CN101880586B

CN101880586B - 一种发动机润滑油的组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN101880586B
Application number: CN 201010213141
Authority: CN
Inventors: 石俊峰; 秦建; 王成功
Original assignee: JIANGSU LOPAL PETROCHEMICAL CO Ltd
Current assignee: JIANGSU LOPAL TECH. CO., LTD.
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: CN101880586A

Abstract

本发明涉及一种润滑油组合物及其制备方法，尤其是一种发动机润滑油的组合物，同时还涉及其制备方法，属于润滑油技术领域。本发明在基础油加入烷基萘和环烷基光亮油，同时添加了含氮硫代磷酸钼添加剂、硼化的无灰分散剂、加氢苯乙烯-异戊二烯粘度指数改进剂(Infineum SV261)等，通过各组分间的相互协作，使润滑油组合物具有突出的橡胶密封圈的相容适应性，防止机油泄露；防止燃气的窜气，提高了发动机的动力性；降低的机油耗，改善了发动机排放性，延长了机油的换油期及发动机使用寿命，特别适用于行驶10万公里以上或大修过的车辆。

Description

一种发动机润滑油的组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物及其制备方法，尤其是一种发动机润滑油的组合物，同时还涉及其制备方法，属于润滑油技术领域。

背景技术

据调查，车辆渗油在轿车市场上是一个普遍的现象，全国现有的120万辆出租车当中，有70％的车辆存在着不同程度地油渗现象；在2600万辆市场保有的私家车中，渗油比例也达到了15％；也就是说，全国有470多万轿车用户饱受渗油问题的困扰；一般采用更换油封的维修手段，不仅花费高，而且也难以根治。在防渗漏的问题上，市场现有的车辆维修手段无法既方便实惠，又高效彻底地解决渗油故障。没有一种机油可以解决车辆的渗油问题。因此开发出一种特殊功能的发动机润滑油，能够使发动机密封件的性能提升，从理论上来说，完全可以开发出一种新机油-老车专用油，来解决车辆的渗油故障。这将是一个潜在的非常巨大的市场。

发明内容

本发明要解决技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，提出一种发动机的润滑油组合物，在满足APISJ汽油机油要求的基础上，增加了防渗漏及减磨节能的作用，配方简单，调制方便。

本发明的技术方案如下：一种发动机润滑油的组合物，主要含有以下重量百分比的组分：

A.70～75％加氢处理基础油、8～12％的高压加氢环烷基光亮油及5～10％烷基萘的基础油混合物；

B.3.5～4.5％的硼化丁二酰亚胺无灰分散剂；

C.0.5～1.5％的硫化烷基酚钙；

D.0.5～1.5％的合成磺酸钙；

E.0.5～1.5％的合成磺酸镁；

F.0.3～0.6％的含氮硫代磷酸钼；

G.0.5～1.5％的二烷基二硫代磷酸锌；

H.0.3～0.6％的胺型抗氧剂；

I.0.3～0.6％的酚型抗氧剂。

其中，所述硼化丁二酰亚胺无灰分散剂是以分子量为1800的聚异丁烯为原料，用氯气制得的，其分子结构式为：

式中R为分子量是1800的聚异丁烯。

所述含氮硫代磷酸钼的分子结构式为：

式中，R为含有氨基(-NH₂)的8个碳原子的烷基。

所述胺型辅抗氧剂的分子结构式为：

式中R和R’分别为含8-18碳原子的烷基。

所述酚型抗氧剂的分子结构式为：

式中R为含6-14个碳原子的烷基。

本发明发动机的润滑油组合物的生产方法，包括以下步骤：

A.按所述比例将加氢处理基础油、高压加氢环烷基光亮油及烷基萘混合，升温至70～75℃，得基础油混合物；

B.将步骤A的

合物降温至60～65℃，加入硼化丁二酰亚胺无灰分散剂、硫化烷基酚钙、合成磺酸钙、合成磺酸镁、含氮硫代磷酸钼、二烷基二硫代磷酸锌、胺型抗氧剂和酚型抗氧剂，搅拌即得产品。

其中，所述步骤A之后，在基础油混合物中加入粘度指数改进剂和降凝剂，并搅拌均匀。所述步骤B中，先搅拌25～35min；加入抗泡剂，再次搅拌10～20min。所述步骤A中升温温度为75℃；步骤B中降温温度为65℃，搅拌时间为30min，再次搅拌时间为15min。

本发明的发动机润滑油组合物的特点是：

1.使用了特殊的基础油，包括烷基萘和环烷基光亮油，可有效提高发动机密封件的溶胀性，防止渗油，降低噪音，同时提高了发动机运行时的油膜强度；

2.添加了含氮硫代磷酸钼添加剂，减少了启动磨损，具有一定的节能效果；

3.使用了硼化的无灰分散剂，不但具有良好的分散性、热稳定性和抗氧化性，还具有一定的抗磨性及橡胶溶胀性；

4.添加了加氢基础油，减少了蒸发损失，提高了燃油经济性。

5.使用了加氢苯乙烯-异戊二烯粘度指数改进剂(Infineum SV261)，具有相当好的剪切安定性，使机油的粘度稳定，防止了机油的渗漏。

为了满足汽油轿车润滑油的要求，调整润滑油的配方，使各组分相互配合，保持组合物综合性能的平衡，本发明涉及到的油品级别为SJ 10W-40，该产品在我国市场上占有率较高，应用区域广。其内在质量是由基础油的组成和添加剂的配方所决定的，基础油作为内燃机油的基本组成部分，其组成及性能对成品油的质量有直接的影响。10W-40多级油的工作范围很宽，冬季汽车启动时，曲轴箱及摩擦表面的油温可能低到环境温度，而发动机高速运行后，活塞顶部活塞环槽区域油温高达300℃以上，这都需要基础油有良好的粘温性能。SJ级10W-40油不仅对倾点、低温粘度、边界泵送性等低温性能有严格的要求，同时对蒸发损失、高温高剪切粘度等高温性能要求也很苛刻，只有具备了良好的高温性能，才能有利于在高温下保持油膜，减少机件的磨损。因此本发明的关键点是提高基础油对橡胶密封性的溶胀性，把老化的密封件分子之间的漏洞牢牢堵死，机油分子无法再冲破密封件的阻拦，渗油的难题也就迎刃而解。在加氢基础油中要加入不少于15％的环烷基基础油及烷基萘。通过对基础油的选择，可以确保油品有好的粘温性能，所选基础油馏分不宜太重，然而较轻的馏分油会导致产品蒸发损失变大。

润滑油在使用中不可避免地发生氧化，氧化生成酸，造成腐蚀；氧化生成油泥、胶质和漆状物容易引起活塞环的连接和油路堵塞，氧化是油品变坏的主要原因，大大缩短了使用寿命。汽油机油的一个重要性能是抗氧化性，抗氧化性越好，换油周期越长，对发动机可能造成的损害越小。SJ油要通过MS程序IIIE，所以对油品的抗氧化性有更高的要求，复合抗氧剂可以提高抗氧化效果。通过对多种抗氧剂及其复合后的实验室模拟氧化试验，确定以二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)为主抗氧剂，复合以胺型抗氧剂、二烷基二硫代胺基甲酸酯抗氧剂和酚型抗氧剂组成多元体系抗氧剂，用量1.8％时，在薄层氧化(TFOUT)实验中，氧化诱导期达到230min，达到了III E标准水平。一般认为，具有不同作用机理的抗氧剂复合能相互补充，在不同的氧化阶段，发挥各自的抗氧化作用，从而具有协同作用。SJ级油规定磷含量不大于0.1％，这需要控制ZDDP的含量，必须辅加其他抗氧剂来弥补油品的抗氧化性能。

内燃机油中加入清净分散剂能中和酸性化合物，并能对高低温沉积物起增溶、分散作用，从而减少和防止沉积物在发动机运转部件的表面沉积，提高油品的使用性能。SJ油的另一个技术难点是解决黑色油泥。轿车车速高，曲轴箱体积小，油温高，从而产生黑色油泥问题，为解决这个问题，选用了高分子量的丁二酰亚胺无灰分散剂和硼化丁二酰亚胺无灰分散剂，除了提高了油品的高低温分散性能，还可以增强油品的抗腐蚀能力，这对大修过的发动机是至关重要的。

本发明用高碱值磺酸钙(TBN 295)、硫化烷基酚钙(TBN 250)、高碱值磺酸镁(TBN 390)三种作为金属清净剂，因为钙盐与镁盐复合，对高温生成的漆状沉积物无大影响，使用磺酸镁可降低油品灰分，提高防锈性。上述三种添加剂合理搭配，用量在2.1％时，可以达到SJ油的高温清净性能要求。

现代汽车高速和低速反复交叉行驶的情况日益增多，汽油机油的高、低温沉淀物同时存在，这要求汽油机油中的分散剂能同时分散高、低温沉淀物。由于评定SJ级油品分散性的程序VE台架试验条件比程序VD更苛刻，低温更低、高温更高、试验时间更长，并增加了摇臂罩油泥评分。特别是其低温阶段，温度低于水的露点，水汽更容易凝结，更利于水的形成。为解决高低温油泥同时存在的问题，本发明采取了增加无灰分散剂的剂量和改进配方组成的措施。

本发明的另一个关键点是添加了减磨剂含氮硫代磷酸钼，行驶10万公里以上或大修过的发动机与新发动的性能有所差异，为了防止部件的磨损，降低噪声，增加了减磨剂，其作用不言而喻。

调制润滑油时，除了加入本发明的添加剂外，还需要加入降凝剂，粘度指数改进剂和抗泡剂。粘度指数改进剂较适宜的是剪切稳定性好的加氢苯乙烯-异戊二烯共聚物，如进口润英联公司的Infineum SV261，油品运动黏度(100℃)控制在15mm/s²以上，添加量为5.5％。降凝剂可选择对基础油感受性好的进口剂德固赛公司1-248，添加量为0.3％。抗泡剂一般是国产的甲基硅油T901，添加量为20ppm。选择好的添加剂组分还不能完全解决本发明要解决的问题。本发明利用众所周知的添加剂组分之间相互作用的原理，力求是各功能添加剂除了充分发挥其自身作用的性能有点之外，在满足发动机各项性能要求方面，特别是对提高机油中的烟炱分散性方面，尽可能使各功能添加剂组分之间产生较强的“协同效应”。上述配方总加剂量在7.8％时，(不包括降凝剂，粘度指数改进剂和抗泡剂)，通过了APISJ油的相关台架评定，满足了API SJ油的质量规格要求。

本发明的有益效果是：通过各组分间的相互协作，使润滑油组合物具有突出的橡胶密封圈的相容适应性，防止机油泄露；防止燃气的窜气，提高了发动机的动力性；降低的机油耗，改善了发动机排放性，延长了机油的换油期及发动机使用寿命，特别适用于行驶10万公里以上或大修过的车辆。

具体实施方式

本发明以下实施例中各组分产品均为市场购得，其中，高压加氢环烷基光亮油是由中国石油克拉玛依炼油厂生产，以下不再赘述。

实施例一

配制一全组分润滑油组合物，命名为“防渗宝”10W-40，以现有龙蟠润滑油净威SJ 15W-40作为对照，

配制方法如下：将基础油(加氢基础油、高压加氢光亮油、烷基奈)按比例打入调和釜中，升温至75℃，再按比例加入粘度指数改进剂(SV-261)和降凝剂(1-248)，搅拌30分钟；降温至65℃，分别加入清净分散剂(硼化丁二酰亚胺无灰分散剂、硫化烷基酚钙、合成磺酸钙、合成磺酸镁)、抗氧抗磨剂(含氮硫代磷酸钼、二烷基二硫代磷酸锌、胺型抗氧剂、酚型抗氧剂)，搅拌30分钟后添加抗泡剂(T901)；再搅拌15分钟后出产品。

其数据如表1：

表1

	添加剂名称	实施例1	参比油
				组分，％(重)	加氢处理基础油高压加氢环烷基光亮油烷基萘硼化丁二酰亚胺无灰分散剂硫化烷基酚钙合成磺酸钙合成磺酸镁含氮硫代磷酸钼二烷基二硫代磷酸锌胺型抗氧剂酚型抗氧剂粘度指数改进剂SV 261降凝剂1-248	余量1053.80.70.70.50.30.50.30.55.50.3	龙蟠润滑油净威SJ15W-40

	抗泡剂T901	20ppm
				实车试验结果6000km	20辆出租车(长春一汽红旗牌轿车)，行驶里程均超过20万公里同一批次的车辆。	除有一台有轻微的渗油现象，其他均无渗油现象，相比后者降低噪音，动力提高，较参比油节能1％左右	19台出现渗油现象

实施例二

配制一全组分润滑油组合物，命名为“防渗宝”10W-40，配制方法同实施例一，以现有龙蟠润滑油净威SJ 15W-40作为对照，其数据如表2：

表2

	添加剂名称	实施例2	参比油
				组分，％(重)	加氢处理基础油高压加氢环烷基光亮油烷基萘硼化丁二酰亚胺无灰分散剂硫化烷基酚钙合成磺酸钙合成磺酸镁含氮硫代磷酸钼二烷基二硫代磷酸锌胺型抗氧剂酚型抗氧剂粘度指数改进剂SV 261降凝剂1-248抗泡剂T901	余量8103.50.51.50.70.51.00.50.35.50.320ppm	龙蟠润滑油净威SJ15W-40
实车试验结果6000km	20辆出租车(长春一汽红旗牌轿车)，行驶里程均超过20万公里同一批次的车辆。	均无渗油现象，相比后者降低噪音，动力提高，较参比油节能1％左右	19台出现渗油现象

实施例三

配制一全组分润滑油组合物，命名为“防渗宝”10W-40，配制方法同实施例一，以现有龙蟠润滑油净威SJ 15W-40作为对照，其数据如表3：

表3

	添加剂名称	实施例3	参比油
				组分，％(重)	加氢处理基础油高压加氢环烷基光亮油烷基萘硼化丁二酰亚胺无灰分散剂硫化烷基酚钙合成磺酸钙合成磺酸镁含氮硫代磷酸钼二烷基二硫代磷酸锌胺型抗氧剂酚型抗氧剂粘度指数改进剂SV 261降凝剂1-248抗泡剂T901	余量1284.20.61.01.50.31.00.60.45.50.320ppm	龙蟠润滑油净威SJ15W-40
实车试验结果6000km	20辆出租车(长春一汽红旗牌轿车)，行驶里程均超过20万公里同一批次的车辆。	除三台有轻微的渗油现象，其他均无渗油现象，相比后者降低噪音，动力提高，较参比油节能1％左右	19台出现渗油现象

实施例四

配制一全组分润滑油组合物，命名为“防渗宝”10W-40，配制方法同实施例一，以现有龙蟠润滑油净威SJ 15W-40作为对照，其数据如表4：

表4

	添加剂名称	实施例4	参比油
				组分，％(重)	加氢处理基础油高压加氢环烷基光亮油烷基萘硼化丁二酰亚胺无灰分散剂硫化烷基酚钙合成磺酸钙合成磺酸镁含氮硫代磷酸钼二烷基二硫代磷酸锌胺型抗氧剂酚型抗氧剂粘度指数改进剂SV 261降凝剂1-248抗泡剂T901	余量1174.51.50.61.00.61.50.40.65.50.320ppm	龙蟠润滑油净威SJ15W-40
实车试验结果6000km	20辆出租车(长春一汽红旗牌轿车)，行驶里程均超过20万公里同一批次的车辆。	均无渗油现象，相比后者降低噪音，动力提高，较参比油节能1％左右	19台出现渗油现象

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种发动机的润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤，按重量百分比计，以下各组分之和等于100%：

A.将70～75%加氢处理基础油、8～12%的高压加氢环烷基光亮油及5～10%烷基萘混合，升温至70～75℃，得基础油混合物，再加入5.5%的粘度指数改进剂和0.3%的降凝剂，并搅拌均匀；

B. 将步骤A的混合物降温至60～65℃，加入3.5～4.5%的硼化丁二酰亚胺无灰分散剂、0.5～1.5%的硫化烷基酚钙、0.5～1.5%的合成磺酸钙、0.5～1.5%的合成磺酸镁、0.3～0.6%的含氮硫代磷酸钼、0.5～1.5%的二烷基二硫代磷酸锌、0.3～0.6%的胺型抗氧剂和0.3～0.6%的酚型抗氧剂，先搅拌25～35min；加入20ppm的抗泡剂，再次搅拌10～20min即得产品；

所述含氮硫代磷酸钼的分子结构式为:

式中，R为含有氨基（-NH₂）的8个碳原子的烷基；

所述胺型抗氧剂的分子结构式为：

式中R和R’分别为含8-18碳原子的烷基；

所述酚型抗氧剂的分子结构式为：

式中R为含6-14个碳原子的烷基。

2.根据权利要求1所述发动机的润滑油组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤A中升温温度为75℃；步骤B中降温温度为65℃，搅拌时间为30min，再次搅拌时间为15min。