CN102676281A

CN102676281A - 一种船用气缸润滑油组合物

Info

Publication number: CN102676281A
Application number: CN2011100580535A
Authority: CN
Inventors: 马玉莉; 刘功德; 翟月奎; 张�杰
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: CN102676281B

Abstract

本发明涉及一种船用气缸润滑油组合物，它的组分及含量按重量百分比为：超高碱值磺酸盐清净剂5-10％、超高碱值酚盐清净剂3-8％、超高碱值环烷酸盐清净剂4-10％、分散剂0.5-2.5％、抗磨剂0.5-1.5％、高粘度指数I类或II类基础油400SN/500SN/650SN 40-60％、I类高粘度指数基础油HVIS 150BS10-35％；采用三清净剂复配的方法，既利用了三种清净剂各自突出的优点，又弥补了每种清净剂的缺陷，提高船用润滑油的综合润滑性能，能够满足新型船用发动机对润滑油性能的要求；在适应传统I类基础油前提下，与II类基础油也有良好的相容性，不受基础油供应的制约；通过OEM认证。

Description

一种船用气缸润滑油组合物

技术领域

发明涉及一种润滑油组合物，特别是一种含有三种超高碱值清净剂的船用气缸润滑油组合物。

背景技术

船用发动机技术的发展趋势为大缸径、长冲程，越来越高的燃烧室温度和爆发压力，这对承担发动机缸套和活塞环之间润滑的船用气缸润滑油提出更高的性能要求。润滑油需要具有更强极压抗磨性能，高温抗氧化性能，酸中和能力以及油膜扩散性能，并且需要在世界主要船用发动机OEM的指定型号发动机上进行使用试验，获得OEM技术认证才能允许在其发动机上使用。并且，国外气缸润滑油复合剂的加剂量通常在22％左右，22％成为衡量气缸润滑油是否能达到国际水平的一个门槛。

另外，随着炼油工艺的提高，在世界范围内I类基础油的产量越来越低，使用II类基础油调制船用油已经成为趋势，在不远的将来，II类基础油将完全取代I类基础油用于生产船用油。然而II类基础油与添加剂的感受性较差，船用油中大量使用的清净剂，尤其是超高碱值清净剂在II类基础油中稳定性问题成为船用油配方设计的一大挑战。

中国发明专利(CN00122002.0)公开了一种复合型超高碱值金属清净剂的制备方法，制备碱值达350mgKOH/g的复合型超高碱值钙盐产品，能够与磺酸盐有良好的相容性，但是未见使用在船用气缸油配方中的说明。

国外专利(RD535038-A)公开了一种船用气缸油复合剂，磺酸钙(18％)和硫化烷基酚钙(59％)与另外一种硬脂酸盐(23％)组成的清净剂，辅以聚异丁烯丁二酰亚胺以及抗泡剂组成气缸油配方。但是该配方未使用可以提高气缸油扩散性能和降低燃烧灰分的环烷酸钙清净剂，会影响到气缸油在发动机缸壁的扩散性能并降低燃烧室的清净性。以上缺陷可能会在气缸油使用过程，导致发动机缸壁和活塞环磨损加重，并且在活塞头部和环槽部位形成过多沉积物。

国外专利(US4375417-A)公开了一种超高碱值磺酸钙清净剂应用于气缸油配方中，其中超高碱值的磺酸钙(TBN 300-450)10-20％，能够提高气缸油的抗磨性能和燃油经济性。该专利只是描述一种高性能清净剂对气缸油的抗磨性能和燃油经济型有利，但是未综合考察与其它复合剂复配后的气缸油产品在润滑性能方面的优异性。

通过对国内、外气缸润滑油专利进行查新，结果显示：国内在气缸润滑油配方中没有使用超高碱值清净剂，导致加剂量在26％以上；国外气缸润滑油配方中未见有使用环烷酸钙清净剂的报道，这会影响润滑油在发动机缸壁的扩散性能并降低燃烧室的清净性，加重发动机磨损并产生较多的沉积物；在国内、外专利中均未发现气缸润滑油在II类基础油中的应用报道，没有通过船用发动机OEM认证的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有三种清净剂的船用气缸润滑油组合物，该组合物具有优异的极压抗磨性能、清净分散性能、高温抗氧化性能和油膜扩散性能，满足高性能船用发动机的使用要求，加剂量符合国际标准。

一种船用气缸润滑油组合物，其特征在于它的组分及含量按重量百分比为：超高碱值磺酸盐清净剂5-10％、超高碱值酚盐清净剂3-8％、超高碱值环烷酸盐清净剂4-10％、分散剂0.5-2.5％、抗磨剂0.5-1.5％、高粘度指数I类或II类基础油40-60％、I类高粘度指数基础油HVIS150BS 10-38％。

所述的高粘度指数I类或II类基础油在100℃的运动粘度为9-14cst。

所述的I类高粘度指数基础油HVIS150BS在100℃的运动粘度为30-35cst。

所述的超高碱值磺酸盐清净剂为长链C20-24线型烷基苯，碱值为395-430mgKOH/g。

所述的超高碱值酚盐清净剂为长链烷基C18-24线型硫化酚钙，碱值为290-310mgKOH/g。

所述的超高碱值环烷酸盐清净剂为环烷酸钙，碱值为390-420mgKOH/g。

所述的分散剂为单聚异丁烯丁二酰亚胺或双聚异丁烯丁二酰亚胺或多聚异丁烯丁二酰亚胺。

所述的抗磨剂为短链(C4-8)伯醇基硫代磷酸锌或长链(C12-18)伯醇基硫代磷酸锌或者长链(C12-16)仲醇基硫代磷酸锌。

针对船用发动机对气缸润滑油的极压抗磨性能、清净分散性能、高温抗氧性能、酸中和能力和油膜扩散性能提出的更高要求，在本产品的配方中采用超高碱值磺酸盐、烷基酚盐和环烷酸盐清净剂，辅以分散剂和抗磨剂，在I类和II类基础油中能够同时具有良好的溶解性和稳定性。气缸润滑油复合剂的加剂量为22％，并且通过船用发动机OEM——MAN B&W认证。

超高碱值磺酸钙清净剂具有良好的清净分散性能，能够快速溶解燃烧过程中产生的油泥和积碳，并将之分散到润滑油中，保证发动机部件的清洁性，但存在高温抗氧化性能和中和能力低的不足；超高碱值硫化烷基酚钙具有优异的抗氧化性能，能够有效延缓润滑油在高温环境下被氧化为黑色油泥的趋势，但清净分散性能相对较差；超高碱值环烷酸盐具有突出的扩散能力，在当今船用发动机缸径逐渐增大，活塞行程逐渐增长，并且注油量逐渐降低的情况下，提高气缸润滑油在缸壁的扩散性能成为重要任务，环烷酸盐具有突出的扩散能力，能够有效提高气缸润滑油的扩散性能；另外，环烷酸盐还能够改善气缸内的燃烧特性，使得燃料和“一次通过”的气缸润滑油燃烧更加充分，残留灰分更少，能够提高气缸内的清洁性，但清净分散性能和抗氧化性能相对较差。

综上所述，单纯使用以上一种或者采用两种清净剂复配是无法满足新型船用发动机对气缸润滑油的性能要求的，只有采用以上三种单剂的复配，辅以少量分散剂和抗磨剂做为性能补强，才能满足发动机的苛刻工况以及使用II类基础油调和的要求。该气缸润滑油通过世界著名发动机OEM——MAN B&W认证也证明了该润滑油产品性能的优异。

本发明的特点是：采用三清净剂复配的方法，既利用了三种清净剂各自突出的优点，又弥补了每种清净剂的缺陷，提高船用润滑油的综合润滑性能，能够满足新型船用发动机对润滑油的极压抗磨性能、清净分散性能、高温抗氧性能、酸中和能力和油膜扩散性能的要求；气缸润滑油加剂量降低到22％；在适应传统I类基础油前提下，与II类基础油也有良好的相容性，不受基础油供应的制约；通过OEM认证。

具体实施方式

实施例1：

将下列组分及含量(重量百分比)按常规工艺配制成船用气缸润滑油。其中：超高碱值磺酸盐为长链C20线型烷基苯超高碱值磺酸钙，碱值为395mgKOH/g；超高碱值硫化烷基酚盐为长链烷基C24硫化酚钙，碱值为310mgKOH/g；超高碱值环烷酸盐为超高碱值的环烷酸钙，碱值为390mgKOH/g；抗磨剂为短链(C4)伯醇基硫代磷酸锌。

实施例2：

将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成新型船用润滑油配方。

其中：超高碱值磺酸盐为长链C24线型烷基苯超高碱值磺酸钙，碱值为430mgKOH/g；超高碱值硫化烷基酚盐为长链烷基C18硫化酚钙，碱值为290mgKOH/g；超高碱值环烷酸盐为超高碱值的环烷酸钙，碱值为420mgKOH/g；抗磨剂为长链(C16)仲醇基硫代磷酸锌。

组分	含量(％)
		超高碱值磺酸钙	5
超高碱值硫化烷基酚钙	8
		超高碱值环烷酸钙	7
长链(C16)仲醇基硫代磷酸锌抗磨剂	0.5
		双聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂	1.5
基础油HVI 650SN	60

基础油HVIS 150BS

18

实施例3：

将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成新型船用润滑油配方。其中：超高碱值磺酸盐为长链(C20-24)线型烷基苯超高碱值磺酸钙，碱值为400mgKOH/g；超高碱值硫化烷基酚盐为长链烷基(C18-24)硫化酚钙，碱值为300mgKOH/g；超高碱值环烷酸盐为超高碱值的环烷酸钙，碱值为405mgKOH/g；抗磨剂为长链(C12)仲醇基硫代磷酸锌。

组分	含量(％)
		超高碱值磺酸钙	5.5
超高碱值硫化烷基酚钙	4
		超高碱值环烷酸钙	10
长链(C12)仲醇基硫代磷酸锌	0.5
		多聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂	2.5
基础油HVI 500SN	50
		基础油HVIS 150BS	28

实施例4

将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成新型船用润滑油配方。其中：超高碱值磺酸盐为长链(C20-24)线型烷基苯超高碱值磺酸钙，碱值为410mgKOH/g；超高碱值硫化烷基酚盐为长链烷基(C18-24)硫化酚钙，碱值为310mgKOH/g 超高碱值环烷酸盐为超高碱值的环烷酸钙，碱值为395mgKOH/g；长链(C12)伯醇基硫代磷酸锌。

组分	含量(％)
		超高碱值磺酸钙	9
超高碱值硫化烷基酚钙	7
		超高碱值环烷酸钙	4
长链(C12)伯醇基硫代磷酸锌	0.5
		单聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂	1.5
基础油HVI 500SN	50
		基础油HVIS 150BS	28

实施例5：

其中：超高碱值磺酸盐为长链C24线型烷基苯超高碱值磺酸钙，碱值为430mgKOH/g；超高碱值硫化烷基酚盐为长链烷基C18硫化酚钙，碱值为290mgKOH/g；超高碱值环烷酸盐为超高碱值的环烷酸钙，碱值为420mgKOH/g；抗磨剂为长链(C18)伯醇基硫代磷酸锌。

组分	含量(％)
		超高碱值磺酸钙	8
超高碱值硫化烷基酚钙	5
		超高碱值环烷酸钙	7
长链(C18)伯醇基硫代磷酸锌抗磨剂	0.5
		双聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂	1.5
基础油HVI 400SN	40
		基础油HVIS 150BS	38

实施例6：

将下列组分及含量(重量份)按常规工艺配制成新型船用润滑油配方。其中：超高碱值磺酸盐为长链(C20-24)线型烷基苯超高碱值磺酸钙，碱值为400mgKOH/g；超高碱值硫化烷基酚盐为长链烷基(C18-24)硫化酚钙，碱值为300mgKOH/g；超高碱值环烷酸盐为超高碱值的环烷酸钙，碱值为405mgKOH/g；抗磨剂为短链(C8)伯醇基硫代磷酸锌。

组分	含量(％)
		超高碱值磺酸钙	7.5
超高碱值硫化烷基酚钙	5.5
		超高碱值环烷酸钙	6
短链(C8)伯醇基硫代磷酸锌	0.5
		多聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂	2.5
基础油HVI 650SN	68
		基础油HVIS 150BS	10

本发明提供的一种应用三种超高碱值清净剂的新型船用气缸油配方产品，与国外同类产品进行模拟性能比较，结果表明：该配方气缸油各方面性能优于国外产品。

新配方气缸油的理化分析结果

新配方气缸油与国外参比油的模拟性能评价对比

项目	新型气缸油	国外参比油	试验方法
				四球1，PB，N	1223	1117	GB/T3142
四球2，D(392N、60min)，mm	0.34	0.35	SH/T0189
				成焦板焦重3，mg	12	32	SH/T0189
氧化诱导期4(200℃，30MPa)，min	12.7	15.38	RH02ZB.0013
				凝胶体积5，ml	0.25	0.5	自建方法
油膜扩散性能6，mm/s	0.56	0.46	自建方法
				酸中和能力测试7，s	9	15	自建方法
高温/常温储存8，ml	无	0.05	自建方法

注：1.PB边界无卡咬负荷，该值越高表明抗磨性越好；

2.D磨斑直径，该值越低表明抗磨性越好；

3.成焦板焦重，该值越低表明油品的清净性能越好；

4.氧化诱导期，该值越低表明油品抗氧化性能越好；

5.凝胶体积，该值越低表明油品抗水性能越好；

6.油膜扩散性能，该值越高表明油品扩散性能越好；

7.酸中和能力测试，该值越低表明油品的中和能力越强；

8.常温/高温储存，该值越低表明油品的稳定性越好

本发明提供的船用气缸润滑油通过MAN B&W的4000小时行船实验，得到OEM技术认证书。

Claims

1.一种船用气缸润滑油组合物，其特征在于：它的组分及含量按重量百分比为：超高碱值磺酸盐清净剂5-10％、超高碱值酚盐清净剂3-8％、超高碱值环烷酸盐清净剂4-10％、分散剂0.5-2.5％、抗磨剂0.5-1.5％、高粘度指数I类或II类基础油400SN/500SN/650SN 40-60％、I类高粘度指数基础油HVIS150BS10-35％；

所述的高粘度指数I类或II类基础油在100℃的运动粘度为9-14cst；

所述的I类高粘度指数基础油HVIS150BS在100℃的运动粘度为30-35cst；

所述的超高碱值磺酸盐清净剂为长链C20-24线型烷基苯，碱值为395-430mgKOH/g；

所述的超高碱值酚盐清净剂为长链烷基C18-24线型硫化酚钙，碱值为290-310mgKOH/g；

所述的分散剂为单聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺或多聚异丁烯丁二酰亚胺；

所述的抗磨剂为短链C4-8伯醇基硫代磷酸锌或长链C12-18伯醇基硫代磷酸锌或者长链C12-16仲醇基硫代磷酸锌。