一種發動機潤滑油組合物的製作方法
2023-05-03 23:54:21
專利名稱：一種發動機潤滑油組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機潤滑油組合物，尤其是涉及一種用於柴油發動機的潤滑油組合物，屬於潤滑油技術領域。該組合物具有優良的高溫清淨性、分散性、抗氧抗腐性及抗磨性，能夠滿足APICF柴油機油規格要求。
由於我國國情與國外不同，汽車及發動機製造業對潤滑油的要求也明顯不同於國外，中低檔(SD、CC)發動機油需求量仍佔全部發動機油總量的50％左右。但隨著我國汽車工業的發展，預計今後幾年CF等高檔潤滑油需求量將以3～5％/年的速度持續增長，因此CF級柴油機油具有廣闊的市場前景。而涉及APICF級油的中國專利還沒有。
本發明的目的是提供一種以加氫處理油為基礎油的價格性能比較優的發動機油組合物，通過調整潤滑油組合物中各添加劑組分間的比例及其用量，來滿足調製的發動機油的要求。
值得注意的是，本發明中的基礎油是中國生產的高粘度指數加氫處理基礎油(屬Group II類油)，其特點是低硫、低氮、低芳烴、低極生(非極性的飽和烴含量佔95％以上)，從而導致其抗氧化安定性和對添加劑及油品氧化產物的溶解/分散能力下降。本發明主要是通過對潤滑油組合物中的添加劑進行優化選擇和調整本發明的潤滑油添加劑組合物中組分之間的比例及其用量來解決上述問題。
本發明對潤滑油組合物中的添加劑進行優化選擇，除了考慮各功能添加劑組分自身的性能和特點外，同時把對基礎油的溶解性和熱穩定性好壞作為優先選擇的條件之一，目的是有利於解決加氫基礎油的溶解性和抗氧化安定性較差的問題，以滿足柴油機油的高溫清淨性、分散性和抗氧抗磨性要求。
本發明提供一種可滿足APICF規格柴油機油要求的發動機潤滑油組合物。它含有大量加氫處理基礎油，0.5-2.5％(重)的烷基水楊酸鹽；0.5-3.0％(重)的雙丁二醯亞胺無灰分散劑；0.5-3.0％(重)的混合基質金屬清淨劑；0.1-1.5％(重)的硫化烷基酚鹽；0.2-1.6％(重)的二烷基二硫代磷酸鋅；0.01-1.0％(重)的酚型輔助抗氧劑。
在本發明的潤滑油組合物中
金屬清淨劑較適宜的是高鹼值混合基質金屬清淨劑、中鹼值改性烷基水楊酸鈣和高鹼值硫化烷基酚鈣的混合物，用以提高潤滑油組合物的高溫清淨性。該組分可從蘭煉生產的商品LAN109C、T115B和混合基質金屬清淨劑中獲得。
高鹼值混合基質金屬清淨劑的使用，是由於高鹼值烷基水楊酸鈣與高鹼值磺酸鈣共存時，將有共沉澱生成，該問題嚴重製約著油品高溫清淨性的提高，混合基質清淨劑的使用不僅很好的解決了這一問題，而且兼具有高鹼值磺酸鹽和高鹼值烷基水楊酸鹽的性質，並且具有良好的高溫清淨性能和很高的鹼值。由於APICF級油可適用於燃燒高硫燃料的柴油機(硫含量可大於0.5％)，因此要求APICF級油必須具有良好的酸中和能力，混合基質清淨劑的使用不僅可以提高油品的高溫清淨性，而且可以提高油品的鹼值，以提高油品的酸中和能力。該組分可從蘭煉生產的混合基質清淨劑獲得。
中鹼值烷基水楊酸鈣(T109)與磺酸鈣共存時，同樣將有共沉澱生成，該問題嚴重製約了本發明油品與同類磺酸鹽清淨劑體系油品的混合使用。文獻研究結果表明當烷基水楊酸鈣與磺酸鈣共存時，烷基水楊酸鈣與磺酸鈣表面活性劑將形成一種臨界膠束，其濃度更低、聚集數更小的混合膠束，降低了體系中游離表面活性劑的濃度，促使載荷膠團表面上的表面活性劑解吸。當此解吸達到一定程度時，載荷膠團將沉降、聚集、形成共沉澱。本發明中使用的改性烷基水楊酸鈣的製備方法是在合成烷基水楊酸鈣的過程中，引入了具有較佳穩定分散作用的聚異丁烯-丁二酸酐(PIBSA)做表面活性劑，與水楊酸一同加入到反應體系中，進行中和反應。這在一定程度上提高了載荷膠團的立體屏蔽穩定作用，在新的動態平衡形成時，仍能保持載荷膠團的穩定性，從而抑制了烷基水楊酸鈣與磺酸鈣混合形成沉澱的問題(國內外水楊酸鹽與磺酸鹽複合均出現沉澱問題)。另外，聚異丁烯-丁二酸酐(PIBSA)的引入也提高了烷基水楊酸鈣在加氫處理基礎油中的溶解性。該組分可從蘭煉生產的烷基水楊酸鈣清淨劑中獲得，但使用中應保持潤滑油組合物中鹼值不低於140mgKOH/g，並且不與磺酸鹽產生沉澱問題。
T115B的使用不僅可以提高油品的高溫清淨性，而且還可以增強油品的抗氧化和抗磨損能力。T115B的用量要適宜，T115B的用量太大，會對發動機活塞的低溫區的清淨性造成不利影響，T115B的用量太小，則不能保證油品的高溫清淨性。該組分可從蘭煉生產的硫化烷基酚鈣清淨劑中獲得，也可從國內外類似的商品中獲得，但使用中應保持潤滑油組合物中鹼值不低於240mgKOH/g。
無灰分散劑較適宜的是雙烯基丁二醯亞胺無灰分散劑。該組分可以使油品保持良好的分散性能，使油品在衰敗過程中產生的極性組分能夠很好的分散在油品中，而不致於沉積。該組分可從蘭煉生產的T152無灰分散劑中獲得，也可從國內外類似的商品中獲得，但使用中應保持潤滑油組合物中氮含量不變。
組合物中將酚型輔助抗氧劑與二烷基二硫代磷酸鋅複合使用，二者以不同的抗氧化作用機理相互配合共同抑制了潤滑油的高溫氧化，賦予該組合物優異的高溫抗氧化性能。可從蘭煉生產的商品和國內外類似的商品中獲得。
調製潤滑油時，除了加入本發明的添加劑外，單級油還需加入降凝劑和抗泡劑，而多級油需加入降凝劑、粘度指數改進劑和抗泡劑。
粘度指數改進劑較適宜的是乙烯-丙烯共聚物，可從蘭煉生產的T612A商品得到。
降凝劑可從蘭煉生產的LAN803B也可從國內外商品降凝劑或傾點下降劑中得到。
抗泡劑一般是商品甲基矽油T901。
選擇性能好的添加劑組分還不能完全解決本發明所要解決的問題。本發明利用眾所周知的添加劑組分之間相互作用的原理，力求使各功能添加劑除了充分發揮其自身的性能優點外，在滿足發動機各項性能要求方面，儘可能使各功能添加劑組分間產生較強的「協合效應」，避免出現「對抗效應」。
判斷潤滑油組合物是否滿足API CF柴油機油的要求，需進行Caterpillar1M-PC發動機試驗及SH/T0265規定的L-38軸瓦腐蝕試驗。
本發明採用了眾所周知的板式成焦器試驗和熱管氧化試驗模擬Caterpillar1M-PC發動機活塞清淨性。
本發明的優點和效果通過下面的實施例進一步說明。
實施例1配製一全組分15W/40CF柴油機油，它含有改性烷基水楊酸鈣、混合基質金屬清淨劑(或高鹼值烷基水楊酸鈣)、硫化烷基酚鈣、雙烯基丁二醯亞胺無灰分散劑、二烷基二硫代磷酸鋅。由此得到的數據列於表1。表1
注基礎油為加氫處理基礎油與適量的降凝劑、抗泡劑和粘度指數改進劑複合。
實施例2配製一全組分15W/40CF柴油機油，它含有改性烷基水楊酸鈣、混合基質金屬清淨劑(高鹼值磺酸鈣)、硫化烷基酚鈣、雙烯基丁二醯亞胺、二烷基二硫代磷酸鋅及酚型輔助抗氧劑。
由此得到的數據列於表2。
表2
實施例3配製一全組分15W/40CF柴油機油，它含有改性烷基水楊酸鈣、混合基質金屬清淨劑、硫化烷基酚鈣、雙烯基丁二醯亞胺、二烷基二硫代磷酸鋅及酚型輔助抗氧劑。由此得到的數據列於表3。表3
實施例4配製一全組分20W/40CF柴油機油，它含有改性烷基水楊酸鈣、混合基質金屬清淨劑、硫化烷基酚鈣、雙烯基丁二醯亞胺、二烷基二硫代磷酸鋅及酚型輔助抗氧劑。由此得到的數據列於表4。
表權利要求
1.一種用於柴油發動機的潤滑油組合物，其特徵在於該組合物中含有A、大量的加氫處理基礎油；B、0.5-2.5％(重)的改性烷基水楊酸鹽；C、0.5-3.0％(重)的雙烯基丁二醯亞胺無灰分散劑；D、0.5-3.0％(重)的混合基質金屬清淨劑；E、0.1-1.5％(重)的硫化烷基酚鹽；F、0.2-1.6％(重)的二烷基二硫代磷酸鋅；G、0.01-1.0％(重)的酚型輔助抗氧劑。
2.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特徵在於所說的烷基水楊酸鹽較適宜的是鹼值在140mgKOH/g以上的改性烷基水楊酸鈣，其分子結構為 式中R為含14～18個碳原子的烷基，PIB為平均分子量為1000以上的聚異丁烯基，SA為丁二酸酐，n為整數。
3.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特徵在於所說的硫化烷基酚鹽較適宜的是鹼值在240mgKOH/g以上的硫化烷基酚鈣，其分子結構為 式中R為含10-18個碳原子的烷基，x、y、n為整數。
4.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特徵在於所說的混合基質清淨劑較適宜的是鹼值在350mgKOH/g以上的，其膠束由烷基水楊酸鈣與磺酸鈣基本分子組成的金屬清淨劑，其膠束中基本分子結構以以下三種方式存在 式中R1為含16～24個碳原子的烷基，R為含14～18個碳原子的烷基，PIB為平均分子量為1000以上的聚異丁烯基，SA為丁二酸酐，n為整數。
5.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特徵在於所說的雙烯基丁二醯亞胺無灰分散劑分子量為800-1800，其分子結構為 式中PIB的分子量為600-1400，n為6-10的整數。
6.根據權利要求1所述的潤滑油組合物，其特徵在於所說的酚型輔助抗氧劑的分子結構為 式中R為6-14個碳原子的烷基。
全文摘要
本發明涉及一種發動機潤滑油組合物，尤其是涉及一種用於柴油發動機的潤滑油組合物。其特點是含有大量加氫處理基礎油。本發明的組合物還含有適量的改性水楊酸鹽、混合基質金屬清淨劑、硫化烷基酚鹽、雙丁二醯亞胺無灰分散劑、二烷基二硫代磷酸鋅及酚型輔助抗氧劑。該潤滑油組合物可滿足API CF柴油機油的潤滑要求。配方簡單，成本低，調製方便。
文檔編號C10M161/00GK1403555SQ0113077
公開日2003年3月19日 申請日期2001年8月24日 優先權日2001年8月24日
發明者湯仲平, 孫丁偉, 荊海東 申請人:中國石油天然氣股份有限公司