一種全合成汽油機油及其製備方法與流程
2023-10-22 18:45:17 2
本發明涉及一種全合成汽油機油，具體為一種耐高溫高剪切全合成汽油機油及其製備方法。
背景技術：
隨著現代汽車工藝的發展，製造工藝越來越精密，要求車輛行駛時具有優異的動力輸出和耐持久的機油油壓。市場上各種汽油機油產品主要側重於低溫啟動性、使用壽命、凝固點和低粘度的研究，但未對汽油機油的高溫高剪切性能進行研究。發動機的使用性能不僅與其低溫下的粘度有關，而且還與其在高溫下的粘度有關係。市場上常投訴機油壓力不足，發動機輸出動力不足以及平地行駛時油壓足但長時間行駛山路時則變現出動力不足或機油壓力不足，甚至亮紅燈現象。汽車發動機持久的動力輸出和機油油壓穩定都與潤滑油的耐高溫高剪切性能息息相關。
目前，關於汽油機油公開技術研究很多。105695054A公開了一種超低粘度的節能汽油機油及其製備方法，由汽機油複合劑8.5-12.5％、抗氧劑0.1-0.5％、粘度指數改進劑1-5％、抗磨劑0-0.8％、抗泡劑0.002-0.005％，餘量為合成基礎油，其發明的全合成汽油機油具有優異的冷啟動性能和抗磨性能。103602481B一種節能型的全合成汽油機油及其合成方法，由基礎油 80-90wt％，複合添加劑9-19.998wt％和消泡劑0.0001-0.002wt％，其發明的全合成汽油機油具有超低的凝固點特性。101982534A一種節能型長壽命汽油機油，由合成基礎油85.0～92.0份、複合抗氧劑0.5～3.0份、金屬清潔劑0.5～1.5份、無灰分散劑2.0～5.0份、納米級摩擦改進劑0.05～0.5份、粘度指數改進劑2.0～8.0份、降凝劑0.2～1.0份，其發明的汽油機油具有使用壽命長的特性。105733779A一種低粘度減摩汽油機油及其製備方法，由單烯基丁二醯亞胺0.8-1.0份、烷基苯磺酸鈣0.4-0.6份、4,4'-二辛基二苯胺0.1-0.3份、2,5- 二叔丁基對苯二酚0.1-0.3份、氫化苯乙烯異戊二烯共聚物1.5-4.5份、二甲基矽油0.002-0.005份、抗磨劑0.2-0.9份、季戊四醇酯25-35份、聚α-烯烴 50-60份，其發明的汽油機油具有優異的低粘度和抗磨性能。
上述專利重點研究汽油機油的冷啟動性、抗磨性、凝固性和低粘度性等問題，但未對汽油機油的高溫高剪切性能進行研究，而汽車發動機持久的動力輸出和機油油壓穩定都與潤滑油的耐高溫高剪切性能息息相關。
由此可見，可開發出一種耐高溫高剪切全合成汽油機油用於解決機油壓力持續不足和發動機動力不足問題具有一定的實用性和必要性。
技術實現要素：
本發明的目的是為了克服上面所述的技術缺陷，提供一種耐高溫高剪切全合成汽油機油，加入汽油機油發動機中，可以持續提供動力輸出和保持機油油壓穩定，同時也提供了該全合成汽油機油的製備方法。
本發明一種全合成汽油機油是這樣實現的，其配方按重量份配比為：
聚a-烯烴 40～80份
多元醇酯 5～30份
汽油機油複合劑 5～15份
納米碳洋蔥 0.5～5份
粘度指數改進劑 2～12份
高溫潤滑劑 0.2～6份
降凝劑 0.1～1份。
所述的聚a-烯烴的100℃運動粘度為3.5～8.5釐斯，且其傾點不高於-50℃，並具有優異的低溫流動性。
所述的多元醇酯的100℃運動粘度為2.7～5.7釐斯，且其傾點不高於-50℃，並具有優異的低溫流動性。
所述汽油機油複合劑為潤英聯P5706複合劑、P5205複合劑、P6660複合劑中至少一種，具有優異的清淨分散性能、抗摩擦性能和抗氧化安定性能。
所述納米碳洋蔥為一種以碳六十為核心的同心多層球面套疊結構的碳分子；所述的納米碳洋蔥是這樣實現的：
按重量份配比，在密閉的反應器中，將1～10份煤粉碎至200目以下作為非晶體碳源，加入0.1～2份金屬納米鉬微粒，放入射頻等離子體發射源反應腔，在惰性氣體的保護下，照射60～90min反應完畢後，即得到納米碳洋蔥。
所述的粘度指數改進劑為氫化苯乙烯異戊二烯共聚物粘度指數改進劑、聚甲基丙烯酸酯類粘度指數改進劑、乙丙烯共聚物粘度指數改進劑中至少一種，能有效地控制油泥積碳和清漆。
所述的高溫潤滑劑為氟化得到的特氟隆（C60F60），所述的特氟隆（C60F60）是這樣實現的：
按重量份配比，先將1～10份碳六十和0.1～1份金屬納米催化劑加入密閉的反應釜中，常溫常壓下，超聲波分散1h～3h後加入1～10份純氟，將釜中的壓力增加到2～5個大氣壓，加熱到80～120℃，在金屬納米催化劑作用下反應18～24h，過濾，40～60℃真空乾燥，即得到白色粉末狀特氟隆（C60F60）。
所述的金屬納米催化劑為金屬納米鐵、金屬納米鎳、金屬納米鋅、金屬納米銅、金屬納米鋁、金屬納米鈷中的至少一種。
所述降凝劑為聚甲基丙烯酸酯降凝劑、聚a-烯烴降凝劑、烷基聚甲基丙烯酸酯降凝劑中至少一種，具有優異的降凝效果，且剪切安定性好，在各類基礎油中均能化的控制蠟的結晶，達到降凝效果，可用於各級發動機油、齒輪油和各種工業用油。
所述的一種全合成汽油機油的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：
按配方重量份配比，將聚a-烯烴和多元醇酯投入反應釜中，在恆溫55～65℃下，依次投入汽油機油複合劑、粘度指數改進劑、降凝劑，攪拌2h後再依次加入納米碳洋蔥和高溫潤滑劑，保持恆溫55～65℃，分散均勻攪拌2小時即制的全合成汽油機油。
本發明一種全合成汽油機油具有如下益處：
1. 具有超耐抗磨抗剪切性能，因為採用的納米碳洋蔥潤滑劑，使油膜不易破裂；
2. 採用氟化後的特氟隆（C60F60），高溫高剪切性能好；
3. 清淨分散性能、抗氧化安定性能和低溫流動性能好。
具體實施方式
以下實施例對本發明進行說明，但本發明並不受這些實施例所限制。對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換，而不脫離本發明方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。
實施例1
S1.納米碳洋蔥是這樣實現的：按重量份配比，在密閉的反應器中，將6份煤粉碎至180目作為非晶體碳源，加入1份金屬納米鉬微粒，取此混合體放入射頻等離子體發射源反應腔，在氬氣的保護下，照射80min反應完畢後，即得到納米碳洋蔥。
S2.特氟隆（C60F60）是這樣實現的：按重量份配比，先將5份碳六十和0.5份金屬納米催化劑加入密閉的反應釜中，常溫常壓下，超聲波分散2h後加入6份純氟，將釜中的壓力增加到3個大氣壓，加熱到100℃，在金屬納米催化劑作用下反應20h，過濾，50℃真空乾燥，即得到白色粉末狀特氟隆（C60F60）。
S3.全合成汽油機油的製備方法為：按配方重量份配比，將40份聚a-烯烴（100℃運動粘度8.5釐斯）和30份多元醇酯（100℃運動粘度2.7釐斯）投入反應釜中，在恆溫60℃下，依次投入15份P5706汽油機油複合劑、12份氫化苯乙烯異戊二烯共聚物粘度指數改進劑和0.1份聚甲基丙烯酸酯類降凝劑，攪拌2h，之後再依次加入5份納米碳洋蔥和0.2份特氟隆（C60F60）高溫潤滑劑，保持恆溫60℃，分散均勻攪拌2小時即制的全合成汽油機油。
實施例2
S1、S2步驟同上。S3.按配方重量份配比，將90份聚a-烯烴（100℃運動粘度3.5釐斯）和5份多元醇酯（100℃運動粘度5.7釐斯）投入反應釜中，在恆溫60℃下，依次投入5份P5205汽油機油複合劑、2份聚甲基丙烯酸酯類粘度指數改進劑和1份聚a-烯烴類降凝劑，攪拌2h，之後再依次加入0.5份納米碳洋蔥和6份特氟隆（C60F60）高溫潤滑劑，保持恆溫60℃，分散均勻攪拌2小時即制的全合成汽油機油。
實施例3
S1、S2步驟同上。S3.按配方重量份配比，將40份聚a-烯烴（100℃運動粘度3.5釐斯）、30份聚a-烯烴（100℃運動粘度5.5釐斯）、10份多元醇酯（100℃運動粘度3.7釐斯）和10份多元醇酯（100℃運動粘度4.7釐斯）投入反應釜中，在恆溫60℃下，依次投入11份P6660汽油機油複合劑、8份乙丙烯共聚物類粘度指數改進劑、0.5份烷基聚甲基丙烯酸酯類降凝劑，攪拌2h，之後再依次加入2份納米碳洋蔥和3份特氟隆（C60F60）高溫潤滑劑，保持恆溫60℃，分散均勻攪拌2小時即制的全合成汽油機油。
實施例4
S1、S2步驟同上。S3.按配方重量份配比，將20份聚a-烯烴（100℃運動粘度4.5釐斯）、10份聚a-烯烴（100℃運動粘度5.5釐斯）、10份聚a-烯烴（100℃運動粘度6.5釐斯）、20份聚a-烯烴（100℃運動粘度8.5釐斯）、5份多元醇酯（100℃運動粘度2.7釐斯）和10份多元醇酯（100℃運動粘度5.7釐斯）投入反應釜中，在恆溫60℃下，依次投入1份P5706汽油機油複合劑、2份P6660汽油機油複合劑、12份P5205汽油機油複合劑、2份氫化苯乙烯異戊二烯共聚物類粘度指數改進劑、3份聚甲基丙烯酸酯類粘度指數改進劑、2份乙丙烯共聚物類粘度指數改進劑、0.1份聚甲基丙烯酸酯類降凝劑、0.1份聚a-烯烴類降凝劑、0.1份烷基聚甲基丙烯酸酯類降凝劑，攪拌2h，之後再依次加入3份納米碳洋蔥和2份特氟隆（C60F60）高溫潤滑劑，保持恆溫60℃，分散均勻攪拌2小時即制的全合成汽油機油。
實施例5
S1、S2步驟同上。S3.按配方重量份配比，將15份聚a-烯烴（100℃運動粘度4釐斯）、35份聚a-烯烴（100℃運動粘度5釐斯）、5份聚a-烯烴（100℃運動粘度6釐斯）、10份聚a-烯烴（100℃運動粘度8釐斯）、5份多元醇酯（100℃運動粘度3釐斯）和5份多元醇酯（100℃運動粘度4釐斯）投入反應釜中，在恆溫60℃下，依次投入10份P5706汽油機油複合劑、5份P5205汽油機油複合劑、3份氫化苯乙烯異戊二烯共聚物類粘度指數改進劑、1份聚甲基丙烯酸酯類粘度指數改進劑、5份乙丙烯共聚物類粘度指數改進劑、0.6份聚甲基丙烯酸酯類降凝劑、0.1份聚a-烯烴類降凝劑，攪拌2h，之後再依次加入4份納米碳洋蔥和4份特氟隆（C60F60）高溫潤滑劑，保持恆溫60℃，分散均勻攪拌2小時即制的全合成汽油機油。
比較例6
按配方重量份配比，將20份聚a-烯烴（100℃運動粘度3.5釐斯）、30份聚a-烯烴（100℃運動粘度6.5釐斯）、20份聚a-烯烴（100℃運動粘度3.5釐斯）、多元醇酯（100℃運動粘度2.7釐斯）和2份多元醇酯（100℃運動粘度5.7釐斯）投入反應釜中，在恆溫60℃下，依次投入15份P5706汽油機油複合劑、7份乙丙烯共聚物類粘度指數改進劑、0.4份聚a-烯烴類降凝劑、攪拌2h，之後再依次加入1份2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚抗氧劑和0.5份高鹼值烷基水楊酸鈣金屬鹼活劑，保持恆溫60℃，分散均勻攪拌4小時即制的全合成汽油機油。
實施例1～5和比較例6的一種全合成汽油機油的相關性能採用以下方法測試：
1. 全合成汽油機油100℃運動粘度測試方法：參照GB/T 265中的規定進行；
2. 低溫動力黏度的測試方法：參照GB/T 6538中的規定進行；
3. 傾點的測試方法：參照GB/T3535中的規定進行；
4. 高溫高剪切黏度的測試方法：參照SH/T 0618中的規定進行；
5. 蒸發損失（質量分數）的測試方法：參照SH/T 0059中的規定進行；
6. 程序VIII發動機試驗測剪切安定性測試方法：參照ASTM D6709中的規定進行；
7. 分別使用六臺同款同等輸出功率所行使路況相同的轎車，做3次行車試驗，通過行駛3萬公裡對汽車油壓進行記錄（取3次的平均值），新油高溫高剪切黏度是指未使用過的全合成汽油機油，舊油高溫高剪切黏度是指使用過的全合成汽油機油。
實施例1～5和比較例6所得的一種全合成汽油機油的相關性能測試結果如下表1所示。
表1
由上表可看出，本發明一種耐高溫高剪切全合成汽油機油與現有技術（比較例6）相比，具有耐高溫高剪切性能，通過行車試驗表明本發明的全合成汽油機油油壓下降速率明顯減低，且舊油的高溫高剪切性能優異；具有更優異的低溫流動性能和低溫氣動性能；通過程序VIII發動機試驗本發明的全合成油具有更優異的剪切安定性能；能為汽車發動機在高溫工況下長時間行駛提供更強勁的動力和更持久的機油油壓。
主要材料名稱、技術指標：
1.聚a-烯烴為100℃運動粘度在3.5～8.5釐斯的合成油，工業級，市購；
2.多元醇酯為100℃運動粘度在2.7～5.7釐斯的合成酯，工業級，市購；
3.P5205、P5706、P6660供應商為潤英聯添加劑有限公司；
4.納米碳洋蔥為自製；
5.粘度指數改進劑為氫化苯乙烯異戊二烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯類、乙丙烯共聚物，工業級，市購；
6.C60為市購；
7.特氟隆（C60F60）為自製；
8.降凝劑為聚甲基丙烯酸酯降凝劑、聚a-烯烴降凝劑、烷基聚甲基丙烯酸酯降凝劑，工業級，市購；
9.金屬納米鉬、金屬納米鐵、金屬納米鎳、金屬納米鋅、金屬納米銅、金屬納米鋁、金屬納米鈷，工業級，市購。