CN105102597A - 省燃费机油组合物 - Google Patents
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Abstract
作为具有超常的省燃费性能的机油组合物,提供一种机油组合物,其特征在于:在饱和成分含量为70质量%以上和粘度指数为90以上的润滑油基础油中包含以所述机油组合物的总质量基准为至少4质量%的作为粘度指数改进剂的星型聚合物,在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(B)对在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(A)的比(B/A)为0.85以下。
Description
技术领域
本发明涉及具有优良的省燃费性的机油组合物。
背景技术
近年来,为了处理如全球变暖等环境问题,还需要机油有效于降低燃费。改进机油的省燃费性的技术的实例包括其低粘度化以减少流体润滑区域处的摩擦,和摩擦调整剂的共混以减少周围润滑区域的摩擦。
然而,不仅在汽油机而且特别在柴油机中,如果机油过度减少粘度,由于油膜强度的缺乏将引起对发动机的耐久性的有害影响,并且增加周围润滑区域的摩擦,因此将引起如仅粘度降低将显著地劣化省燃费效果等问题。此外,用摩擦调整剂使周围润滑区域的粘度降低将由于煤烟(煤烟为柴油机中生成的燃烧产物)的污染而劣化其效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请特开2010-095662号公报
专利文献2:日本专利申请特开2010-095663号公报
专利文献3:日本专利申请特开2010-095664号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明具有提供高度省燃费机油组合物的目的。
用于解决问题的方案
作为上述问题的广泛研究的结果,基于以下发现完成本发明:以下机油组合物可显示出优良的省燃费效果同时维持油膜强度,所述机油组合物包含与以机油组合物的总质量基准为至少4质量%以上的量的作为粘度指数改进剂的星型聚合物共混的、具有特定性质的润滑油基础油,从而调整在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(hightemperaturehighshearviscosity,HTHS粘度)对在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度的比。
即,本发明涉及包含饱和成分含量为70质量%以上和粘度指数为90以上的润滑油基础油、和以机油组合物的总质量基准为至少4质量%以上的量的作为粘度指数改进剂的星型聚合物的机油组合物,所述机油组合物在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(B)对在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(A)的比(B/A)为0.85以下。
本发明还涉及其中在1×106/s剪切速度和150℃下的高温高剪切粘度为2.6mPa·s以上的前述机油组合物。
本发明还涉及其中基础油具有3.5至5.0mm2/s的100℃运动粘度的前述机油组合物。
此外,本发明还涉及用于柴油机的前述机油组合物。
发明的效果
本发明提供具有优良的省燃费性的机油组合物。
具体实施方式
以下将详细描述本发明。
本发明的机油组合物的特征在于:在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(B)对在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(A)的比(B/A)为0.85以下。
本发明通过将B/A比调整至0.85以下来提供高度省燃费机油组合物。B/A比优选0.82以下,更优选0.80以下。同时,对下限没有特别限制,然而,其优选0.60以上,更优选0.70以上。大于0.85的B/A比不是优选的,这是因为劣化燃费。
在本发明的机油组合物中,在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(A)通常为6.0至6.8mPa·s,优选6.3至6.6mPa·s。
在1×106/s剪切速度和150℃下的高温高剪切粘度为根据ASTMD4683-10测量的值。
在本发明的机油组合物中,在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(B)通常为4.7至5.3mPa·s,优选4.8至5.2mPa·s。
在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度为使用由PCSInstruments制造的USV粘度计测量的值。
在本发明的机油组合物中,在1×106/s剪切速度和150℃下的高温高剪切粘度优选2.6mPa·s以上,更优选2.7mPa·s以上,更优选2.9mPa·s以上。如果在1×106/s剪切速度和150℃下的高温高剪切粘度低于2.6mPa·s,由于油膜形成不充分将增加摩擦,可能导致省燃费性的劣化。
本发明的机油组合物的基础油为饱和成分含量为70质量%以上和粘度指数为90以上的润滑油基础油。
饱和成分含量优选80质量%以上,更优选90质量%以上,更优选95质量%以上,最优选99质量%以上。如果饱和成分含量小于70质量%,所得机油组合物在高温高剪切润滑条件下使用的氧化稳定性不充分,并且粘度-温度特性差,导致无法显示出本发明预期的性质。
此处提到的饱和成分含量为根据ASTMD2007-11测量的值(单位:质量%)。
本发明中,基础油的%CP优选60以上,更优选70以上。此处提到的%CP表示根据ASTMD3238测量的值。
润滑油基础油的粘度指数优选90以上,更优选100以上,更优选120以上。同时,粘度指数优选160以下。如果粘度指数小于90,所得机油组合物不仅将劣化粘度-温度特性、热/氧化稳定性和耐挥发性,而且可能增加摩擦系数并劣化耐磨耗性。粘度指数超过160,所得机油组合物将可能劣化低温粘度特性。
此处提到的粘度指数表示根据JISK2283-1993测量的粘度指数。
本发明的机油组合物的基础油的实例包括矿物油系基础油和合成系基础油。所述油可单独或组合使用。
矿物油系基础油的实例包括:将原油的常压蒸馏和/或减压蒸馏生产的润滑油馏分进行选自溶剂脱沥青、溶剂抽提、加氢裂化(hydrocracking)、加氢异构化(hydroisomerizing)、溶剂脱蜡、催化脱蜡、氢化精制(hydrorefining)、硫酸处理(sulfuricacidtreatment)和粘土处理(claytreatment)的精制工序的任一种或任何组合而生产的链烷系矿物油系基础油;正链烷烃系基础油;和异链烷烃系基础油。
用于本发明的矿物油系基础油特别优选通过将常压蒸馏残油(atmosphericdistillationbottomoil)或从减压蒸馏装置中回收的润滑油馏分加氢裂化,并将所得产物或通过蒸馏从中回收的润滑油馏分进行脱蜡处理如溶剂脱蜡或催化脱蜡,任选地接着蒸馏而生产的加氢裂化基础油。所述基础油更优选进行催化脱蜡的矿物油。
矿物油系基础油的倾点优选-15℃以下,更优选-17.5℃以下,更优选-20℃以下。矿物油系基础油的倾点优选高于-35℃,更优选-30℃以上,更优选-25℃以上。这是因为如果倾点高于-15℃则所得机油组合物将劣化低温下的性质并且如果倾点在-35℃以下则所得机油组合物无法获得充分的粘度指数。此处提到的倾点表示根据JISK2269-1987测量的倾点。
矿物油系基础油的NOACK值优选15质量%以下。此处提到的NOACK蒸发损失表示根据ASTMD5800-95测量的蒸发损失量。
对矿物油系基础油的硫含量没有特别限制,然而,出于进一步提高热/氧化稳定性和减少硫含量的目的,其优选100质量ppm以下,更优选50质量ppm以下,更优选10质量ppm以下,特别优选5质量ppm以下。此处提到的硫含量表示根据JIS5S-38-2003测量的值。
对矿物油系基础油的芳族含量没有特别限制,然而,出于进一步提高热/氧化稳定性和减少硫含量的目的,其优选30质量%以下,更优选10质量%以下,更优选2质量%以下,特别优选0.5质量%以下。
如果芳族含量超过30质量%,所得机油组合物在高温高剪切润滑条件下使用的氧化稳定性不充分,并且粘度-温度特性差,导致无法显示出本发明预期的性质。
合成系基础油的实例包括:聚-α-烯烃及其加氢化合物;异丁烯低聚物及其加氢化合物;异链烷烃;烷基苯;烷基萘;二酯如二(十三烷基)戊二酸酯(ditridecylglutarate)、己二酸二-2-乙基己酯、己二酸二异癸酯、二(十三烷基)己二酸酯(ditridecyladipate)和癸二酸二-2-乙基己酯;多元醇酯如三羟甲基丙烷辛酸酯(trimethylolpropanecaprylate)、三羟甲基丙烷壬酸酯(trimethylolpropanepelargonate)、季戊四醇2-乙基己酸酯(pentaerythritol2-ethylhexanoate)、和季戊四醇壬酸酯(pentaerythritolpelargonate);聚氧亚烷基二醇(polyoxyalkyleneglycol);二烷基二苯基醚;和聚苯醚。优选的合成系润滑油基础油为聚-α-烯烃。聚-α-烯烃的典型实例包括具有2-32个、优选6-16个碳原子的α-烯烃的低聚物或共低聚物,如1-辛烯低聚物、癸烯低聚物、乙烯-丙烯共低聚物,及其加氢化合物。
润滑油基础油的100℃运动粘度优选1mm2/s以上,更优选2mm2/s以上,更优选3mm2/s以上,特别优选3.5mm2/s以上。同时,润滑油基础油的100℃运动粘度优选10mm2/s以下,更优选5mm2/s以下。如果100℃运动粘度超过10mm2/s,所得机油组合物将劣化低温粘度特性因此无法获得充分的省燃费性。如果100℃运动粘度低于1mm2/s,所得机油组合物归因于其在润滑位点的不充分的油膜形成而润滑性差且蒸发损失大。
此处提到的100℃运动粘度表示根据ASTMD-445测量的100℃运动粘度。
润滑油基础油的40℃运动粘度优选8mm2/s以上,更优选10mm2/s以上,更优选12mm2/s以上。同时,润滑油基础油的40℃运动粘度优选45mm2/s以下,更优选40mm2/s以下,更优选36mm2/s以下。如果40℃运动粘度低于8mm2/s,所得机油组合物将劣化低温粘度特性因此无法获得充分的省燃费性。如果40℃运动粘度超过45mm2/s,所得机油组合物将劣化低温粘度特性因此无法获得充分的省燃费性。
此处提到的40℃运动粘度表示根据ASTMD-445测量的40℃运动粘度。
本发明的机油组合物必要地以由机油组合物的总质量基准为至少4质量%以上的量包含作为粘度指数改进剂的星型聚合物。
星型聚合物为机油组合物领域中公知的化合物。此类化合物和该化合物的制备方法记载在许多文献和专利中(例如,美国专利4116917、4141847、4346193和4409120)。
用作与本发明的机油组合物共混的适当的粘度指数改进剂的星型聚合物优选包含在其核部的多烯基化合物、和含加氢聚合二烯的至少4个以上臂(arm)的星型聚合物。更优选具有5个以上的臂的那些,并且更优选具有6个以上的臂的那些。星型聚合物优选包含15个以下的臂,更优选10个以下的臂。
如果臂数少于4,所得机油组合物的剪切稳定性不充分,并且无法保持本来必要的粘度,这是因为粘度随使用组合物期间的时间而降低。如果臂数超过15,所得机油组合物进行高剪切时的粘度降低不充分,因此将无法保持本发明预期的省燃费性。
构成星型聚合物的核的多烯基化合物优选二乙烯基苯或聚乙烯基脂族化合物,更优选二乙烯基苯。构成聚合物臂的二烯优选丁二烯或异戊二烯,更优选在臂的末端具有苯乙烯结构。苯乙烯含量优选2摩尔%以上,更优选3摩尔%以上。苯乙烯含量优选10摩尔%以下,更优选7摩尔%以下。如果苯乙烯含量为2摩尔%以下,所得机油组合物将无法获得充分的高温剪切粘度降低。如果苯乙烯含量大于10摩尔%,星型聚合物将无法获得在基础油中的充分的溶解性。
考虑到剪切稳定性必要地选择星型聚合物的分子量。具体地,星型聚合物的重均分子量优选10,000至1,000,000,更优选100,000至800,000,更优选300,000至600,000。
星型聚合物的PSSI(永久剪切稳定性指数)优选45以下,更优选40以下。如果PSSI超过45,所得组合物将劣化剪切稳定性因此需要提高初期的运动粘度,可能导致劣化省燃费性。如果PSSI小于1,当其溶解在润滑油基础油中时粘度指数改进剂对粘度指数的提高不太有效,因此所得组合物将不仅省燃费性和低温粘度特性差,而且增加生产成本。
本发明的机油组合物中的星型聚合物的含量必须为至少4质量%以上,优选5质量%以上,以机油组合物的总质量为基准。同时,该含量优选20质量%以下,更优选15质量%以下,更优选10质量%以下。如果该含量小于4质量%,所得机油组合物将不能够在保持在100℃和1×106/s剪切速度下的高温高剪切粘度更高的同时降低在100℃和1×107/s剪切速度下的高温高剪切粘度。如果该含量超过20质量%,所得机油组合物将劣化剪切稳定性。
本发明中,根据润滑油基础油的特性和粘度指数改进剂即星型聚合物的特性来调整星型聚合物的含量,从而易于制备其中在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(B)对在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(A)的比(B/A)为0.85以下的机油组合物。
可选地,本发明的机油组合物可包含与用作粘度指数改进剂的星型聚合物一起的常规粘度指数改进剂。
粘度指数改进剂的具体实例包括非分散型粘度指数改进剂如选自各种甲基丙烯酸酯或其加氢化合物的一种以上的单体的共聚物;分散型粘度指数改进剂如进一步包含氮化合物的各种甲基丙烯酸酯的共聚物;和非分散型或分散型乙烯-α-烯烃共聚物(其中α-烯烃可为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二碳烯)或其加氢化合物;聚异丁烯或其加氢化合物;苯乙烯-二烯共聚物的加氢化合物(二烯可为丁二烯或异戊二烯);苯乙烯-马来酸酐酯共聚物;和聚烷基苯乙烯。
这些粘度指数改进剂中,考虑到剪切稳定性,优选乙烯-α-烯烃共聚物及其加氢化合物。
当常规粘度指数改进剂和星型聚合物一起与本发明的机油组合物共混时,常规粘度指数改进剂的含量优选10质量%以下,更优选5质量%以下,更优选3质量%以下,以机油组合物的总质量为基准。
优选地,本发明的机油组合物包含金属系清洁剂。
金属系清洁剂的实例包括碱金属/碱土金属磺酸盐的正盐或碱式盐、碱金属/碱土金属酚盐的正盐或碱式盐、和碱金属/碱土金属水杨酸盐的正盐或碱式盐。碱金属的实例包括钠和钾。碱土金属的实例包括镁、钙和钡。优选镁和钙。特别优选钙。
尽管碱土金属系清洁剂的总碱值为任意的,但一般为0mgKOH/g至500mgKOH/g,优选150mgKOH/g至450mgKOH/g。
此处使用的术语"总碱值"表示根据JISK2501"石油制品及润滑油-中和值测定法(Petroleumproductsandlubricants-Determinationofneutralizationnumber)"的第7部分的高氯酸电位滴定法测量的总碱值。
碱金属或碱土金属磺酸盐的实例包括由具有100-1,500、优选200-700的分子量的烷基芳族化合物磺化生产的烷基芳族磺酸的碱金属盐或碱土金属盐。烷基芳族磺酸的具体实例包括石油磺酸和合成磺酸。
本发明的机油组合物以碱值优选0.01mgKOH/g以上、更优选0.02mgKOH/g以上、或优选2mgKOH/g以下、更优选1mgKOH/g以下、更优选0.5mgKOH/g以下的量,包含具有碱值优选50mgKOH/g以下、更优选30mgKOH/g以下、更优选20mgKOH/g以下、或优选5mgKOH/g以上、更优选10mgKOH/g以上的碱式(低碱式)磺酸盐。如果碱值小于0.01mgKOH/g,本发明的机油组合物所需的曲轴箱(crankcase)的清洁性将不充分。如果碱值超过2mgKOH/g,将不会提高效果。
碱金属/碱土金属酚盐的实例包括具有至少一个有4-30个、优选6-18个碳原子的直链状或分支状烷基的烷基酚、由烷基酚与硫反应生成的烷基酚硫化物、或由烷基酚与甲醛反应生成的烷基酚的曼尼希反应产物的碱金属/碱土金属盐。
本发明的机油组合物以碱值优选0.3mgKOH/g以上、更优选0.7mgKOH/g以上、更优选1mgKOH/g以上、或优选5mgKOH/g以下、更优选3mgKOH/g以下、更优选2mgKOH/g以下的量,包含具有碱值优选150mgKOH/g以上、更优选200mgKOH/g以上、更优选250mgKOH/g以上、或优选350mgKOH/g以下的过碱式酚盐。如果碱值小于0.3mgKOH/g,所得机油组合物在本发明机油组合物所需的氧化稳定性方面将不充分。如果碱值超过5mgKOH/g,将不会提高效果。
碱金属/碱土金属水杨酸盐的具体实例包括具有至少一个有4-30个、优选6-18个碳原子的直链状或分支状烷基的烷基水杨酸的碱金属/碱土金属盐。
本发明的机油组合物以碱值优选2mgKOH/g以上、更优选3mgKOH/g以上、或优选10mgKOH/g以下、更优选7mgKOH/g以下、更优选5mgKOH/g以下的量,包含具有碱值优选150mgKOH/g以上、更优选200mgKOH/g以上、更优选250mgKOH/g以上、最优选300mgKOH/g以上、或优选350mgKOH/g以下的过碱式水杨酸盐。如果碱值小于2mgKOH/g,机油组合物在本发明机油组合物所需的氧化稳定性方面将不充分。如果碱值超过10mgKOH/g,灰分量将太多,导致燃烧室沉积量增加。
上述碱金属/碱土金属磺酸盐、碱金属/碱土金属酚盐、和碱金属/碱土金属水杨酸盐不仅包括中式盐(正盐),还包括碱式盐和过碱式盐(超碱式盐)。
本发明中,上述过碱式磺酸盐、过碱式水杨酸盐和碱式(低碱式)磺酸盐优选在碱值的上述范围内组合使用。最优选地,在上述范围内组合使用上述三种金属系清洁剂。借此,所得机油组合物可以良好平衡的方式实现机油所需的清洁性和省燃费性。
当本发明的机油组合物包含金属系清洁剂时,其含量优选500质量ppm以上,更优选800质量ppm以上,更优选1000质量ppm以上,以组合物的总质量为基准由金属换算。该含量优选3500质量ppm以下,更优选3000质量ppm以下,更优选2600质量ppm以下。如果该含量小于500质量ppm,所得机油组合物将无法充分显示出碱值维持性或高温清洁性。同时,如果该含量超过2600质量ppm,所得机油组合物将增加硫酸灰分量,并且促进被堵塞的废气后处理装置的过滤。
本发明的机油组合物优选包含无灰分散剂。
无灰分散剂的实例包括每个分子中具有至少一个有40-400个碳原子的直链状或支化状烷基或烯基的含氮化合物或其衍生物,和烯基琥珀酰亚胺的改性产物。选自这些无灰分散剂的任何一种或多种可共混在本发明的机油组合物中。
无灰分散剂的烷基或烯基的碳数优选40-400,更优选60-350。如果烷基或烯基的碳数少于40,无灰分散剂将趋于劣化在润滑油基础油中的溶解性。然而,如果烷基或烯基的碳数大于400,所得机油组合物将劣化低温流动性。烷基或烯基可为直链状或支化状,但优选源于如丙烯、1-丁烯或异丁烯等的烯烃的低聚物或者乙烯和丙烯的共低聚物的支化状烷基或烯基。
琥珀酰亚胺包括其中将琥珀酸酐添加至聚胺的一端的单型琥珀酰亚胺(mono-typesuccinimide)、和其中将琥珀酸酐添加至聚胺的两端的双型琥珀酰亚胺。
本发明的机油组合物可包含单型琥珀酰亚胺和双型琥珀酰亚胺之一或二者。
无灰分散剂可为苄胺。苄胺的优选实例包括由式(1)表示的化合物:
R1-Ph-CH2NH-(CH2CH2NH)p-H(1)
式(1)中,R1为具有40-400个碳原子的烷基或烯基、优选具有60-350个碳原子的烷基或烯基,Ph为亚苯基,和p为1-5、优选2-4的整数。
前述聚胺的具体实例包括由式(2)表示的化合物:
R2-NH-(CH2CH2NH)q-H(2)
式(2)中,R2为具有40-400个碳原子的烷基或烯基、优选具有60-350个碳原子的烷基或烯基,和q为1-5、优选2-4的整数。
其它衍生物的具体实例包括有机酸改性化合物,其通过任何上述含氮化合物进行与具有1-30个碳原子的一元羧酸(脂肪酸等)、具有2-30个碳原子的多元羧酸如草酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸和均苯四酸,或者含氧化合物如羟基(聚)亚烷基碳酸酯(hydroxy(poly)alkylenecarbonate)进行反应以中和或酰胺化全部或部分的剩余氨基和/或亚氨基来生产;和硫改性化合物,其通过任何上述含氮化合物与硫化合物反应来生产。可选地,还可使用硼改性化合物。
硼化无灰分散剂通过将用于润滑油的无灰分散剂硼化来生产。硼化通常通过使上述含氮化合物与硼酸反应以中和全部或部分的剩余氨基和/或亚氨基来进行。
硼化琥珀酰亚胺(boronatedsuccinimide)的生产方法的实例为在日本专利申请特公昭42-8013号公报、特公昭42-8014号公报,和日本专利申请特开昭51-52381号公报、特开昭51-130408号公报中公开的那些。更具体地,硼化琥珀酰亚胺可通过将聚胺和聚丁烯基琥珀酸(酐)与硼化合物如硼酸、硼酸酯或硼酸盐在包括醇类的溶剂、有机溶剂如己烷或二甲苯、或轻质润滑油基础油中混合,并在适当条件下加热混合物来生产。按这种方式生产的硼改性的(boron-modified)琥珀酰亚胺的硼含量通常为0.1-4.0质量%。
当本发明的机油组合物包含无灰分散剂时,其含量优选0.1至20质量%,更优选1至10质量%,以机油组合物的总质量为基准。如果无灰分散剂的含量小于0.1质量%,所得组合物的减少摩擦的改进效果将不充分。同时,如果该含量超过20质量%,所得机油组合物将大幅地劣化低温流动性。
在使用含硼无灰分散剂如上述含硼琥珀酰亚胺的情况下,其硼含量为0.01质量%以上,优选0.02质量%以上,更优选0.025质量%,和0.15质量%以下,优选0.1质量%以下,特别优选0.05质量%以下,以组合物的总质量为基准。
本发明的机油组合物优选包含含硼琥珀酰亚胺和无硼琥珀酰亚胺作为无灰分散剂。硼化琥珀酰亚胺与非硼化琥珀酰亚胺的比优选0.1以上,更优选0.2以上,更优选0.3以上。该比优选0.6以下,更优选0.5以下,更优选0.4以下。如果该比小于0.1,硼化琥珀酰亚胺的耐热性和耐磨耗性将不充分。如果该比超过0.6,清洁性将不充分。
本发明的机油组合物优选包含抗氧化剂。
该抗氧化剂可为通常用于润滑油的任何抗氧化剂如无灰系抗氧化剂例如酚系抗氧化剂和胺系抗氧化剂,和有机金属系抗氧化剂。无灰系抗氧化剂的添加可进一步提高本发明的机油组合物的抗氧化性质,并且还可提高与本发明的组合物的含铅金属的防腐性或耐磨耗性、和碱值维持性有关的抑制性质。
酚系抗氧化剂的实例包括4,4'-亚甲基双(2,6-二-叔丁基苯酚)、4,4'-双(2,6-二-叔丁基苯酚)、4,4'-双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-丁叉基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-亚丙叉基双(2,6-二-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-壬基苯酚)、2,2'-异丁叉基双(4,6-二甲基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二-叔-α-二甲氨基对甲苯酚(2,6-di-tert-α-dimethylamino-p-cresol)、2,6-二-叔丁基-4(N,N'-二甲氨基甲基苯酚)、4,4'-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、双(3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苄基)硫化物、双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)硫化物、2,2'-硫代-二亚乙基双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、十三烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯](pentaerythrityl-tetraquis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate])、辛基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、和3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基-取代脂肪酸酯。可使用这些化合物的两种以上。
胺系抗氧化剂的实例包括芳族胺系抗氧化剂如苯基-α-萘胺、烷基苯基-α-萘胺、和二烷基二苯基胺。也可使用这些化合物的两种以上的混合物。
可单独使用上述酚系抗氧化剂或胺系抗氧化剂,但优选组合使用。胺系抗氧化剂相对于酚系抗氧化剂和胺系抗氧化剂的总质量的比优选0.1以上,更优选0.2以上,更优选0.4以上。该比更优选0.8以下,更优选0.6以下。
如果必要的话,为了进一步提高组合物的各种性质,本发明的机油组合物可单独或组合地共混有除上述添加剂以外的各种添加剂如摩擦调整剂、耐磨耗剂(或极压添加剂)、腐蚀抑制剂、防锈剂、反乳化剂、金属减活剂(metaldeactivator)、降凝剂(pourpointdepressant)、橡胶膨润剂(rubberswellingagent)、消泡剂和着色剂。
摩擦调整剂的实例包括有机钼化合物和无灰摩擦调整剂。
有机钼化合物的实例包括含硫有机钼化合物如二硫代氨基甲酸钼和二硫代磷酸钼,钼化合物和含硫有机化合物的复合物,和如硫化钼和硫化钼酸等含硫钼化合物和烯基琥珀酰亚胺的复合物。
有机钼化合物可为不包含硫作为构成元素的有机钼化合物。不包含硫作为构成元素的有机钼化合物的具体实例包括如钼-胺复合物和钼-琥珀酰亚胺钼等钼化合物与无硫有机化合物的复合物、有机酸的钼盐、和醇的钼盐。其中,优选钼-胺复合物、有机酸的钼盐、和醇的钼盐。
当使用有机钼化合物时,对其含量没有特别限制,然而,其优选50质量ppm以上,更优选100质量ppm以上,特别优选300质量ppm以上,以组合物的总质量为基准由钼换算。同时,该含量优选2000质量ppm以下,更优选1000质量ppm以下,特别优选800质量ppm以下。如果该含量小于50质量ppm,所得润滑油组合物的热/氧化稳定性趋于不充分,且特别地无法长期维持清洁性。如果该含量超过2000质量ppm,所得组合物将无法显示出与含量平衡的有利效果且贮藏稳定性差。
无灰摩擦调整剂可为通常用作润滑油用摩擦调整剂的任何化合物。无灰摩擦调整剂的实例包括无灰摩擦调整剂如胺化合物、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪酸、脂族醇和脂族醚,其各自每个分子具有至少一个有6-30个碳原子的烷基或烯基,特别是有6-30个碳原子的直链烷基或烯基。可选实例包括国际公开第2005/037967号小册子中示例的各种无灰摩擦调整剂。
当使用无灰摩擦调整剂时,对其含量没有特别限制,然而,其优选0.01质量%以上,更优选0.1质量%以上,特别优选0.3质量%以上,以组合物的总质量为基准。同时,该含量优选3质量%以下,更优选2质量%以下,特别优选1质量%以下。如果该含量小于0.01质量%,所得机油组合物由于无灰摩擦调整剂的添加而摩擦减少效果不充分。如果该含量超过3质量%,将可能抑制添加剂的效果并且将可能劣化添加剂的溶解性。
耐磨耗剂(或极压添加剂)可为用于润滑油的任何耐磨耗剂或极压添加剂。例如,可使用硫系、磷系和硫-磷系极压添加剂。
本发明中,烷基二硫代磷酸锌是有效的。烷基可为具有3-12个碳原子的那些。本发明中,出于保持极压性和氧化稳定性的平衡的目的,优选具有伯烷基和仲烷基的烷基二硫代磷酸锌。伯烷基和仲烷基的比优选0.3以上,更优选0.5以上,更优选0.55以上。该比优选0.8以下,更优选0.7以下。如果该比小于0.3,所得机油组合物将可能缺乏氧化稳定性。如果该比超过0.8,所得机油组合物将可能缺乏极压性。伯烷基和仲烷基可组合使用在同一烷基二硫代磷酸锌内或混合在不同的烷基二硫化磷酸锌中。
烷基二硫化磷酸锌的含量优选0.02质量%以上,更优选0.05质量%以上,更优选0.08质量%以上,以机油组合物的总质量为基准按磷换算。该含量优选0.2质量%以下,更优选0.15质量%以下,更优选0.12质量%以下。如果该含量小于0.02质量%,将无法获得充分的极压性。如果该含量超过0.2质量%,将不利地影响废气后处理装置。
腐蚀抑制剂的实例包括苯并三唑系、甲苯基三唑系(tolyltriazole-)、噻二唑系和咪唑系化合物。
防锈剂的实例包括石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、烯基琥珀酸酯、和多元醇酯。
反乳化剂的实例包括聚亚烷基二醇(polyalkyleneglycol)系非离子表面活性剂如聚氧乙烯烷基醚(polyoxyethylenealkylethers)、聚氧乙烯烷基苯基醚(polyoxyethylenealkylphenylethers),和聚氧乙烯烷基萘基醚(polyoxyethylenealkylnaphthylethers)。
金属减活剂的实例包括咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻二唑(alkylthiadiazoles)、巯基苯并噻唑、苯并三唑及其衍生物、1,3,4-噻二唑聚硫化物(1,3,4-thiadiazolepolysulfide)、1,3,4-噻并二唑基-2,5-双二烷基二硫代氨基甲酸酯(1,3,4-thiadiazolyl-2,5-bisdialkyldithiocarbamate)、2-(烷基二硫代)苯并咪唑(2-(alkyldithio)benzoimidazole),和β-(邻羧基苄基硫代)丙腈(β-(o-carboxybenzylthio)propionitrile)。
消泡剂的实例包括具有25℃运动粘度为1000mm2/s至100,000mm2/s的硅油、烯基琥珀酸衍生物、多羟基脂族醇和长链脂肪酸的酯、甲基水杨酸和邻羟基苄基醇的芳族胺盐。
当这些添加剂包含于机油组合物时,消泡剂的含量优选0.0001至0.01质量%和其它添加剂的含量优选0.01至10质量%,以机油组合物的总质量为基准。
本发明的机油组合物的粘度指数优选140以上,更优选150以上,更优选160以上。如果粘度指数小于140,所得机油组合物将不能够显示出低温时充分的省燃费性。
本发明的机油组合物的100℃运动粘度优选5.6mm2/s以上,更优选9.3mm2/s以上,并优选12.5mm2/s以下,更优选11.5mm2/s以下。如果100℃运动粘度超过12.5mm2/s,无法获得省燃费效果。如果100℃运动粘度小于5.6mm2/s,发动机的液压不会达到预定压力并且将缺乏机油组合物的供给,可能引起咬合。
本发明的机油组合物可适用于各种发动机因此没有特别限制,但优选用于柴油机。
实施例
下文中,经由以下实施例和比较例将更详细地描述本发明,其不应当解释为限制本发明的范围。
(评价方法)
在65℃油温、和2520rpm或3020rpm转数下使用2L级发动机进行空转试验(motoringtest)来评价摩擦减少效果。
(实施例1和2,比较例1至3)
使用具有如表1所示的性质的基础油通过以表2所示的量共混粘度指数改进剂和其它添加剂来制备各种机油组合物。其它添加剂的性质如表3所示。
表2示出各机油的组成和性质以及评价结果。
由表2所示的结果清楚得知,其中B/A比分别为0.78和0.79的实施例1和2的机油可期望为省燃费性优良,因为与5W-30相比由空转试验评价的转矩降低率为3.0-3.6%。同时其中B/A比为0.88至0.94的比较例1至3的机油,与5W-30相比由空转试验评价的转矩降低率为1.9-2.3%,因此无法获得如实施例1和2获得的那些的优良的转矩降低效果。
[表1]
[表2]
基础油通过包括催化脱蜡工序的加氢裂化工序生产的基础油
(关于性质参见表1)
VM-A包含二乙烯基苯作为核的星型聚合物
臂为异戊二烯,其末端具有苯乙烯结构
相对于聚合物的苯乙烯含量为5摩尔%
苯乙烯含量通过14CNMR来测量
有效浓度为15%,重均分子量:430,000PSSI=25
VM-BPSSI=25、PSSI=35的OCP的混合物
VM-C非分散型聚甲基丙烯酸酯,重均分子量:450,000,PSSI:5
VM-D非分散型聚甲基丙烯酸酯,重均分子量:430,000,PSSI:5
VM-E非分散型聚甲基丙烯酸酯,重均分子量:380,000,PSSI:25
其它添加剂参见表3
[表3]
Claims (4)
1.一种机油组合物,其包含饱和成分含量为70质量%以上和粘度指数为90以上的润滑油基础油、和以所述机油组合物的总质量基准为至少4质量%以上的量的作为粘度指数改进剂的星型聚合物,所述机油组合物在1×107/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(B)对在1×106/s剪切速度和100℃下的高温高剪切粘度(A)的比(B/A)为0.85以下。
2.根据权利要求1所述的机油组合物,其中在1×106/s剪切速度和150℃下的高温高剪切粘度为2.6mPa·s以上。
3.根据权利要求1或2所述的机油组合物,其中所述基础油的100℃运动粘度为3.5至5.0mm2/s。
4.根据权利要求1至3任一项所述的机油组合物,其中所述机油组合物用于柴油机。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151125 |