dāng)在大約1到大約2小時的時間過后二氧化碳吸收停止時，混合物被加熱至150℃以除去揮發(fā)性組分。添加更多的稀釋油以調(diào)節(jié)磺酸鹽水平到30-40％，然后使用硅藻土來過濾金屬碳酸鹽高堿性金屬磺酸鹽。該產(chǎn)物具有100-200的總堿值和取決于該金屬在5和10之間的金屬比率。實(shí)施例VIII從實(shí)施例V的烷基萘磺酸獲得的金屬(例如鈣，鎂和鋅)硼酸鹽高堿性產(chǎn)物能夠根據(jù)在美國專利6,090,757中所述的方法來制備。在此類產(chǎn)物中的磺酸鹽水平是30-40％和該金屬含量是大約2.0-3.0％。實(shí)施例IX根據(jù)在美國專利5,484,542中描述的方法，實(shí)施例V的烷基萘磺酸能夠轉(zhuǎn)化成金屬(例如鈣，鎂和鋅)硫酸鹽和硫代硫酸鹽高堿性產(chǎn)物。在此類產(chǎn)物中的磺酸鹽水平是30-40％和該金屬比率是大約5.0-10.0。
胺磺酸鹽的合成實(shí)施例X將實(shí)施例V的烷基萘磺酸(112份；0.0835當(dāng)量)和稀釋油(50份)加入到反應(yīng)器中。將油基胺(Armeen O)(23.8份；0.0881當(dāng)量)滴加到攪拌反應(yīng)混合物中，同時保持溫度在75℃左右。由于有放熱，所以需要外部冷卻來維持該溫度。當(dāng)胺的添加結(jié)束時，通過首先使用常壓蒸餾和然后真空蒸餾在100℃下除去揮發(fā)分(主要為庚烷)，獲得琥珀色液體形式的產(chǎn)物(123份)。它的測量堿值是1.0。實(shí)施例XI將實(shí)施例V的烷基萘磺酸(268份；0.2當(dāng)量)和稀釋油(100份)加入到反應(yīng)器中。將二-2-乙基己基胺(51.6份；0.214當(dāng)量)滴加到攪拌反應(yīng)混合物中，同時保持溫度在75℃左右。觀察到小的放熱。當(dāng)胺的添加結(jié)束時，按照實(shí)施例X中所述從反應(yīng)中除去揮發(fā)分，得到琥珀色液體形式的產(chǎn)物(272份)，具有測量的堿值2.5。
磺酸酯的合成實(shí)施例XII實(shí)施例V的烷基萘磺酸可與不飽和化合物如苯乙烯或丙烯酸烷基酯按1.00到1.02的磺酸與烯烴比率進(jìn)行反應(yīng)。該產(chǎn)物以深色流體獲得。實(shí)施例XIII實(shí)施例V的烷基萘磺酸可與烯烴環(huán)氧化物按1.00到1.02的磺酸與環(huán)氧化物比率進(jìn)行反應(yīng)。在環(huán)氧化物被加入到該磺酸中的過程中，該反應(yīng)溫度維持在75℃左右。該反應(yīng)產(chǎn)物是深色流體。
成品官能液下面給出的數(shù)據(jù)，由工業(yè)的液壓流體配制劑來舉例說明，強(qiáng)調(diào)了本發(fā)明與其他商購產(chǎn)品相比的優(yōu)點(diǎn)。該試驗(yàn)通過使用HF-0品級液壓流體的商購添加劑體系(添加劑預(yù)配料I)來進(jìn)行，對于各試驗(yàn)都缺少防銹和防腐劑。將這一添加劑體系預(yù)配料和實(shí)施例VI所述的本發(fā)明鈣鹽或其它的選擇物(添加劑1-7)以推薦的水平加入到API Group I，Group II或Group III基礎(chǔ)油(基礎(chǔ)流體A，B，或C)中。摻混的添加劑1-7/添加劑預(yù)配料I含有大約70-80wt％的二烷基二硫代磷酸鋅；大約2-5wt％的液體二巰基噻二唑或甲苯基三唑衍生物；大約14-20wt％的氧化抑制劑預(yù)配料；和大約7-11wt％的添加劑1-7之一。這一摻混的添加劑1-7/添加劑預(yù)配料I混合物然后與基礎(chǔ)流體A，B，或C中的一種摻混，摻混量使得提供10.6ppm鈣到成品流體中。試驗(yàn)所獲得的配制劑，以觀察它們是否滿足防銹試驗(yàn)(ASTM D 665)，反乳化性試驗(yàn)(ASTM D 1401)和AFNOR濕過濾試驗(yàn)。另外，對它們進(jìn)行試驗(yàn)，以檢查它們是否在Cincinnati Milacron Test(ASTM D 2070)和水解穩(wěn)定性試驗(yàn)(ASTM D 2619)中的性能有任何變化。
ASTM D 665是評價在水存在下被抑制油的防銹特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。該方法包括在含有3wt％水的60℃油樣品中攪動鋼棒。該試驗(yàn)進(jìn)行雙份并持續(xù)24小時。該試驗(yàn)具有兩個版本。A版本使用蒸餾水和B版本使用人造海水。B版本比A版本更嚴(yán)格。在試驗(yàn)的結(jié)束，檢查鋼棒的生銹跡象或生銹程度。無銹的鋼棒被給予及格評分。
ASTM D 1401是測量油的反乳化特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。依據(jù)這一方法，40ml試驗(yàn)油和40ml水在100ml量筒中機(jī)械攪拌5分鐘。此時，停止攪拌和在5分鐘的時間間隔觀察為分離油/水乳液所需要的時間。報道為獲得3ml或3ml以下乳液所需要的時間。如果在40℃下該油具有低于90cSt的粘度，這一試驗(yàn)在54℃下進(jìn)行。如果在40℃下該油具有高于90cSt的粘度，該試驗(yàn)在82℃下進(jìn)行。
AFNOR過濾試驗(yàn)是專門為液壓流體所設(shè)計。320ml油的樣品在70℃烘箱中貯存2小時。將它從烘箱中取出，在1500rpm下混合5分鐘，然后重新放回烘箱中貯存另外70小時。樣品然后被放入處于環(huán)境溫度下的黑箱中。在24小時后，樣品通過使用細(xì)濾器在14.5psi下壓濾。過濾幾個規(guī)定容量的時間被記錄下來并換算成濾過性指數(shù)。在1和2之間的該指數(shù)值被認(rèn)為是通過，雖然接近1的值一般是優(yōu)選的。在濕AFNOR程序中，試驗(yàn)油樣品用0.2ml的水污染。濕AFNOR試驗(yàn)方法比干AFNOR試驗(yàn)方法更嚴(yán)格。
Cincinnati Milacron Test(ASTM D 2070)是熱穩(wěn)定性試驗(yàn)。依據(jù)這一試驗(yàn)方法，將干凈的、拋光的、預(yù)稱重的銅和鋼棒放入200ml試驗(yàn)油中，該油在135℃下貯存168小時。在這一時間之后，銅和鋼棒被取出和進(jìn)行多個分析。對于HF-0油，低于100mg/ml的殘?jiān)偷陀?0mg的銅重量損失是希望的。
水解穩(wěn)定性試驗(yàn)是ASTM標(biāo)準(zhǔn)(ASTM D 2619)，它用于測量液壓流體和渦輪機(jī)油的水解穩(wěn)定性。將75g試驗(yàn)油的樣品，25ml蒸餾水和預(yù)稱重的銅條封入耐壓型飲料瓶中。該瓶子在93℃烘箱中于5rpm下首尾轉(zhuǎn)動48小時。取出銅條，油層和水層被分開。在標(biāo)準(zhǔn)中推薦了多個分析，但是兩個最重要的分析是水層的總酸性和銅重量損失。對于HF-0品級的液壓流體，這兩個參數(shù)的優(yōu)選值是4.0的水酸性(總酸值)和0.2mg/cm2的銅損失。
鹽噴試驗(yàn)是ASTM試驗(yàn)方法(ASTM B 117)，它是測定涂層的防銹特性的加速方法。該試驗(yàn)程序包括在具有含蒸汽的鹽氣氛的箱體內(nèi)在35℃下儲存涂層板。發(fā)生破壞的小時數(shù)是生銹開始的時間。小時數(shù)越大，添加劑體系越有效。
Cleveland冷凝試驗(yàn)是ASTM試驗(yàn)方法(ASTM D 4585)，它用于通過使用受控制的冷凝，試驗(yàn)涂層的耐水性能。涂敷過的試驗(yàn)板構(gòu)造該試驗(yàn)室的屋頂和墻壁。這些板暴露于在試驗(yàn)室的底部上通過加熱一平鍋的水所產(chǎn)生的水蒸汽。發(fā)生破壞的小時數(shù)是生銹開始的時間。同樣，小時數(shù)越大，添加劑體系越有效。表1性能數(shù)據(jù)
表1的腳注1.添加劑1Pilot Chermical的商品二烷基苯磺酸鈣-C5000。
2.添加劑2Rhein Chemie的商購二烷基苯磺酸鈣-RC4220。
3.添加劑3實(shí)驗(yàn)室制備的C12二烷基苯派生的中性磺酸鈣。
4.添加劑4本發(fā)明的中性鈣鹽，含有33％二烷基(C10到C14)萘磺酸鹽和67％的一般根據(jù)實(shí)施例VI制得的多烷基(C10到C14)萘磺酸鹽衍生物。
5.添加劑5本發(fā)明的中性鈣鹽，含有100％的一般根據(jù)實(shí)施例VI制得的多烷基(C10到C14)萘磺酸鹽衍生物。
6.添加劑6本發(fā)明的中性鈣鹽，含有80％的二烷基萘磺酸鹽和20％的一般根據(jù)實(shí)施例VI制得的多烷基(C10到C14)萘磺酸鹽衍生物。
7.添加劑7本發(fā)明的中性鈣鹽，含有3％單烷基、55％二烷基(C10到C14)萘磺酸鹽和42％的一般根據(jù)實(shí)施例VI制得的多烷基(C10到C14)萘磺酸鹽衍生物。
8.添加劑預(yù)配料I是如以上所定義的液壓流體添加劑預(yù)配料。
9.Exxon-Group I基礎(chǔ)油是Exxon Americas的Core 600/150(34％/66％)。
10.Chevron-Group II基礎(chǔ)油是220R Neutral。
11.Petro Canada-Group III基礎(chǔ)油是VHVI8。
所有本發(fā)明材料都通過了Cincinnati Milacron試驗(yàn)(ASTM D 2070)和水解穩(wěn)定性試驗(yàn)(ASTM D 2619)。本發(fā)明的組合物在全部的所要求試驗(yàn)中具有全面的性能。
在防銹配制劑中的數(shù)據(jù)被提供在下表II中。添加劑1和2是用作防銹劑的商購產(chǎn)品和添加劑4來自本發(fā)明。在所列出的兩個試驗(yàn)中較高的值是更理想的。
表2在防銹配制劑中的性能配方20％添加劑和80％基礎(chǔ)流體
表2的腳注1.添加劑1Pilot Chermical的商品二烷基苯磺酸鈣-C5000。
2.添加劑2Rhein Chemie的商購二烷基苯磺酸鈣-RC4220。
4.添加劑4本發(fā)明的中性鈣鹽，含有33％二烷基(C10到C14)萘磺酸鹽和67％的一般根據(jù)實(shí)施例VI制得的多烷基(C10到C14)萘磺酸鹽衍生物。
盡管以上已經(jīng)參考特定的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是在不脫離這里所公開的發(fā)明構(gòu)思的前提下能夠作許多變化，修改和變更。因此，希望包括屬于所附權(quán)利要求書的精神和寬范圍內(nèi)的全部這類變化，修改和變更。這里引入的全部專利申請，專利及其它出版物以它們的整個內(nèi)容引入供參考。
權(quán)利要求
1.一種官能液組合物，它包括以下組分的混合物(a)至少一種官能液基礎(chǔ)組分；和(b)添加劑預(yù)配料，包括選自以下的單-、二-或多-烷基化萘磺酸的至少一種衍生物(i)所述單-、二-和多-烷基化萘磺酸的中性金屬鹽；(ii)所述單-、二-和多-烷基化萘磺酸的堿性金屬鹽；(iii)所述單-、二-和多-烷基化萘磺酸的胺鹽；和(iv)所述單-、二-和多-烷基化萘磺酸的酯類；其中該單-，二-和多-烷基化萘磺酸由通式(I)表示 其中R1，R2，R3和R4各自選自氫或具有約10-約14個碳原子的基本上線性烴基；和其中l(wèi)，m，n和p是0-4的整數(shù)且l+m+n+p之和是至少1；和其中當(dāng)l，m，n或p是0時，R1，R2，R3或R4是氫；所述至少一種衍生物的濃度足以使所述官能液組合物具有有效的防銹和腐蝕抑制性能、濕濾過性能和有效的反乳化性。
2.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中烷基化萘磺酸組分的至少一種衍生物是中性金屬鹽組分(b)(i)且由通式(II)表示 其中R1，R2，R3和R4，l，m，n和p與以上定義相同；M是選自堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬中的金屬；和x是金屬M(fèi)的價態(tài)。
3.權(quán)利要求2的官能液組合物，其中在通式(II)中的M是選自鋰，鈉，鉀和它們的混合物中的堿金屬。
4.權(quán)利要求2的官能液組合物，其中在通式(II)中的M是選自鎂，鈣，鍶，鋇和它們的混合物中的堿土金屬。
5.權(quán)利要求2的官能液組合物，其中在通式(II)中的M是選自鋅，銅，鈰，鉬和它們的混合物中的過渡金屬。
6.權(quán)利要求2的官能液組合物，其中在通式(II)中的M是IVb族金屬并選自錫，鉛和它們的混合物。
7.權(quán)利要求2的官能液組合物，其中在通式(II)中的M是Vb族金屬并選自鉍，銻和它們的混合物。
8.權(quán)利要求2的官能液組合物，其中在通式(II)中的M是選自堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬中的至少兩種金屬的混合物。
9.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中烷基化萘磺酸組分的至少一種衍生物是高堿性金屬鹽組分(b)(ii)且由通式(III)，(IV)和(V)表示，及其混合物 其中R1，R2，R3和R4，l，m，n和p與在通式(I)中的定義相同；M是選自堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬中的金屬；x是金屬M(fèi)的價態(tài)；和z是0.1到50。
10.權(quán)利要求9的官能液組合物，其中在通式(III)，(IV)和(IV)中的M是選自鈉，鉀，鋰和它們的混合物中的堿金屬。
11.權(quán)利要求9的官能液組合物，其中在通式(III)，(IV)和(V)中的M是選自鈣，鎂，鍶，鋇和它們的混合物中的堿土金屬。
12.權(quán)利要求9的官能液組合物，其中在通式(III)，(IV)和(V)中的M是選自鋅，銅，鈰，鉬和它們的混合物中的過渡金屬。
13.權(quán)利要求9的官能液組合物，其中在通式(III)，(IV)和(V)中的M是IVb族金屬并選自錫，鉛和它們的混合物。
14.權(quán)利要求9的官能液組合物，其中在通式(III)，(IV)和(V)中的M是Vb族金屬并選自鉍，銻和它們的混合物。
15.權(quán)利要求9的官能液組合物，其中通式(III)，(IV)和(V)中的M是選自堿金屬，堿土金屬，過渡金屬，IVb族金屬和Vb族金屬中的至少兩種金屬的混合物。
16.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中烷基化萘磺酸組分的至少一種衍生物是胺鹽組分(b)(iii)。
17.權(quán)利要求16的官能液組合物，其中胺鹽組分(b)(iii)是通式(VI)和(VII)的至少一種銨鹽或有機(jī)胺鹽； 其中R1，R2，R3和R4，l，m，n和p與通式(I)中定義相同；各R5獨(dú)立地選自氫原子或由1-25個碳原子組成的烴基；和x是2-5。
18.權(quán)利要求17的官能液組合物，其中胺鹽是從含有至多80個碳原子的烴基胺衍生而來。
19.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中烷基化萘磺酸組分的至少一種衍生物是酯組分(b)(iv)。
20.權(quán)利要求19的官能液組合物，其中酯組分(b)(iv)是至少一種由通式(VlII)表示的化合物 其中R1，R2，R3和R4，l，m，n和p與通式(I)中定義相同和R6是由2到18個碳原子組成的烴基。
21.權(quán)利要求20的官能液組合物，其中該酯是從磺酸與羥基前體或不飽和化合物的反應(yīng)衍生而來。
22.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中每個基本上線性的烷基主要含有10到14個碳原子。
23.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中每個基本上線性的烷基主要含有12個碳原子。
24.權(quán)利要求1的組合物，其中通式(I)的單-、二-和/或多-烷基化萘磺酸是從線性C10-C14α-烯烴烷基化劑、C10-C14伯醇烷基化劑或C10-C14伯烷基鹵烷基化劑衍生而來。
25.權(quán)利要求1的組合物，其中在R1，R2，R3和R4中的總碳數(shù)是10到56。
26.一種官能液組合物，它包括以下組分的混合物(a)至少一種官能液基本原料；和(b)添加劑預(yù)配料，包含權(quán)利要求1中定義的烷基化萘磺酸組分的至少一種中性或堿性鈣鹽。
27.權(quán)利要求1的官能液組合物，其中組分(a)占官能液組合物的至少大約50wt％和組分(b)占官能液組合物的至少大約0.0005wt％。
28.權(quán)利要求27的官能液組合物，其中組分(b)低于官能液組合物的大約25wt％。
29.一種無分散劑的液壓流體組合物，它包括以下組分的混合物(a)至少一種液壓流體基本原料；和(b)添加劑預(yù)配料，包括至少一種權(quán)利要求1中定義的烷基化萘磺酸組分。
全文摘要
一種官能液組合物，包括以下組分的混合物(a)至少一種官能液基本原料；和(b)添加劑預(yù)配料，包括選自以下的單－、二－或多－烷基化萘磺酸的至少一種衍生物(i)所述單－、二－和多－烷基化萘磺酸的中性金屬鹽；(ii)所述單－、二－和多－烷基化萘磺酸的堿性金屬鹽；(iii)所述單－、二－和多－烷基化萘磺酸的胺鹽；和(iv)所述單－、二－和多－烷基化萘磺酸的酯類；其中該單－、二－和多－烷基化萘磺酸由通式(I)表示其中R
文檔編號C10M169/04GK1394943SQ0212345
公開日2003年2月5日 申請日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者S·Q·A·里滋威 申請人:國王工業(yè)公司