CN103289795B

CN103289795B - 船用发动机油组合物及其用途

Info

Publication number: CN103289795B
Application number: CN201210042719.2A
Authority: CN
Inventors: 王晓运; 杨慧青; 王亚萍; 张志辉
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: CN103289795A

Abstract

本发明涉及一种船用发动机油组合物及其用途，主要解决现有技术中船用发动机油抗水洗性能欠佳的问题。本发明通过采用以重量份数计包括以下组份：a)0.05～50份的清净剂、分散剂或其混合物；b)0.01～30份的胺类化合物；c)0.01～30份的醚类化合物；d)20～90份的基础油；其中，所述醚类化合物具有式(1)的化学结构式：

Description

船用发动机油组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种船用发动机油组合物及其用途。

背景技术

随着船舶大型化、高功率化、主机燃料的高硫劣质化及先进的船用发动机的使用，同时为了适应船舶航行的安全可靠性和经济性环保及节能的立法及其指标要求，对船用发动机润滑油的性能提出了更高更苛刻的要求。

该船用柴油发动机油可用于低速十字头式柴油机的曲轴箱和中速筒状柴油机运动机件的润滑。船用二冲程低速十字头柴油发动机的结构特点是气缸与曲轴箱之间设有横隔板，因此，曲轴箱系统的润滑是独立的循环系统，靠油泵将油送到轴承、齿轮和凸轮活动部件进行润滑，以保证正常的运转。在某些油冷的机型中，还起到冷却活塞的作用。在使用中，渗入海水或冷却系统泄漏都会使润滑油乳化，需要在使用过程中进行过滤、离心来除去杂质和水分等污物。如果油品抗水性能差，再经过离心循环、飞溅，会加剧油品的乳化，形成泡沫，乳化后可能析出的废料会加剧摩擦副的磨损，油品添加剂的降解，使润滑油过早变质。因此，船用油应具备优良的清净分散性、抗磨性和热氧化安定性，防止油在高温活塞顶底面氧化变质，生成油泥漆膜等沉积物及有机酸；同时还要求良好的抗水洗性能，保证船用油的循环使用；由于燃用高硫燃料的燃气窜进曲轴箱，生成的硫酸腐蚀部件，该油还应具有一定的碱度。

基础油的生产技术发展、工艺改进为船用润滑油的质量提高、品种更新提供了最基本的保证。但是，单一的基础油由于自身组成的限制决定了它不能同时完全满足以上性能要求，需要借助大量的添加剂来提高油品的综合性能。船用油中抗氧剂、防锈剂和清净分散剂等添加剂的使用确实改善了油品的清净分散性和抗锈等性能，满足了各种新型机械和发动机的要求，延长了润滑油的使用寿命。但是，其中添加剂如清净分散剂、防锈剂等具有表面活性，能在油品与气液固的界面上定向吸附，导致了油品分水性能变差，使油品乳化，并且生成泡沫，影响机油的压力，柴油机可能因缺少润滑油而造成损坏。此外，润滑油乳化后，不溶性杂质就悬浮于油中，污损摩擦表面，使部件磨损加快，降低轴承的承载能力，甚至损坏轴承。同时，发动机油中混入水，与添加剂中的亲水成分之间发生化学反应，也可能直接导致发动机油中某些添加剂组分的水解，从而影响油品的使用性能，最终会使发动机受到一定程度的损坏。因此，水分对船用柴油机油性能的影响非常重要，要求船用油具有良好的抗水洗性能。

文献CN1235192《一种润滑油金属减活剂及其制备方法》提到了关于制备破乳剂的方法，最终结论只是改善了润滑油品的抗乳化性能，并未提及抗水洗性能是否提升。文献US2010/0273690A1《Synergistic combination of demulsifiers for enhancing demulsificationproperties in industrial lubricants》中提到了关于一种破乳剂对工业用润滑油反乳化作用的改善问题，未提及此破乳剂对船用发动机油抗水洗性能的影响。文献WO 92/13933《Demulsification ofoils》中提到使用二羧酸或者酸酐能改善一种聚合物的破乳性能，而此聚合物的是针对油包水型并且含有无灰分散剂的乳化液进行破乳的破乳剂，而该油品正好用于船用中速机油的使用，但是该专利仅从改善破乳效果入手，将乳化时间进行了对比，并未说明此破乳剂对最终油品抗水洗效果的改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中船用发动机油抗水洗性能欠佳的问题，提供一种新的船用发动机油组合物。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的船用发动机油组合物的用途。使用所述船用发动机油组合物，在不影响润滑油其他性能的前提下，使油品具有优良的抗水洗性能，满足船用内燃机油特殊工况的需要。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种船用发动机油组合物，以重量份数计包括以下组份：

a)0.05～50份的清净剂、分散剂或其混合物；

b)0.01～30份的胺类化合物；

c)0.01～30份的醚类化合物；

d)20～90份的基础油；

其中，所述醚类化合物具有式(1)的化学通式：

式(1)中，R′、R″为芳基或含1～20个碳原子的烷基，且不同时为烷基或芳基；R′″为H、芳基或1～20个碳原子的烷基；R为m₁、m₂、m₃、n、n₁、n₂和n₃为生产过程中不同的聚合度，其取值范围为4～8。

上述技术方案中，以重量份数计，清净剂、分散剂或其混合物的用量优选范围为1～40份，更优选范围为10～35份；胺类化合物的用量优选范围为1～20份，更优选范围为1～10份；醚类化合物的用量优选范围为1～20份，更优选范围为1～10份；基础油的用量优选范围为20～70份，更优选范围为20～50份。所述清净剂优选方案为选自磺酸盐、硫化烷基酚钙、烷基水杨酸镁、烷基水杨酸钙、硫化水杨酸钙或环烷酸钙中的至少一种；其中，所述磺酸盐优选方案为选自石油磺酸钙、合成磺酸钙、超碱值合成磺酸镁、超碱值石油磺酸镁或膨化磺酸盐中的至少一种；其中，所述石油磺酸钙优选方案为选自低碱值石油磺酸钙、中碱值石油磺酸钙或高碱值石油磺酸钙中的至少一种，所述合成磺酸钙优选方案为选自低碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙或高碱值合成磺酸钙中的至少一种。所述分散剂优选方案为选自丁二酰亚胺分散剂或氮硼分散剂中的至少一种；其中，所述丁二酰亚胺分散剂选自单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺或多丁二酰亚胺中的至少一种。所述醚类化合物选自丙三醇成三羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚或聚硅氧烷聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种；所述胺类化合物优选方案为选自具有式(2)通式的化合物：

式(2)中，R₁、R₂和R₃选自H、芳基或含10～20个碳原子的烷基，且不能同时为H或芳基。以重量份数计，所述组合物优选方案为还包括0.5～15份的防锈剂或0.5～15份的抗泡剂中的至少一种。所述防锈剂优选方案为选自碱性二壬基萘磺酸钡或烯基丁二酸的至少一种；所述抗泡剂优选方案为选自甲基硅油或丙烯酸酯型非硅抗泡剂中的至少一种。以重量份数计，防锈剂的用量优选范围为1～10份，抗泡剂的用量优选范围为1～10份。

本发明船用发动机油组合物的制备方法为：将a)、b)、c)各组份在50～60℃温度下加入基础油中，搅拌0.5～1小时，使其全部溶解，即可得到本发明的组合物。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：上述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能。其中所述船用发动机油组合物的组分、重量份数以及优选范围与解决技术问题之一所采取的技术方案中的相同。

本发明的船用发动机油组合物可用于低速十字头式船舶发动机曲轴箱系统润滑油、中速筒状活塞式发动机润滑油。其使用方法如下：以0.01～10重量百分比的剂量加入船用发动机油产品中，加热搅拌均匀即可使用。

本发明的船用发动机油组合物，其中的醚类化合物和胺类化合物具有与船用发动机油常用的清净剂、分散剂、防锈剂和抗泡剂等添加剂良好的配伍性，充分利用了各组份的协同作用，较好地改善了油品的稳定性。本发明船用发动机油组合物添加于船用油产品中，可有效改善油品抗水洗性能；而且它与油品中其他添加剂不发生相互排斥作用，并有一定的协和作用，不会对油品的清净分散性能、抗氧防腐性等使用性能产生影响。在其它使用性能保持不变的基础上，使油品具有优良的抗水洗性能，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

按照表1中的重量份数，分别称取25克石油磺酸钙、5克辛基二苯胺，5克烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚(商品名BP-1)，5克甲基硅油和60克HVI Ib650溶剂精制基础油，在50～60℃温度下加热搅拌至完全均匀，制得船用发动机油组合物。详见表1。

称取2重量％的船用发动机油组合物加入船用油产品中，加热搅拌均匀，制得试验用油备用。

采用船油机油抗水洗性测定法评价该组合物的使用效果，即抗水洗性能测试。试验时，在100毫升洁净量筒中先量取50毫升试验用油，然后再加入50毫升蒸馏水，将试样置于60℃恒温水浴中维持20分钟，用转速1000±100转/分的搅拌器搅拌2小时至油水完全乳化。将离心管置于离心机中，在离心指数大于3000的条件下离心至油水分离、油层清晰。取上层油层样品，分别采用SH/0251和GB/T2433方法测定油层的碱值和硫酸盐灰分，并与新油相比计算其下降率。通常离心后油层中的碱值和硫酸盐灰分下降率越小，油品抗水洗性能越好。试验结果见表2。

【实施例2～14】

按【实施例1】的各个步骤调制船用发动机油组合物及试验用油，只是改变各组份的种类及用量，具体见表1。

测试各试验用油的抗水洗性能，试验结果见表2。

试验用油的其他性能，例如清净分散性能、抗氧防腐性等，没有受到影响。

表1和表2中，M501为丙三醇成三羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、BP-1为烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚，N-20为聚硅氧烷聚氧乙烯聚氧丙烯醚。

表1

表2

Claims

1.一种船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，所述船用发动机油组合物以重量份数计包括以下组份：

a)0.05～50份的清净剂，或者清净剂与分散剂的混合物；

b)0.01～30份的胺类化合物；

c)0.01～30份的醚类化合物；

d)20～90份的基础油；

所述胺类化合物为具有式(2)结构式的化合物：

式(2)中，R₁、R₂和R₃选自H、芳基或含10～20个碳原子的烷基，且不能同时为H或芳基；

所述清净剂选自磺酸盐、硫化烷基酚钙、烷基水杨酸镁、烷基水杨酸钙、硫化水杨酸钙或环烷酸钙中的至少一种；所述分散剂选自丁二酰亚胺分散剂或氮硼分散剂中的至少一种；所述醚类化合物选自丙三醇三羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚或聚硅氧烷聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种。

2.根据权利要求1所述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，其特征在于以重量份数计，清净剂、分散剂或其混合物的用量为1～40份，胺类化合物的用量为1～20份，醚类化合物的用量为1～20份，基础油的用量为20～70份。

3.根据权利要求2所述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，其特征在于以重量份数计，清净剂、分散剂或其混合物的用量为10～35份，胺类化合物的用量为1～10份，醚类化合物的用量为1～10份，基础油的用量为20～50份。

4.根据权利要求1所述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，其特征在于所述磺酸盐选自石油磺酸钙、合成磺酸钙、超碱值合成磺酸镁、超碱值石油磺酸镁或膨化磺酸盐中的至少一种；所述丁二酰亚胺分散剂选自单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺或多丁二酰亚胺中的至少一种。

5.根据权利要求4所述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，其特征在于所述石油磺酸钙选自低碱值石油磺酸钙、中碱值石油磺酸钙或高碱值石油磺酸钙中的至少一种，所述合成磺酸钙选自低碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙或高碱值合成磺酸钙中的至少一种。

6.根据权利要求1所述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，其特征在于以重量份数计，所述组合物还包括0.5～15份的防锈剂或0.5～15份的抗泡剂中的至少一种；其中，所述防锈剂选自碱性二壬基萘磺酸钡或烯基丁二酸中的至少一种；所述抗泡剂选自甲基硅油或丙烯酸酯型非硅抗泡剂中的至少一种。

7.根据权利要求6所述船用发动机油组合物用于改善船用发动机油抗水洗性能的用途，其特征在于以重量份数计，防锈剂的用量为1～10份，抗泡剂的用量为1～10份。