一种高碱磺酸钙油脂组合物，包含减少量的高碱磺酸钙，添加的碳酸钙，基础油，一种或多种转化剂，和一种或多种络合酸——如果需要复合油脂时。该磺酸钙油脂组合物提高了稠化剂收率和通过滴点证明的预期的高温效率。在制备复合脂时该碳酸钙可用于与络合酸反应，由此无需加入氧化钙或氢氧化钙。制备该组合物的方法包括以下步骤：将高碱磺酸钙和基础油混合，加入碳酸钙，加入一种或多种转化剂，并加入一种或多种络合酸。所有或一部分的一种或多种络合酸可与一种或多种转化剂同时加入或在其之前加入。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2011年10月31日提交的申请号为61/553，674的美国临时专利申请的权益。专利技术背景1.
本专利技术涉及高碱磺酸钙油脂及其制备方法，该油脂通过加入碳酸钙作为碱源，该制备方法用于改进稠化剂产量以及预期的通过滴点来表现的高温效用。2.
技术介绍
高碱磺酸钙油脂多年前就被列入油脂类。用于制造这种油脂的一种已知方法为包括“促进”和“转化”步骤的两步法。通常，第一步(“促进”)是使用过化学计量过量的氧化钙(CaO)或氢氧化钙(Ca(OH)2)作为碱源与烷基苯磺酸，二氧化碳(CO2)，及其他组分反应以产生一种具有无定形碳酸钙分散于其中的油溶性高碱磺酸钙。这些高碱油溶性磺酸钙通常为透明且明亮的，并具有牛顿流变学性质。在某些情况下，它们可能会稍有混浊，但这种变化并不会阻碍它们用于制 备高碱磺酸钙油脂的用途。在本申请中，术语“高碱油溶性磺酸钙”和“油溶性高碱磺酸钙”和“高碱磺酸钙”指任何适用于制备磺酸钙油脂的高碱磺酸钙。通常情况下，第二步(“转化”)是向促进步骤的产物中加入转化剂或试剂，例如丙二醇，异丙醇，水，甲酸或乙酸，以及合适的基础油(如矿物油)，以将无定形碳酸钙转化为非常细分散的结晶碳酸钙分散体。因为使用了过量的氢氧化钙或氧化钙来实现高碱性，因此也可存在少量残余氧化钙或氢氧化钙并且将其分散。碳酸钙的晶型优选为方解石。这种非常细分的碳酸钙，也被称为胶态分散体，它与磺酸钙相互作用形成油脂状粘稠体(consistency)，这种两步法产生的高碱磺酸钙油脂已被称为“简单磺酸钙油脂“，并已被例如，申请号为3，242，079 ;3，372，115 ;3，376，222，3，377，283 ;和 3，492，231 美国专利申请所公开。还已知在现有技术中通过小心控制反应使这两个步骤合并成一个步骤。在该一步法中，通过将适量的磺酸与氢氧化钙或氧化钙在二氧化碳和试剂系统存在下进行发生制成该简单磺酸钙油脂，其中该试剂系统同时作为促进剂(通过将二氧化碳与过量的氧化钙或氢氧化钙反应使得无定形碳酸钙高碱化)和和转化剂(将无定形碳酸钙转化为非常精细分散的结晶碳酸钙)。因此，在一步法中形成油脂状粘稠体，其中高碱、油溶性磺酸钙(在两步法中的第一步的产物)实际上从未形成并分离为单独的产物。该一步法公开于，例如，专利号为 3，661，622 ;3，671，012 ;3，746，643 ;和 3，816，310 的美国专利中。除了简单磺酸钙油脂，磺酸钙复合油脂化合物在现有技术中也是已知的。这些复合油脂通常通过向简单磺酸钙油脂中加入含钙的强碱，如氢氧化钙或氧化钙，并与化学计量等量的络合酸(complexing acid)来制备,该简单磺酸钙油脂通过两步法或一步法制得，该络合酸例如12-羟基硬脂酸，硼酸，乙酸或磷酸。该磺酸钙复合油脂相对于简单油脂所表现的优点包括降低粘性，改善可泵性，并提高了高温效用。磺酸钙复合油脂已公开于，例如，专利号为 4，560，489 ;5，126，062 ;5，308，514 ;和 5，338，467 的美国专利中。所有这些已知的现有技术教导了使用氧化钙或氢氧化钙作为生产磺酸钙油脂的碱性钙源或作为与络合酸反应生成磺酸钙复合油脂所需的组分的启示。已知的现有技术通常教导了应避免存在碳酸钙作为单独的成分或作为氢氧化钙或氧化钙中的“杂质”，而不是在碳酸化之后分散在磺酸钙中的无定形碳酸钙)的启示，并给出了至少两个原因。第一个原因是碳酸钙通常被认为是一种弱碱，不适合用于与络合酸反应。第二个原因是未反应的固体钙化合物(包括碳酸钙，氢氧化钙或氧化钙)的存在干扰了转化过程，从而导致如果未反应的固体在转化之前或在转化完成之前未被去除，则产生低劣油脂化合物。此外，现有技术没有提供同时改善稠化剂产量和滴点的磺酸钙复合油脂的技术。已知的现有技术中，为实现合适的属于NGLI2号的且被证实其滴点至少为575° F的油脂需要至少36%的高碱磺酸钙(按最终油脂产品的重量计)。高碱油溶性磺酸钙是制备磺酸钙油脂中最昂贵的成分之一，因此理想的是减少此成分的量同时仍然保持最终油脂中理想水平的硬度(从而改善稠化剂产量)。具体而言，理想的是有一种高碱磺酸钙油脂，其中高碱油溶性磺酸钙的百分比小于36 %，且在稠度处于NLGI2级(或该油脂的工作60行程的针入度(penetration)为265至295)时其滴点一致地为575° F或更高。更高的滴点被认为是可取的，因为关于润滑剂的高温使用限制，滴点是首先且最容易被确定的指标。
技术实现思路
本专利技术涉及通过加入固体碳酸钙制备的高碱磺酸钙油脂及该油脂制备方法，该制备方法用于同时改进稠化剂产量(需要较少的高碱磺酸钙并保持可接受的针入度测量值)和预期的通过滴点来表现的高温效用。虽然现有技术一贯且不变地教导不通过碱性物质制备高质量磺酸钙基油脂，该碱性物质例如弱碱碳酸钙，其在转化前以不溶形固体存在，但已有人发现可在转化前加入碳酸钙来制备本专利技术的合适的简单磺酸钙油脂。已知现有技术还教导在生产磺酸钙复合油脂时不使用弱碱碳酸钙作为碱性物质来与络合酸反应；然而，还有人发现改进的磺酸钙复合油脂可根据本专利技术生产，其通过使用碳酸钙作为添加的碱，且作为唯一加入的碱，来与络合酸进行反应来生产。此外，已知的现有技术通常需要36%或更高量(按最终产品的重量计)的高碱油溶性磺酸钙，为得到足够稳固的油脂同时该油脂的滴点为575° F或者更高。高碱油溶性磺酸钙是制备磺酸钙油脂中最昂贵的成分之一，因此需要减少此成分的量，同时仍然能提供优良的被证实的滴点性质。此种减量已经通过使用本专利技术的油脂来实现，且没有导致油脂太软或滴点降低。根据本专利技术的一个优选的实施方案，提供的高度高碱的油溶性磺酸钙油脂组合物含有按最终油脂产物的重量百分比计的下列成分(尽管某些成分，例如水，可能不在最终的油脂产物中或可能不在所指示加入的浓度中):20% -36%高碱磺酸钙，4% -15%添加的(added)碳酸钙，2% -5%的水，I % _4%其它转化剂，如醇，醚，二醇类，乙二醇醚类，乙二醇聚醚类，和羧酸，任选I %-4%的烷基苯磺酸；和任选的2.8%-11.0% (总量)的一种或多种络合酸，如硼酸，乙酸，12-羟基硬脂酸，或磷酸(当需要复合油脂时)。根据该优选实施方案的磺酸钙复合油脂为NGLI2号油脂，并具有575° F或更高的滴点。 根据本专利技术的一个实施方案，通过以下方法来生产简单磺酸钙油脂:将含有无定形碳酸钙的高度高碱油溶性磺酸钙作为主要高碱性物质与适当初始量的合适基础油混合，该基础油例如矿物油，然后将其与细碎的碳酸钙(其作为唯一添加的含钙碱)和一种或多种转化剂混合，然后根据需要加热至约190° F至200° F并持续一段时间，以在之前加入的碳酸钙碱存在下将无定形碳酸钙有效转化为非常精细分散的结晶碳酸钙，然后快速加热至380° F至400° F范围以除去水和挥发性反应副产物，然后冷却，根据需要加入额外的基础油。然后将最终的简单油脂产物根据本领域中已知的方法视情况进行研磨，以得到光滑、均匀的、高质量的简单磺酸钙油脂。根据本专利技术的另一个实施方案，通过向简单磺酸钙油脂中加入一种或多种络合酸来提供一种改进的磺酸钙复合油脂，该简单磺酸钙油脂例如上述描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磺酸钙复合油脂组合物，包含以下成分：少于36％的高碱油溶性磺酸钙；2％至20％加入的碳酸钙；且其中所述磺酸钙复合油脂的工作60行程的针入度为220至295，且滴点为575°F或更高。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.31 US 61/553,6741.一种磺酸钙复合油脂组合物，包含以下成分: 少于36%的高碱油溶性磺酸钙； 2%至20%加入的碳酸钙；且 其中所述磺酸钙复合油脂的工作60行程的针入度为220至295，且滴点为575° F或更高。2.根据权利要求1所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，不加入氧化钙或氢氧化钙。3.根据权利要求1所述的磺酸钙复合油脂组合物，还包含: 2%至10%的水； 一种或多种其它转化剂，所述转化剂的总量为0.5%至5% ;和 一种或多种络合酸，所述络合酸的总量为2.8%至％ 11%。4.根据权利要求3所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，所述一种或多种其它转化剂选自:醇，醚，二醇，二醇醚，二醇聚醚，羧酸，无机酸，有机硝酸酯或盐，包含活性氢的化合物和包含互变异构氢的化合物；且 其中，所述一种或多种络合酸选自:长链羧酸，短链羧酸，硼酸和磷酸。5.根据权利要求4所述的磺酸钙复合油脂组合物，还包含0.5%至5%的十二烷基苯磺酸。6.根据权利要求1所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，所述高碱油溶性磺酸钙的量少于32%。7.根据权利要求2所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，所述高碱油溶性磺酸钙的量少于32%。8.根据权利要求7所述的磺酸钙复合油脂组合物，还包含: 2%至10%的水； 一种或多种其它转化剂，所述转化剂的总量为0.5%至5% ;和 一种或多种络合酸，所述络合酸的总量为2.8%至％ 11%。9.根据权利要求8所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，所述一种或多种其它转化剂选自:醇，醚，二醇，二醇醚，二醇聚醚，羧酸，无机酸，有机硝酸酯或盐，包含活性氢的化合物和包含互变异构氢的化合物；且 其中，所述一种或多种络合酸选自:长链羧酸，短链羧酸，硼酸和磷酸。10.根据权利要求9所述的磺酸钙复合油脂组合物，还包含:0.5至5%的促进酸。11.根据权利要求10所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，所述促进酸为十二烷基苯横酸。12.一种磺酸钙复合油脂组合物，包含以下成分: 油溶性高碱磺酸钙，所述油溶性高碱磺酸钙中包含分散的碳酸钙； 加入的碳酸钙； 一种或多种转化剂；和 一种或多种络合酸； 其特征在于，不加入氧化钙或氢氧化钙。13.根据权利要求12所述的磺酸钙复合油脂组合物，其中所述油脂的工作60行程的针入度为265至295，且滴点为575° F或更高。14.根据权利要求13所述的磺酸钙复合油脂组合物，含有少于45%的油溶性高碱磺酸钙。15.根据权利要求12所述的磺酸钙复合油脂组合物，其特征在于，所述加入的碳酸钙相对于络合酸的总量以化学计量上过量...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·韦尼克，
申请(专利权)人：NCH公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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