CN103387868A - 新型润滑剂和添加剂配方 - Google Patents

Abstract

本发明包括基础油、合成油、矿物油或半合成基础油(氢化油)、油溶性选择钼添加剂、含锌硫代的分散剂抑制剂、粘度指数改良剂和多个密封件溶胀剂。还可将聚烯烃和双酯、多元脂等酯类利用其中。还可用作机油曲轴箱润滑油配方，浓缩到机油或合成机油中作为添加剂使用。作用：用于润滑发动机。它包括基础油(由溶剂精制矿物油、氢化裂解矿物油及重氢化裂解油所构成)、人工合成基础油(由聚烯烃、脂类和环烷构成)、分散剂抑制剂、密封膨胀剂(由环丁砜、邻苯二甲酸增塑剂等组成)、钼的化合物(由油溶性有机钼、磺化钼、钼二硫代氨基甲等构成)、粘度改善剂(由二烯聚合物等构成)、缓蚀剂(由硼酸酯和二巯基噻二唑等构成)和降凝剂。

Description

新型润滑剂和添加剂配方

所属技术领域

本发明涉及的是改进的发动机润滑油，以用作润滑发动机和整修、密封新的高里程发动机。

背景技术

润滑包含减少摩擦涉及的过程，保持可移动的表面间有层润滑剂膜。润滑剂防止运动表面的接触，从而大大降低了摩擦系数。除了这个功能之外，润滑剂也可以排出余热、遏制污染物以及其他相关重要功能。添加剂提高和加强了各种性能的润滑油效用(添加剂包括粘度改良剂、清洁剂、分散剂、抗氧剂、极压添加剂和腐蚀抑制剂等。

抗磨损剂，提供了一个化学膜防止高负荷条件下金属对金属的接触。在极压高负载条件下有效工作的磨损抑制剂经常被称为“极压剂”。然而，可以肯定的是，这些材料要经历使用而加速其腐蚀，如轴承。由于某些应用。发明利用多种化学成分的添加剂配方，提高传统发动机油的性能和抑制不良的副作用，这可能是由于使用了其中特定的浓度一种或者几种化学成分。

发明内容

本发明由多种的发动机曲轴箱油配方构成，包括所选的发动机内的密封膨胀橡胶和高弹力组件的各种密封剂型，包括一个矿物油基和合成油基所构成的添加剂配方，融合及改善机油的润滑性能，提高发动机的性能并降低油耗。涉及的是改进发动机润滑油的一种常规领域。这种润滑剂配方可以用作100％的机油曲轴箱润滑油、或浓缩到传统的矿物油基机油、合成机油等的添加剂中(其混合有效量体积百分比最高可达30％，通常为20-25％。)。本发明配方包括了膨胀密封剂，可用于整修和维护新的发动机特别是高里程发动机的密封性能。

本发明的优选技术方案中包含了有效量的化学成分组合，其中就包括了油溶性钼添加剂、基础油(合成油、矿物质和III组的半合成油)、含有锌的分散剂抑制剂、粘度指数改善剂、密封膨胀剂、增塑剂和极压抗磨剂等，他们中的一个或更多可以添加剂加入传统的曲轴箱润滑油，其含量最高可高达50％的体积百分数，较适宜的是约10％至40％、15％至30％这样的方案，最优的添加剂组合从约占稀释后的发动机油体积的20％至25％，即1夸脱该品通常是与4或5夸脱发动机油混合。各种成分的预混合和出售都可作为一个完整的发动机油配方。

首选发动机曲轴箱润滑油和添加剂方案是由一系列包括油溶性钼添加剂、含锌二硫代磷酸盐的分散剂抑制剂以及粘度指数改善剂在一种人工合成的半成品加工矿物油为基础原料中混合溶解而成的化学成分构成。如二酯或聚酯等脂累也可以随之运用。如硼酸酯或其他化合物等含有硼酸化合物的金属可选择性的添加来作为黄色金属的缓蚀剂。可以选择二巯基，或苯并三氮唑作为候补的缓蚀剂。密封膨胀化合物的添加是为了提供一种配方用于以帮助翻修和维护密封的旧发动机。这些成分可以根据常规曲轴箱机油所需要的特定性能而制定或者制定一个完整的机油添加剂结合包。该添加剂与传统的含有矿物油、合成油构成的曲轴箱润滑油混合的有效比例上限应该在约30％(体积百分数)左右，较优的量是约15％至30％，最好是其体积百分数约为20％至25％。

另一种发动机处理油添加剂方案是由包括可溶性钼添加剂、合成物、矿物质，或3号半成品基油构成的混合油化学组分。此外，分散剂抑制剂可由含锌浮选剂、密封膨胀剂以及粘度指数改善剂复配添加。极压抗磨剂如硼酸复合也可以用在目前的成分中。

各个组成部分可以单独混合成基础油或可以在各种subcombinations混合其中。此外，该组件可以混合稀释剂的形式在不同的解决方案。混合油添加剂浓缩的形式所使用的组件，简化了混合操作，降低了混合错误的可能性，并利用整体精矿所提供的相容性和溶解性的特点。当然，预混合完整的机油很方便地使用引擎添加一夸脱或更少，如例行维修旧汽车发动机的磨损，需要额外的电机之间的石油润滑油换油时间往往是最好的。完整的机油并不需要消费者在跟换传统发动机油的时候因确定某种特定的可选性能所需的添加剂量。

本发明中的化学成分组合没有引用任何已知的现有技术作为参考。诸如硼酸剂等大限度抗磨化合物在纳入钼化合物后，提供了改进发动机油和润滑剂性能的作用。此外，这些被美国石油学会(API)定义为严格的氢化裂解油的半合成油，提供了一种减少润滑油的成本并保持合成油许多可取有点的方式。

这些润滑成分有着各种各样的有效应用，包括作为火花点火、压缩点火内燃发动机，二冲程发动机，航空活塞式发动机，海洋和低负荷柴油发动机等等的曲轴箱润滑油。本发明将推广在更多的润滑油领域，包括作为机油、润滑脂、吸盘棒润滑油、切削液、连喷管润滑剂。本发明具有节能，降低发动机或其他硬件维护和磨损的多重优势，因此，其为行业内或消费市场中遇到的许多润滑问题提供了一种经济的解决方案。同时，它还涉及了可能适用在自动变速器油、变速器润滑油齿轮油、液压油、润滑油成分等也能受益的发明问题。

更具体的，添加进入传统的发动机油以提高发动机油的润滑特性和优化发动机的性能的浓缩液包含了以下的化学成分：油溶性钼添加剂、聚烯烃(合成基)、合成酯、分散剂抑制剂(DI)包含有含锌浮选剂的分散抑制剂、如CHEMALOY D-036的缓蚀剂、矿物基油、粘度指数改善剂(如SHELLVIS90-SBR法)、极压抗磨剂(硼酸酯)。诸如环丁砜的密封膨胀剂提供了额外的保护和更高的性能特点的密封条件。

最后，发明的优选的组成提供了改善传统润滑油性能和稀释全合成机油的作用，其包含了以下组分：有效量的油溶性钼添加剂、有效量的合成基础油(该基础油从矿物油、重氢裂解油构成的组中选择)、小于1000ppm的有效量的硼化物。此外，润滑油组成还包括大量的粘度润滑油和少量的上述浓缩添加剂构成完整的发动机油以改善润滑性能。

重氢裂解油的并入提供了一种减少合成油成本并保持其许多可取特点的手段。最后，密封膨胀添加剂提供了一种软化和活化润滑剂的手段，从而减少石油消耗和污染的产生。这些润滑成分在各种应用中是有效的，包括火花点火、压缩点火内燃发动机、二冲程发动机、航空活塞式发动机、海运和低负荷的柴油发动机曲轴箱润滑油。

更特别的是，优选的浓缩剂可添加在传统的机油中以提高机油的润滑性能和提高发动机的性能，其化学成分包含以下这些：油溶性钼添加剂、矿物油或特定粘度的半合成基础油、含锌浮选剂的分散剂抑制剂(DI)包，也可能其中还含有清洁剂和缓蚀剂、粘度指数改善剂和防蚀剂等。密封膨胀添加物提供了附加的保护和更高的性能特点。

附图说明

下面将结合附图和事实例对本发明进一步说明。

图1表明本发明配方应用于高速公路上行驶的3.8L排量的别克发动机引擎是表现出优质的性能，当引擎随着使用常规油发生老化后，再转用本发明的配方时，表现出更强的性能。该结果已通过在测功机上实行的真实汽车得到了证实。

图2所示，当该发明应用于在高速公路上行驶的新引擎是与常规油相比，反映出更强的沉淀物控制性能。当引擎随着使用常规油发生老化后，再转用本发明配方的生成物，表现出更强的性能。

图3表明了本发明配方合成物的密封调节性能。随着其消耗和老化，密封性能变差。它们会硬化或软化从而影响了其性能。图3的测试结果中密封件在不断升高的温度下经过一段时间的常规油处理，导致它们硬化或软化。如上所述，与常规油相比，本发明的配方能更好的将密封性能调整到理想硬度。

图4所示，由于油随着时间会氧化变稠，因此会发生有增稠现象。油应当具备抗热降解的特点，并且表现出良好的粘度控制能力。如图所示，含有特殊添加剂的发明配方合成物可降低氧化速度，缓解油增稠现象。

图5展示了由优质基础油按照本发明的配方制成的合成物与常规油相比具有优良的低温性能，在其粘度等级的特定范围内，可在较低温度下发动引擎。当然，为了获得最低的引擎发动温度，可使用5W-30的配方。

图6是ASTM D4172四球磨损结果与润滑油组成的条形图。

优选描述

每个发动机处理润滑油的添加剂配方的首选成分，是否强制或可选，讨论如下

1.基础油：

完整的机油配方和缩添加剂适宜的比例最高约高达95％的体积百分数分数，(通常有4种可供选择比例：约10至约95％，25至约90％，约40至体积约85％、但最适宜的是由矿物油基、重加氢裂化基础油和合成基础原料单独使用或混合在一起组成的约55％至75％体积百分数的基质组分，)可将以下的基质组分为I组(溶剂精制矿物油)，II组(氢化裂解矿物油)，第III组(重裂解油)；第IV组(聚烯烃)和V组(酯和环烷烃)。通常组III，IV和V一起作为添加剂使用的基础油被视为合成油。在实际应用时，第三组油被视为重裂解(半合成)基础油。

2.合成的基本原料

合成润滑油包括烃油及卤代烃油，比如聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯、异丁烯共聚物、氯化聚丁烯以及他们的混合物)，苯(如十二烷基苯、烷基化的聚苯等)，烷基化的二苯基、乙醚和烷基化的二苯硫醚和衍生物，同型物和其同系物等等。

浓缩添加剂和完整的机油包含的最高含量高达95％的体积百分数，适宜的体积比例从约10％-95％，25％-90％，40％-85％，最适宜的量占合成体积55％-75％，第三组重裂解(半合成)和矿物油基料单独使用或混合在一起作为基本原料。优选的合成原料至少包括聚烯烃这一重要组成部分。

2.1聚烯烃(PAO)

聚烯烃是一种人工合成的流体，在高温和低温条件都能产生有效作用。它能提供优越的氧化和水解稳定性和很高的油膜强度。聚烯烃还具有比矿物油分子量高、闪点高、着火点高、波动性低、粘度指数高、倾点低等特点。适宜的聚烯烃酱油高达100厘沱的粘度，以及在100摄氏度时粘度范围在2-10厘沱之间，特别是在4-6厘沱之间时优先考虑。

此外，本发明进一步体现更高的性能特点，采用合成材料其中包括一个特定部分，包括脂类、聚酯或其组合。一个首选体现在聚烯烃合成基料至少包括酯和聚酯。

2.2脂类

脂类优先考虑的基础油酯合成添加剂是多元脂类和二元脂类，酯有出色的极端低温流动性能和良好的氧化分解稳定性。具有良好的抗氧化和水解稳定性。

此处使用多元酯，在约-100摄氏度时或低于-40摄氏度时具有倾点，在100摄氏度时具有约2-460厘沱的粘度。

2.3重氢裂解油

氢化油是一种在特殊条件下氢化反应或者氢裂解的矿物油，这些反应去除了机油中不需要的化学组分或杂质。氢化油可作为本发明中唯一提供优越性能的基础油组分。

矿物油基本成分

矿物油基本组分并入了部分浓缩液和机油的基质组分。其他可用的石油基液体组分包括白色矿物质、石蜡油以及MVI烷基油，最高可占体积95％。

2.4分散剂抑制剂

含有锌二硫代烷基、酯、分散剂、钙镁钠类的磺酸盐、酚盐、酚类和胺类抗氧化剂再加上各种硫化脂肪酸类摩擦剂都是分散抑制剂的例子。

添加剂应包括分散抑制剂以及洗涤剂和缓蚀剂。这种添加剂可利用或者替代已经选定的分散抑制剂，与其他分散抑制剂组合的有效量高达35％的体积百分数；锌类浮选剂具有缓蚀剂、抗磨剂、抗氧化剂，添加到有机物中具有减缓氧化的功能。

2.5降凝剂

降凝剂在成个发动机油配方中的有效量最高能到10.0％的体积百分数，当然，足够数量的粘度改良剂也可以加入在基础油或发动机油中来处理。

2.6密封膨胀组分

环丁砜化合物和一些环丁砜取代物是发明中首选的组成成分。

添加剂包

其中混合了分散抑制剂、传统的清洁剂剂和(或)缓蚀剂的添加剂包也可使用或者替换分散抑制剂。

2.7粘度指数改善剂

粘度指数改善剂(VI)，包括聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯、二烯聚合物、聚烷基苯乙烯、芳烯共轭二烯共聚物、聚烯烃及多功能黏度改良剂等。最高可占体积15％。

2.8钼添加剂

钼添加剂是一种油溶性的可分解有机钼化合物，其是一种油溶性的二芳基胺，其定义为具有大活性的磷和硫。一般情况下，有机钼化合物因其优越的溶解度和有效性成为首选的钼添加剂。

2.9抗磨极压剂

由硼酸酯、硼酸、如氧化硼等化合物组成。它具有水解稳定性，以及可利用其的抗磨、抗抱轴、极端压力、摩擦以及作为铜和其他金属轴承的防蚀剂等改进功能。硼酸酯混合充当着金属防蚀剂的功能。硼化合物量为10.0％的体积百分数，

2.10其他添加剂

还使用一定数量的其他添加剂，包括清洁剂和产灰或无灰型的分散剂、耐腐蚀和氧化抑制剂，降凝剂、辅助极压剂和(或)抗磨剂、颜色稳定剂以及抗泡沫剂。

Claims (10)

1.一种发动机曲轴箱润滑油，所包含的化学成分包括基础油、分散剂抑制剂、密封膨胀剂、钼的化合物、粘度改善剂、缓蚀剂、降凝剂，在使用的过程中可体现出较高的沉淀物控制性能、低温性能、粘度控制性能、密封性能、抗腐蚀性能，其中，基础油是从I组溶剂精制矿物油、II组氢化裂解矿物油以及III重氢化裂解油所构成的体积百分数高达90％的混合体所组成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基础油是从IV组的合成聚烯烃、V组包含着高达95％体积百分数的脂类和环烷选择而成的合成油。

3.一种用于实现权利要求1的所述的性能要求，分散剂抑制剂的量的控制范围在0.5％-35.0％的体积百分数，较适宜的是从约0.5％-25％的体积百分数和约1％-10％体积百分数。

4.根据权利要求3所述的分散剂抑制剂添加剂量要求，其特征在于，它的含量占完整机油配方量的1％-15％的体积百分数，DI浓度一般占完整发动机油配方的最高至15％的体积百分数，较适宜的量是在5％-15％之间。

5.一种用于实现权利要求1的所述的密封性能要求，其特征在于，添加剂中的密封膨胀剂是由环丁砜，邻苯二甲酸增塑剂，邻苯二甲酸等组成，适宜的量约为0.03％-1.0％的体积百分数。

6.一种用于实现权利要求1的所述的溶解性能要求，其特征在于，钼的化合物是从油溶性有机钼、磺化钼、钼二硫代氨基甲、酸钼的辛酸、硫化钼，氧化钼等构成的钼中选择出的，其量在0.05至10.0％的体积百分数之间。

7.根据权利要求6所述的钼添加剂量的要求，其特征在于，钼添加剂的优选质量剂量最高达3000ppm，适宜的量有100ppm-2000ppm，300ppm-1500ppm，300ppm-1000ppm。

8.一种用于实现权利要求1的所述的粘度要求，其特征在于粘度改善剂是从包含有二烯聚合物、聚烯烃、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚烯烃和多功能黏度改善剂中选择出来的粘度改善剂，其量占0.005％到10.0％的体积百分数。

9.一种用于实现权利要求1的所述的防腐性能要求，其特征在于，缓蚀剂是由硼酸酯，二巯基噻二唑、苯并三氮唑、三唑等组合中选取出来，其量占0.01％-10.0％体积百分数。

10.一种用于实现权利要求1的所述的低温流动性的性能要求，其特征在于，降凝剂是从聚甲基丙烯酸酯、烷基双环芳烃、苯乙烯酯、聚烷基酚、邻苯二甲酸乙烯醋酸乙烯共聚物与其他混合烃聚合物等中选取的，占0.01％到5.0％的体积百分数。 

Images