CN105969477A - 一种润滑油 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种润滑油，其包括基础油及添加剂，所述基础油包括聚α烯烃及酯类；其中，所述聚α烯烃与所述酯类的质量比例为(5～10):1。采用上述方案，本发明采用优化设计质量比例的聚α烯烃及酯类作为基础油，能够在冷车和暖机状态下均具有较好的粘度和油膜，从而能在冷车和暖机状态下保护发动机，具有很高的市场应用价值。

Description

一种润滑油

技术领域

本发明涉及内燃机润滑保护领域，尤其涉及的是，一种润滑油。

背景技术

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。内燃机所用的润滑油一般是由基础油和功能性添加剂组成。

基础油是国标矿物基础油或合成基础油，基本要求是：粘度指数规格要高，粘度指标要适宜，清净分散性要好，低温性能好，不应含有挥发性成分，350℃以下馏分不得超过5％，内燃机油的基础油馏分，必须控制在常压沸点400℃以上，以防机油蒸发损失而损耗过大，良好的抗氧化性能，良好的抗磨损性能，良好的防锈性，以及良好的抗泡性等。因此，优化设计基础油对于润滑油来说是非常重要的。

一般情况下，发动机磨损状态主要是和机油升温到100℃之前的高粘度运转时间长短有关。而气温越低，整个升温所需要的时间就越长；机油粘度越高，达到理想润滑粘度的时间久越长。油温快速上升以较短时间达到理想润滑粘度，不仅发动机磨损小，油耗低，也能保护昂贵的三元催化器。并且，发动机在100℃机油的状态下，经历亿万次活塞往复也能运转良好，但是，当发动机并未被机油润滑的时候，就会造成磨损。所以，可以理解的，发动机90％的磨损来源于冷车启动；因此设计出能够在冷车和暖机状态下均能保护发动机的润滑油化学，是需要改进的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的润滑油。

本发明的技术方案如下：一种润滑油，其包括基础油及添加剂，所述基础油包括聚α烯烃及酯类；其中，所述聚α烯烃与所述酯类的质量比例为(5～10):1。

优选的，所述酯类包括双酯。

优选的，所述酯类包括多元醇酯。

优选的，所述酯类包括聚合物酯。

优选的，所述聚合物酯包括烯烃与不饱和双酯的共聚物。

优选的，所述聚α烯烃为低粘度聚α烯烃。

优选的，所述聚α烯烃包括PAO4。

优选的，所述聚α烯烃包括PAO6。

优选的，所述聚α烯烃包括PAO4与PAO6。

优选的，PAO4与PAO6的质量比例为2:1。

采用上述方案，本发明采用优化设计质量比例的聚α烯烃及酯类作为基础油，能够在冷车和暖机状态下均具有较好的粘度和油膜，从而能在冷车和暖机状态下保护发动机，具有很高的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的基础油制备方法示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的一个实施例是，一种润滑油，其包括基础油及添加剂，所述基础油包括聚α烯烃及酯类；其中，所述聚α烯烃与所述酯类的质量比例为(5～10):1。

聚α烯烃(Poly Alpha Olefin，简称PAO)是一种广泛应用的基础油，一般包括C10或C12，由于其不含蜡，所以倾点极低，通常在－40℃以下，特别适合各种低温环境，且具有挥发性低的优点，并且，其粘度指数一般超过140；但PAO边界润滑性差，另外，由于它本身的极性小，对溶解极性添加剂的能力差，且对橡胶密封有一定的收缩性。酯类，即酯类油，具有以下优点：热安定性好，极性结构赋予的高低温优异性能，并且对添加剂的包容性较强，有利于溶解添加剂。但是，如果仅仅用酯类油的话，由于发动机磨损的细小金属颗粒，会产生酸性物质，容易导致酯类油的分解；并且，酯类油对橡胶制品会有明显溶胀作用。因此，如何合理地配置基础油中的聚α烯烃及酯类，使得PAO对橡胶密封的收缩性，与酯类对橡胶密封的溶胀作用相平衡，且利用酯类油的极性溶解合适的添加剂，有利于通过配比实现性能较好的润滑油。一个较好的例子是，所述润滑油中，所述基础油的所述聚α烯烃与所述酯类的质量比例为7.6～8.2:1，一方面溶胀作用达到较为理想的平衡点，另一方面可适度溶解极性添加剂；比例过高与过低均对倾点具有一定的损害作用；具体的数值，可以根据添加剂的种类和用量来调节相关质量比例。为节约成本，可采用市售的聚α烯烃。

例如，采用以下计算公式计算润滑油的基础油的组合的100℃粘度：logA＝XlogB+(1-X)logC；其中，A为基础油的粘度，B为聚α烯烃的粘度，C为酯类的粘度，X为聚α烯烃的百分比。采用上述计算公式，可以方便地配比目标基础油。例如，如图1所示，一种制备方法是，将所述聚α烯烃与所述酯类按比例置于容器中，混匀即可得到所述基础油。例如旋转混匀或者搅拌混匀即可得到所述基础油。又如，将所述聚α烯烃与所述酯类按比例置于容器中，速度为1000～1500rpm，持续60～90min；优选恒温搅拌。可以同步放入添加剂，一同混匀即可。

优选的，所述酯类包括双酯；双酯是指一元醇和二元脂肪酸的酯，具有粘度低、粘度指数高(VI130～150)、价格便宜等优点，一般运动粘度为2.3mm/s至5.4mm/s，倾点在-60摄氏度以下。热氧化安定性与PAO相同。和/或，所述酯类包括多元醇酯；例如，多元醇酯为新戊基多元醇酯，是由具有新戊基的多元醇和一元脂肪酸酯化而成，具有新戊基的多元醇如三羟甲基丙烷或季戊四醇等。新戊基多元醇的B位碳没有氢，所以酯的热氧化安定性好。多元醇酯由于酯基多，所以极性强，溶解度高，蒸发损失低，润滑性好，并且，多元醇酯有优异的热氧化安定性和低蒸发性。和/或，所述酯类包括聚合物酯，例如PAG酯。优选的，所述聚合物酯包括烯烃与不饱和双酯的共聚物。酯类中的酯链的稳定性高于C-C键，通过加入添加剂，可以改善酯类的氧化安定性，但是提升酯类的粘度指数与降低酯类的倾点是存在矛盾的，因此，优选酯类为多元醇酯和/或聚合物酯，按质量比例配合聚α烯烃使用，有助于在改善倾点的前提下增加粘度指数。例如，酯类包括季戊四醇酯；又如，酯类包括三羟甲基丙烷酯与季戊四醇酯，两者的质量比例为1:(1.2～1.5)；一个优选的例子是，酯类包括三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯及聚合物酯，三者的质量比例为1:(1.2～1.5):(0.8～3.6)；例如，所述聚合物酯包括第一酸酯及第二酸酯，其中，第一酸酯为二(异十三醇)癸二酸酯和/或二(异十三醇)壬二酸酯；第二酸酯为三羟甲基丙烷庚酸酯和/或三羟甲基丙烷异辛酸酯；第一酸酯与第二酸酯的质量比例为(1.6～1.9):1；例如，第一酸酯为二(异十三醇)癸二酸酯和二(异十三醇)壬二酸酯，两者的质量比例为(2～2.6):1；又如，第二酸酯为三羟甲基丙烷庚酸酯和三羟甲基丙烷异辛酸酯，两者的质量比例为(1.5～1.8):1。这样，可以在倾点与闪点之间达到一个较好的平衡，使得倾点较低且闪点较高，通常可以达到倾点低于零下50摄氏度且闪点高于260摄氏度。又如，所述聚合物酯还包括戊烯与马来酸酐二丁酯的共聚物，例如戊烯为直链戊烯即正戊烯。又如，所述聚合物酯还包括第三酸酯，其为戊烯与马来酸酐二丁酯的共聚物；例如，第一酸酯、第二酸酯与第三酸酯的质量比例为(1.6～1.9):1:(1.2～2)。又如，所述季戊四醇酯为复合聚酯，其包括复合羧酸与复合季戊四醇的酯化反应产物，其中，复合羧酸与复合季戊四醇的比例不做特殊限制，只需充分反应完全即可，又如，复合羧酸与复合季戊四醇的摩尔比例为(3～5):(3～5)；其中，复合季戊四醇包括单季戊四醇(四羟甲基烷)及双季戊四醇(二聚季戊四醇)，两者的质量比例为(60％～70％)：(40％～30％)；复合羧酸包括一元羧酸(分子中含有一个羧基)及二元羧酸(分子中含有两个羧基)，两者的质量比例为(45％～65％)：(55％～35％)；一个较好的例子是，一元羧酸为4至8个碳原子的一元羧酸，二元羧酸为6至8个碳原子的二元羧酸；优选的，一元羧酸为4至8个碳原子的直链一元羧酸，二元羧酸为6至8个碳原子的直链二元羧酸；例如，一元羧酸为丁酸，二元羧酸为己二酸。这样，基础油的粘度指数较高，极性好，且倾点较低，对于添加剂的溶解作用佳，特别适合冷机保护。

本发明的润滑油，采用了PAO与精心选取的酯类相配作为基础油，由于比例适当的酯类分子的极性作用，可以使具有酯类分子的润滑油吸附在金属表面，形成一层称为粘附分子油膜的油层，正是这层粘附分子油膜使酯类油从其他因粘性而形成油膜的油中脱颖而出。这样，通过利用添加剂和基础油的极性，在冷机状态下优先吸附并能停留在金属表面，也就是说，在发动机还没有启动之前，已经形成了保护油膜，在启动一刹那，油压为建立起来前，利用停留在缸体以及凸轮轴上的油膜来抵御摩擦，以达到减少冷磨损，从而有助于降低冷车启动所造成的发动机90％的磨损。相对比现有技术没有极性的润滑油，当引擎启动时，润滑油性能的好坏就更容易辨别了，仅仅依靠粘度而形成油膜的润滑油，在引擎停止工作的时候会从金属表面流走。当引擎再次启动时，由于金属表面的油膜已经消失，导致干启动的出现。也就是说，本发明不是依赖粘度而是依靠合适的极性来实现液态润滑的粘附分子油膜，即使在引擎停止工作后，它也能够存在于两金属表面之间，这样，即使引擎停下来，也可以对引擎有着不间断的保护。

优选的，所述聚α烯烃为低粘度聚α烯烃，例如，所述聚α烯烃的粘度(运动粘度)为2-10cSt(1cSt＝1mm²/s)，在符合粘度指数需求的前提下，比较便宜，使得本发明的产品最终价格不会过高，以便迎合市场需求，具有生存空间。例如，所述聚α烯烃包括PAO4。或者，所述聚α烯烃包括PAO6。优选的，所述聚α烯烃包括PAO4与PAO6。优选的，PAO4与PAO6的质量比例为2:1。这样的配比，与酯类共同作用形成了具有特殊极性的基础油，具有非常好的抗磨效果；相比之下，常规润滑油，即现有技术，主要依赖抗磨剂来进行润滑，属于被动式的，多数抗磨剂都是固体物，在发动机运作产生的高温环境之下容易改变化学性质，形成固体结晶和积碳，对发动机产生副作用，因此这种技术思路隐藏的缺点非常多。而本发明的润滑油的设计理念建立在摒弃一切抗磨剂的技术思路上，通过正电离子产生的斥力能量来为发动机创造真正“零摩擦”运行环境，这种主动式的抗磨技术能为发动机提供终极润滑和保护，消除隐患，在一定程度上可以让发动机终生不因磨损而大修。

采用本发明产品，在数辆德国大众品牌汽车进行了两轮对比测试，比现有不用酯类的润滑油(以下简称“现有产品”)好很多，现有产品跑三千公里必少机油，到了五千公里可见机油显著减少；而本发明产品测试跑了五千公里没有少机油，到了八千公里还是没有少机油，并且驾驶感觉和刚换的时候没有变化，即本发明产品具有极好的耐久性和抗高温性，特别适合在大众的速腾、途观等品牌汽车使用。

例如，添加剂包括粘度指数改进剂(viscosity index improver，亦称粘指剂)。需要说明的是，通常的，各种烃类的凝点由大到小的顺序为：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃。正构烷烃的凝点最高，且随碳原子数增加而升高，本发明及其各实施例采用了适当比例的聚α烯烃与酯类配合的基础油，具有极好的倾点，无须额外加入降凝剂。又如，粘指剂包括聚异丁烯、异丁烯酸盐和/或聚甲基丙烯酸酯等。又如，添加剂包括抗氧化剂，例如，所述抗氧化剂包括混合酯或醇酯等，又如，所述抗氧化剂包括硫化氨基甲酸锌等。

又如，添加剂包括抗泡剂，例如，所述抗泡剂包括硅油；例如，所述抗泡剂包括二甲基硅油。又如，考虑到酯类在高负荷下抗磨效果需要提升，因此，添加剂包括抗磨剂；优选的，所述抗磨剂包括钼元素，例如有机钼或者二流化钼；又如，二烷基二硫代磷酸硫化氧钼和/或二烷基二硫代氨基甲酸钼等；一个较好的实施例是，所述抗磨剂包括二烷基二硫代磷酸硫化氧钼和二烷基二硫代氨基甲酸钼，两者的质量比例为64％:36％，在梯姆肯法实验测试中，刮伤程度、磨损程度、润滑承载能力及OK值等均表现良好，且摩擦因数(亦称摩擦系数)在整个试验区间均比较稳定，无激烈波动发生。又如，所述抗磨剂包括二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸硫化氧钼和二烷基二硫代氨基甲酸钼，其质量比例为1:6:3，其中二硫代磷酸锌不宜太多。

有助于让汽车在行驶的过程中为发动机减负，从而真正实现高效节能。油耗最高可下降15％；由于润滑油的极性平衡技术能使油品主动往金属的热区聚拢，有利于迅速分散热力，平衡发动机温度，让发动机始终运作在安全的温度环境中，使得延长机油的使用寿命成为现实；通常情况下发动机在静止后，润滑油受到地心吸力影响而沉降到底部，因此，长时间搁置的汽车在发动的瞬间将失去润滑油的保护，一次冷启动的磨损相当于500-800公里的行驶磨损，而采用本发明及其各实施例所述润滑油，在发动机完全静止的状态下仍能高效维持超过10天，有效维持可达到90天以上，从而能在衰退周期内为发动机的再次启动提供真正的全时冷启动保护。

下面继续给出几个具体的实施例以作进一步说明。

实施例1

聚α烯烃与酯类的质量比例为8.1:1；酯类为三羟甲基丙烷酯与季戊四醇酯，两者的质量比例为1:1.4；混匀后得到基础油1#，具有挥发度低、粘度指数高、常温下流动性好，倾点低(低于-49℃)、闪点高(高于230℃)等优点。

实施例2

聚α烯烃与酯类的质量比例为7.9:1；酯类为三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯及聚合物酯，三者的质量比例为1:1.5:1.1；所述聚合物酯为戊烯与马来酸酐二丁酯的共聚物；混匀后得到基础油2#，具有挥发度低、粘度指数高、常温下流动性好，倾点低(低于-49℃)、闪点高(高于230℃)等优点。

实施例3

聚α烯烃与酯类的质量比例为7.6:1；酯类为三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯及聚合物酯，三者的质量比例为1:1.2:2.1；所述聚合物酯包括第一酸酯、第二酸酯及第三酸酯，第一酸酯、第二酸酯与第三酸酯的质量比例为1.7:1:1.4；第一酸酯为二(异十三醇)癸二酸酯；第二酸酯为三羟甲基丙烷庚酸酯；第三酸酯为直链戊烯与马来酸酐二丁酯的共聚物；混匀后得到基础油3#，具有挥发度低、粘度指数高、常温下流动性好，倾点低(低于-49℃)、闪点高(高于230℃)等优点。

实施例4

聚α烯烃与酯类的质量比例为7.7:1；酯类为三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯及聚合物酯，三者的质量比例为1:1.3:1.5；所述聚合物酯包括第一酸酯及第二酸酯，两者的质量比例为1.8:1；第一酸酯为二(异十三醇)癸二酸酯和二(异十三醇)壬二酸酯，两者的质量比例为2:1；第二酸酯为三羟甲基丙烷庚酸酯和三羟甲基丙烷异辛酸酯，两者的质量比例为1.6:1；所述季戊四醇酯为复合聚酯，其包括复合羧酸与复合季戊四醇的酯化反应产物；复合羧酸与复合季戊四醇的摩尔比例为2:1；复合羧酸包括丁酸与己二酸，两者的质量比例为50％:50％；复合季戊四醇包括单季戊四醇及双季戊四醇，两者的质量比例为60％:40％；混匀后得到基础油4#，具有挥发度低、粘度指数高、常温下流动性好，倾点低(低于-49℃)、闪点高(高于230℃)等优点。

对上述4个实施例与具有较好性能的现有参照基础油在高频往复测试机上进行测试比对，结果如下表所示。

其中，0％的油膜表示没有电阻，意味着金属表面直接接触。当电阻指示无限大，表示两金属表面完全隔开，对应的油膜测试值为100％。由上表可见，本发明的上述各实施例所述的基础油，不仅具有摩擦系数较好的优点，且在冷机状态下具有较好的保护功能，尤其是冷机10天之后还具有较为有效的保护效果，工程师还测试了20天后的数据，仍具有较好的保护功能。考虑到正常上下班当天开车的话，停车时间往往不到12小时，在此阶段本发明的上述各实施例均具有优异的冷机保护效果，即使对于临时停车例如住宿酒店等，停车时间往往不到48小时，在此阶段本发明的上述各实施例均具有非常良好的冷机保护效果，即便长期停车超过一周或十天，在此阶段本发明的上述各实施例仍具有较好的冷机保护效果；使得发动机被机油润滑，有效避免了发动机来源于冷车启动的90％的磨损。

本发明的又一实施例是，上述各实施例所述的基础油。例如，一种基础油，其为上述任一实施例所述的基础油，或者上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的基础油。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的润滑油。由于基础油中的PAO与酯类配比适当，且在添加剂协同作用下，能够形成一种纯液态的边界膜(俗称磁悬浮)，紧附在金属表面，借助机械磨擦间产生的极压和温度，激发从而改变金属表面的电荷分布，形成正电离子的保护膜，产生超乎想象的润滑，在汽车启动极限负载，极速超越和大型设备的极压抗磨都有意想不到的超常发挥，摩擦尤其是冷机启动时的摩擦是发动机耗损的主要成因，本发明的润滑油中含有的正电离子能均衡地排列于发动机燃烧室的内缸壁和活塞表面，形成正极磁场，产生同极相斥效应，使得将活塞与缸壁隔离，并处于悬浮状态，从而有利于形成“零摩擦”的工作环境。其中的磁场形成后能稳定存在数月之久，在每次行驶结束后的衰退周期内能为发动机的下次启动提供真正的冷启动保护。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种润滑油，其包括基础油及添加剂，其特征在于，所述基础油包括聚α烯烃及酯类；

其中，所述聚α烯烃与所述酯类的质量比例为(5～10):1。

2.根据权利要求1所述润滑油，其特征在于，所述酯类包括双酯。

3.根据权利要求1所述润滑油，其特征在于，所述酯类包括多元醇酯。

4.根据权利要求1所述润滑油，其特征在于，所述酯类包括聚合物酯。

5.根据权利要求4所述润滑油，其特征在于，所述聚合物酯包括烯烃与不饱和双酯的共聚物。

6.根据权利要求1所述润滑油，其特征在于，所述聚α烯烃为低粘度聚α烯烃。

7.根据权利要求5所述润滑油，其特征在于，所述聚α烯烃包括PAO4。

8.根据权利要求5所述润滑油，其特征在于，所述聚α烯烃包括PAO6。

9.根据权利要求5所述润滑油，其特征在于，所述聚α烯烃包括PAO4与PAO6。

10.根据权利要求9所述润滑油，其特征在于，PAO4与PAO6的质量比例为2:1。