專利名稱：用于船用兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)油配方的制作方法
用于船用兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)油配方
本申請(qǐng)涉及船用系統(tǒng)油及其方法/添加劑。特別地，本申請(qǐng)涉及用于兩沖程、十字 頭船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的船用系統(tǒng)油，及其方法/添加劑。
發(fā)明背景
一種類型的船用柴油推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)稱作慢速度、兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(其經(jīng)常稱作十字頭 發(fā)動(dòng)機(jī))。在十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)中分別用氣缸油和船用系統(tǒng)油單獨(dú)潤(rùn)滑點(diǎn)火氣缸和曲軸箱。船 用系統(tǒng)油潤(rùn)滑十字頭船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱并且可以冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的零件，特別是活塞頂 (undercrown) 0在一些發(fā)動(dòng)機(jī)中，船用系統(tǒng)油還起到潤(rùn)滑齒輪和燃料泵的作用。系統(tǒng)油通 常重要的性能是氧化穩(wěn)定性、粘度增加控制和油的清凈性。
不斷更為復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展導(dǎo)致潤(rùn)滑油對(duì)燃料污染的敏感度逐漸增加，這可導(dǎo) 致在活塞中形成頂部沉積物。其結(jié)果是，對(duì)兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的船用系統(tǒng)油的要求變得不斷更 加嚴(yán)格和苛刻。最近開發(fā)了如專利申請(qǐng)公開U. S. 2007/0027043中所描述的新型“羧酸鹽” 清凈劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這樣的清凈劑添加劑，其包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高 堿性鹽(其中至少50摩爾％的烷基是C2tl或更高)，可以用于船用系統(tǒng)油，并且所得船用系 統(tǒng)油比目前可獲得的技術(shù)，特別是當(dāng)與常規(guī)的含水楊酸鹽的清凈劑技術(shù)相比時(shí)，在至少以 下方面提供優(yōu)越的性能氧化穩(wěn)定性、粘度增加控制和清凈性。
存在許多用于潤(rùn)滑油的高堿性清凈劑和其它添加劑，并且以下文獻(xiàn)給出了一些
美國(guó)專利公開No. 2007/0027043 (其全文通過引用并入本文)，描述了由高堿性的 堿土金屬烷基羥基苯甲酸鹽或這些中的一種或多種與烷基酚的混合物形成的高堿性清凈 劑的生產(chǎn)。
美國(guó)專利No. 7，163，911(其全文通過引用并入本文)，描述了通過以下制備的未 硫化的含單環(huán)羧酸根的添加劑在助劑存在下使用堿土金屬堿中和烴基酚，在足以將至少 20摩爾％的起始烴基酚轉(zhuǎn)化為烴基羥基苯甲酸鹽的羧化條件下使用二氧化碳將烴基酚鹽 羧化，并且從形成的產(chǎn)物中分離出至少10%的起始烴基酚。
美國(guó)專利No. 5，895，777描述了包含芳族羥基羧酸的堿土金屬鹽的潤(rùn)滑油添加 劑，所述芳族羥基羧酸含有碳原子為16-36的羧酸。
歐洲專利申請(qǐng)No. 1，154，012描述了潤(rùn)滑油組合物，其包含油、抗磨損添加劑和唯 一的油溶性高堿性清凈劑，該清凈劑含有芳族羧酸鹽例如烴基(hydrocarbon remainder) 取代的水楊酸鈣。
英國(guó)專利No. 1，146，925描述了潤(rùn)滑油組合物，其包含多價(jià)金屬鹽、特別是鈣，和 烷基中含有多于12個(gè)碳原子、優(yōu)選14-18個(gè)碳原子的烷基水楊酸，作為潤(rùn)滑劑。這些鹽可 由相應(yīng)的鈉鹽作為合成中間體而制得。
英國(guó)專利No. 786，167描述了油溶性有機(jī)酸的多價(jià)金屬鹽，所述有機(jī)酸例如磺酸 基烴，環(huán)烷酸或烷基羥基苯甲酸，特別是具有高達(dá)22個(gè)碳原子的烷基的烷基水楊酸?？筛?據(jù)英國(guó)專利No. 734，598,734, 622和738，359中描述的方法由烷基水楊酸鈉制備烷基水楊 酸。這些英國(guó)專利中描述的烷基水楊酸鈉是制備堿土金屬烷基水楊酸鹽有用的合成中間 體，也用作潤(rùn)滑油添加劑。
歐洲專利申請(qǐng)No. 1,229, 101描述了兩沖程十字頭船用壓燃系統(tǒng)潤(rùn)滑劑，例如柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)潤(rùn)滑劑，其是通過將基礎(chǔ)油料和以少量的絡(luò)合物形式的油溶性高堿性金屬清 凈劑添加劑混合獲得的。
歐洲專利申請(qǐng)No. 1，229，102 包含含有以下物質(zhì)的混合物的潤(rùn)滑油組合物(A) 主要的潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油料(基礎(chǔ)油)；和(B)少量的絡(luò)合物形式的油溶性高堿性金屬清 凈劑添加劑，其中堿性物質(zhì)通過多于一種的表面活性劑穩(wěn)定化。
歐洲專利申請(qǐng)No. 1，728，849描述了用于船用柴油十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣缸套和曲 軸箱的潤(rùn)滑油，其包含大于或等于40質(zhì)量％的潤(rùn)滑粘度的油、至少一種清凈劑、至少一種 分散劑和至少一種抗磨損添加劑。
歐洲專利申請(qǐng)No. 1，778，擬4描述了用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑，其包括選擇添加劑包以 向潤(rùn)滑組合物提供所需的總堿值水平從而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能特性。粘度為2-12mm2/s的添 加劑包含形成潤(rùn)滑組合物的輕質(zhì)中性基礎(chǔ)油。
總體而言，上述參考文獻(xiàn)描述的用于潤(rùn)滑油的高堿性清凈劑和其它添加劑未教導(dǎo) 在需要船用系統(tǒng)油的環(huán)境中使用。因此，期望具有適合用于例如慢速度、兩沖程十字頭船用 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱的船用系統(tǒng)油組合物。
發(fā)明概述
在本發(fā)明的一方面，提供了用于船用發(fā)動(dòng)機(jī)例如兩沖程、十字頭船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 中機(jī)械部件的潤(rùn)滑的船用系統(tǒng)油組合物，以及用于該機(jī)械部件的船用系統(tǒng)油組合物的方法 /添加劑。
在本發(fā)明的一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧酸 鹽的清凈劑。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑，其中該系統(tǒng)油組合物具有3. 5-20的TBN。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑，其中該清凈劑包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽，其中至少50摩 爾％的烷基是C2tl或更高，并且該系統(tǒng)油組合物具有3. 5-20的TBN。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有主要 量的潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油，和次要量的含羧酸鹽的清凈劑，該清凈劑具有100-450的TBN，并 且該系統(tǒng)油組合物具有3. 5-20的TBN。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性鹽。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽和含羧酸鹽的清凈劑的中性鹽。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的金屬鹽，其中所述金屬是堿土金屬。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，其中所述金屬是堿土金屬。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有至少 一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽不是 高堿性的。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑，其中該含羧酸鹽的清凈劑是非高堿性的含羧酸鹽的清凈劑。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的金屬鹽，包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的至少一種金屬鹽，其中 所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸是至少一種烷基取代的羥基苯甲酸，也稱作烷基羥 基苯甲酸。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過將至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸 清凈劑進(jìn)行高堿性化而制得。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過將至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸 清凈劑的鹽進(jìn)行高堿性化而制得。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過將含羧酸鹽的清凈劑的金屬鹽進(jìn)行高 堿性化而制得。
在本發(fā)明的另一方面，提供了具有含羧酸鹽的清凈劑的船用系統(tǒng)油組合物，所述 清凈劑包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽，該鹽通過包括將含有至少一種烷基取 代的羥基芳族羧酸的混合物和堿反應(yīng)的方法制得，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族 羧酸上的至少50摩爾％的烷基是C2tl或更高。
在本發(fā)明的另一方面，提供了具有含羧酸鹽的清凈劑的船用系統(tǒng)油組合物，所述 清凈劑包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽，該鹽通過包括將含有至少一種烷基取 代的羥基芳族羧酸的混合物和堿反應(yīng)的方法制得，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族 羧酸上的至少50摩爾％的烷基是C2tl或更高，進(jìn)一步使該鹽與至少一種高堿性化化合物在 其它堿存在下反應(yīng)以提供至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鹽。
在本發(fā)明的另一方面，提供了具有含羧酸鹽的清凈劑的船用系統(tǒng)油組合物，所述 清凈劑包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽，該鹽通過包括以下的方法制備使含 有至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的混合物、堿和至少一種高堿性化化合物反應(yīng)從而提 供所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鹽，其中所述至少一種烷基取代的羥基 芳族羧酸上至少50摩爾％的烷基是C2tl或更高。
在本發(fā)明的另一方面，提供了具有含羧酸鹽的清凈劑的船用系統(tǒng)油組合物，所述 清凈劑包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽，該鹽通過包括將含有至少一種烷基取 代的羥基芳族羧酸的混合物和堿反應(yīng)的方法制得，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族 羧酸上至少50摩爾％的烷基是C2tl或更高，進(jìn)一步使該鹽與至少一種高堿性化化合物在其 它堿存在下反應(yīng)以提供至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鹽，其中所述堿和其它 堿是相同的堿。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過將至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸 清凈劑的鹽、或者至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸和基于清凈劑總量計(jì)至多50摩爾％ 烷基酚的混合物進(jìn)行高堿性化而制得。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過用摩爾過量的金屬堿和至少一種酸性 高堿性化物質(zhì)在至少一種具有1-4個(gè)碳原子的羧酸的存在下將至少一種烷基取代的羥基 芳族羧酸進(jìn)行高堿性化而制得，其中所述金屬堿是堿土金屬堿。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過用摩爾過量的金屬堿和至少一種酸性 高堿性化物質(zhì)在至少一種具有1-4個(gè)碳原子的羧酸的存在下將含羧酸鹽的清凈劑的鹽進(jìn) 行高堿性化而制得，其中所述金屬堿是堿土金屬堿，例如氫氧化鈣。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過用摩爾過量的金屬堿和至少一種酸性 高堿性化物質(zhì)在至少一種具有1-4個(gè)碳原子的羧酸的存在下將含羧酸鹽的清凈劑的金屬 鹽進(jìn)行高堿性化而制得，其中所述金屬堿是堿土金屬堿。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽通過用摩爾過量的金屬堿和至少一種酸性 高堿性化物質(zhì)在至少一種具有1-4個(gè)碳原子的羧酸存在下將含羧酸鹽的清凈劑的金屬鹽 進(jìn)行高堿性化而制得，其中所述金屬堿是氫氧化鈣。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性金屬鹽，該高堿性金屬鹽包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的 高堿性堿土金屬鹽，其中所述堿土金屬是鈣或鎂并且所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧 酸上的烷基包含至少50摩爾％的具有20個(gè)或更多個(gè)碳原子的烷基(其是直鏈或支鏈烷基 或者是直鏈和支鏈烷基的混合)。
在本發(fā)明的另一方面，提供了船用系統(tǒng)油組合物，該船用系統(tǒng)油組合物具有含羧 酸鹽的清凈劑的高堿性堿土金屬鹽，其中所述含羧酸鹽的清凈劑的高堿性堿土金屬鹽是高 堿性化化合物與至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽反應(yīng)的產(chǎn)物，其中至少單烷基羥基 芳族羧酸的鹽包含式(I)結(jié)構(gòu)表示的化合物或包含式(I)結(jié)構(gòu)表示的化合物的混合物
式(1)
權(quán)利要求
1.船用系統(tǒng)油組合物，包含a)主要量的潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油；以及b)次要量的含羧酸鹽的清凈劑，該清凈劑含有至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的 鹽，該鹽通過以下方法制備，該方法包括使含有以下物質(zhì)的混合物反應(yīng)i)至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸，其中該至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸上的 烷基中至少50摩爾％是C20或更高；和 )堿。
2.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中還在其它堿存在下使所述至少一種烷基取代 的羥基芳族羧酸的鹽與以下物質(zhì)反應(yīng)至少一種高堿性化化合物；以提供所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鹽。
3.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述混合物還含有 至少一種高堿性化化合物；以提供所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鹽。
4.權(quán)利要求2的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述堿和所述其它堿是相同的。
5.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中該系統(tǒng)油組合物具有3.5-20的TBN。
6.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述基礎(chǔ)油包含I類和/或II類基礎(chǔ)油。
7.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述含羧酸鹽的清凈劑以相對(duì)于系統(tǒng)油組合 物總重量小于35wt%的量存在。
8.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的鹽 不是高堿性的。
9.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述含羧酸鹽的清凈劑是非高堿性的含羧酸 鹽的清凈劑。
10.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中烷基取代的羥基芳族羧酸是烷基取代的羥 基苯甲酸。
11.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中該系統(tǒng)油組合物具有大于6mmol/kg的皂含量。
12.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述含羧酸鹽的清凈劑具有100-450的TBN。
13.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述堿是金屬堿。
14.權(quán)利要求13的船用系統(tǒng)油組合物，其中金屬是堿土金屬。
15.權(quán)利要求14的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述堿土金屬是鈣。
16.權(quán)利要求2的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述至少一種高堿性化化合物是二氧化碳。
17.權(quán)利要求3的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述至少一種高堿性化化合物是二氧化碳。
18.權(quán)利要求2的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述其它堿包含氫氧化鈣。
19.權(quán)利要求18的船用系統(tǒng)油組合物，其中氫氧化鈣的來源是石灰。
20.權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的 鹽是該組合物中的唯一清凈劑。
21.權(quán)利要求2的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鹽是該組合物中的唯一高堿性清凈劑。
22.權(quán)利要求3的船用系統(tǒng)油組合物，其中所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的 高堿性鹽是該組合物中的唯一高堿性清凈劑。
23.權(quán)利要求2的船用系統(tǒng)油組合物，其中 i)所述高堿性化化合物包含二氧化碳；和 )所述堿包含氫氧化鈣；以提供所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鈣鹽。
24.權(quán)利要求3的船用系統(tǒng)油組合物，其中 i)所述堿包含氫氧化鈣；和 )所述至少一種高堿性化化合物包含二氧化碳；以提供所述至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的高堿性鈣鹽。
25.船用系統(tǒng)油添加劑濃縮物，其包含大于35wt%的含羧酸鹽的清凈劑。
26.在慢速兩沖程十字頭船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中提供曲軸箱的潤(rùn)滑的方法，該方法包括使 發(fā)動(dòng)機(jī)與權(quán)利要求1的船用系統(tǒng)油組合物一起運(yùn)行。
27.制備船用系統(tǒng)油組合物的方法，該方法包括將以下物質(zhì)混合在一起a)主要量的潤(rùn)滑粘度的基礎(chǔ)油；以及b)次要量的含羧酸鹽的清凈劑，該清凈劑含有至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸的 鹽，該鹽通過以下方法制備，該方法包括使含有以下物質(zhì)的混合物反應(yīng)i)至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸，其中該至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸上的 烷基中至少50摩爾％是C2tl或更高；和 )堿。
全文摘要
在本發(fā)明的一方面，提供了用于船用發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)械部件的潤(rùn)滑的船用系統(tǒng)油組合物，所述發(fā)動(dòng)機(jī)例如兩沖程、十字頭船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，和用于該船用發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)械部件的船用系統(tǒng)油組合物的方法/添加劑。在本發(fā)明的另一方面，提供的船用系統(tǒng)油組合物具有含羧酸鹽的清凈劑，該清凈劑包含至少一種烷基取代的羥基芳族羧酸，其中至少50摩爾％所述烷基是C20或更高。
文檔編號(hào)C10N40/25GK102031183SQ20101050953
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者R·T·F·賈克斯 申請(qǐng)人:雪佛龍奧倫耐技術(shù)有限責(zé)任公司