CN114644951A - 一种汽车发动机润滑油及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车发动机润滑油及其应用，原料包括基础油80‑90份，碳纳米剂0.1‑0.5份，分散剂2‑5份，清净剂0.5‑1.5份，抗氧剂0.3‑8份，降凝剂0.3‑0.5份，粘度指数改进剂2‑5份。本发明提供一种汽车发动机润滑油不仅具有耐磨性好，抗氧化性、强有效的清洗性等优异性能，而且成本低廉，节能环保。

Description

一种汽车发动机润滑油及其应用
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，具体涉及一种汽车发动机润滑油及其应用。
背景技术
各种类型汽车传动，机械零部件上之间造成摩擦磨损是不可避免的，这不仅会造成材料的消耗，环境污染，还会导致汽车寿命降低，进而威胁人们生命安全。汽车发动机润滑油被誉为汽车的血液，主要包括基础油和添加剂两部分，按基础油的不同，又可分为矿物润滑油，合成润滑油,半合成润滑油等几类。能对发动机起到润滑减磨的作用，同时具有辅助密封防腐，防锈绝缘，清洗杂质的功能。
一般为了提高润滑油的减磨抗磨能力，通常会添加减磨抗磨添加剂，但传统的减磨抗磨添加剂中由于含有磷等元素，会对环境造成污染。随着人们对发动机润滑油标准的提高，添加剂的成分和含量也随之不断改进，碳纳米材料由于具有优异的润滑性能，受到越来多的关注，但由于碳纳米材料会发生团聚，使制得的润滑油稳定性差，因此如何使碳纳米材料均匀的分散在油品中，从而获得稳定性，减磨性好的润滑油成为目前亟需解决的问题。除此之外润滑油易在高温高载下失效，酸值过高等问题也严重影响润滑油使用周期。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种汽车发动机润滑油，按重量份计，原料包括基础油80-90份，碳纳米剂0.1-0.5份，分散剂2-5份，清净剂0.5-1.5份，抗氧剂0.3-8份，降凝剂0.3-0.5份，粘度指数改进剂2-5份。
作为一种优选的技术方案，所述基础油包括聚酯基础油、聚α烯烃基础油和多元醇酯基础油。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇酯基础油包括新戊二醇酯，季戊四醇酯，三羟甲基丙烷醇酯，异辛醇酯的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述分散剂包括吐温-20，油酸，硬脂酸，苝二甲酸二异丁酯，司班-80，聚异丁烯基丁二酰亚胺的一种或几种。
作为一种优选的技术方案，所述清净剂为金属盐清净剂。
作为一种优选的技术方案，所述金属盐清净剂为钙镁复合清净剂。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧剂包括为含硫屏蔽酚抗氧剂和烷基二苯胺抗氧剂复配。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧剂还包括有机金属盐助抗氧剂。
作为一种优选的技术方案，所述降凝剂包括聚甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯/反丁烯二酸酯共聚物，烷基化聚苯乙烯，烷基萘的一种或几种。
作为一种优选的技术方案，所述粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯，乙丙共聚物，氢化异丙烯异戊二烯共聚物，聚正丁基乙烯基醚的一种或几种。
本发明的第二个方面提供了所述一种汽车发动机润滑油的应用，主要应用于汽车发动机方面。
有益效果：
1)本发明制备的一种汽车发动机润滑油具有优异的耐磨性和抗氧化性，可以帮助延长发动机寿命。
2)本发明制备的一种汽车发动机润滑油具有优异的强有效的清洗性和耐高低温性，即使在寒冷的条件下也能正常使用。
3)本发明制备的一种汽车发动机润滑油成本低廉，节能环保，使用寿命长，换油周期长。
具体实施方式
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种汽车发动机润滑油，按重量份计，原料包括基础油80-90份，碳纳米剂0.1-0.5份，分散剂2-5份，清净剂0.5-1.5份，抗氧剂0.3-8份，降凝剂0.3-0.5份，粘度指数改进剂2-5份。
润滑剂主要包括基础油和添加剂，其中基础油一般分为五类，I类基础油主要用物理方法提炼原油，由于其具有较高的硫含量，粘度指数比较低，目前已很少采用；II类基础油采用组合工艺(溶剂工艺和加氢工艺结合)生产所得，热安定性和抗氧性都比较好，但亦无法将其中不良物、杂质去除殆尽。III类基础油是半合成油，具有很高的黏度指数和很低的挥发性。IV类基础油主要是聚阿尔法烯烃，与矿物油相比，倾点低，抵抗外来变数的能力强，其对热稳定、抗氧化反应、抗粘度变化的能力也比矿物油强。V类基础油通过提炼动、植物(生物)脂肪酸和醇化学合成的双酯、多元醇酯、聚醚、硅油、磷酸酯等。酯类基础油具有优异的润滑效果，特别是在高温条件下润滑效果更好。
作为一种优选的技术方案，所述基础油包括聚酯基础油、聚α烯烃基础油和多元醇酯基础油。
作为一种优选的技术方案，所述聚酯基础油在100℃下运动粘度为30-40cst。
作为一种优选的技术方案，所述聚α烯烃基础油为碳链长度为C6-C14。
作为一种优选的技术方案，所述聚α烯烃基础油在100℃下运动粘度为5-7cst。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇酯基础油包括新戊二醇酯，季戊四醇酯，三羟甲基丙烷醇酯，异辛醇酯的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇酯基础油在100℃下运动粘度为13-15cst。
作为一种优选的技术方案，所述聚酯基础油：聚α烯烃基础油：多元醇酯基础油的重量比为3-8：10-25：1-2。
碳纳米剂由于具有良好的润滑性，化学稳定性等性能，被广泛应用于润滑油中。不仅能够减少润滑油的用量，而且能够增大润滑油的润滑性，减少润滑油在极压状态下对机器造成的损伤，起到减摩抗摩的作用。
作为一种优选的技术方案，所述碳纳米剂包括二维碳纳米剂和零维碳纳米剂。
作为一种优选的技术方案，所述二维碳纳米剂和零维碳纳米剂的重量比为(1-9.5)：1。
作为一种优选的技术方案，所述二维碳纳米剂为石墨烯。
作为一种优选的技术方案，所述零维碳纳米剂包括富勒烯、无定形碳球的一种或多种。
分散剂能够提高对体系中各物质原料的分散均匀性，改善各物质之间的相容性。同时通过分散剂对碳纳米剂进行改性，使碳纳米剂具有良好的分散稳定性和更高的表面活性。
作为一种优选的技术方案，所述分散剂包括吐温-20，油酸，硬脂酸，苝二甲酸二异丁酯，司班-80，聚异丁烯基丁二酰亚胺的一种或几种。
清净剂是一种具有一定的清净、分散、抗氧和防锈性能，加入润滑油中能抑制、清除***内部沉积物，同时由于燃烧不会产生任何灰分，对汽车零部件无任何腐蚀等不良影响，既保证汽车发动机的正常性能，又能帮助减少汽车维修费用，延长使用寿命。
作为一种优选的技术方案，所述清净剂为金属盐清净剂。
作为一种优选的技术方案，所述金属盐清净剂为钙镁复合清净剂。
抗氧剂能提高润滑油的氧化安定性，防止汽车由于温度和金属零部件的等的催化氧化作用给发动机造成不良影响，抗氧剂的种类众多，但由于高温，含硫量等的应用限制，导致汽车发动机用润滑油对抗氧剂种类和含量具有较高的要求。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧剂包括为含硫屏蔽酚抗氧剂和烷基二苯胺抗氧剂复配。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧剂还包括有机金属盐助抗氧剂。
降凝剂能够降低润滑油凝固点。润滑油中常用的品种有烷基萘、聚甲基丙烯酸酯、聚a-烯烃等多种。降凝剂少量添加能显着降低油表观粘度和屈服值冰点，提高润滑油低温流动性，拓宽润滑油的使用范围。
作为一种优选的技术方案，所述降凝剂包括聚甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯/反丁烯二酸酯共聚物，烷基化聚苯乙烯，烷基萘的一种或几种。
粘度指数改进剂能改善润滑油的粘温性能，使其具有较高的粘度指数和平滑的粘温曲线。在润滑油中添加粘度指数改进剂，可获得低温起动性能好、高温下又能保持适当粘度，改进润滑油性能，提高润滑油的四季通用性。
作为一种优选的技术方案，所述粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯，乙丙共聚物，氢化异丙烯异戊二烯共聚物，聚正丁基乙烯基醚的一种或几种。
本发明的第二个方面提供了所述一种汽车发动机润滑油的应用，主要应用于汽车发动机方面。
机理解释：本发明意外研究发现通过选择合适的基础油，并对基础油粘度的限定，形成的润滑油粘度适中，既能形成较厚的油膜，对汽车发动机的摩擦起到保护作用；又能避免粘度较大，使润滑油具有较好的低温启动性。本发明碳纳米材料选择二维石墨烯和零维富勒烯进行复配，不同维度的碳纳米材料发挥各维度的优势，使润滑油在苛刻的条件也能发挥优异的减磨效果。本发明除了选择含硫屏蔽酚抗氧剂和烷基二苯胺抗氧剂进行复配，还通过有机钼的添加，提高了氧化诱导时间，减少了选择含硫屏蔽酚抗氧剂和烷基二苯胺抗氧剂的用量，节能减排。有机钼还能进一步提高润滑油的减磨效果，使润滑油具有更加优异的性能。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种汽车发动机润滑油，按重量份计，原料包括基础油87份，碳纳米剂0.4份，分散剂3份，清净剂1份，抗氧剂0.5份，降凝剂0.4份，粘度指数改进剂4份。
所述基础油包括聚酯基础油、聚α烯烃基础油、多元醇酯基础油。所述聚酯基础油、聚α烯烃基础油、多元醇酯油的重量比为4：20：1。所述聚酯基础油购自北京曦润特商贸有限责任公司，牌号：KL135；所述聚α烯烃基础油购自上海七惜国际贸易有限公司，牌号：PAO6。所述多元醇酯基础油为季戊四醇酯基础油，购自杭州优米化工有限公司，牌号：TRQY-28。
所述碳纳米剂包括石墨烯和纳米富勒烯。所述石墨烯和纳米富勒烯的重量比为9：1。所述石墨烯购自与江苏先丰纳米材料科技有限公司，所述纳米富勒烯购自阿拉丁有限公司。
所述分散剂为苝二甲酸二异丁酯。所述分散剂购自中锦隆科技。
所述清净剂为钙镁复合清净剂。所述钙镁复合清净剂为超高碱值磺酸钙和超高碱值磺酸镁，重量比为2：1。所述超高碱值磺酸钙购自辽宁嘉志化学制品制造有限公司；所述超高碱值磺酸镁购自新乡市瑞丰新材料股份有限公司。
所述抗氧剂包括为含硫屏蔽酚抗氧剂和烷基二苯胺抗氧剂复配。所述含硫屏蔽酚抗氧剂为抗氧剂1035，所述烷基二苯胺抗氧剂为DODPA。所述抗氧剂1035购自常州新策高分子材料有限公司；所述抗氧剂DODPA购自上海渤大化工有限公司。所述抗氧剂还包括助抗氧剂，所述助抗氧剂为非硫磷有机钼。所述助抗氧剂购自北京太平洋联合石化有限公司。所述含硫屏蔽酚抗氧剂：烷基二苯胺抗氧剂：助抗氧剂的重量比为1：1：0.5。
所述降凝剂为烷基萘。所述烷基萘购自埃克森美孚化工。
所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物。所述粘度指数改进剂购自上海铭澜化工有限公司。
实施例2
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于基础油87份，碳纳米剂0.4份，分散剂3份，清净剂1份，抗氧剂0.5份，降凝剂0.4份，粘度指数改进剂4份。
实施例3
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述聚酯基础油：聚α烯烃基础油：季戊四醇酯基础油的重量比为4：15：1。
实施例4
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述碳纳米剂为石墨烯。
实施例5
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述碳纳米剂为石墨烯。所述季戊四醇酯基础油在100℃下运动粘度为5-7cst。所述季戊四醇酯基础油购自杭州优米化工有限公司，牌号：TRRL-32。
实施例6
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述碳纳米剂为石墨烯。所述聚α烯烃基础油在100℃下运动粘度为45-50cst。所述聚α烯烃基础油购自上海七惜国际贸易有限公司，牌号：PAO8。
对比例1
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述聚酯基础油：聚α烯烃基础油：多元醇酯基础油的重量比为1：20：1。
对比例2
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述聚酯基础油：聚α烯烃基础油：多元醇酯基础油的重量比为4：30：1。
对比例3
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述抗氧剂不包括助抗氧剂。
对比例4
一种汽车发动机润滑油，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述分散剂为硬脂酸。
性能测试
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 试验方法
运动粘度/cst(100℃) 10.9 10.9 10.8 GB/T265
闪点/℃ 252 251 250 GB/T3536
倾点/℃ -43 -42 -43 GB/T3535
低温动力粘度mPa.s(-35℃) <6000 <6000 <6000 GB/T6538
剪切下降率％ <0.3％ <0.3％ <0.3％ SH/T0103
表2
实验方法 ASTMD-2783 GB/T0193-2008
项目 磨斑直径/(mm) 氧化安定性/min
实施例1 0.322 346
实施例2 0.328 342
实施例3 0.325 344
实施例4 0.343 336
实施例5 0.360 332
实施例6 0.356 327
对比例1 0.370 328
对比例2 0.365 325
对比例3 0.338 311
对比例4 0.356 320
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车发动机润滑油，其特征在于，按重量份计，原料包括基础油80-90份，碳纳米剂0.1-0.5份，分散剂2-5份，清净剂0.5-1.5份，抗氧剂0.3-8份，降凝剂0.3-0.5份，粘度指数改进剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述基础油包括聚酯基础油、聚α烯烃基础油和多元醇酯基础油。
3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述多元醇酯基础油包括新戊二醇酯，季戊四醇酯，三羟甲基丙烷醇酯，异辛醇酯的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述分散剂包括吐温-20，油酸，硬脂酸，苝二甲酸二异丁酯，司班-80，聚异丁烯基丁二酰亚胺的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述清净剂为金属盐清净剂。
6.根据权利要求5所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述金属盐清净剂为钙镁复合清净剂。
7.根据权利要求1所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述抗氧剂包括为含硫屏蔽酚抗氧剂和烷基二苯胺抗氧剂复配。
8.根据权利要求1所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述降凝剂包括聚甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯/反丁烯二酸酯共聚物，烷基化聚苯乙烯，烷基萘的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种汽车发动机润滑油，其特征在于，所述粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯，乙丙共聚物，氢化异丙烯异戊二烯共聚物，聚正丁基乙烯基醚的一种或几种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种汽车发动机润滑油在汽车发动机方面的应用。
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