柴油機油組合物的製作方法

2023-07-07 17:33:16 3

專利名稱：：柴油機油組合物的製作方法
技術領域：
：本發明涉及柴油機油組合物，更具體地說，本發明涉及適用於船用和柴油發電廠的中速柴油機的柴油機油組合物。在船用柴油機或發電廠用的柴油機，特別是中速柴油機中，機油消耗的突然增加的現象是一個問題。該突然增加的現象是由於發動機中的環和襯套之間的條件的變化，即由於環和襯套之間的機油降解的產物或很差的潤滑性能引起的環的粘著造成的。換句話說，機油的降解和潤滑性能的降低，特別是機油的耐磨性能的降低在油耗的突然增加方面起著重要的作用。於是，由於發生了油耗的突然增加而使機油的使用期限期滿。在機油使用的過程中特殊組分的降解可能影響油耗，因為在新鮮機油使用時幾乎沒有觀察到油耗的變化。鑑於具有長的使用期限的機油有很好的氧化安定性和耐磨性能，就需要開發氧化穩定性和耐磨性能都很好的機油。日本專利申請公開號7-197067公開了一種機油添加劑，該機油添加劑含有特殊的高鹼性或中性磺酸鹽與特殊的聚烯基琥珀醯亞胺和二烷基二硫代磷酸鋅的混合物。但是，該添加劑的氧化安定性和耐磨性能都很差。鑑於上述而作出了本發明，本發明的一個目的是提供一種具有很好的氧化安定性和耐磨性能的柴油機油組合物。本發明人已經進行了認真地研究，發現通過使用含有規定的高鹼性鹼土金屬化合物的清淨分散劑和通過調節規定的元素組分的量可以有效的達到上述的目的。因此，本發明提供一種柴油機油組合物，該柴油機油組合物含有潤滑油基礎油和一種或多種金屬清淨分散劑，該金屬清淨分散劑選自高鹼性鹼土金屬磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽，其中，總的磷含量是100ppm(重)或更少，優選70ppm(重)或更少。在本發明的一個優選的實施方案中，提供一種具有總鹼值15-50mgKOH/g的柴油機油組合物。在本發明的另一個優選的實施方案中，提供一種具有總的氮含量和總的磷含量的總數為150ppm(重)或更少的柴油機油組合物。另外，在本發明的一個特別優選的實施方案中，提供一種具有總的氮含量為50ppm(重)或更少的柴油機油組合物。下面將描述實施本發明的模式。本發明的柴油機油組合物可以用在各種發動機中，例如船用發動機和柴油發電廠的發動機，特別優選的是用於速度為200-1500rpm，優選300-1300rpm的中速柴油機。這些柴油機一般地輸出功率為100-30,000HP，優選500-20,000HP。在這些柴油機中，潤滑油可能被未用的燃料、燃燒殘渣和在燃料以及金屬分散劑中所含的硫所產生的酸性物質之間的反應產生的淤泥汙染。特別優選的是本發明的柴油機油組合物用在裝配有除渣設備例如大型的過濾器、濾淨器或離心分離器的柴油發動機中。作為在本發明的柴油機油組合物中的潤滑油基礎油，可以使用在100℃的運動粘度為3-35mm2/s，優選8-25mm2/s的礦物油和/或合成油。當該基礎油的運動粘度過高時，提供到潤滑部件的潤滑油就少，而當該基礎油的運動粘度過低時，其蒸汽壓就高，使得產生高比例油耗的缺點。對於傾點沒有提出特別的限制，傾點是低溫流動性的指數，傾點為-10℃或更低是優選的。另外，在基礎油中所含的氮的總量優選40ppm重或更少，更優選30ppm重或更少。當在基礎油中總氮含量過高時，形成的汙泥的量就增加，就導致增加了潤滑油的降解。可以根據其用途從各種礦物油和合成油中選擇礦物油和合成油。礦物油的例子包括石蠟基礦物油、環烷基礦物油和中間基原油。具體的例子包括輕中性油、中間中性油、重中性油和光亮油料。合成油的例子包括聚-α-烯烴、α-烯烴共聚物、聚丁烯、烷基苯、多元醇酯、二元酸酯、聚氧亞烷基二醇、聚氧亞烷基二醇酯、聚氧亞烷基二醇醚和位阻酯。作為基礎油的這些油可以單獨使用或其兩種或多種混合使用，並且礦物油和合成油可以混合使用。在潤滑油基礎油中加入的金屬清淨分散劑選自高鹼性鹼土金屬磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽。它們當中，高鹼性鹼土金屬水楊酸鹽是優選的。該清淨分散劑優選地具有總鹼值100-600mgKOH/g(JISK-2501高氯酸鹽法)，特別是120-500mgKOH/g。當該鹼值過低時，就需要大量的分散劑來得到好的結果，其是不經濟的；而該鹼值過高時，潤滑油的灰含量增加，就招致形成大量的沉澱的危險。高鹼性鹼土金屬磺酸鹽，其是各種磺酸的鹼土金屬鹽，其一般的是通過各種鹼土金屬磺酸鹽的碳化得到的。磺酸的例子包括芳族石油磺酸、烷基磺酸、芳基磺酸和烷基芳基磺酸。具體例子包括十二烷基苯磺酸、二月桂基十六烷基苯磺酸、石蠟取代的苯磺酸、聚烯烴取代的苯磺酸、聚異丁烯取代的苯磺酸和萘磺酸。高鹼性鹼土金屬酚鹽，其是烷基酚或硫化的烷基酚的鹼土金屬鹽，一般的是通過烷基酚或硫化的烷基酚的鹼土金屬鹽的碳化得到的。高鹼性鹼土金屬水楊酸鹽，其是烷基水楊酸的鹼土金屬鹽，一般的是通過下面的步驟得到的用C8-C18α-烯烴烷基化酚，通過科爾柏-施密特反應引入羧基，雙分解和碳化得到的。烷基水楊酸的例子包括十二烷基水楊酸、十二烷基甲基水楊酸、十四烷基水楊酸、十六烷基水楊酸、十八烷基甲基水楊酸和二辛基水楊酸。上述的鹼土金屬磺酸鹽、鹼土金屬酚鹽和鹼土金屬水楊酸鹽的鹼土金屬的例子包括鈣、鋇和鎂，鑑於其效果鈣是優選的。在本發明中，上述的金屬清淨分散劑可以單獨使用或其兩種或多種混合使用。基於組合物的總量，優選的是其加入量為5-40％(重)，更優選10-30％(重)。當金屬清淨分散劑的量為5％(重)或更少時，其結果是耐磨性能和氧化安定性差，而當金屬清淨分散劑的量超過40％(重)時，就不能得到同等量的加入的清淨分散劑的效果。在本發明的柴油機油組合物中總的磷的含量是100ppm(重)或更少，優選70ppm(重)或更少，特別優選30ppm(重)或更少。當總的磷的含量過高時，在潤滑油中的酸性物質的含量就增加，很容易導致在氧化誘導降解步驟中形成淤泥。本發明的柴油機油組合物中的總鹼值必須調整到15-50mgKOH/g(JISK-2501高氯酸鹽法)，優選20-40mgKOH/g，當該鹼值過低時，對酸的中和能力就差，而該鹼值過高時，就招致形成大量的沉澱。在本發明的柴油機油組合物中的總的氮含量和總的磷含量的總數優選地調整到150ppm(重)或更少，更優選90ppm(重)或更少，特別優選70ppm(重)或更少。該總數太大可能很容易導致在氧化誘導降解步驟中形成淤泥。另外，本發明的柴油機油組合物中的總的氮含量優選調節到50ppm(重)或更少，更優選30ppm(重)或更少。該總的氮含量太高可能很容易導致在氧化誘導降解步驟中形成淤泥。通過在潤滑油基礎油中加入上述的金屬清淨分散劑得到本發明的組合物。一般的，該組合物還可以含有添加劑，例如抗氧化劑、粘度指數改進劑、金屬鈍化劑、降凝劑、抗磨劑、抑泡劑或極壓添加劑，以便保持潤滑油的基本的特徵。對添加劑沒有提出特別的限制，各種各樣的常規的已知添加劑都可以使用。基於組合物的總量，用量可以為0.05-2％(重)的抗氧化劑的例子包括胺例如烷基化的二苯胺或苯基-α-萘胺，和苯酚化合物例如2，6二叔丁基酚或4，4』-亞甲基雙(2，6-二叔丁基酚)。基於組合物的總量，用量可以為0.5-30％(重)的粘度指數改進劑的例子包括聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚異丁烯、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物和加氫的苯乙烯-丁二烯共聚物。基於組合物的總量，用量可以為0.005-1％(重)的金屬鈍化劑的例子包括苯並三唑、噻二唑和烯基琥珀酸酯。基於組合物的總量，用量可以為0.01-1％(重)的降凝劑的例子包括聚(甲基丙烯酸烷基酯)和聚烷基苯乙烯。基於組合物的總量，用量可以為0.1-3％(重)的抗磨劑的例子包括有機鉬化合物例如MoDTP和MoDTC；有機鋅化合物例如ZnDTP；有機硼化合物例如硼酸烷基硫醇酯；石墨；二硫化鉬；硫化銻；硼化合物；和聚四氟乙烯。基於組合物的總量，用量可以為0.0005-1％(重)的消泡劑的例子包括二甲基聚矽氧烷和聚丙烯酸酯。基於組合物的總量，用量可以為0.1-15％(重)的極壓添加劑的例子包括硫化脂肪和二烯丙基二硫化物。當上述的添加劑是含有氮和磷的化合物時，由於這些組分在添加劑中，所以在上述的潤滑油組合物中氮和/或磷的總量應該調節。實施例下面將用實施例詳細地描述本發明，但是這些實施例不是要限制本發明。實施例1-3和比較例1和2按表1所規定的比例混合組合物的組分，由此得到實施例和比較例的柴油機油組合物。把實施例和比較例的柴油機油組合物的總鹼值調節到30mgKOH/g(JSK-2501；高氯酸鹽法)。把這些實施例和比較例的柴油機油組合物按照下述的方法進行氧化安定性試驗和耐磨試驗，結果列於表1。(1)氧化安定性試驗按照「內燃機油的氧化安定性試驗」(JISK—2514)進行ISOT試驗。簡單地說，通過下面的步驟進行該試驗把鐵-鋼片放在機油中，在165℃攪拌該油，按照JISK—2501(鹽酸法)，在96小時之後測定總鹼值。(2)耐磨試驗(四球機負載能力試驗)為了評價該機油的耐磨性能、摩擦界面之間油-膜形成、耐磨性能的重要因素，在下面的條件下進行評價試驗裝置Soda的四球試驗裝置，旋轉球的轉速500rpm，油溫80℃，評價方法當液壓負載以每3分鐘增加0.5kg/cm2從0.5kg/cm2逐漸增加時，測定油壓，觀察在該油壓下旋轉球和固定球之間的電導性。表1*1高純化石蠟基礦物油，運動粘度10mm2/s(100℃)*2溶劑提純的石蠟基礦物油，運動粘度10mm2/s(100℃)*3總鹼值250mgKOH/g(JISK-2501高氯酸鹽法)*4總鹼值170mgKOH/g(JISK-2501高氯酸鹽法)*5總鹼值270mgKOH/g(JISK-2501高氯酸鹽法)*6聚異丁烯基的數均分子量1000；氮含量1.1％(重)*7mgKOH/g(JISK-2501鹽酸法)如上所述，本發明的柴油機油組合物有很好的氧化安定性和耐磨性能，其特別適合作為船用或發電用的中速柴油機油。權利要求1.一種柴油機油組合物，其含有潤滑油基礎油和一種或多種金屬清淨分散劑，該金屬清淨分散劑選自高鹼性鹼土金屬磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽，其中，組合物的總的磷的含量是100ppm(重)或更少。2.根據權利要求1的柴油機油組合物，其中該組合物的總鹼值是15-50mgKOH/g。3.根據權利要求1的柴油機油組合物，其中該組合物的總的氮含量和總的磷含量的總數是150ppm(重)或更少。4.根據權利要求1的柴油機油組合物，其中該組合物的總的氮含量為50ppm(重)或更少。5.根據權利要求1的柴油機油組合物，其中該組合物的總的磷含量為70ppm(重)或更少。6.根據權利要求5的柴油機油組合物，其中該組合物的總鹼值是15-50mgKOH/g。7.根據權利要求5的柴油機油組合物，其中該組合物的總的氮含量和總的磷含量的總數是90ppm(重)或更少。8.根據權利要求5的柴油機油組合物，其中該組合物的總的氮含量為30ppm(重)或更少。全文摘要本發明公開了一種柴油機油組合物,其含有潤滑油基礎油和一種或多種金屬清淨分散劑,該金屬清淨分散劑選自高鹼性鹼土金屬磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽。該組合物的總的磷的含量抑制在100ppm(重)或更少,由此提供具有很好的氧化安定性和耐磨性能的柴油機油組合物。文檔編號C10M159/20GK1199087SQ9810925公開日1998年11月18日申請日期1998年4月16日優先權日1997年4月16日發明者片渕正申請人:出光興產株式會社