用於船用發動機的潤滑劑組合物的製作方法
2023-05-03 18:21:11 1
用於船用發動機的潤滑劑組合物的製作方法
【專利摘要】本發明涉及用於四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的潤滑劑組合物，其包含至少一種用於船用發動機的潤滑劑基礎油、至少一種烯烴共聚物、至少一種氫化的苯乙烯／異戊二烯共聚物、至少一種甘油酯和至少一種去汙劑，其使用提高燃料節約，具有良好的發動機清潔度特性，特別是曲軸箱清潔度。
【專利說明】用於船用發動機的潤滑劑組合物
[0001]領域
[0002]本發明涉及用於船用發動機的潤滑劑組合物，特別是用於四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的潤滑組合物，該潤滑劑組合物的使用提高燃料效率並且其具有良好的發動機清潔度特性，特別是曲軸箱清潔度。
技術背景
[0003]在汽車領域中，考慮到環境問題，越來越多地尋求減少汙染排放和提高燃料效率。用於機動車輛的發動機潤滑劑的類型對這兩種現象具有影響，並且用於機動車輛的所謂「燃料經濟」(「fuel-eco」)發動機潤滑劑已經出現。主要的是潤滑劑基礎油的品質，潤滑劑基礎油單獨使用或者與改進粘度指數的聚合物和/或摩擦改性添加劑組合使用，其賦予潤滑劑「燃料經濟」特性。通過使用「燃料經濟」潤滑劑產生的燃料節約基本上在發動機尚未達到穩定模式時基於冷啟動獲得，而非在高溫下以穩定模式獲得。一般而言，根據歐洲指令 70 / 220 / CEE 在 NEDC 循環(新歐洲行駛循環，New European Driving Cycle)下的燃料經濟對於冷啟動而言是5% (城市循環)，對於熱發動機而言是1.5% (郊外循環)，平均節約為2.5%。
[0004]然而，在船用潤滑劑領域中，船用發動機以穩定模式運行並且很少有冷啟動。因此，適合於機動車輛發動機的「燃料經濟」解決方案並不適合於船用發動機。特別是，在船用領域無法獲得在汽 車領 域所獲得的燃料效率。
[0005]此外，「燃料經濟」潤滑劑的配方(forumulation)必須不得有損於潤滑劑的其他性能水平。特別是耐磨損性、反乳化性、中和能力和發動機清潔度(活塞和/或曲軸箱)必須不得劣化。
[0006]因此期望可得到可用於船用發動機的潤滑劑，其使得降低燃料消耗量，同時原樣保持潤滑劑的其他性能方面，特別是發動機清潔度，更特別是曲軸箱清潔度。
[0007]發明概述
[0008]本發明的目的是提供用於船用發動機的潤滑劑組合物，其使得降低燃料消耗量，同時原樣保持發動機的清潔度並且特別是曲軸箱的清潔度。
[0009]特別地，本發明的目的是獲得與相同等級(即，相同數量級的在100°C的運動粘度)的無添加劑參照油相比燃料消耗量降低至少0.5%，優選至少0.7%，更優選至少
0.8%,進一步優選至少0.9%，仍進一步優選至少I %，更進一步優選至少2 %，並且最優選至少3%。
[0010]特別地，本發明的目的是獲得如上文所描述的燃料消耗量的降低，同時保持如通過結焦的量來說明的良好的發動機清潔度，特別是良好的曲軸箱清潔度，所述結焦的量按照連續的ECBT測試為小於600mg，優選地小於550mg，更優選地小於500mg，進一步優選地小於450mg，仍進一步優選地小於400mg，更進一步優選地小於350mg，並且最優選地小於300mgo
[0011]本申請公司發現可以配製用於船用發動機的潤滑劑組合物，其使得降低燃料消耗量，同時保持等同於用於船用發動機的常規潤滑劑組合物的發動機清潔度，特別是曲軸箱清潔度。通過用於四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的潤滑劑組合物使其成為可能，該潤滑劑組合物包含至少一種潤滑基礎油、至少一種烯烴共聚物、至少一種氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物、至少一種甘油酯和至少一種去汙劑。
[0012]優選地，所述烯烴共聚物是乙烯和丙烯的共聚物。
[0013]優選地，所述氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物中氫化異戊二烯重複單元的量相比於共聚物的重量為50重量％至95重量％。
[0014]優選地，所述甘油酯是甘油與至少一種含有8至24個碳原子的脂肪酸以及至少一種還包含羥苯基官能團的羧酸的混合酯。
[0015]優選地，所述去汙劑選自單獨使用或以混合物使用的羧酸鹽、磺酸鹽和/或苯酚鹽，特別是羧酸鈣、磺酸鈣和/或苯酚鈣。
[0016]優選地，如通過標準ASTM D-2896所測定的潤滑劑組合物的BN為5mg KOH/g至IOOmg KOH / g,優選為 7mg KOH / g 至 80mg KOH / g,更優選為 IOmg KOH / g 至 60mgKOH / g0
[0017]優選地，按照標準的ASTM D7279在100°C測量的所述潤滑劑組合物的運動粘度為
5.6cSt 至 26.lcSt，優選為 9.3cSt 至 21.9cSt，更優選為 12.5cSt 至 16.3cSt。
[0018]優選地，所述潤滑劑基礎油選自單獨使用或以混合物使用的組I或組2的基礎油。
[0019]優選地，所述潤滑劑組合物還包含抗磨損添加劑，優選二硫代磷酸鋅。
[0020]本發明還涉及例如上文所限定的潤滑劑組合物用於潤滑四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的用途。
[0021]優選地，例如上文所限定的潤滑劑組合物的使用使得降低四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的燃料消耗量。
[0022]優選地，例如上文所限定的潤滑劑組合物的使用使得降低四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的燃料消耗量，同時保持良好的發動機清潔度，優選良好的曲軸箱清潔度。
[0023]本發明還涉及用於二衝程船用發動機或四衝程船用發動機的潤滑劑組合物中的至少一種甘油酯用於改進四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的發動機清潔度、優選四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的曲軸箱的清潔度的用途，所述用於二衝程船用發動機或四衝程船用發動機的潤滑劑組合物包含至少一種潤滑劑基礎油、至少一種烯烴共聚物、至少一種氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物、至少一種去汙劑。
[0024]本發明還涉及包含以下的添加劑濃縮物:
[0025]a)至少一種烯烴共聚物，
[0026]b)至少一種苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物，
[0027]c)至少一種甘油酯，
[0028]d)至少一種去汙劑。
[0029]發明詳述
[0030]本發明的潤滑劑組合物包含至少一種烯烴共聚物(OCP)。這些烯烴共聚物是傳統地包含乙烯重複單元和丙烯重複單元的共聚物,或者任選地包含乙烯重複單元、丙烯重複單元和二烯重複單元的共聚物(EPDM)。優選地，本發明的烯烴共聚物是乙烯/丙烯共聚物。
[0031]本發明的烯烴共聚物是直鏈或星狀支鏈的，優選為直鏈。本發明的烯烴共聚物為嵌段形式或者具有統計學構造(sous forme statistique)。
[0032]本發明烯烴共聚物的乙烯重複單元的含量相對於烯烴共聚物的重量有利地為5重量％至75重量優選為10重量％至60重量％,更優選為15重量％至55重量％,進一步優選為20重量％至50重量%,仍進一步優選為30重量％至40重量%。
[0033]本發明烯烴共聚物的重均分子量Mw有利地為10000道爾頓至500000道爾頓，優選為50000道爾頓至400000道爾頓，更優選為100000道爾頓至200000道爾頓，進一步優選為150000道爾頓至180000道爾頓。
[0034]本發明烯烴共聚物的數均分子量Mn有利地為10000道爾頓至500000道爾頓，優選為50000道爾頓至200000道爾頓，更優選為80000道爾頓至150000道爾頓，進一步優選為90000道爾頓至130000道爾頓。
[0035]本發明烯烴共聚物的多分散性指數有利地為I至4，優選為1.2至3，更優選為1.5至2，進一步優選為1.6至1.9。
[0036]本發明潤滑劑組合物中烯烴共聚物的量相對於潤滑劑組合物的總重量為0.1重量％至10重量％,優選為0.2重量％至5重量％,更優選為0.3重量％至4重量％,進一步優選為0.5重量％至2重量％。該量應被理解為聚合物乾物質的量。本發明中所使用的烯烴共聚物有時包含在合成油或礦物油(最通常為根據API分類的組I的油)的稀釋液中。
[0037]本發明的潤滑劑組合物還包含至少一種苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物。
[0038]本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物是直鏈或星狀支鏈的，優選為星狀支鏈的。本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物為嵌段形式或者具有統計學構造。
[0039]本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物中氫化異戊二烯重複單元的含量相對於氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物的重量有利地為50重量％至95重量％，優選為60重量％至90重量％,更優選為70重量％至85重量進一步優選為75重量％至80重量％。
[0040]本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物中苯乙烯重複單元的含量相對於氫化的苯乙烯-異戍二烯共聚物的重量有利地為5重量％至50重量優選為10重量％至40重量％，更優選為15重量％至30重量進一步優選為20重量％至25重量％。
[0041]本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物的重均分子量Mw有利地為100000道爾頓至800000道爾頓，優選為200000道爾頓至700000道爾頓，更優選為300000道爾頓至600000道爾頓，進一步優選為400000道爾頓至500000道爾頓。
[0042]本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物的數均分子量Mn有利地為50000道爾頓至800000道爾頓，優選為100000道爾頓至600000道爾頓，更優選為200000道爾頓至500000道爾頓，進一步優選為300000道爾頓至400000道爾頓。
[0043]本發明的氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物的多分散性指數有利地為I至4，優選為
1.2至3，更優選為1.4至2，進一步優選為1.5至1.8。
[0044]本發明的潤滑劑組合物中苯乙烯的量和氫化異戊二烯共聚物的量相對於潤滑劑組合物的總重量為0.1重量％至15重量優選為0.2重量％至10重量％,更優選為0.3重量％至8重量進一步優選為0.5重量％至5重量％。該量是聚合物的乾物質量。本發明中所使用的苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物有時在合成油或礦物油(最通常為API分類的組I的油)中稀釋。
[0045]表述「苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物」和「氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物」具有相同的含義。
[0046]本發明的潤滑劑組合物還包含至少一種甘油酯。甘油酯意為甘油與一種或更多種單獨使用或以混合物使用的羧酸的反應產物。潤滑劑領域中已知甘油酯作為摩擦改性劑。本 申請人:已確定該添加劑對發動機的清潔度、特別是曲軸箱的清潔度有影響。
[0047]本發明的甘油酯最通常為混合酯，即，甘油與幾種(至少兩種)彼此不同的羧酸的反應產物。
[0048]本發明的甘油酯是甘油單酯、二酯和/或三酯與一種或更多種單獨使用或以混合物使用的羧酸的混合物。因為優選的甘油酯是混合酯，所以本發明的甘油酯優選為甘油二酯和/或三酯與至少兩種不同的羧酸的混合物。
[0049]用於與甘油反應的羧酸是脂肪酸，例如來源於植物來源的油。這些脂肪酸是飽和的、單不飽和的和/或多不飽和的脂肪酸。這些脂肪酸含有6至24個碳原子，優選6至22個碳原子，更優選8至20個碳原子。優選地，用於與甘油反應的羧酸以脂肪酸混合物的形式使用。脂肪酸的混合物主要包含含有8至20個碳原子的飽和的、單不飽和的和/或多不飽和的脂肪酸，優選主要具有10至18個碳原子的飽和的、單不飽和的和/或多不飽和的脂肪酸，進一步優選主要具有12至16個碳原子的飽和的、單不飽和的和/或多不飽和的脂肪酸。在本發明中主要意為含有8至20個碳原子的飽和的、單不飽和的和/或多不飽和的脂肪酸的總數佔脂肪酸混合物總重量的大於50重量％。脂肪酸可來源於植物油，例如單獨使用或以混合物使用的油菜籽、向日葵、大豆、亞麻子、橄欖、棕櫚、蓖麻、木材、玉米、南瓜、葡萄籽、荷荷巴、芝麻、核桃、榛子、杏仁、牛油果、堅果、棉花、苜蓿、黑麥、紅花、花生、椰子和椰肉。優選地使用椰子油。
[0050]用於與甘油反應的羧酸還可以是包含與酸官能團連接的具有I至6個碳原子的烷基鏈的羧酸；烷基鏈還含有另一官能團，優選為取代的或未取代的羥苯基官能團。烷基鏈可以是直鏈或支鏈的。優選地，烷基鏈是直鏈。優選地，烷基鏈含有I至4個碳原子。有利地，烷基鏈是丙基鏈。羥苯基官能團優選地為取代的羥苯基官能團。優選地，所述羥苯基官能團被至少一個含有I至6個碳原子的直鏈或支鏈的烷基所取代。優選地，所述羥苯基官能團被至少一個含有I至4個碳原子的直鏈或支鏈的烷基所取代。優選地，用於與甘油反應的羧酸是包含被叔丁基單元所取代的羥苯基官能團的烷基羧酸。優選地，羥苯基的羥基官能團相對於與甘油反應的烷基羧酸基團在對位並且叔丁基單元位於間位。可以特別提及
3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸有利地用於與甘油反應。優選地，本發明的甘油酯是甘油的混合酯，優選至少一種脂肪酸與至少一種包含如上文所限定的羥苯基官能團的羧酸的混合酯。
[0051]本發明潤滑劑組合物中甘油酯的量相對於潤滑劑組合物的總重量為0.1重量％至5重量優選為0.2重量％至4重量％,更優選為0.5重量％至2重量％,進一步優選為I重量％至1.5重量％。該量是產物的乾物質量。本發明中所使用的甘油酯有時在石蠟型的礦物油或合成油(最通常為包含脂族環鏈烷烴的油)中稀釋。
[0052]用於本發明潤滑劑組合物中的去汙劑是本領域技術人員所公知的。
[0053]一般用於配製潤滑劑組合物的去汙劑通常是包含親脂烴長鏈和親水頭的陰離子化合物。相關的陽離子通常是鹼金屬或鹼土金屬的金屬陽離子。
[0054]本發明的去汙劑選自單獨使用或以混合物使用的羧酸、磺酸、水楊酸、環烷酸以及苯酚的鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽。去汙劑根據疏水鏈的類型來指定:羧酸鹽、磺酸鹽、水楊酸鹽、環烷酸鹽或苯酚鹽。
[0055]鹼金屬和鹼土金屬優選為鈣、鎂、鈉或鋇，更優選為鈣。
[0056]所使用的去汙劑是非高鹼性(或中性)或高鹼性的。當金屬鹽含有約化學計算量的金屬時，認為去汙劑是非高鹼性或「中性」的。如果金屬是過量的(大於化學計算量的量)，則認為去汙劑是高鹼性的。賦予去汙劑高鹼性的過量金屬為油不溶性金屬鹽形式。因此，高鹼性的去汙劑為膠束(micelles)的形式，所述膠束包含通過油溶性金屬鹽形式的去汙劑來保持混懸於潤滑劑組合物中的不溶性金屬鹽。這些膠束可包含一種或更多種類型的不溶性金屬鹽，其通過一種或更多種類型的去汙劑來穩定。如果膠束包含以其疏水鏈類型而不同於彼此的幾種類型的去汙劑，則認為高鹼性的去汙劑是混合的類型。
[0057]優選的去汙劑是單獨使用或以混合物使用的羧酸鹽、磺酸鹽和/或苯酚鹽，特別是羧酸鈣、磺酸鈣和/或苯酚鈣。
[0058]本發明的潤滑劑組合物中去汙劑的量相對於潤滑劑組合物的總重量為I重量％至20重量優選為2重量％至10重量％,更優選為4重量％至15重量進一步優選為
5重量％至10重量％。
[0059]通過含有鹼金屬或鹼土金屬的中性或高鹼性去汙劑提供了本發明潤滑劑組合物的 BN (根據 ASTM D-2896 測量的鹼值(base number))。
[0060]根據ASTMD-2896測量的本發明潤滑劑組合物的BN值可為5mgK0H / g至IOOmgKOH / g,優選為 7mg KOH / g 至 80mg KOH/g,更優選為 IOmg KOH / g 至 60mg KOH/g 不等。BN值應相對於潤滑劑組合物的使用條件並且特別是所使用燃料的硫含量來選擇。
[0061]例如，對於具有高硫含量(約為0.2重量％至4.5重量％ )的燃料，BN值將是高的，並且優選為 20mg KOH / g 至 80mg KOH / g,更優選為 30mg KOH / g 至 65mg KOH/g。
[0062]對於具有低硫含量(約為0.05重量％至0.2重量％ )的燃料，BN值將是低的，並且優選為 5mg KOH / g 至 20mg KOH / g，更優選為 IOmgKOH / g 至 15mg KOH/g。
[0063]在本發明的其餘部分中，術語基本添加劑將用於上述的那些添加劑，即，例如上文所限定的a)至少一種烯烴共聚物，b)至少一種苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物，c)至少一種甘油酯和d)至少一種去汙劑。
[0064]一般而言，用於配製本發明潤滑劑組合物的基礎油可以是礦物油、合成油或植物來源的油及其混合物。
[0065]礦物油和合成油一般用於屬於在API分類下限定的類別之一的應用，例如在下表
中所總結的。
[0066]
【權利要求】
1.一種用於四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的潤滑劑組合物，包含: a)至少一種潤滑劑基礎油， b)至少一種烯烴共聚物， c)至少一種苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物， d)至少一種甘油酯， e)至少一種去汙劑。
2.根據權利要求1所述的潤滑劑組合物，其中所述烯烴共聚物是乙烯和丙烯的共聚物。
3.根據權利要求1至2之一所述的潤滑劑組合物，其中所述氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物中氫化異戊二烯重複單元的量相對於所述共聚物的重量為50重量％至95重量％。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的潤滑劑組合物，其中所述甘油酯是甘油與至少一種具有8至24個碳原子的脂肪酸以及至少一種還包含羥苯基官能團的羧酸的混合酯。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的潤滑劑組合物，其中所述去汙劑選自單獨使用或以混合物使用的羧酸鹽、磺酸鹽和/或苯酚鹽，特別是羧酸鈣、磺酸鈣和/或苯酚鈣。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的潤滑劑組合物，按照標準ASTMD-2896測定的 BN 為 5mg KOH/g 至 IOOmg KOH / g，優選為 7mgK0H / g 至 80mg KOH/g,更優選為 IOmgKOH / g 至 60mg KOH/g。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的潤滑劑組合物，按照標準ASTMD7279在100°C下測量的運動粘度為5.6cSt至26.lcSt，優選為9.3cSt至21.9cSt，更優選為12.5cSt至16.3cSt0
8.根據權利要求1至7中任一項所述的潤滑劑組合物，其中所述潤滑劑基礎油選自單獨使用或以混合物使用的組I或組2的基礎油。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的潤滑劑組合物，還包含抗磨損添加劑，優選二硫代磷酸鋅。
10.一種根據權利要求1至9中任一項所述的潤滑劑組合物用於潤滑四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的用途。
11.一種根據權利要求1至9中任一項所述的潤滑劑組合物用於降低四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的燃料消耗量的用途。
12.—種至少一種甘油酯在用於二衝程船用發動機或四衝程船用發動機的潤滑劑組合物中用於改進四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的發動機清潔度、優選四衝程船用發動機或二衝程船用發動機的曲軸箱清潔度的用途，所述用於二衝程船用發動機或四衝程船用發動機的潤滑劑組合物包含至少一種潤滑劑基礎油、至少一種烯烴共聚物、至少一種氫化的苯乙烯-異戊二烯共聚物、至少一種去汙劑。
13.—種添加劑的濃縮物，包含: a)至少一種烯烴共聚物， b)至少一種苯乙烯和氫化異戊二烯的共聚物， c)至少一種甘油酯， d)至少一種去汙劑。
【文檔編號】C10N10/04GK103930531SQ201280047335
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2011年9月29日
【發明者】丹尼斯·朗松 申請人:道達爾銷售服務公司