CN103113967B - 环境友好节能汽油发动机润滑油 - Google Patents

Abstract

本发明的环境友好节能汽油发动机润滑油，由复合基础油、复合抗氧抗腐剂、复合金属清净剂、复合无灰分散剂、金属钝化剂、防锈剂、抗泡沫剂、粘度指数改进剂组成；基础油是聚α-烯烃（PAO）与癸二酸二辛酯复合成。本汽油发动机润滑油实现了节能、换油周期长、减少废油、废气和颗粒物排放，生物可降解性相对传统润滑油高，提高了发动机的燃料经济性以及延长发动机使用寿命，且能抑制发动机中油泥和积碳的产生。可以满足汽油发动机润滑油的SG、SH、SJ、SL、SM、SN质量等级规格的基础油技术要求和粘度等级为：0W、5W、10W、15W、20W等多级油的性能要求。

Description

环境友好节能汽油发动机润滑油

技术领域

本发明属环境友好节能汽油发动机润滑油领域。

背景技术

我国的汽车工业从20世纪50年代起步，发展到今天中国已成为汽车生产和消费大国。在全球能源价格暴涨、发达国家汽车销量普遍出现负增长的情况下，我国汽车销量依然保持强劲增长，并且随着GDP的增长和汽车销售价格的下跌，未来几年我国汽车工业依然会保持稳定的增长态势，根据预测，我国汽车保有量2020年将达到1.3亿辆，有望成为全球第一大汽车市场。

在汽车工业中，摩擦学行为是导致汽车机械失效和能量消耗的主要原因。根据美国环保局(EPA)测得的典型汽车能量分布情况可知，燃料能量中有62%因不可避免的热耗散而消耗，在剩下的38%的有效机械能中，消耗在汽车中各种零部件的摩擦损失占10.5%。事实证明：减少发动机部件摩擦造成的能量损失是实现降低汽车燃料消耗的重要因素。发动机设计的改善和润滑油配方技术的提高，都会直接改善汽车的燃油经济性，但是通过改善润滑油配方来提高燃油经济性的成本要远低于开发新型发动机的成本。

汽车燃油经济性问题非常复杂，其与汽车设计、使用条件、驾驶习惯、润滑油组成、燃料油组成都有很大关系。在发动机中的摩擦磨损问题中，发动机润滑是最为复杂的摩擦学问题之一，表现为材质种类多、运动形式多、摩擦副形状多、磨损形式多等。因此，如何从润滑的角度减少发动机摩擦副的摩擦和磨损，提高发动机的经济性和延长其使用寿命，也是较为复杂的问题。汽车工业界已采用许多直接改变硬件的方法，如通过提高发动机压缩比、采用配气系统可变装置和稀燃技术、提高传动系统的传动效率、降低车体空气阻力和轮胎摩擦阻力、采用缸内直喷来实现降低汽车燃料消耗的目的。但在提高汽车燃油经济性方面仍面临很大压力。

润滑油的节能性能与其粘度、摩擦改进剂的结构和添加剂量有直接的联系。通常在流体润滑条件下，润滑油粘度越低、粘度指数越高，燃油经济性就越好；在边界润滑和混合润滑区域，常通过使用摩擦改进剂与金属表面发生物理或化学反应形成保护膜，从而降低金属表面的摩擦系数，实现节省燃料。

有关调查显示，目前城市中的空气污染50%来自燃油汽车的废气排放。车用发动机润滑油在整个润滑油领域的市场份额中比重最大，升级换代最快。排放法规的日趋严格，驱动了发动机的技术进步、延长润滑油换油期和提高燃油经济性，高质量的超低硫燃油和低硫、低磷、低灰分发动机润滑油将被广泛应用。

发动机润滑油必需能保证发动机的冷却、润滑、密封、减摩。而发动机润滑油的性能又与基础油、添加剂的选用密切相关。随着节能和排放控制要求的提高，对发动机润滑油在抗磨减摩、节能减排等诸多性能方面的要求也在不断提高。发动机润滑油规格发展的动力来源于发动机不断改进排放性能、经济性能和动力性能。由于发动机的小型化、轻量化、压缩比提高、输出功率增大、应用涡轮增压、要求同样体积的发动机输出的扭矩更高，使得发动机润滑油的工作温度升高，更容易氧化。因此，要求发动机润滑油提高抗高温氧化性能和防止高温沉积物生成的能力。发动机零部件轻量化及更苛刻的机械压力使得零部件更容易受到磨损，对抗磨性能也提出了更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环境友好节能汽油发动机润滑油，该润滑油具有良好的低粘度、低温性能、低挥发性、低牵引系数、高粘度指数、剪切稳定性，水解稳定性、密封件溶胀性、润滑性能、热氧化安定性、沉积物控制能力好，抗腐蚀，抗磨损，降低金属表面的摩擦系数，添加剂溶解性好。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明的环境友好节能汽油发动机润滑油的配方为：

组分	含量（质量百分比）
		复合基础油	80%-85%
复合抗氧抗腐剂	1.5%-3%
		复合金属清净剂	6%-9%
复合无灰分散剂	3%-6%
		金属钝化剂	0.06%-0.1%
防锈剂	0.05%-0.3%
		抗泡沫剂	0.005%-0.002%
粘度指数改进剂	2%-5%

以上组分总和为100%。

其中：

复合基础油是质量比为40%-45%的聚α-烯烃（PAO）与60%-55%的癸二酸二辛酯复合。

复合抗氧抗腐剂是质量比为40-50%的硫磷双辛基碱性锌盐与60-50%的二烷基二硫代磷酸氧钼油溶性有机钼复合。

复合金属清净剂是质量比为30-40%的低碱值石油磺酸钙与70-60%的高碱值合成磺酸钙复合。

复合无灰分散剂是质量比为30-40%的单丁二酰亚胺与70-60%的高分子丁二酰亚胺复合。

金属钝化剂是质量比为40-30%的噻二唑衍生物和60～70%的苯并三氮唑衍生物复合。

防锈剂是质量比为60～70%的石油磺酸钠和40～30%的十二烯基丁二酸酯复合。

抗泡沫剂是丙烯酸酯的均聚物。

粘度指数改进剂是分子量小于1000的低分子量聚异丁烯。

本发明的环境友好节能汽油发动机润滑油的显著优点有：

1..本汽油发动机润滑油满足了本技术方案的各种技术要求，节能、换油周期长，减少废油、废气和颗粒物排放，生物可降解性相对传统润滑油高；同时，提高了发动机的燃料经济性以及延长发动机使用寿命。

2.使用的复合抗氧化剂具有降低机油中的硫磷含量的作用，良好的清净分散性能能抑制发动机中油泥和积碳的产生。

3.各项理化指标均达到使用要求，可以满足汽油发动机润滑油的SG、SH、SJ、SL、SM、SN质量等级规格的基础油技术要求和粘度等级为：0W、5W、10W、15W、20W等多级油的性能要求。

具体实施方式

随着人们对环保的重视，环境友好润滑剂的研究已成为热点。生物质油脂无毒、有可生物降解性，且是可再生资源，是环境友好润滑剂技术发展的首选之一。本发明将以蓖麻油为原料生产癸二酸二辛酯，它具有优良的润滑性能、破乳化性、防腐性、耐高温性、低凝和低粘度等特点，将癸二酸二辛酯与聚α-烯烃复合作为发动机润滑油的基础油，并采用人工神经网络算法对多种功能添加剂的作用、特性进行数学模型模拟计算、筛选和预测，研究它们的配伍性，并采用遗传算法进行最优化配方的选取，寻求获得不同规格、不同性价比的汽油发动机润滑油组分，以求得最佳性价比的添加剂使用量，最终得到具有良好的稳定性、抗氧化性、抗腐蚀性、抗剪切安定性以及低温流动性等的环保节能型发动机润滑油配方，其理化指标均达到使用要求，可以满足汽油发动机润滑油的SG、SH、SJ、SL、SM、SN质量等级规格的基础油技术要求和粘度等级为：0W、5W、10W、15W、20W等多级油的性能要求。

与矿物油相比，本发明中采用癸二酸二辛酯与聚α-烯烃（PAO）复合制成的基础油，具有优异的低温泵送行及流动性、抗剪切、抗磨损能力强。基础油粘度受温度影响很小，既能在低温环境中流动顺畅，又能在高温环境中保持适当的粘度，减少发动机磨损，延长发动机使用寿命。在发动机持续高温运作下，不易氧化分解生成油泥和积碳。癸二酸二辛酯制取过程为：所采用的癸二酸二辛酯是蓖麻子经过压榨或浸渍萃取得到蓖麻油；蓖麻油经催化水解或加碱皂化生成蓖麻油酸后，再以苯酚做为稀释剂，在260～280℃温度下加碱裂解；经酸化和净化处理得到癸二酸；将癸二酸与二辛醇进行酯化反应，并经过一系列精制后得到癸二酸二辛酯。随着癸二酸二辛酯制取技术和精制工艺越来越成熟，以复合蓖麻油基制癸二酸二辛酯作为环境友好、可生物降解、节能汽油发动机润滑油也必然成为未来润滑油的发展趋势之一。

实施例1：

将下列质量百分比的组分调和后制成：

配制步骤为：按质量百分数配比，将复合基础油放入调合釜中，在60℃下常压密闭搅拌下，依次放入复合抗氧抗腐剂、复合金属清净剂、复合无灰分散剂、金属钝化剂、防锈剂、抗泡沫剂、粘度指数改进剂，搅拌均匀，直至完全溶解后，静置3小时。过滤后即可。

实施例2：

将下列质量百分比的组分调和制成：

配制步骤为：按质量百分数配比，将复合基础油放入调合釜中，在80℃下常压密闭搅拌下，依次放入复合抗氧抗腐剂、复合金属清净剂、复合无灰分散剂、金属钝化剂、防锈剂、抗泡沫剂、粘度指数改进剂，搅拌均匀，直至完全溶解后，静置2小时。过滤后即可。

实施例3：

将下列重量百分比调和制成：

以上组分总和为100%。

配制步骤同实施例1。

经过技术监督部门测定，本发明实施例1的油品的理化指标是：

表2环境友好节能汽油发动机油典型理化性指标

Claims (1)

1.一种环境友好节能汽油发动机润滑油，其特征是由下列质量百分数的成分组成：

  以上组分总和为100%；

其中：

复合基础油是质量比40%-45%的聚α-烯烃与60%-55%的癸二酸二辛酯复合；

复合抗氧抗腐剂是质量比为40-50%的硫磷双辛基碱性锌盐与质量比为60-50%的二烷基二硫代磷酸氧钼油溶性有机钼复合；

复合金属清净剂是质量比为30-40%的低碱值石油磺酸钙与质量比为70-60%的高碱值合成磺酸钙复合；

复合无灰分散剂是质量比为30-40%的单丁二酰亚胺与质量比为70-60%的高分子丁二酰亚胺复合；

金属钝化剂是质量比为40-30%的噻二唑衍生物和质量比为60~70%的苯并三氮唑衍生物复合；

防锈剂是质量比为60~70%的石油磺酸钠和质量比为40~30%的十二烯基丁二酸酯复合；

抗泡沫剂是丙烯酸酯的均聚物；

粘度指数改进剂是分子量小于1000的低分子量聚异丁烯。