CN103215610B - 发动机机油清洗剂组合物和清洗发动机的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机机油清洗剂组合物，以及使用该清洗剂组合物清洗发动机的方法。本发明的发动机机油清洗剂组合物包含10-100重量％的油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物和0-90重量％的选自聚醚胺和烷基二苯胺中的至少一种物质，其中聚环氧丁烷和聚环氧丙烷嵌段共聚物的重均分子量为700-2000，聚环氧丁烷嵌段和聚环氧丙烷嵌段之间的比例为1∶1。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机机油清洗剂组合物和使用该清洗剂组合物清洗发动机的方法。
背景技术
汽车润滑系统各部件在运动过程中，都会不同程度的产生磨损，磨屑悬浮在机油中，随着金属粉末的增多，就逐渐与其他杂质混杂产生油泥，附着在油道和油孔上，甚至堵塞油道，使发动机供油不畅，造成润滑困难，引起更大的磨损。此外，机油在高温时氧化会产生漆膜和积碳，粘结在活塞上，使发动机功率下降，油耗增大。
目前，更换机油普遍采用自然排出法，但是这样只能排出部分机油，新润滑油注入后直接就被污染，长期循环，发动机底部和曲轴箱的油泥沉积而影响发动机使用寿命，所以应该定期对发动机内部做定期彻底的清洗，保证发动机长久稳定高效的运行。
目前市面上可供车主选择的引擎内部清洗剂产品分为两大类：润滑油基清洗剂和溶剂型清洗剂。润滑油基清洗剂是以基础油为基础的产品，结构上类似于润滑油，与润滑油的相容性好，可以提供良好的油膜保护，但是清洁效果比较差。溶剂型清洗剂是以各类溶剂如乙二醇丁醚，重芳烃溶剂油，120#溶剂油等为基础的产品，清洗效果比较好，但是清洗过程中把机件之间的油膜洗掉了，导致机件没有润滑，造成磨损。
因此，需要一种能够提供充分清洗效果同时不会把机件之间的油膜洗掉的发动机机油清洗剂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够解决上述现有技术中的问题的发动机机油清洗剂组合物。
具体地，本发明的第一方面涉及一种发动机机油清洗剂组合物，其包含10-100重量％的油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物和0-90重量％的选自聚醚胺和烷基二苯胺中的至少一种物质，其中所述嵌段共聚物的重均分子量为700-2000，聚环氧丁烷嵌段和聚环氧丙烷嵌段之间的比例为1∶1。
本发明还涉及一种清洗发动机机油的方法，所述方法包括使用本发明的发动机机油清洗剂组合物清洗发动机。
本发明清洗发动机机油的方法包括：在发动机油更换前，将本发明的发动机机油清洗剂组合物添加到发动机中的发动机油中，通过怠速循环过程帮助清洁发动机油道中的污垢积碳，并同废油一起排出。
在本发明中，由于采用了油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物作为清洗剂的主要成分，本发明的发动机油清洗组合物具有优良的发动机清洗效果。因为该嵌段共聚物本身可以作为基础油使用，克服了基础油为基础的配方清洗效果不够的弱点，同时提供了优良的润滑效果。另外，当此嵌段共聚物与聚醚胺或者烷基二苯胺或者两者的组合物复配时，可以得到更好的效果。本发明的发动机油清洗剂组合物在实际应用时可以用合成基础油或者矿物油进行稀释使用，同样有良好效果。
附图说明
图1是清洗性能测试中使用的设备的示意图。
图2是显示OSP32，OSP32+BN混合物和OSP32+PEA混合物的清洗性能的图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的发动机机油清洗剂组合物的主要成分。
油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物
可用于本发明的油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物(以下简称本发明的嵌段共聚物)是一种重均分子量为700-2000、聚环氧丁烷嵌段和聚环氧丙烷嵌段之间的比例为1∶1的嵌段共聚物。为了使得本发明的嵌段共聚物处于液态以方便用作发动机机油清洗剂，嵌段共聚物的重均分子量的优选范围为700-2000，如果分子量过高，则难以保持液态，分子量过低则润滑性能不佳。
作为本发明的嵌段共聚物，可以使用任何聚环氧丁烷和聚环氧丙烷嵌段共聚物，只要其满足上述重均分子量和嵌段之间的比例关系即可。也可以使用可商购的产品，其实例包括但不限于：DOW OPS32，OPS46，OPS68(均为陶氏化学的产品)，其中优选DOW OPS32。这类嵌段共聚物的重均分子量范围为700-2000，嵌段配比是1∶1，其中分子量与粘度相关，详见下表：
| 牌号 | 商品名 | 粘度/40℃ | 分子量 |
| OSP32 | UCON(TM)O SP-32Lubricant | 32 | 700-900 |
| OSP46 | UCON(TM)OSP-46Lubricant | 46 | 1100-1300 |
| OSP68 | UCON(TM)OSP-68Lubricant | 68 | 1800-2000 |
在使用时，本发明的嵌段共聚物可以直接用作发动机机油清洗剂，也可以用基础油(例如合成基础油PAO)或者矿物油稀释后使用。另外，本发明的嵌段共聚物还可以与聚醚胺和烷基二苯胺中的至少一种复配使用，以实现更好的清洗效果。
聚醚胺
在本发明的发动机机油清洗剂组合物中，除了上述的本发明的嵌段共聚物外，还可以含有聚醚胺。聚醚胺目前广泛用作汽油清净剂。在本发明中，通过将聚醚胺与本发明的嵌段共聚物复配，可以获得比单独使用本发明的嵌段共聚物或聚醚胺更好的效果，尤其是当聚醚胺的含量比例为10％-90％时，可以获得与目前市售的优质机油清洗剂相当的清洗效果，并且当聚醚胺的含量比例为10％-40％时，效果更佳。
在本发明中，对所使用的聚醚胺没有任何特别的限制，可以使用任何可以购买到的商品，其实例包括但不限于：亨斯曼FL-1000，路博润9522C，青原星化工的QYX-1018A等，其中优选青原星化工的QYX-1018A。
烷基二苯胺
本发明的发动机机油清洗剂组合物中还可以含有烷基二苯胺。烷基二苯胺是一种比较广泛使用的抗氧化稳定剂。本发明的发明人发现，当将烷基二苯胺与本发明的嵌段共聚物复配，可以获得比单独使用本发明的嵌段共聚物更好的清洗效果，尤其是当烷基二苯胺的含量比例为5％-40％时。虽然烷基二苯胺的含量超过50％时，其与本发明的嵌段共聚物复配也可以获得很好的清洗效果，但是更多烷基二苯胺的加入并且没有产生与之相伴的清洗性能的进一步提高。因此，烷基二苯胺的含量比例优选为50％以下，更优选40％以下。
可用于本发明的烷基二苯胺是指烷基取代的二苯胺，优选其中烷基是C4-C20的二烷基取代的二苯胺，例如，二壬基二苯胺，二辛基二苯胺，二丁基二苯胺，或者丁基辛基二苯胺。这些二苯胺可以单独使用，也可以组合使用。
作为二烷基取代的二苯胺中的两个烷基取代基，这两个烷基可以相同或不同，当两个烷基取代基不同时的烷基二苯胺称作“混合烷基取代的二苯胺”，例如丁基辛基二苯胺。
目前有多种可商购的烷基二苯胺产品，其实例包括但不限于：Naugalube 750，Ciba IRGANOX L57，其中优选科聚亚生产的Naugalube750。
嵌段共聚物、聚醚胺和烷基二苯胺三者的比例
本发明的发明人发现，当将上述的本发明嵌段共聚物、聚醚胺和烷基二苯胺三者按照适当的比例复配时，所得到的发动机机油清洗剂组合物表现出出人意料的优异的清洗效果。尤其是，当将本发明嵌段共聚物聚醚胺和烷基二苯胺以45-70∶5-15∶20-40的比例复配时，获得了极其优异的清洗效果。
基础油
本发明的发动机机油清洗剂组合物在使用时，可以用基础油进行稀释。基础油在总的发动机机油清洗制剂中的比例可以为0-90重量％，优选80重量％以下，更优选70重量％以下，以避免过度稀释清洗剂或清洗剂组合物而导致清洗效果变差。
适用于本发明的基础油可以选自任何合成基础油或矿物油或它们的混合物。合成油的非限制性实例包括聚阿尔法烯烃。矿物油包括车用润滑油的一类，二类和三类基础油。
也可以使用可购买到的基础油商品，其实例包括但不限于：SpectraSynPlus 6，5CST三类基础油，美国雪佛龙-菲力普斯聚α烯烃PAO 6，其中优选美孚生产的SpectraSyn Plus 6。
其他成分
除了上述主要成分外，本发明的发动机机油清洗剂组合物还可以包含其他任选成分，其非限制性实例包括表面活性剂，烷基二苯胺以外的抗氧化稳定剂，防腐剂，粘度改进剂等等。这些任选成分的含量可以根据需要适当变化，以不损害本发明的有益效果为限。
另外，在本发明的发动机机油清洗剂或清洗剂组合物可以加入溶剂，但是优选不含溶剂，因为本发明的嵌段共聚物具有良好的油溶性，其本身可以作为基础油使用，完全可以在不使用溶剂的情况下实现良好的清洗效果。本发明中，不含溶剂是指溶剂的含量在20重量％以下，优选5重量％以下。
实施例
以下通过实施例更详细地描述本发明，这些实施例仅是示例性的，而不应理解为对本发明范围的限制。
实施例中使用的主要原料总结在表1中。
表1
实施例中采用的性能测试方法如下。
测试方法1：油泥清洗模拟测试
该方法使用模拟油泥来评价机油清洗剂配方的清洗性能。
1.油泥制备
①取200g Shell helix super 10W-40机油加入干净的1000ml烧杯中。
②将烧杯加热到300℃并且用磁力搅拌器搅拌机油。搅拌速度设为800rpm。
③将温度保持在300℃，在搅拌下加入10g 10％H2SO4溶液。
④之后在搅拌下向烧杯中加入10g 1#巴西棕榈蜡。
⑤将温度在300℃保持72h，之后停止加热。当冷却到室温后，将油泥放入-18℃的冰箱中储存备用。
2.测试样品的制备
①准备40g的测试液体，并且与360g的空白油(Mobil Full SyntheticEngine Oil 5W-40)混合，形成稳定透明的液体，体积约450ml。
②制备尺寸为76×25×4mm的测试玻璃板。每个测试准备2块板。将空白测试板称重，重量记为m0。
③从冰箱中取出油泥，并且将其加热到100℃。然后用滴管将油泥滴加到测试板上，之后冷却到室温。然后称重，重量记为m1。
3.清洗
①将测试板放入装有测试液体的烧杯中，测试烧杯放入搅拌装置中(见图1)。
②启动搅拌装置，将搅拌速度保持在400rpm。
③将环境温度保持在室温，测试时间为60s。
4.称重
在清洗后，将测试板在装有石油醚的烧杯放置1min，然后取出测试板，并且在烘箱中于50℃加热1h。取出测试板，将其冷却到室温，然后测量其重量，记为m2。
5.计算
根据下式计算清洗率：
清洗率＝(m1-m2)÷(m1-m0)×100％
6.性能评价标准见下表2。
表2
| 清洗率 | 性能评价 |
| 0-25 | 差 |
| 25-50 | 一般 |
| 50-70 | 良好 |
| 70-85 | 非常好 |
| 85-100 | 极好 |
性能评价结果为良好以上是可接受的。
实施例1-5
使用下表3中所列的组分制备测试用液体清洗组合物。每一种组合物都用上述的油泥清洗模拟测试进行测试，结果显示在表3中。
表3
实施例6-10
使用下表4中所列的组分制备测试用液体清洗组合物。每一种组合物都用上述的油泥清洗模拟测试进行测试，结果也显示在表4中。
表4
实施例11-15
使用下表5中所列的组分制备测试用液体清洗组合物。每一种组合物都用上述的油泥清洗模拟测试进行测试，结果也显示在表5中。
表5
实施例16和比较例C1-C4
实施例16是本发明的测试液体清洗组合物，其组成如下表6所示。
在表6中，比较例C1是纯BN产品；比较例C2是纯PEA产品；比较例C3是纯BO产品；比较例C4是商业润滑油Mobil Full Synthetic EngineOil 5W-40。
每一种组合物都用上述的油泥清洗模拟测试进行测试，结果显示在表6中。
表6
图2显示了OSP32，OSP32+BN混合物和OSP32+PEA混合物之间的清洗性能的差别。OSP32在10-100％的浓度范围内具有良好的清洗性能。而当OSP32与PEA或BN混合时，表现出比三种单独组分好得多的清洗性能。
实施例16和比较例C4
实施例16是表6中所示的测试液体清洗组合物。比较例C4是商业润滑油Mobil Full Synthetic Engine Oil 5W-40。
对这些组合物的每一种按照ASTM D4172-82润滑液体的防磨特性(四球方法)进行摩擦测试，结果见表7。
表7
测试结果显示，实施例16的测试液体清洗组合物具有与Mobil FullSynthetic Engine Oil 5W-40类似的防磨特性。
实施例9，13，17-19
使用下表8中所列的组分制备测试用液体清洗组合物。每一种组合物都用上述的油泥清洗模拟测试进行测试，结果显示在表8中。
表8
总结：本发明的油溶性聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物在10至100重量％的范围内具有良好的清洗性能，并且当本发明嵌段共聚物与二苯胺或者与聚醚按混合时，二苯胺或聚醚按的比例为0至90重量％，所得混合物具有更强的清洗性能。
Claims (15)
1.一种发动机机油清洗剂组合物，包含10-95重量％的油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物和5-90重量％的选自聚醚胺和烷基二苯胺中的至少一种物质，其中所述嵌段共聚物的重均分子量为700-2000，嵌段比例是1∶1。
2.根据权利要求1所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述嵌段共聚物的重均分子量为700-1300。
3.根据权利要求1所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述嵌段共聚物是选自UCON(TM)OSP-32Lubricant、UCON(TM)OSP-46Lubricant和UCON(TM)OSP-68Lubricant中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述烷基二苯胺是选自其中烷基是C4-C20的二烷基取代的二苯胺的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述烷基二苯胺是选自二壬基二苯胺，丁基辛基二苯胺，二辛基二苯胺或辛基二苯胺中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述烷基二苯胺是混合烷基取代的二苯胺。
7.根据权利要求6所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述二苯胺是丁基辛基二苯胺。
8.根据权利要求1所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述嵌段共聚物、聚醚胺和烷基二苯胺的重量含量比例为45-70∶5-15∶20-40。
9.根据权利要求1所述的发动机机油清洗剂组合物，其还含有0-90重量％的基础油。
10.根据权利要求9所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述基础油选自合成基础油或矿物油或它们的混合物。
11.根据权利要求10所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述合成基础油包括聚阿尔法烯烃。
12.根据权利要求10所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述矿物油包括车用润滑油的一类，二类和三类基础油。
13.根据权利要求1所述的发动机机油清洗剂组合物，其中所述发动机机油清洗剂组合物不含溶剂。
14.一种清洗发动机机油的方法，所述方法包括使用发动机机油清洗剂组合物清洗发动机，所述发动机机油清洗剂组合物包含10-100重量％的油溶性的聚环氧丁烷和聚环氧丙烷的嵌段共聚物和0-90重量％的选自聚醚胺和烷基二苯胺中的至少一种物质，其中所述嵌段共聚物的重均分子量为700-2000，嵌段比例是1∶1。
15.根据权利要求14所述的清洗发动机机油的方法，其中在更换发动机油之前，将所述发动机机油清洗剂组合物添加到发动机油中。
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