CN103666684A

CN103666684A - 一种内燃机油及其制备方法

Info

Publication number: CN103666684A
Application number: CN201310631092.9A
Authority: CN
Inventors: 蒋威; 王强; 王黎明; 石娜; 黄付彬
Original assignee: QINGDAO COPTON TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QINGDAO COPTON TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明涉及润滑油领域，特别涉及一种内燃机油及其制备方法，按照以下质量百分配比组成：氢化改性的植物油50%-70%、合成酯5%-10%、黏度指数改进剂8%-15%、复合添加剂5%-15%、降凝剂0.5%-2%、抗氧/抗腐剂0%-0.5%和纳米母液10%-15%。本发明将植物油和纳米材料有机结合，引入到环保型润滑油中制备了一种绿色环保型高效内燃机油，本发明内燃机油不仅使用后可生物降解，并且由于加入纳米材料增加了抗磨性，延长了换油周期，减轻了环境压力。

Description

一种内燃机油及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑油领域，特别涉及一种内燃机油及其制备方法。

背景技术

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。润滑油基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。

环境保护已经成为全世界的共识，环保型润滑油将是润滑油行业未来发展的趋势。目前市场销售和应用的主要还是以矿物油基润滑油为主，矿物油基润滑油的生物降解性差，生态毒性累积性强，严重污染陆地、江河和湖泊，危害生态环境和生态平衡。

随着人们环保意识的不断增强和环保立法的日趋完善，矿物油基润滑油将会面临着严峻挑战。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种绿色环保型高效内燃机油及其制备方法。

一种内燃机油,按照以下质量百分配比组成：氢化改性的植物油 50%-70% 、合成酯 5%-10%、黏度指数改进剂 8%-15%、复合添加剂 5%-15%、降凝剂 0.5%-2%、抗氧/抗腐剂 0%-0.5%和纳米母液 10%-15%；

优选的，所述的氢化改性的植物油为大豆油、蓖麻油、菜籽油、橄榄油中的一种或几种的混合物；

优选的，所述复合添加剂购于美国路博润公司或美国润英联公司。

优选的，所述的合成酯为偏苯三酸酯、季戊四醇酯、三羟甲基丙烷庚酸酯中的一种；所述的黏度指数改进剂为乙丙共聚物或者苯乙烯/丁二烯共聚物；

优选的，所述的降凝剂为聚甲基丙烯酸酯或醋酸乙烯/反丁二烯酸酯共聚物或聚烯烃类产品中的一种；

优选的，所述的抗氧/抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、硼化硫代磷酸锌中的一种；

优选的，所述的纳米母液为纳米氮化铝浓缩液或者纳米碳化硅浓缩液。

本发明还公开了所述内燃机油的制备方法，包括以下步骤：

（1）纳米母液的配置：先向配料罐中加入质量分数98%-99.5%的氢化改性的植物油，加入0.01%-0.2%的国产CH-3型超分散剂，搅拌均匀，然后将0.1%-2%的氮气保护下的纳米氮化铝或纳米碳化硅加入到含有分散剂的植物油中，常温下以线速度20m/s高速搅拌6-12小时，沉降12-24小时后，过滤得到纳米颗粒浓缩液；

（2）化胶：向调和罐中打入质量分数85%-95%的氢化改性植物油，加热至50℃时，将质量分数5%-15%的黏度指数改进剂粉碎，直接投入到化胶罐中，继续加热，控制温度不超过130℃，搅拌8-16小时；

（3）将氢化改性的植物油、合成酯、黏度指数改进剂、复合添加剂、降凝剂、抗磨剂，按照配方比例，分别投入到调和罐中，脉冲气动调和，加热至60℃；

（4）将纳米母液按照配方比例加入到调和罐中，60℃下脉冲气动调和1小时，过滤，检验合格后得到内燃机油。

优选的，所述步骤（1）中纳米氮化铝或纳米碳化硅的纯度大于99%，平均粒度为30nm。

本发明提供了一种可以生物降解的环保型内燃机油配方，以植物油为基础油，辅以少量的合成脂增强基础油的氧化稳定性和低温性能。同时，由于对润滑油减少摩擦，降低磨损的性能要求越来越高，本发明将纳米粒子引入到润滑油中，制备了一种既环保又高效的润滑油。润滑油中的氮化铝或碳化硅纳米粒子将会作用于发动机内部的摩擦副金属表面，在高温和极压的作用下被激活，并牢固渗嵌到金属表面凹痕和微孔中，修复受损表面，形成纳米陶瓷保护膜，因为这层膜的隔离作用，从而极大地降低摩擦力，将运动件间的摩擦降至近乎零，并且纳米氮化铝或碳化硅是无机陶瓷粉体，所以更是无毒的绿色环保材料。

本发明的有益效果是：

本发明将植物油和纳米材料有机结合，引入到环保型润滑油中制备了一种绿色环保型高效内燃机油，本发明内燃机油不仅使用后可生物降解，并且由于加入纳米材料增加了抗磨性，延长了换油周期，减轻了环境压力。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，通过以下实施例作进一步说明：

一种内燃机油,按照以下质量百分配比组成：氢化改性的植物油 57.7% 、合成酯 8%、黏度指数改进剂 11%、复合添加剂 9.8%、降凝剂 0.8%、抗氧/抗腐剂 0.2%和纳米母液 12.5%。所述的氢化改性的植物油为菜籽油，所述的合成酯为三羟甲基丙烷庚酸酯，所述的黏度指数改进剂为乙丙共聚物，所述的降凝剂为聚甲基丙烯酸酯，所述的抗氧/抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，所述的纳米母液为纳米氮化铝浓缩液。

所述的内燃机油的制备方法，包括以下步骤：

（1）纳米母液的配置：先向配料罐中加入氢化改性的菜籽油12.39Kg，加入国产CH-3型超分散剂10g，搅拌均匀，然后将氮气保护下的纯度大于99%的平均粒度30nm的纳米氮化铝100g加入到含有分散剂的菜籽油中，常温下以线速度20m/s高速搅拌8小时，沉降24小时后，过滤得到纳米颗粒浓缩液；

（2）化胶：向调和罐中打入氢化改性的菜籽油9.9Kg，加热至50℃时，将1.1Kg黏度指数改进剂粉碎，直接投入到化胶罐中，继续加热，控制温度不超过130℃，搅拌12小时；

（3）将57.7Kg氢化改性的菜籽油、8Kg合成酯、11Kg乙丙共聚物黏度指数改进剂、9.8Kg复合添加剂、0.8Kg降凝剂、0.2Kg抗氧/抗腐剂，分别投入到调和罐中，脉冲气动调和，加热至60℃；

（4）将12.5Kg纳米母液加入到调和罐中，60℃下脉冲气动调和1小时，过滤，检验合格后得到绿色环保型高效内燃机油。

实验数据：

1、生态毒性和生物降解性

生态毒性是指润滑油在生态环境中对某些有机生体造成的毒性影响。选取各种标准的物种（在生物链中代表着不同级别的物种）来对润滑油的生态毒性进行评价。通过检测可知，本发明所用植物油对实验有机体（鱼、水蚤以及细菌）不具毒性，相反，测试的4种内燃机油常用的矿物油的生态毒性要远远大于植物油（通过检测发现4种矿物油的生态毒性相当）。植物油与矿物油的水生毒性实验结果如表1所示。

表1 植物油与矿物油的生态毒性对比表

油类型	半数致死浓度（鱼类）	半数有效浓度（水蚤）	半数有效浓度（菌类）
				植物油	10000mg/L	>>有效浓度	10000mg/L
矿物油	500mg/L	>1.000mg/L	>1.000mg/L

润滑油对环境的影响体现在润滑油的生物降解性。生物降解性是指某种物质通过受到微生物的攻击而分子链断裂，变为小分子的过程。通过检测发现，本发明所用植物油的可降解性要远好于内燃机油常用的4种矿物油，结果如表2所示。

表2 植物油与矿物油的生物降解性对比表

油类型	最终（需氧）降解率	厌氧生物降解率
			植物油	93%	81%
矿物油1	43%	不能降解
			矿物油2	37%	不能降解
矿物油3	31%	不能降解
			矿物油4	24%	不能降解

2、抗磨特性

本发明在抗磨节能性上的优点：表3、表4和表5列出了绿色环保型高效内燃机油与未加纳米材料的环保型内燃机油性能比较数据。

表3 极压性和抗磨性对比（四球试验机）

试验油品	P_a/N	P_d1.0/N	P_d2.0/N	WSD³²⁹ ₃₀/mm
					本发明内燃机油	1378	1396.2	1668	0.34
未加纳米材料环保型内燃机油	967.4	1082.6	1120.6	0.42

表4 极压性对比（梯姆肯试验机）

试验油品	OK值/N	摩擦系数μ
			本发明内燃机油	614.7	0.082
未加纳米材料的环保型内燃机油	376.6	0.090

表5 14000公里实车对比试验

摩擦部件分析	使用绿色环保型高效内燃机油试验车	使用未加纳米材料的环保型内燃机油参比车
			圆度平均变化量/mm	0.001	0.004
锥度平均变化量/mm	0.001	0.003
			连杆直径平均变化量/mm	0	0
活塞裙部平均变化量/mm	0.001	0.002
			活塞环开口平均变化量/mm	0.008	0.010
排气阀平均失重/g	0.068	0.106
			进气阀平均失重/g	0.082	0157
连杆轴瓦平均失重/g	0.040	0.053

从表中对比可以发现，本发明内燃机油的抗磨性要优于未加纳米材料的环保型润滑油。

Claims

1. 一种内燃机油,其特征在于，按照以下质量百分配比组成：氢化改性的植物油 50%-70% 、合成酯 5%-10%、黏度指数改进剂 8%-15%、复合添加剂 5%-15%、降凝剂 0.5%-2%、抗氧/抗腐剂 0%-0.5%和纳米母液 10%-15%；所述的氢化改性的植物油为大豆油、蓖麻油、菜籽油、橄榄油中的一种或几种的混合物；所述的合成酯为偏苯三酸酯、季戊四醇酯、三羟甲基丙烷庚酸酯中的一种；所述的黏度指数改进剂为乙丙共聚物或者苯乙烯/丁二烯共聚物；所述的降凝剂为聚甲基丙烯酸酯或醋酸乙烯/反丁二烯酸酯共聚物或聚烯烃类产品中的一种；所述的抗氧/抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、硼化硫代磷酸锌中的一种；所述的纳米母液为纳米氮化铝浓缩液或者纳米碳化硅浓缩液。

2.一种根据权利要求1所述的内燃机油的制备方法，包括以下步骤：

3. 根据权利要求2所述的内燃机油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中纳米氮化铝或纳米碳化硅的纯度大于99%，平均粒度为30nm。