羧酸盐高碱性凝胶 本发明涉及一种胶态高碱性材料的制备方法和涂层以及其它含有这种胶态高碱性材料的物质。
高碱性添加剂是早就已知的。它们已经广泛地在发动机、齿轮以及其它工业用途中用作工业润滑剂。具体地说它们已经用作洗涤剂、高压抗磨剂、抗腐蚀和防锈添加剂和在涂层中作为流变控制剂。它们是酸性有机化合物的金属盐。高碱性材料是单相均一的，并且通常从表面上看是牛顿体系，其特征在于金属含量超过根据金属和与该金属反应的特定酸性有机化合物的化学计量存在的量。它们可以由其原来的牛顿体通过各种处理转变成胶态体。
US5501807,Benda等，1996年3月26日公开了一种制备碱性羧酸钙盐的方法，它包括在存在挥发性溶剂的情况下在15℃到60℃碳酸化优选是支链化的含氧酸的C7到C15羧酸和过量的钙的混合物。
US5300242,Nichols等，1994年4月5日公开了一种金属高碱性组合物，是通过将(A)和(B)反应进行，(A)至少一种环氧乙烷氧含量至少为3％的环氧化天然油，其中所说的天然油是含有通式如下的甘油三酯地植物油：其中R1、R2和R3是含有约8到22个碳原子的不饱和脂肪烃基团，(B)金属基氧化物(MO)、氢氧化物(MOH)或者醇盐(R4OM)，其中金属包括碱金属或者碱土金属，R4是含有约1到约24个碳原子的烃基，(A)∶(B)的当量比例为0.90～10∶1，生成皂化了的中间产物，每当量该皂化了的中间产物加入2～11当量的(B)，并使过量的(B)与(C)二氧化碳反应。
US5508331,Nichols等，1996年4月16日公开了一种热稳定的PVC组合物，它含有PVC和一种金属高碱性组分，其中该金属高碱性组分是通过将(A)与(B)反应制备的，(A)至少一种含有通式如下的甘油三酯的植物油：其中R1、R2和R3是含有约8到22个碳原子的独立的饱和或者不饱和脂肪烃基团，(B)金属基氧化物(MO)、氢氧化物(MOH)或者醇盐(R4OM)，其中金属包括碱金属或者碱土金属，R4是含有约1到约24个碳原子的烃基，其中(A)∶(B)的当量比为1.33～10∶1，生成皂化了的中间产物，每当量的该皂化了的中间产物加入2～11当量的(B)，并使过量的(B)与(C)含有二氧化碳、二氧化硫或者三氧化硫的酸性气体反应。
US3816310,Hunt,1974年6月11日公开了一种制备高碱性含有金属润滑脂和抑制生锈组合物的方法，它是通过下面的步骤进行：(1)制备可溶于油的分散剂、醇、水和碱土金属氧化物、氢氧化物或者低级醇盐的混合物；(2)碳酸化该混合物生成碱土金属碳酸盐；和(3)以可控制的方式加热该混合物以完成改性反应，其中润滑脂或者抑制生锈组合物是通过快速改变混合物的粘度来制备的。在该方法的一个任选实施方案中，水是在碳酸化步骤之后和加热步骤之前加入的。
一种用于制备胶态高碱性碳酸钙的方法，包括下面的步骤：
Ⅰ)在存在有机溶剂情况下，用过量的选自氧化钙和氢氧化钙的钙碱处理含有8到30个碳原子的羧酸或者其活性等效物，其中，钙碱与羧酸的当量比为2∶1到约10∶1；
Ⅱ)在存在含有水和1到8个碳原子的醇的促进剂体系情况下，在50℃到100℃的温度下碳酸化(Ⅰ)的混合物，其中在碳酸化步骤中调整所说醇的量，使醇与水的摩尔比例保持基本恒定，所说的比例要使(Ⅱ)的混合物的粘度在碳酸化步骤过程中不超过1帕斯卡秒(1000厘泊)；附加条件是当钙碱是氢氧化钙，在碳酸化步骤中调整所说醇的量，以保持(Ⅱ)的混合物的所说粘度在碳酸化步骤过程中低于约1帕斯卡秒(1000厘泊)；
Ⅲ)之后，在约25℃到约110℃的温度下在所说醇和水存在情况下，通过进一步加入水和所说醇，来凝胶化(Ⅱ)的混合物，在碳酸化步骤和凝胶化步骤之间没有汽提操作；和任选地
Ⅳ)去除醇和水。
本发明所采用的，术语“烃基取代基”或者“烃基”是指其原本的含义，这是本领域技术人员已知的。具体地说，它是指带有直接连接在分子剩余部分的碳原子，并且具有主要的烃特征的基团。烃基团的例子包括：
(1)烃取代基，它是脂肪(如烷基或者链烯基)、脂环的(如环烷基、环链烯基)取代基和芳香的-、脂肪-和脂环取代的芳香取代基，以及环状取代基，其中环是通过分子的另一个部分完成(如两个取代基一起形成脂环基)；
(2)取代的烃取代基，即含有非烃基团的取代基，在本发明的说明书中，它不改变主要的烃取代基(如：卤(特别是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基和磺基)；
(3)杂取代基，即在本发明的说明书中当具有主要的烃特征时，该取代基含有不是在环上的碳或者由另外的碳构成的链。杂原子包括硫、氧、氮，并且包括取代基，如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。一般来说，在烃基上每十个碳原子存在不超过两个，优选不超过一个的非烃取代基；一般在烃基上没有非烃取代基。
胶态的高碱性材料是已知的材料。高碱化可以指碱性过量或者超级碱化，它是指以可溶于油或者可分散在油中的形式提供大量的碱性物质。高碱性产品已长期用在润滑技术中以提供去垢添加剂。
高碱性物质是单相的均一体系，其特征在于金属的含量超过根据金属和与金属反应的特定酸性有机化合物的化学计量存在的量。过量金属的量一般用金属比例来表示。术语“金属比例”是指金属的总当量与酸性有机化合物的当量的比。中性金属盐的金属比例为1。一种是一般盐的4.5倍的盐的金属过量3.5当量，或者比例为4.5。本发明的碱性盐的金属比例一般为1.5到30，优选3到15，更优选4到10。
高碱性物质一般是通过酸性物质，一般为酸性气体，如SO2或CO2，通常是二氧化碳与含有酸性有机化合物的混合物反应，反应介质一般含有亲油介质、化学计量过量的金属碱和优选地促进剂。
用于制备和含有高碱性材料的亲油介质一般是对酸性有机物质惰性的溶剂。亲油介质可以是油或者容易溶解于油或者与油混溶的有机物质。该有机物质可以含有一种有机溶剂，它包括脂肪和芳香有机溶剂和它们的混合物。在一个实施方案中，该有机溶剂含有这类物质，如溶剂油和干洗溶剂。溶剂油通常是指重石脑油。它具有高闪点和溶解本领，并且它可广泛地用于金属清洁。干洗溶剂是一类溶剂油，由于其好闻的气味和高闪点而尤其可用于干洗，并且一般用于金属清洁。在ASTM D-484-52中它是指不含悬浮物和未溶解水的石油馏出物，并且没有酸败和有害气味。
合适的芳香溶剂包括苯、烷基苯、高闪点溶剂石脑油和它们的混合物。烷基苯包括甲苯、二甲苯和乙基苯，以及带有连接在其上的不同烷基的苯环，如甲基乙基苯和它们的混合物。在一个实施方案中，芳香溶剂是SC100溶剂，它几乎全部是芳香的，含有最高沸点的甲苯。
本发明的羧酸可以含有饱和的和不饱和的8到30个碳原子的羧酸或者所说羧酸的活性等效物。所说一种物质的“活性等效物”是指任何化合物或者化学组合物，而不是该物质本身，它在反应条件下反应或者性质象该物质本身。因此，羧酸的活性等效物包括产生酸的衍生物，例如酸酐、烷基酯、甘油三酯、酰基卤、内酯和它们的混合物，除非有具体说明。应该注意到如上所述羧酸的活性等效物，如甘油三酯本身可以含有超过优选范围8～30的碳原子，其中甘油三酯含有三个通过3摩尔羧酸与1摩尔甘油反应生成的酯官能团。上面给出的碳数目的范围仅是指羧酸，而不是指任何活性所有活性等效物的碳原子总数。
有效羧酸的实例包括但是不限于辛酸、正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、癸酸、十二烷酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈炔酸、十七烷酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、亚油酸、亚油酸、花生酸、顺-9-二十碳烯酸、二十碳二烯酸、山嵛酸、芥酸，任何这些酸或者它们的活性等效物的混合物。
羧酸或者其活性等效物还可含有至少一种中性油，这种油包括含有通式如下的甘油三酯的动物油或者植物油：其中R1、R2和R3独立地是含有7到29个碳原子的烃基。合适的植物油的例子包括椰子油、豆油、菜籽油、葵花油，包括高油酸葵花油、lesquerella油和蓖麻油。在优选实施方案中，植物油是椰子油。
本发明的钙碱选自氧化钙(CaO)和氢氧化钙(Ca(OH)2)。
当以活性等效物，如甘油三酯形式存在的羧酸最初与钙碱一起反应时，发生甘油三酯的水解形成皂化了的中间产物。
钙盐混合物
钙碱与羧酸的当量比在2∶1和10∶1之间；因此存在足够的钙碱可有效地进行定量的皂化反应(如100％)。当得到皂化中间产物时，也形成了甘油。应该注意到该体系不同于现有技术在于在皂化反应开始时没有加入游离甘油的现有技术。形成的甘油尽管被认为不是“促进剂”(该术语下面讨论)，能够有助于在该高碱化方法中结合过量的钙。它可以起到稀释剂和接触剂的作用并保留在该组合物中。但是，甘油的存在不是本发明所必须的。例如作为本发明的羧酸可以直接采用天然油的酸的形式，而不是天然油本身(甘油三酯的形式)。因此，可以采用椰子酸本身以及椰子油。
(Ⅰ)的混合物的碳酸化反应通过采用酸性气体二氧化碳进行。采用二氧化碳的量在有些方面取决于所说产物的所需碱度，还取决于所用钙碱的量，它如上所述(总量)每当量羧酸为2～10当量。在羧酸钙中间产物形成之后，二氧化碳一般从(Ⅰ)的反应混合物的表面下面连同附加的(即，需要将羧酸定量转变成羧酸钙盐所需的过量的量)的钙碱一起通入。羧酸钙中间产物是由羧酸与钙碱的直接反应或者通过羧酸的活性等效物，如甘油三酯的皂化反应生成。碳酸化方法作为高碱化方法的一部分是本领域技术人员已知的。在碳酸化步骤中所用的二氧化碳用来与已经存在的或者在碳酸化步骤中加入的过量钙碱反应。在碳酸化之后得到的产物的混合物在本发明中是指本发明的高碱性物质，它包括由二氧化碳和氢氧化钙的反应生成的碳酸钙。
碳酸化反应是在存在促进剂情况下进行的。促进剂是可以用在高碱化方法中起到将大量过量的金属结合到高碱性组合物中的作用的化学物质。在高碱化中采用的促进剂的典型例子包括水、酚类物质，如苯酚，各种醇类，如甲醇、2-丙醇、丁醇、戊醇，以及醇的混合物；一甘油酯、二甘油酯；以及胺类，如苯胺和十二烷胺。用于本发明的促进剂体系由水和含有1到8个碳原子的醇的混合物构成。醇优选地选自2-丙醇(异丙醇)、1-丁醇和2-甲基-1-丙醇(异丁醇)。在更优选的实施方案中，醇是2-甲基-1-丁醇。
碳酸化反应可以在50℃到100℃的温度下进行。在碳酸化反应中实际的温度范围是促进剂，如2-甲基-1-丙醇(沸点为108℃)在常压下的沸点。在一个实施方案中，碳酸化的温度是65～90℃，而在水/醇促进剂体系中的醇是2-甲基-1-丙醇。
本发明的碳酸化步骤(Ⅱ)是以保持醇与水的摩尔比例在该步骤过程中基本上保持恒定的方式进行。所需的比例是(Ⅱ)的混合物的粘度不超过1帕斯卡秒(1000厘泊)。因此，(Ⅱ)的混合物在碳酸化步骤过程中保持容易处理的低粘度流体状态。这里所说的是本发明优于现有技术的一个优点。一般来说，在高碱化过程中，反应混合物变的非常粘，这阻止了达到具有高金属比例的高碱性产物所需的高碱值。形成粘性产物或者沉淀或者反应混合物沉降成固体大大限制了使用通过高碱化制备的产物。以上面公开的比例使用水/醇溶剂阻止了反应混合物在碳酸化过程中过稠，并且也阻止了碳酸钙(由二氧化碳与钙碱的反应生成)过早地结晶。因此(Ⅱ)的混合物在碳酸化步骤中保持非粘性流体。“防止过早地结晶”是指所需的水/醇比例延长结晶碳酸钙所需时间至几天或者几周。因此，所需的水/醇比例给出了足够的时间，完成生产单元的碳酸化反应，不发生结晶。重要的是强调在大规模(至少600升)合成的碳酸化过程中保持反应介质流体的重要性，粘度对完成和控制碳酸化反应起着非常重要的作用。在这种大规模的操作中，通过加入合适的惰性溶剂或者稀释剂来降低反应介质的粘度是不经济的。但是，通过保持醇与水的摩尔比例在下面说明的优选范围内，可以达到反应混合物可接受的粘度小于1帕斯卡秒(1000厘泊)(cP)。
醇与水的摩尔比例取决于要被高碱化的确切的羧酸基体、用于进行高碱化的有机溶剂、在促进剂体系中使用的醇和要采用的钙碱。当钙碱是氢氧化钙时，有机溶剂包括溶剂油，所用的醇是2-甲基-1-丙醇，优选的比例是0.2∶1到1∶1，更优选0.2∶1到0.5∶1。当钙碱是氧化钙时，有机溶剂包括SC-100溶剂，并且所采用的醇是2-甲基-1-丙醇，优选的比例是0.5∶1到1.5∶1，更优选0.8∶1到1.2∶1。
当钙碱是氧化钙时，在碳酸化步骤中不产生净量的水。采用促进剂体系(水加上醇)的水将氧化钙变成氢氧化钙。采用在碳酸化过程中产生的水将更多的氧化钙转变成氢氧化钙。以这种方式将在碳酸化过程中产生的所有水通过与氧化钙反应循环。因此，当氧化钙用作钙碱时，加入作为促进剂的醇的量一般是在碳酸化步骤开始时立即全部加入。这与当钙碱采用氢氧化钙的碳酸化工艺相反。当采用氢氧化钙时，在碳酸化过程中产生的水不循环；结果促进剂体系的含水量越来越大。因此，为了保持醇与水的摩尔比例在碳酸化步骤中基本上恒定，醇必须在碳酸化步骤过程中加入。加入醇是在碳酸化过程中逐渐加入，并且详细说明在本说明书的“实施例”部分。
制备本发明的胶态高碱性羧酸钙的方法的第三个步骤包括胶化(Ⅱ)的混合物。未胶化的高碱性物质一般是在微观程度上均相的牛顿材料。这些普通的高碱性物质可以通过采用高碱性原料均化“转变试剂”而被胶化，即转变成类似凝胶或者胶态的结构。
所说的“转变试剂”是想描述一类非常多样性的材料，它具有能够将牛顿均一的单相高碱性材料转变成非牛顿胶态分散体系的性质。完成转变的机理还不完全清楚。但是，除了二氧化碳之外，这些转变试剂一般具有活性氢。该转变试剂一般包括低级脂肪羧酸、水、脂肪醇、多乙氧基化物质，如多元醇类、环脂肪醇类、芳基脂肪醇类、苯酚类、酮类、醛类、胺类、硼酸类、磷酸类、硫酸类和二氧化碳(特别是与水结合)。两种或者多种这些转化试剂的混合物也是有效的。特别有效的转化试剂是含有少于12个碳原子的醇，而低级醇，即少于6个碳原子的醇由于经济和效果的原因而在本方法中是优选的。
使用水和一种或者多种醇的混合物已知对将高碱性物质转变成胶态分散体系是特别有效的，并且可在本发明中用作转变试剂。对于本发明，优选的醇选自2-丙醇、1-丁醇、2-甲基-1-丙醇和它们的混合物，最优选的是2-甲基-1-丙醇(异丁醇)。因此，在凝胶化步骤中也可以使用与碳酸化过程中同样的醇。在一个实施方案中，水和2-甲基-1-丙醇的混合物可用于凝胶化步骤。
凝胶化一般是通过搅拌转化试剂和高碱性原料，优选在回流温度或者稍低于回流温度的温度下进行搅拌来达到。在本发明的情况下，尽管凝胶化可以在25到110℃的温度下进行，但是在较低的温度下需要更长的时间凝胶。一般说来，对于本发明来说，凝胶化是在溶剂混合物的回流温度或者稍低于回流温度的温度下进行，所说的溶剂混合物含有促进剂体系的水和醇以及任何其它可用于制备高碱性物质的有机溶剂。在一个实施方案中，凝胶化温度是在70～90℃范围内，当在水/醇转化试剂中的醇是2-甲基-1-丙醇时，凝胶化通过往碳酸化(高碱性)反应混合物中进一步加入醇和水转化试剂，并且将该混合物加热到回流温度或者稍低于回流温度的温度开始。凝胶化方法对高碱化领域中的技术人员来说是已知的。该方法的详细内容记载在US3492231、5300242和5508331中。对于采用氢氧化钙、溶剂油作为有机溶剂和2-甲基-1-丙醇/水混合物作为转化试剂的本方法来说，一般的凝胶化时间在约85～90℃为2到6个小时。
本发明的一个重要方面是由于使用了与碳酸化过程中同样的醇或者醇的混合物来进行凝胶化，在碳酸化和凝胶化步骤之间不需要汽提步骤。换句话说，不需要去除在碳酸化过程中使用的醇、醇的混合物或者水/醇的混合物来完成凝胶化。
在本发明中，由于用于进行凝胶化的醇与用于促进体系中的醇一样，任何关于转化试剂的浓度包括最初作为促进剂加入的醇和水的量/浓度。完成高碱性物质转化所需要的转化试剂的浓度基于在有机溶剂中为35-50％重量的高碱性物质优选在5到50％重量，更优选10到30％重量范围内(这个35～50％重量范围不包括最初作为促进剂存在的醇和水)。在一个优选实施方案中，水和2-甲基-1-丙醇的浓度在凝胶化之前基于所有组分的总重量分别为大约3～4％和5～6％；在凝胶化过程中，这些浓度大约分别为6～7％和13～14％。
由此得到的胶态物质可以使用而不用进行进一步的处理。但是，通常希望从该组合物中去除挥发性物质，如水和醇转化试剂。这通过将组合物进一步加热到115～200℃足够长的时间来得到所需程度的去除。如果需要的话加热可以在真空下进行，其中温度和时间可以以对本领域技术人员来说显而易见的方式进行调整。
但是，去除挥发性物质不需要去除转化试剂。例如，可以以干的或者接近干的固体形式完全分离胶态物质的固体组分。(在本说明书中，所说的“固体”或者“固体类”包括明显地干物质，还包括仍含有比较少量残留液体的固体含量高的物质。)分离固体可以通过在是挥发性有机化合物的亲油性介质中制备组合物来完成。本说明书中所说的“挥发性”描述了一种可以通过蒸发去除的物质。例如，二甲苯被认为是挥发性的有机化合物。将凝胶加热到合适的温度和/或将其放置于真空中可以去除挥发性亲油性介质到所需的程度。一般的干燥方法包括批量干燥、真空盘式干燥、喷雾干燥、闪蒸汽提、薄膜干燥、真空双转鼓干燥、间接加热旋转干燥和冷冻干燥。也可采用其它分离固体的方法，这些方法中的一部分不需要亲油性介质是挥发性物质。因此，除了挥发之外，这类方法，如分析、沉淀、提取、过滤和离心可以用来分离凝胶中的固体组分。
这样分离的固体物质可以以这样的形式储藏或者运输，接着与适量的介质，如亲油性介质(如一种油)混合。当固体物质没有被干燥到绝对干燥的程度，即当在组合物中残留有少量溶剂时，再分散到油中可以更容易地完成。任选地是适量的油，例如溶剂油、天然油，如植物油，如椰子油等或者合成油或者表面活性剂可以存在在所谓的干燥粉末中以助于分散。该固体物质当分散在适当的介质中时，可以形成凝胶、涂料组合物、润滑脂、润滑油或者能够由普通胶态物质制备的任何物质。该固体物质也可以由于它们本身具有的润滑性质而不用再分散使用。
也可以通过溶剂交换方法制备凝胶在油中或者在与开始在其中制备凝胶的介质不同的亲油性介质，即“替换介质”中的分散体。这种替代方法不需要制备干燥的粉末并在第二个或者替换介质中将其再分散，从而可以省去一个或者几个工艺步骤。在该改性方法中的一个实施方案中的第一个步骤是在如上所述的挥发性极性亲油性介质中制备凝胶。往该凝胶中混合油或者其它作为替换介质所需的物质。当该替换介质的挥发性大大小于原来的介质时，原来的介质(连同所有其它的挥发性组分)可以通过加热或者蒸发或者汽提去除，剩下含有高碱性凝胶颗粒的挥发性差的替换介质。当然，这两种液体介质可以通过其它适合于具体混合物料的物理或者化学方法来分离，所说的方法对本领域的技术人员来说是显而易见的。
也可以去除存在于高碱性混合物中的水和醇，并加入可能与高碱化过程中使用的稀释剂相同或者不同的稀释剂(如油或者有机溶剂)。
本发明的方法和组合物可以用来制备各种可有效地作为涂料组合物的添加剂、作为稳定剂、或者这类作为聚合物组合物的组合物或者钻探泥浆或者其它油田用途的添加剂、作为水溶液的流变控制剂，如油漆和惰性乳液、作为用于油田、汽车、钢磨、采矿、铁路和利于环境的用途的润滑剂(包括润滑脂)、作为食品级用途、金属加工和保护油的润滑剂、作为用于防磨损(研磨助剂)的润滑剂、作为合成惰性润滑剂和在用于聚合物，如聚氯乙烯树脂的热稳定剂组合物的组分。
在一个实施方案中，通过本发明方法制备的高碱性物质可以用在含有高碱性物质和包括天然或者合成润滑油和它们的混合物的具有润滑粘度的油的润滑剂组合物中。天然油包括动物油、植物油、溶剂油、溶剂或者酸处理的溶剂油和由煤或者页岩产生的油。合成的润滑油包括烃油、卤代烃油、烯化氧聚合物、羧酸和多元醇的酯、聚羧酸和醇的酯、含磷酸的酯、聚合的四氢呋喃、硅氧烷基油和它们的混合物。
有润滑粘度的油的实例记载在US4326972和欧洲专利107282中。在D.V.Brock的文章“Lubricant Base Oils”Lubricant Engineering，第43卷，第184-185页，1987年3月中有简短的对润滑基础油的描述。对有润滑粘度的油的描述记载在US4582618(Davis)(包括第2栏37行到第3栏63行)。关于用于制备润滑脂的油的信息的其它来源是NLGILubricating Grease Guide,National Lubricating Grease Institute,KansasCity,Missouri(1987)，第1.06-1.09。
在一个优选实施方案中，通过本发明方法制备的高碱性物质可以用在涂料组合物中作为流变控制剂。涂料组合物包括油漆、一些油墨和各种清漆和天然漆。它们通常含有在分散介质或者赋形剂、成膜有机聚合物和其它本领域技术人员已知的常规添加剂中的颜料。它们包括控制微生物(细菌和真菌)的添加剂、用于防火的添加剂、作为急剧生锈和容器腐蚀的抑制剂的添加剂、防毒试剂、用于表面润滑和防止划痕和磨损的添加剂、抗静电试剂、除臭剂和鞣酸污点抑制剂。
用于油田用途的钻孔液体或者泥浆的作用主要是携带钻孔产生的小片和切屑到地面；润滑并冷却钻头和钻杆；形成阻碍滤液侵入地层的滤饼；保持钻孔的壁；控制地层压力并阻止无效返回；在钻井机下降过程中悬浮切屑；并且保护地层以为后面成功地完成和生产。钻孔流体或者泥浆在停止钻孔流体的循环时优选能够悬浮切屑物和增重材料。还希望含有钻孔流体或者泥浆，它们在操作过程中和甚至在含有增加固体的组合物中保持触变性和流变性。其中可以采用的本发明材料的其它油田材料包括增强型油回收流体、压裂液、去斑液、失水物质和胶接材料。
润滑脂是一类润滑剂，它一般是含有具有润滑粘度的油和增稠剂以及附加的常用添加剂的粘稠物质。由本发明制备的物质可有效地作为这类润滑脂的增稠剂；它们也可以提供抗腐蚀和高压抗磨保护，这通常是采用辅助的添加剂来达到的。
实施例
实施例1(采用石灰在溶剂油中皂化椰子油)
往反应器中放入1725克溶剂油。将反应器加热到32.2℃(90°F)，再将1254克(5.75当量)椰子油加入反应器中。再加入醇2-甲基-1-丙醇(异丁醇；148克；2摩尔)，接着加入水(24克，1.33摩尔)。加入石灰(Ca(OH)2；223克；6.03当量)并且开始搅拌内容物。将反应器的内容物在搅拌情况下加热到99-110℃(210～230°F)，并保持该温度直至碱值(酚酞)达到4.7～14.1。在溶剂油中用椰子油(椰子酸的羧酸钙盐)皂化得到的产物。
实施例2(用石灰在溶剂油中进行椰子油的碳酸化)
往实施例1的混合物中加入2104克溶剂油。这将反应混合物冷却到92℃(200°F)。接着以七次增量进行碳酸化反应。碳酸化的每次增量包括155克(4.19当量)的石灰并将二氧化碳通入反应混合物中。在每次增量中，一开始将石灰与反应混合物在将二氧化碳通入混合物之前充分混合。开始将二氧化碳缓慢地通入反应混合物中，再提高速度。用于碳酸化每次增量的适当时间是3个小时。在每次增量过程中每个小时采用大约30克CO2。在第二次增量中开始并在下面的增量中持续的是加入2-甲基-1-丙醇(54克；0.73摩尔)(这相当于在该增量中产生的每摩尔水0.35摩尔2-甲基-1-丙醇)，接着以前面公开的方式加入155克石灰并通入二氧化碳。在每次增量中重复该碳酸化步骤。根据需要冷却该混合物保持通入二氧化碳的速度在最大值，但是不使高碱性羧酸钙结晶。(在高于95℃的温度下，CO2简单地通过反应混合物，不被石灰吸收生成碳酸钙，而在约50℃的温度下，高碱性羧酸盐结晶；因此重要的是保持温度在约55～90℃，以便二氧化碳可以以足够高的速度通入，这样它实际上被石灰吸收而不使高碱性羧酸盐结晶)。在第七次和最后的碳酸化增量结束时，持续通入CO2，至碱值(酚酞)约为4～7。温度在该碳酸化步骤结束时约为70℃。这时的混合物是在溶剂油中的高碱性(但不是胶态的)羧酸钙。
实施例3(在溶剂油中凝胶化高碱性椰子油)
往实施例2的混合物中加入506克2-甲基-1-丙醇和189克水。将该混合物加热到82.2℃(180°F)。通过红外光谱检测吸收峰从864cm-1到877cm-1的位移说明无定形碳酸盐变化成晶体碳酸盐来监测该方法。当大约80％的全部碳酸盐转变成晶体状(通过在864和877cm-1的红外峰来测定)时，加入约1416克溶剂油。当90～100％的碳酸盐从无定形转变成晶体状时，加入另外的2192克溶剂油。这时反应混合物是胶态高碱性羧酸钙。
实施例4(在溶剂油中汽提胶态高碱性椰子油)
将实施例3的反应混合物加热到126.7℃(260°F)，去除水和2-甲基-1-丙醇。回收约1949克馏出物。加入约1356克溶剂油来调整固体粘度为大约25％(即25％的固体，75％的液体)。
实施例5(在碳酸化过程中用醇与水的摩尔比来改变粘度)
下面的表说明醇与水的摩尔比对反应混合物在碳酸化过程中粘度的影响。被碳酸化的物质是在溶剂油中被皂化的椰子油，采用Ca(OH)2作为皂化的钙碱；并且所用的醇是2-甲基-1-丙醇。 2-甲基-1-丙醇∶水的摩尔比 粘度(Pa.s×103) 0.16∶1 115000 0.18 ＞4000 0.19 32 0.30 5 0.98 5 1.16 1320 1.29 5340
这些碳酸化是在搅拌速度缓慢(小于350rpm)的5升反应器中进行。该表说明对于所用的体系(在溶剂油中的皂化椰子油作为基质；2-甲基-1-丙醇/水作为促进剂体系)来说，当反应混合物的粘度相当低(小于1帕斯卡秒(Pa.s)，或者1000厘泊(cP))时，醇∶水的狭窄范围为约0.18～1.1∶1。在该范围之外，粘度相当高，反应混合物难以处理。
实施例6(采用生石灰在芳香溶剂中皂化椰子油)
往反应器中加入915克SC-100溶剂。将反应器加热到32℃(90°F)，再往反应器中加入665克(3.05当量)椰子油。再加入2-甲基-1-丙醇(146克；1.97当量)，接着加入水(110克；12.22摩尔)。再加入生石灰(CaO；102克；3.64当量)并开始搅拌内容物。在搅拌情况下将反应器的内容物加热到99～100℃(210～230℃)并保持该温度直至碱值(酚酞)达到17～27。得到的产物是在SC-100中皂化的椰子油(椰子酸的羧酸钙)。
实施例7(采用生石灰在芳香溶剂中碳酸化椰子油)
往实施例6的混合物中加入938克SC-100溶剂、79克生石灰(CaO；2.82克当量)和61克2-甲基-1-丙醇(0.82摩尔)，同时冷却反应混合物到82℃(180°F)。这会生成醇/游离水的摩尔比例约为1/1的混合物。高碱化所需的生石灰(CaO；352克；12.57当量)的剩余部分加入到有盖的被氮气覆盖的固体加料斗中，该加料斗采用螺旋加料器持续将生石灰加入反应器中。开动并调整螺旋加料器将生石灰以14克/小时的速度输送到反应器中。同时缓慢地将二氧化碳以11克/小时的速度通入到反应混合物，以将碱值(酚酞)保持大约65。在70～82℃(158～180°F)碳酸化该混合物。(在高于95℃的温度下，CO2简单地吹入反应混合物并且不被水合生石灰吸收生成碳酸钙，同时在大约50℃的温度下，高碱性羧酸钙结晶，因此重要的是保持温度约为55～90℃)。在大约25小时之后，将所有生石灰加入到反应器中。连续通入CO2大约6个小时以上到碱值(酚酞)约为4～7，将两个66克2-甲基-1-丙醇(总共为1.78当量)的物料在加入生石灰之后2个小时和4个小时加入到混合物中，以保持醇/游离水的摩尔比例约为1/1。这时该混合物是在芳香溶剂中的高碱(但不是胶态的)羧酸钙。
实施例8(高碱性椰子油在芳香溶剂中凝胶化)
往实施例7的混合物中加入800克SC-100溶剂、344克2-甲基-1-丙醇和259克水。将该混合物加热到88℃(190°F)。通过红外光谱检测吸收峰从约864cm-1到877cm-1的位移说明从无定形碳酸盐向晶体碳酸盐的转变来监测该方法。当大约80％的全部碳酸盐转变成晶体状(通过在864和877cm-1的红外峰来测定)时，加入约1300克的SC-100。当90～100％的碳酸盐从无定形转变成晶体状时，这时反应混合物是胶态高碱性羧酸钙。
实施例9(在芳香溶剂中汽提胶态高碱性椰子油)
将实施例8的反应混合物加热到126℃(260°F)，去除水和2-甲基-1-丙醇。在该方法过程中加入约800克SC-100以降低粘度。回收大约2435克馏出物。加入大约1400克SC-100溶剂来调整固体的浓度大约为25％(即25％固体，75％液体)。
上述引用的文献在此均结合以供参考。除了在实施例中或者有其它说明，所有在该说明书说明物料的量、反应条件、分子量、碳原子数等的数量均可理解为“大约”。除非有其它说明，本说明书中的每种化学物质或者组合物可以被解释成工业级物料，它可以含有异构体、副产物、衍生物和其它这类一般认为存在于工业级物料中的物质。但是，每种化学组分的量不包括任何溶剂或者稀释油，它们可能存在于工业原料中，除非有其它说明。可以认为前面所说的量、范围和比例可以兼有。正如本说明书所采用的，“基本上由…构成”允许含有不显著影响组合物在不可忽视情况下的基本的和新的特征。