CN105733780A

CN105733780A - 一种柴油机润滑油组合物

Info

Publication number: CN105733780A
Application number: CN201610181883.XA
Authority: CN
Inventors: 刘彬隆
Original assignee: Haferd Petroleum Energy (guangdong) Co Ltd
Current assignee: Haferd Petroleum Energy (guangdong) Co Ltd
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2016-07-06

Abstract

本发明涉及润滑油技术领域，特别涉及一种柴油机用润滑油组合物，该组合物包括以下重量百分比的组成：基础油60~88%，高碱度清净剂2~6%，抗氧剂0.8~3%，油溶性聚醚2~12%，分散剂1~2%，抗泡剂0.05~1%，粘度指数改进剂5~13%，摩擦改进剂0.1~1%，腐蚀抑制剂0.2~2%。与现有技术相比，本发明通过在柴油机油中加入油溶性聚醚（OSP），与精制的基础油混溶后，大大提高了润滑油的抗氧化性能、以及各添加剂之间的相容性，与腐蚀抑制剂、摩擦改进剂等添加剂起协同作用，为新配方带来更为卓越的腐蚀抑制、摩擦控制、粘度控制等性能，增长了润滑油的使用寿命。

Description

一种柴油机润滑油组合物

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，特别涉及一种柴油机用润滑油组合物。

背景技术

柴油机作为商用车辆、工程机械车辆配置发动机，近年来不断更新换代，目前柴油机广泛使用直喷技术、涡轮增压技术提高功率，采用延迟喷射技术、废气再循环技术、活塞优化等降低发动机排放。这些技术的应用对柴油机配套用柴油机油的清净、分散、抗氧化、抗磨损等提出更高的要求。

众所周知，发动机内部温度很高，润滑油在使用过程中不可避免地要发生氧化。对发动机而言，氧化过程产生了酸、油泥和沉积物。酸使金属部件产生腐蚀、磨损；油泥和沉积物使润滑油变稠，引起活塞环的粘结以及油路的堵塞，从而使发动机功率下降，油耗增大。

因此，发动机润滑油的高温氧化问题，一直是困惑在润滑油研发人员心中的难题。

中国专利CN1026690707B介绍了一种含磷量低的柴油机润滑油组合物，能够满足柴油发动机高温抗氧化性能，但其与烃类油相溶性差，并且其抗磨性、清净性、和控制粘度增长的能力较差。

中国专利CN102939365B同样公开了一种柴油机润滑油组合物，所述润滑油组合物不含金属清净剂但仍保持好的发动机(活塞)清洁性，同时防止DPF堵塞和减少气阀机构的磨损，但其耐酸腐蚀性能以及耐高温氧化性能均较弱。

有鉴于此，确有必要研发一种具有优异的氧化安定性能和抗腐蚀性能的润滑油组合物。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足提供一种具有优异的热氧化安定性能的柴油机润滑油组合物；其不仅具有优异的清洁分散性，同时具有极佳的耐腐蚀和抗磨性能，保证油品在发动机高温下仍具有适宜的粘度指数，从而增长了润滑油的使用寿命，延期了发动机换油周期，节约运输成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下解决方案：

一种柴油机润滑油组合物，包括以下重量百分比的组成：

其中，所述基础油为按API分类的Ⅱ类加氢基础油；本发明用于柴油机的润滑油组合物的基油，可以选择单独或作为混合物应用属于API(美国石油协会)基油分类中的第II类加氢基础油。对常规的II类基础油通过加氢精制方法(如GulfCompany方法)精制所得的第II类加氢基油具有小于10ppm的总硫含量和不大于5％的芳烃含量。比如，可选择II类加氢基础油500N或者150N。

所述高碱度清净剂为高碱磺酸钙和高碱硫化烷基酚钙的组合物，二者所占的重量百分比分别为0.5～2.5％和1.5～3.5％；高碱磺酸钙和高碱硫化烷基酚钙均含有亲水、亲油和极性基的表面活性物质，它们以胶束状态溶于油后，能使本来在油中不能溶解的物质(即沉积物的前身)包溶在胶束中心，阻止它们进一步氧化缩合成油泥和积炭，从而起到增溶作用。由过碱化工艺产生的碳酸钙粒子能中和油品衰变而产生的酸性物质和燃料产生的硫化物，起到防止深度氧化和磺化作用。所述高碱度清净剂一般与其他清净剂和抑制剂用于发动机油，在涡轮增压柴油机的高温操作条件下，具有优异的酸中和性能和优良的控制顶环带沉积性能，能够及时消除积炭，保持极好的发动机活塞清洁性。

所述抗氧剂为双辛基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸锌、对-二异辛基二苯胺和二烷基二苯胺的至少一种。抗氧剂通过吸收自由基和分解过氧化物的形式，阻断混合物氧化衰变进程，从而起到提高润滑油使用寿命的作用。其中，双辛基二硫代磷酸锌中Zn的百分含量为9.0～10.5％，其具有优良的抗氧抗腐性、抗磨损性、以及热稳定性能。

需要说明的是，润滑油的抗氧化性能决定着润滑油的性能和使用寿命。抗氧化性能的优劣是由基础油与添加剂共同决定的。因此，润滑油中各组分的选择搭配以及调整润滑油组合物中各组分间的比例及其用量显得非常重要。

本发明在柴油机润滑油中加入油溶性聚醚(OSP)，与精制的基础油混溶后，大大提高了润滑油的抗氧化性能、以及各添加剂之间的相容性，与腐蚀抑制剂、摩擦改进剂等添加剂起协同作用，为新配方带来更为卓越的腐蚀抑制、摩擦控制、粘度控制等性能，增长了润滑油的使用寿命。研究结果表明：油溶性聚醚(OSP)具有优异的热氧化安定性能、高粘度指数，同时具有很好的油溶性和独特的醚链结构，将OSP作为柴油机油基础油的添加组分是改善柴油机油性能的有效途径；随着基础油中OSP含量的增加，润滑油的粘度指数增加，倾点降低，其它指标没有明显变化；OSP与润滑油其他组分的互配性较好，OSP用作含矿物油及PAO配方的添加剂时，还可以带来卓越的油泥、积炭控制能力，改善摩擦学性能；而且其具有非常优良的相溶性、热稳定性和氧化安定性，是生产长寿命合成油、高温润滑油的好材料。因此加入OSP的油品具有很好的抗氧化性、清净性、抑制油泥生成性能和抗乳化性。

所述的一种柴油机润滑油组合物，还包括按重量百分比计0.5～2％的降凝剂，所述降凝剂为聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯和烷基萘的至少一种。降凝剂的作用是为了保证组合物具有适当的流变性能。

所述分散剂为双丁二酰亚胺，所述抗泡剂为聚甲基硅油、氟代烷基醚的至少一种。清净剂和分散剂中所含有的极性基靠范德华引力或氢键吸附已生成的积炭和油泥微粒并稳定地分散在油中，阻止这些微粒的聚集、沉积，起到抑制机油粘度增长和减轻磨损的作用。其中，双丁二酰亚胺具有优良的低温分散性和高温稳定性，其碱值为15～30mgKOH/g。其中，加入抗泡剂是为了使得润滑油具备适当的抗泡沫性能。

所述粘度指数改进剂为三嵌段偶合氢化苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异丁烯、乙烯-α-烯烃共聚物的至少一种。粘度指数改进剂的作用是为了增加粘度和改进粘度指数。其与本发明的其他组分具有良好的相容性，比例选择合适不仅能提高油品的黏温性能，同时还可以使组合物具有优异的抗剪切性能，保证油品在发动机高温、高剪切环境下仍具有适宜的粘度。

所述摩擦改进剂为二烷基二硫代磷酸氧钼、二硫代氨基甲酸钼的至少一种；所述腐蚀抑制剂为2，6-二叔丁基对甲酚、异丁酸甲酯的至少一种。摩擦改进剂的作用主要是在金属表面形成一层润滑保护膜，避免金属突峰间的直接接触，使混合润滑和边界润滑状态下的摩擦系数下降，降低了摩擦阻力和磨损，达到节油目的。而柴油中存在对发动机燃料***的许多金属具有腐蚀性的物质，可以腐蚀铜、铁、铝、镁以及它们的许多合金，同时柴油会吸收空气中的水分，加入腐蚀抑制剂与金属表面强烈作用，产生化学和物理吸附作用，形成良好的保护膜，在一定程度上隔离了腐蚀物质与金属件的接触，达到抑制腐蚀的目的，保护发动机燃料***，延长使用寿命。

优选的，所述的一种柴油机润滑油组合物，包括以下重量百分比的组成：

更为优选的，所述的一种柴油机润滑油组合物，包括以下重量百分比的组成：

优选的，所述高碱磺酸钙的碱值大于或等于290mgKOH/g。

优选的，所述高碱硫化烷基酚钙的碱值大于或等于250mgKOH/g。

总碱值TBN(totalbasenumber)指在规定条件下，中和存在于1克油样中全部碱组分(含强碱与弱碱)所需要的酸量，换算成等当量的碱量，以mgKOH/g表示；通常所说的碱值即指总碱值。机油用久以后会变成酸性，而酸会逐步腐蚀引擎的内部，所以机油一般都呈碱性。TBN就是代表机油的碱值，值数越高代表机油能中和的酸越多。因此，优选高碱磺酸钙的碱值≥290mgKOH/g，高碱硫化烷基酚钙的碱值≥250mgKOH/g，这样能够使得润滑油具备优异的酸中和性能，以防止引起酸腐蚀。

所述一种柴油机润滑油组合物，其制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：将基础油加入混合反应釜内，加热使液体温度至50～60℃；

步骤(2)：在步骤(1)的混合反应釜内依次加入高碱度清净剂，抗氧剂，油溶性聚醚，分散剂，抗泡剂，粘度指数改进剂，摩擦改进剂，腐蚀抑制剂和降凝剂，继续使混合液体升温至65～70℃，在该温度下搅拌40～50min；

步骤(3)：将步骤(2)的混合液体移送至降温沉淀釜内，沉淀降温至40～45℃制得成品。

本发明的有益效果在于：

本发明一种柴油机润滑油组合物，包括以下重量百分比的组成：基础油60～88％，高碱度清净剂2～6％，抗氧剂0.8～3％，油溶性聚醚2～12％，分散剂1～2％，抗泡剂0.05～1％，粘度指数改进剂5～13％，摩擦改进剂0.1～1％，腐蚀抑制剂0.2～2％；通过在柴油机油中加入油溶性聚醚(OSP)，与精制的基础油混溶后，大大提高了润滑油的抗氧化性能、以及各添加剂之间的相容性，增长了润滑油的使用寿命；也就是说，与传统润滑油组合物配方相比，本发明通过加入油溶性聚醚(OSP)以及与各组分的搭配使得新配方具有以下优势：1)具有卓越的油泥、积炭和烟炱等沉积物控制性能；2)具有优异的热氧化安定性和出色的相溶性能；3)与腐蚀抑制剂、摩擦改进剂等添加剂起协同作用，为新配方带来更为卓越的腐蚀抑制、摩擦控制、粘度控制等性能。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。

实施例1～6

配制柴油机润滑油组合物，基础油用II类加氢基础油500N、II类加氢基础油150N，添加剂有高碱度清净剂，抗氧剂，油溶性聚醚，分散剂，抗泡剂，粘度指数改进剂，摩擦改进剂，腐蚀抑制剂和降凝剂，具体组分和含量见表1，制备方法如下：

表1实施例组分和含量表

对比例1～6

为了更能突出本发明的有益效果，采用以下对比例1～6，具体组分和含量见表2，其制备方法同实施例1～6。

表2对比例组分和含量表

分别对实施例1～6和对比例1～6进行试验测试，测试结果见表3～4。

表3实施例的测试结果

表4对比例的测试结果

从实施例1～2和对比例1～2的测试结果可知，与传统采用Ⅰ类基础油相比，本发明组合物采用II类加氢基础油，其总硫含量、蒸发损失和机械杂质明显减少，其他指标也完全符合质量标准的要求。从实施例3～4和对比例3～4可以看出，与现有配方相比，本发明在配方中加入油溶性聚醚(OSP)后，其抗氧化性能、抗乳化性能和控制粘度指数增长的能力明显更好。从实施例5和对比例5可知，本发明采用高碱磺酸钙和高碱硫化烷基酚钙混合的高碱度清净剂后，其酸中和性能优异，有效改善酸引起的腐蚀。从实施例6和对比例6可以看出，本发明组合物加入粘度指数改进剂和摩擦改进剂后，能明显提高润滑油的粘度指数，同时改善润滑油的流变性能，减少摩擦损耗。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种柴油机润滑油组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

基础油60~88%

高碱度清净剂2~6%

抗氧剂0.8~3%

油溶性聚醚2~12%

分散剂1~2%

抗泡剂0.05~1%

粘度指数改进剂5~13%

摩擦改进剂0.1~1%

腐蚀抑制剂0.2~2%，

其中，所述基础油为按API分类的Ⅱ类加氢基础油；

所述高碱度清净剂为高碱磺酸钙和高碱硫化烷基酚钙的组合物，二者所占的重量百分比分别为0.5~2.5%和1.5~3.5%；

所述抗氧剂为双辛基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸锌、对-二异辛基二苯胺和二烷基二苯胺的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于：还包括按重量百分比计0.5~2%的降凝剂，所述降凝剂为聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯和烷基萘的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于：所述分散剂为双丁二酰亚胺，所述抗泡剂为聚甲基硅油、氟代烷基醚的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于：所述粘度指数改进剂为三嵌段偶合氢化苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异丁烯、乙烯-α-烯烃共聚物的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于：所述摩擦改进剂为二烷基二硫代磷酸氧钼、二硫代氨基甲酸钼的至少一种；所述腐蚀抑制剂为2，6-二叔丁基对甲酚、异丁酸甲酯的至少一种。

6.根据权利要求2所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

基础油70~80%

高碱度清净剂3~5%

抗氧剂1~3%

油溶性聚醚4~10%

分散剂1.2~1.8%

抗泡剂0.08~1%

粘度指数改进剂6~10%

摩擦改进剂0.5~1%

腐蚀抑制剂0.5~1.8%

降凝剂1~2%。

7.根据权利要求6所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

基础油75%

高碱度清净剂4%

抗氧剂2%

油溶性聚醚8%

分散剂1%

抗泡剂1%

粘度指数改进剂7%

摩擦改进剂0.5%

腐蚀抑制剂0.5%

降凝剂1%。

8.根据权利要求1所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于：所述高碱磺酸钙的碱值大于或等于290mgKOH/g。

9.根据权利要求1所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于：所述高碱硫化烷基酚钙的碱值大于或等于250mgKOH/g。

10.根据权利要求2所述的一种柴油机润滑油组合物，其特征在于，制备方法包括以下步骤：

步骤（1）：将基础油加入混合反应釜内，加热使液体温度至50~60℃；

步骤（2）：在步骤（1）的混合反应釜内依次加入高碱度清净剂，抗氧剂，油溶性聚醚，分散剂，抗泡剂，粘度指数改进剂，摩擦改进剂，腐蚀抑制剂和降凝剂，继续使混合液体升温至65~70℃，在该温度下搅拌40~50min；

步骤（3）：将步骤（2）的混合液体移送至降温沉淀釜内，沉淀降温至40~45℃制得成品。