CN101798545B

CN101798545B - 一种润滑油组合物

Info

Publication number: CN101798545B
Application number: CN 200910078044
Authority: CN
Inventors: 刘功德; 王泽恩; 翟月奎; 佘海波; 丁元庆; 张长和
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-02-11
Also published as: CN101798545A

Abstract

本发明涉及一种润滑油组合物，其组分和含量按重量百分比计：高温清净剂2.0-10.0％；无灰分散剂2.0-10.0％；抗氧抗磨剂0.2-2.0％；辅助抗氧剂0.5-3.0％；降凝剂0.1-0.8％；粘度指数改进剂5.0-10.0％；抗泡剂0.0015-0.0025％；余量为加氢工艺基础油；其特点是：原料易得，生产工艺简单，调制方便，能够最大限度地减少柴油发动机因润滑引起的故障，延长发动机的使用寿命，具有优异的烟炱分散性能，通过对高温清净剂及抗氧抗磨剂的优化，油品表现出优异的高温清净性、抗抛光性及抗氧化增稠效果，主要性能达到ACEA E4及API CH4质量等级、满足道依茨柴油机的用油要求。

Description

一种润滑油组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物，特别是一种适用于重负荷、高速四冲程柴油发动机，主要性能达到ACEA E4及API CH4质量等级的润滑油组合物。

背景技术

目前，国内所引进的柴油机技术很多来自欧洲，欧洲柴油机主要采用欧洲汽车制造商协会制定的ACEA规格，欧洲柴油机顶环槽至活塞顶的距离长，第一环槽的热负荷比较低，生成的积炭量少，顶环岸和气缸之间的间隙小，窜气量小，活塞容易保持清洁，功率损失小，润滑油使用寿命长。但是如果在顶环岸和缸套之间落入沉积物或积炭，活塞的承压面很容易把它压实，经过上下反复运转，容易把缸套表面网纹磨掉，出现镜面状抛光现象。为了满足欧3及欧4排放标准，OEM采用了延迟喷射技术，发动机尾气再循环技术(EGR)、尾气后处理装置颗粒捕捉器(DPF)及选择性催化还原器(SCR)等。其中，发动机燃油延迟喷射技术及尾气再循环技术的使用导致重负荷柴油机油中的烟炱污染物的含量越来越高，要求油品具有很高的烟炱分散性能，否则会造成油品粘度快速增长，加速油品氧化和碱值消耗，增加发动机磨损。减少烟炱污染对发动机油性能所造成负面影响的主要途径之一是提高润滑油对烟炱的分散能力。此外，欧洲柴油机转速高，比功率大，油温高，而且要求其换油期长。因此现有的润滑油很难满足更高的烟炱分散性能、高温清净性、抗抛光能力、抗氧化和抗磨损性能的要求。

中国发明专利CN1523086，CN1523090分别报道了通过清净分散剂、抗氧抗磨剂等添加剂组合开发满足API CD及API CF4柴油机油的专利技术，但该技术未涉及道依茨发动机对Mack T8E烟炱分散性台架、HTCBT高温腐蚀性能评定、程序IIIE氧化评定试验和道依茨柴油机的台架评定等台架评定，不能用作道依茨发动机专用润滑油。

发明内容

本发明的目的在于提供一种润滑油组合物，该润滑油组合物具有良好的高温清净性、烟炱分散性、抗氧抗腐性能和抗抛光性能，能够最大限度地减少柴油发动机因润滑引起的故障，延长发动机的使用寿命。

本发明提供一种润滑油组合物，其组分和含量(按重量百分比计)：高温清净剂为磺酸钙、硫化烷基酚钙或水杨酸钙中至少两种复合构成，其含量为2.0-10.0％；无灰分散剂为双烯基丁二酰亚胺、高分子无灰分散剂或硼化无灰分散剂中至少两种复合构成，其含量为2.0-10.0％；抗氧抗磨剂为伯烷基二烷基二硫代磷酸锌、仲烷基二烷基二硫代磷酸锌的一种或复合构成，其含量为0.2-2.0％；辅助抗氧剂为酚型辅助抗氧剂、胺型辅助抗氧剂、酯型辅助抗氧剂的一种、二种或三种复合构成，其含量为0.5-3.0％；降凝剂0.1-0.8％；粘度指数改进剂为乙丙共聚物、分散型乙丙共聚物中的一种或两种复合使用，其含量为5.0-10.0％；抗泡剂0.0015-0.0025％；余量为加氢工艺基础油。

所述的复合高温清净剂由磺酸钙和硫化烷基酚钙复合构成，两者之间的比例为(40～80∶60～20)；或者由硫化烷基酚钙和水杨酸钙复合构成，两者之间的比例为(40～80∶60～20)；或者由磺酸钙、硫化烷基酚钙和水杨酸钙复合构成，三者之间的比例为(10～40∶30～60∶30～50)。

所述的无灰分散剂是由双烯基丁二酰亚胺和高分子无灰分散剂复合构成，比例为(30～50∶70～50)；或者由双烯基丁二酰亚胺和硼化无灰分散剂复合构成，比例为(50～20∶50～80)；或者由高分子无灰分散剂和硼化无灰分散剂复合构成，比例为(40～80∶60～20)；或者由双烯基丁二酰亚胺、高分子无灰分散剂和硼化无灰分散剂复合构成，比例为(10～20∶40～60∶20～50)。

所述的抗氧抗磨剂是由伯烷基二烷基二硫代磷酸锌和仲烷基二烷基二硫代磷酸锌复合构成，两者之间的比例为(20～100∶0～80)。

所述的辅助抗氧剂为酚型辅助抗氧剂和胺型辅助抗氧剂复合构成，比例为(40～100∶60～0)；或者为酚型辅助抗氧剂和酯型辅助抗氧剂复合构成，比例为(40～70∶60～30)；或者为胺型辅助抗氧剂和酯型辅助抗氧剂复合构成，比例为(40～80∶60～20)；辅助抗氧剂为酚型辅助抗氧剂、胺型辅助抗氧剂和酯型辅助抗氧剂复合构成，比例为(20～80∶0～40∶20～60)。

所述的粘度指数改进剂由乙丙共聚物与分散型乙丙共聚物复合构成，比例为(0～80∶10～100)。

本发明所选用的添加剂除了考虑各种功能剂自身的性能和特点，更重要是考虑到各种性能之间的平衡，以满足欧洲柴油机的用油需要，即达到更好的高温清净性、烟炱分散性、抗抛光、抗氧化及抗磨损性能。配方中，通过提高抗氧化、抗磨、抗腐多效添加剂和清净剂加量，增强油品的抗氧化和抗磨损性能以及避免对油品高温清净性的影响。通过采用硫化烷基酚钙、磺酸钙、水杨酸盐钙等清净剂的复合使用，提高了润滑油的高温清净性，从而保证柴油机发动机环槽干净，减少缸套抛光。为提高润滑油对烟炱的分散能力，减小烟炱污染对柴油机油性能的影响，分散剂的结构组成及用量至关重要。由于重负荷柴油机产生的烟炱颗粒直径在20-40nm之间，烟炱颗粒的比表面积很大，微粒间的吸引力很强，很容易发生团聚。研究表明，不同结构的聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂复合使用可明显提高油品的烟炱分散性能。该分散剂组合不但可以降低因烟炱引起的粘度增长，而且可以减少烟炱所造成的磨损。在抗氧、抗磨剂体系的调整中，在确保抗磨性能对磷含量要求的情况下，适当的增加了酚型、胺型、酯型辅助抗氧剂。粘度指数改进剂用来提高油品粘度，改善粘温性能，适应大跨度温度使用范围对粘度的要求。在发动机油广泛使用的粘度指数改进剂包括聚异丁烯、三元乙丙胶、乙丙共聚物、分散型乙丙共聚物、苯乙烯-异戊二烯型及聚甲基丙烯酸酯等。在粘度指数改进剂的选择中要综合考虑添加剂性能、价格及其对油品的高温清净分散性能的影响等。使用乙丙共聚物、分散型乙丙共聚物中的一种或两种复合使用以满足油品各方面的性能需求。使用降凝剂和抗泡剂来降低润滑油的凝点、抑制油品泡沫的产生并使泡沫迅速破裂。本发明中的基础油是I类溶剂精制基础油和/或II/III加氢基础油性。基础油是润滑油添加剂载体，对润滑油的高低温流变性能、抗氧性及清净性能等方面起着非常重要的作用。I类油中的芳烃含量较高，具有很好的添加剂溶解性，清净性能也较好。但I类油的低温流变性能差，低温粘度大，在大跨度发动机油中的应用受到限制。II/III加氢基础油具有很好的高低温流变性能和抗氧化性能，能满足大跨度发动机油对流变性能的要求。

本发明的有益效果是：原料易得，生产工艺简单，调制方便，能够最大限度地减少柴油发动机因润滑引起的故障，延长发动机的使用寿命。通过提高油品对烟炱的分散能力，防止烟炱聚集，不但可以降低因烟炱引起的粘度增长，而且还能减少烟炱所造成的磨损，具有优异的烟炱分散性能。通过对高温清净剂及抗氧抗磨剂的优化，油品表现出优异的高温清净性、抗抛光性及抗氧化增稠效果。对本发明进行成焦板、成漆板试验模拟开特皮勒1K高温清净性能评定试验、薄层氧化试验模拟程序IIIE试验、四球试验模拟抗磨损性能评定、碳黑分散试验来模拟马克T-8 E试验。试验结果表明：本发明润滑油组合物可满足马克T-9、马克T-8E、莱别克L-38、开特皮勒1K、HTCBT高温腐蚀性能评定、程序IIIE氧化评定试验和道依茨柴油机的台架评定要求，主要性能达到ACEA E4及API CH4质量等级，可满足进口道依茨(DEUTZ)柴油机的用油要求。

具体实施方式

实施例1：

配制一全组分满足欧洲道依茨(DEUTZ)柴油机用油要求的10W/40CH-4级柴油机油，各组分和含量见下表：

表1

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	2.0
磺酸钙	5.0
		双烯基丁二酰亚胺	1.0
高分子无灰分散剂	1.0
		伯烷基二烷基二硫代磷酸锌	1.0
胺型辅助抗氧剂	0.8
		酚型辅助抗氧剂	1.4

分散型乙丙共聚物	8.0
		降凝剂	0.1
T901抗泡剂	0.0015
		I类基础油	79.6985

本发明的生产工艺如下：先对加氢基础油进行调制，将降凝剂按表1量加入小调合罐，泵入适量基础油稀释并搅拌，加热升温至70-80℃，待降凝剂完全混溶后，按表1量加入粘度指数改进剂，继续恒温搅拌至全溶。然后，将调制好的加氢基础油泵入大调合罐，温度控制在60-70℃，继续搅拌直至混合均匀。将各种添加剂按量加入至母液罐中，用调好的基础油稀释搅拌混溶，混溶温度控制在60-70℃，溶好后母液泵入大调合罐与基础油混合，并不断搅拌，至混合均匀。

实施例2：

表2

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	1.0
磺酸钙	1.0
		水杨酸钙	2.0
硼化无灰分散剂	4.0
		高分子无灰分散剂	6.0
伯烷基二烷基二硫代磷酸锌	0.8
		仲烷基二烷基二硫代磷酸锌	0.4
酚型辅助抗氧剂	0.3

酯型辅助抗氧剂	0.2
		乙丙共聚物	2.0
分散型乙丙共聚物	5.0
		降凝剂	0.4
T901抗泡剂	0.002
		加氢基础油	76.898

实施例3：

表3

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	4.0
磺酸钙	6.0
		高分子无灰分散剂	2.0
硼化无灰分散剂	3.0
		伯烷基二烷基二硫代磷酸锌	1.0
仲烷基二烷基二硫代磷酸锌	1.0
		胺型辅助抗氧剂	0.1
酚型辅助抗氧剂	0.2
		酯型辅助抗氧剂	0.4
乙丙共聚物	8.0
		分散型乙丙共聚物	2.0
降凝剂	0.8

T901抗泡剂	0.002
		加氢基础油	71.498

实施例4

表4

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	4.0
水杨酸钙	3.0
		双烯基丁二酰亚胺	2.0
硼化无灰分散剂	4.0
		高分子无灰分散剂	4.0
伯烷基二烷基二硫代磷酸锌	0.5
		仲烷基二烷基二硫代磷酸锌	1.0
胺型辅助抗氧剂	1.0
		酚型辅助抗氧剂	1.0
酯型辅助抗氧剂	1.0
		乙丙共聚物	6.0
分散型乙丙共聚物	3.0
		降凝剂	0.6
T901抗泡剂	0.0025
		I类基础油	68.8975

实施例5

表5

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	2.0
水杨酸钙	2.0
		硼化无灰分散剂	4.0
双烯基丁二酰亚胺	3.0
		伯烷基二烷基二硫代磷酸锌	2.0
酚型辅助抗氧剂	1.0
		酯型辅助抗氧剂	1.0
乙丙共聚物	4.0
		分散型乙丙共聚物	4.0
降凝剂	0.6
		T901抗泡剂	0.0025
I类基础油	76.3975

实施例6

表6

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	3.0
水杨酸钙	2.0
		硼化无灰分散剂	5.0

双烯基丁二酰亚胺	3.0
		仲烷基二烷基二硫代磷酸锌	0.2
胺型辅助抗氧剂	0.5
		酚型辅助抗氧剂	1.0
酯型辅助抗氧剂	1.0
		乙丙共聚物	4.0
分散型乙丙共聚物	4.0
		降凝剂	0.6
T901抗泡剂	0.0025
		加氢基础油	75.6975

实施例7

表7

组分	含量(重量比)
		硫化烷基酚钙	2.0
水杨酸钙	2.0
		硼化无灰分散剂	4.0
高分子无灰分散剂	5.0
		伯烷基二烷基二硫代磷酸锌	1.0
仲烷基二烷基二硫代磷酸锌	0.6
		酚型辅助抗氧剂	0.3
酯型辅助抗氧剂	0.2

乙丙共聚物	4.0
		分散型乙丙共聚物	4.0
降凝剂	0.6
		T901抗泡剂	0.0025
I类基础油	76.2975

实施例2、3、4、5、6、7的生产工艺与实施例1相同，不在赘述。以上实施例只是为了对本专利进行进一步说明，在专利申明范围内，任何组成和配比都是可行的。

Claims

1.一种10W/CH-4级润滑油组合物的应用，其特征在于：该润滑油组合物用于欧洲道依茨（DEUTZ）柴油机，其组分含量按重量百分比计为：硫化烷基酚钙1.0%、磺酸钙1.0%、水杨酸钙2.0%、硼化无灰分散剂4.0%、高分子无灰分散剂6.0%、伯烷基二烷基二硫代磷酸锌0.8%、仲烷基二烷基二硫代磷酸锌0.4%、酚型辅助抗氧剂0.3%、酯型辅助抗氧剂0.2%、乙丙共聚物2.0%、分散型乙丙共聚物5.0%、降凝剂0.4%、T901抗泡剂0.002%和加氢基础油76.898%。