一種長壽命汽油發動機機油的製作方法

2023-06-13 22:38:56 1

專利名稱：一種長壽命汽油發動機機油的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機潤滑油領域，具體涉及一種汽油發動機機油。
背景技術：
潤滑油在機械中的主要作用是降低摩擦和減緩磨損，以保證機械有效和長期的工 作，其次是冷卻作用，潤滑油能將機械摩擦時產生的熱帶走，保持一定的熱平衡狀態，控制 機械在一定的溫度範圍內工作，防止因溫度不斷升高而損壞零件；此外還有防護作用、密封 作用和清洗作用等。防護作用是防止金屬受到空氣和其他化學氣體腐蝕。密封作用是指內 燃機用的潤滑油，可以防止燃燒室的氣體通過氣缸壁與活塞之間的間隙竄入曲軸箱。清洗 作用是在循環式潤滑系統中潤滑油可將摩擦表面間的一些磨屑等汙染物衝走，並將其攜帶 到油池經沉澱或過濾後除去。發動機潤滑油，又稱內燃機潤滑油，簡稱機油，是發動機系統中各運動部件的潤滑 介質，具有潤滑、冷卻、清洗和密封等作用。隨著我國建設資源節約型和環境友好型社會步 伐的加快，節能和環保法規的日益苛刻，發動機向著高速、高壓縮比、輕量化、風阻小等方向 發展，導致發動機工作溫度和機械剪切速度不斷提高，發動機的工作溫度進一步升高，發動 機潤滑油的工作條件日益苛刻，發生氧化、裂化、聚合等化學作用，產生積炭、漆膜和油泥等 沉積物，導致發動機油工作壽命縮短，如不及時換油會引起氧化腐蝕增大，積碳和磨損增 力口，功率下降，燃油消耗和汙染物排放增多等現象，嚴重時甚至會出現因發動機機油不能滿 足要求而導致發動機損壞等事故。因此，發動機潤滑油的性能直接影響發動機的工作效率、 油耗、輸出功率、使用壽命和排放等。在發動機潤滑油的研究技術方面，我國目前多數仍採用API I類基礎油(溶劑精 制的礦物油)，加上抗氧抗腐劑、清淨分散劑、粘度指數改進劑、降凝劑等多種添加劑。由 於I類基礎油精製程度較低，導致抗氧化性能較差，使用中容易產生積炭等沉積物，再加上 與之匹配的添加劑耐溫性較差，難以滿足現代高溫高速發動機長時間使用的要求，因此， 我國汽油發動機油的換油期通常只有5000 8000公裡。歐美發達國家採用了以合成酯 和聚α -烯烴合成油為基礎油，再加入多種高性能添加劑，製成的發動機油使用壽命可達 30000 40000公裡，大大減少了發動機油的消耗和廢機油對環境的汙染，但全合成發動機 油的成本比礦物油高3 5倍，大大限制了其推廣應用。

發明內容
本發明解決的問題在於提供一種汽油發動機機油，使用壽命長，可達30000公裡， 且各項指標能滿足現代發動機的使用要求。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種汽油發動機機油，包括基礎油和添加劑；所述添加劑包括的重量百分比成分為分散劑4.0% -6.0%，
清淨劑2.5%-4.5%，抗腐劑0.2%-0.8%，抗氧劑0.1%-0.2%，納米抗磨劑0.01%-0.15%，粘度指數改進劑5. 0 % -9. 0 %，降凝劑0.3%-0.5%;餘量為基礎油，所述基礎油為佔基礎油質量百分比為40 % 65%的API III類基礎 油和35% 60%的聚α烯烴合成油組成的半合成複合基礎油。作為優選，所述分散劑為高相對分子量分散劑或單掛丁二醯亞胺分散劑中的一種 或兩種。作為優選，所述高相對分子量分散劑為雙聚異丁烯丁二醯亞胺或多聚異丁烯丁二 醯亞胺中的一種或兩種。作為優選，所述清淨劑為高鹼值磺酸鹽或中鹼值硫化烷基酚鹽中的一種或兩種。作為優選，所述高鹼值磺酸鹽為鹼值大於等於300mgK0H/g的合成磺酸鈣或鎂鹽。
作為優選，所述中鹼值硫化烷基酚鹽鹼值在150mgK0H/g 250mgK0H/g的硫化烷 基酚鈣或鎂鹽。作為優選，所述抗腐劑為二烷基二硫代磷酸鋅或二烷基二硫代氨基甲酸鋅中的一 種或兩種。作為優選，所述抗氧劑為烷基酚。作為優選，所述粘度指數改進劑為SSI小於20的乙烯-丙烯共聚物或SSI小於20 的氫化苯乙烯雙烯共聚物中的一種或兩種。作為優選，所述降凝劑為聚α烯烴或聚甲基丙烯酸酯中的一種或兩種。本發明提供的汽油發動機機油能夠適應高溫高速汽車摩託車發動機需要，其性能 完全滿足SL 5W/30的指標要求，可以保證在各種氣候條件和操作狀況下發動機始終處於 良好的潤滑狀態，使用壽命長，可達到30000公裡的使用要求，且成本較低。
具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。本發明提供的汽油發動機機油包括基礎油和添加劑，其中添加劑包括的重量百分 比成分為分散劑4. 0% -6.0%,清淨劑2. 5% -4.5%,抗氧抗腐劑0. 2% -0.8%,抗氧 劑0. 1% _0.2%，納米抗磨劑0.01% -0. 15%，粘度指數改進劑5.0% _9.0%，降凝劑 0. 3% -0. 5% ；餘量為基礎油，基礎油為半合成複合基礎油，包括的成分為ΑΡΙ III類基礎油佔 基礎油質量的40% 65%，聚α烯烴合成油佔基礎油質量的35% 60%。API III類基 礎油是用全加氫工藝製得，在性能上遠遠超過I類基礎油和II類基礎油，尤其具有較高的 粘度指數和很低的揮發性。聚α烯烴合成油(PAO)作為基礎油對添加劑有良好的相容性，粘度指數高、傾點低、低溫粘度小、高溫熱氧化安定性好，且價位較低。 添加劑可以改善發動機機油的性能，按功能分主要分散劑、清淨劑、抗腐劑、抗氧 齊U、抗磨劑、粘度指數改進劑、降凝劑。分散劑能有效抵制低溫油泥的形成，分散發動機油泥 和積炭。本發明中分散劑優選為高相對分子量分散劑或單掛丁二醯亞胺分散劑中的一種或 兩種，具體可以為重量百分比為3. 0% 4. 0%的高相對分子量分散劑和1. 0% 2. 0%單 掛丁二醯亞胺分散劑。高相對分子量分散劑可以為雙聚異丁烯丁二醯亞胺或多聚異丁烯丁 二醯亞胺中的一種或兩種，熱穩定性良好，具有良好的高溫分散發動機油泥和積炭等沉積 物的能力；單掛丁二醯亞胺分散劑為單丁二醯亞胺，低溫分散能力很好，能有效抵制低溫油 泥的形成。清淨劑能夠清除發動機機油在高溫下形成的積炭、漆膜等。本發明中清淨劑優選 為高鹼值磺酸鹽或中鹼值硫化烷基酚鹽中的一種或兩種，具體可以為2. 0% 3. 0%的高 鹼值磺酸鹽和0. 5% 1. 5%的中鹼值硫化烷基酚鹽。高鹼值磺酸鹽優選為鹼值大於等於 300mgK0H/g的合成磺酸鈣或鎂鹽，能有效清除積炭和漆膜，同時具有優異的中和氧化生成 的酸性物質的能力，防鏽性好，並有一定的分散作用；中鹼值硫化烷基酚鹽優選為鹼值在 150mgK0H/g 250mgK0H/g的硫化烷基酚鈣或鎂鹽，具有很好的酸中和能力和高溫清淨性， 並具有較好的抗氧化、抗磨和抗腐蝕性能，與其它添加劑複合時協同作用好。抗腐劑能防止金屬氧化、延緩發動機油對發動零部件的腐蝕。本發明中抗腐劑優 選為二烷基二硫代磷酸鋅或二烷基二硫代氨基甲酸鋅中的一種或兩種，具體可為重量百分 比為0. 0. 5%的二烷基二硫代磷酸鋅和0. 0. 3%的二烷基二硫代氨基甲酸鋅。 二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)具有良好的抑制油品氧化、防止腐蝕的能力，同時抗磨損效果 好；二烷基二硫代氨基甲酸鋅(ZDTC)具有良好的抑制油品氧化、防止腐蝕的能力，同時抗 極壓能力強，耐高溫性能優異，不含磷，不會造成發動機催化轉化器中毒。抗氧劑能抑制油品的氧化，鈍化金屬對氧化的催化作用，延長油品的使用壽命，保 護髮動機。本發明的抗氧劑優選為烷基酚，烷基酚具有較好的耐高溫性能。抗磨劑優選為化學修飾的粒徑在15nm 25nm的納米銅粒子，納米銅粒子具有良 好的抗磨抗氧化能力，對發動機磨損部位的修復能力尤其突出。粘度指數改進劑能夠油品的粘度指數，改進其粘溫性能。本發明的粘度指數改進 劑優選為剪切穩定性指數(SSI)小於20的乙烯-丙烯共聚物或SSI小於20的氫化苯乙烯 雙烯共聚物中的一種或兩種，具體可以為重量百分比為3. 0% 5. 0%的SSI小於20的乙 烯_丙烯共聚物和2. 0% 4. 0%的SSI小於20的氫化苯乙烯雙烯共聚物。乙烯-丙烯共 聚物優選分子量為40000 80000，具有優異的剪切穩定性、熱穩定性和較好的增稠能力； 氫化苯乙烯雙烯共聚物(HSD)優選分子量為50000 80000，對基礎油的增稠能力強，耐機 械剪切效果好，高低溫性能優異，使油品在發動機中生成積炭等沉積物少。降凝劑用於降低潤滑油的凝固溫度，提高油品低溫下的流動性。本發明中降凝劑 優選為聚α烯烴或聚甲基丙烯酸酯中的一種或兩種。實施例1 添加劑的重量百分比成分為3%的雙聚異丁烯丁二醯亞胺，2%的單丁二醯亞胺，2%的鹼值為300mgK0H/g的 合成磺酸鈣，1 %的鹼值為200mgK0H/g的硫化烷基酚鈣，0. 5 %的二烷基二硫代磷酸鋅，0. 1 %的二烷基二硫代氨基甲酸鋅，0. 1 %的烷基酚，0. 08%的粒徑為15nm 25nm的納米銅 粒子，4. 0%的分子量為60000的乙烯-丙烯共聚物，4. 0%的分子量為80000的氫化苯乙烯 雙烯共聚物，0. 3%的聚α烯烴；83%的基礎油，基礎油由45%的API III類基礎油和55%的聚α烯烴合成油組成。
實施例2 添加劑的重量百分比成分為5%的雙聚異丁烯丁二醯亞胺，4. 5%的鹼值為300mgK0H/g的合成磺酸鎂，0. 3% 的二烷基二硫代磷酸鋅，0.4%的二烷基二硫代氨基甲酸鋅，0. 2%的烷基酚，0. 1 %的粒徑 為15nm 25nm的納米銅粒子，9. 0%的分子量為80000的氫化苯乙烯雙烯共聚物，0. 5%的
聚甲基丙烯酸酯；80%的基礎油，基礎油由40%的API III類基礎油和60%的聚α烯烴合成油組成。實施例3 添加劑的重量百分比成分為3. 5%的Τ-155多聚異丁烯丁二醯亞胺，1. 5 %的單丁二醯亞胺，4 %的鹼值為 250mgK0H/g的硫化烷基酚鈣，0. 5%的二烷基二硫代氨基甲酸鋅，0. 15%的烷基酚，0. 15% 的粒徑為15nm 25nm的納米銅粒子，3. 0%的分子量為50000的乙烯-丙烯共聚物，3. 0% 的分子量為60000的氫化苯乙烯雙烯共聚物，0. 4%的聚α烯烴；83. 8%的基礎油，基礎油由60%的API III類基礎油和40%的聚α烯烴合成油組 成。實施例4 添加劑的重量百分比成分為6 %的單丁二醯亞胺，2. 5 %的鹼值為400mgK0H/g的合成磺酸鈣，1 %的鹼值為 200mgK0H/g的硫化烷基酚鎂，0. 1 %的二烷基二硫代磷酸鋅，0. 3%的二烷基二硫代氨基甲 酸鋅，0. 1 %的烷基酚，0. 05%的粒徑為15nm 25nm的納米銅粒子，6. 0%的分子量為70000 的乙烯_丙烯共聚物，0. 45 %的聚α烯烴；83. 5%的基礎油，基礎油由50%的API III類基礎油和50%的聚α烯烴合成油組 成。實施例製備的發動機機油的技術指標經測試，結果見表1 :表1發動機機油技術指標測試結果 對實施例1製備的機油進行行車試驗，採用重慶力帆汽車公司的0325號試驗車 (力帆520型，1.6L，三廂)進行試驗。為考察試驗油在使用中的老化變質情況，每隔5000 公裡對其抽樣檢測，該行車試驗的數據如表2 表2行車試驗數據 本發明製備的機油在行車30000公裡內100°C粘度變化在士25%的範圍內，在汽 油機油的換油標準範圍內。本試驗中，粘度先是呈下降趨勢，這主要是發動機油中的粘度指 數改進劑高速剪切後導致粘度下降，而在15000公裡附近，粘度逐步上升，這可能與發動機 機油出現氧化有關。由試驗結果看出本發明提供的汽油發動機機油使用壽命較長，具有良好的粘溫 性、剪切穩定性和低溫性能，達到了 SL 15W/40發動機油的技術要求，通過了 30000公裡實 際行車試驗，成本較低。本發明製備的汽油機油還通過了德國奔馳汽車公司Benz 229. 1規範的認證，換 油期超過30000公裡。以上對本發明所提供的汽油發動機機油進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例 對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方 法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的 前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的 保護範圍內。
權利要求
一種汽油發動機機油，其特徵在於，包括基礎油和添加劑；所述添加劑包括的重量百分比成分為分散劑4.0％-6.0％，清淨劑2.5％-4.5％，抗腐劑0.2％-0.8％，抗氧劑0.1％-0.2％，納米銅抗磨劑 0.01％-0.15％，粘度指數改進劑5.0％-9.0％，降凝劑0.3％-0.5％；餘量為基礎油，所述基礎油為佔基礎油質量百分比為40％～65％的API Ⅲ類基礎油和35％～60％的聚α烯烴合成油組成的半合成複合基礎油。
2.根據權利要求1所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述分散劑為高相對分子量 分散劑或單掛丁二醯亞胺分散劑中的一種或兩種。
3.根據權利要求2所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述高相對分子量分散劑為 雙聚異丁烯丁二醯亞胺或多聚異丁烯丁二醯亞胺中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述清淨劑為高鹼值磺酸鹽 或中鹼值硫化烷基酚鹽中的一種或兩種。
5.根據權利要求4所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述高鹼值磺酸鹽為鹼值大 於等於300mgK0H/g的合成磺酸鈣或鎂鹽。
6.根據權利要求4所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述中鹼值硫化烷基酚鹽鹼 值在150mgK0H/g 250mgK0H/g的硫化烷基酚鈣或鎂鹽。
7.根據權利要求1所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述抗腐劑為二烷基二硫代 磷酸鋅或二烷基二硫代氨基甲酸鋅中的一種或兩種。
8.根據權利要求1所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述抗氧劑為烷基酚。
9.根據權利要求1所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述粘度指數改進劑為SSI小 於20的乙烯-丙烯共聚物或SSI小於20的氫化苯乙烯雙烯共聚物中的一種或兩種。
10.根據權利要求1所述的汽油發動機機油，其特徵在於，所述降凝劑為聚α烯烴或聚 甲基丙烯酸酯中的一種或兩種。
全文摘要
本發明提供了一種汽油發動機機油，包括基礎油和添加劑；所述添加劑包括的重量百分比成分為4.0％-6.0％的分散劑，2.5％-4.5％的清淨劑，0.2％-0.8％的抗腐劑，0.1％-0.2％的抗氧劑，0.01％-0.15％的納米銅抗磨劑，5.0％-9.0％的粘度指數改進劑，0.3％-0.5％的降凝劑；餘量為基礎油，所述基礎油為佔基礎油質量百分比為40％～65％的APIⅢ類基礎油和35％～60％的聚α烯烴合成油組成的半合成複合基礎油。該機油不僅能夠適應高溫高速汽車摩託車發動機需要，可以保證發動機始終處於良好的潤滑狀態，而且使用壽命長，且成本較低。
文檔編號C10M169/04GK101851549SQ201010216778
公開日2010年10月6日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年7月5日
發明者陳立功 申請人:中國人民解放軍後勤工程學院