CN105255551A - 一种耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，属于润滑油技术领域。步骤：将加氢基础油、高碱值磺酸钙、羟基亚乙基二膦酸、硫磷丁辛醇锌盐、二仲醇烷基二硫代磷酸锌、混合后加热，得到第一混合物；在第一混合物中，再加入分散剂、增粘剂、消泡剂、降凝剂，升温后搅拌，得到第二混合物；在第二混合物中，再加入烯基丁二酸、苯并三氮唑、2,6～叔丁基对甲酚、二甲基锡、硅油、聚乙烯醇，升温后搅拌，即得润滑油。本发明的润滑油中的加氢基础油的抗氧化能力强，含硫化物、氯化物等非烃类组分低，具有倾点低、闪点高的优点；烯基丁二酸能有效的降低运动部件间的摩擦系数，在运动部件表面形成的保护膜，还可以防止抗氧化剂的降解。
Description
技术领域
本发明公开一种耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，属于润滑油技术领域。
背景技术
任何运动零件的工作表面，即使经过极为精密的机械加工，仍不可能避免存在粗糙度，在相对运动中必然产生机械摩擦消耗一定功率，同时引起发热和磨损。为了减少磨损和消耗功率，在两个零件工作表面之间加入使其完全隔开，即处于完全的液体摩擦状态时，功率和摩损就大为降低。内燃机用润滑油的作用主要包括有：1．润滑作用：在机油泵不断将清洁机油输送到发动机各运动零件工作表面，形成一层薄的润滑油膜，用液体摩擦代替各零件干摩擦，减少零部件磨损和功率消耗。2.清洗作用：在发动机高速工作中，会有因为机械磨损产生的金属微粒，吸入空气的尘土颗粒以及气缸燃烧出现的积碳等，经过润滑油的流动可将这些有害物质从各工作表面冲洗下来，沉寂在油底壳内，从而达到减少零件磨损的目的。3.冷却作用：由于气缸内高速燃烧和各零部件互相摩擦，会产生较高的温度，润滑油在工作表面流动时会带走部分热量，保证发动机正常运转。4.密封作用：主要是针对活塞和气缸，活塞环和活塞环槽，包括环与环之间，由于各机械配合都有一定的配合间隙以及几何偏差，会影响到活塞与气缸运动的密封，而润滑油能填充到各配合间隙和空隙，能够保证气缸的正常工作压力。5.防锈作用：运动零件工作表面由于有润滑油的存在，就可防止空气、水蒸气、腐蚀性气体及氧化性物的锈蚀。
内燃机油在十分苛刻的条件下工作，一般汽车发动机每小时机油循环可达100多次，在飞溅和循环中，机油与金属及空气接触，造成在金属不断催化下氧化变质，特别与180～300℃高温气缸壁等零件接触的条件下接触，氧化变质更加剧烈，再加上曲轴箱内燃料废气以及灰尘、金属磨屑、积碳对机油的污染，对它的润滑、清洁、密封、冷却等作用提出很高的挑战。尤其现代高性能发动机，热、机械负荷很高，而且在节能、减排、环保有了巨大的科技进步，对油润滑油的高性能、高要求更为突出。内燃机油的性能指标主要包括：粘度、粘温性及剪切安定性；低温粘度和低温泵送性；起泡性；氧化安定性、防腐性等。
CN104804824A公开了种抗极压的内燃机润滑油，其由以下重量份数的原料制成：枸橼酸甲酯6～11份，十二烷基苯磺酸钠2～6份，三甲基辛烷7～9份，二硫化钼2～5份，烷基苯磺酸钙3～8份，硼酸钠4～10份，基础油15～23份，环氧酚醛1～4份，乙二酸2～6份，磺酸镁1～3份，丙二醇甲醚醋酸酯4～10份，异辛酸锌2～6份，双季戊四醇酯7～10份，氯化钠2～4份，该润滑油具有清洗性，能够洗涤内燃机的杂质。CN103725372A公开了一种内燃机润滑油组合物，包括：A>低碱值清净剂，占组合物总质量的0.1～5.0%；所述低碱值清净剂的制备方法包括：将有机硫膦酸、碱金属和/或碱土金属的氧化物、水、烷基水杨酸与无机酸和/或芳基羧酸促进剂同时或先后发生皂化反应，收集产物；B>高碱值清净剂，占组合物总质量的0.1～6.0%；C>分散剂，占组合物总质量的0.1～6.0%；D>抗氧化剂，占组合物总质量的0.1～2.0%；E>油性剂，占组合物总质量的0.01～5.0%；F>润滑基础油，构成组合物的主要成分，该润滑油具有够减少低温油泥的产生。
但是上述的内燃机润滑油在使用的过程中存在着润滑油容易被氧化的问题。
发明内容
本发明的目的是：解决用于内燃机的润滑油存在的容易被氧化的问题。
技术方案：
一种耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，将加氢基础油100～150份、高碱值磺酸钙4～7份、羟基亚乙基二膦酸3～6份、硫磷丁辛醇锌盐2～3份、二仲醇烷基二硫代磷酸锌1～2份、混合后加热，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入分散剂1～3份、增粘剂1～3份、消泡剂1～2份、降凝剂1～3份，升温后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入烯基丁二酸2～5份、苯并三氮唑2～3份、2,6～叔丁基对甲酚1～2份、二甲基锡1～3份、硅油3～5份、聚乙烯醇4～6份，升温后搅拌，即得润滑油。
所述的加氢基础油选自二类加氢基础油500SN、二类加氢基础油500N、三类加氢基础油500SN或者三类加氢基础油500N中的一种或者几种的混合。
所述的高碱值磺酸钙的碱值大于300mgKOH/g。
所述的高碱值磺酸钙的碱值在300～400mgKOH/g之间的烷基苯磺酸钙，所述的烷基苯磺酸钙是碳原子数为C12～C30之间直链或支链烷基的磺酸钙盐。
所述的第1步中，加热温度是50℃～60℃。
所述的第2步中，升热温度是60℃～70℃。
所述的第2步中，升热温度是50℃～60℃。
所述分散剂选自单丁二酰亚胺或者双丁二酰亚胺中的一种或者两种的混合。
所述的增粘剂选自聚乙烯丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯或者聚异丁烯中的一种或多种的混合。
所述降凝剂选自聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和富马酸酯中的一种或多种的混合。
所述的消泡剂是磷酸三丁酯、磷酸三异丁酯、磷酸三乙酯中的一种或几种混合物。
有益效果
本发明的润滑油中的加氢基础油的抗氧化能力强，含硫化物、氯化物等非烃类组分低，具有倾点低、闪点高的优点；烯基丁二酸能有效的降低运动部件间的摩擦系数，在运动部件表面形成的保护膜，还可以防止抗氧化剂的降解，提高抗氧化性；高碱值合成磺酸钙能有效减少发动机上的高温沉积物，长期有效的保护发动机，避免机件的酸性腐蚀，并能延长换油期；并且，还能提高润滑油的碱值，以控制高温氧化后产生的酸值和酸化物，与其他物质具有协同性，提高润滑油的清净性、无灰性，提高润滑油的钙含量，从而抑制发动机燃烧后的一氧化碳的排放。硅油和聚乙烯醇具有优良的剪切稳定性、增稠能力、热稳定性，能显著的改善油品粘温性能，能有效改进润滑油的粘度指数。羟基亚乙基二膦酸具有极好的相容性，可以在润滑油中起到极强的抑制气泡生成的作用。
具体实施方式
实施例1
第1步、将二类加氢基础油500N100Kg、高碱值磺酸钙（碱值在320KOH/g的十八烷基苯磺酸钙）4Kg、羟基亚乙基二膦酸3Kg、硫磷丁辛醇锌盐2Kg、二仲醇烷基二硫代磷酸锌1Kg、混合后加热至50℃，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入单丁二酰亚胺1Kg、聚甲基丙烯酸酯1Kg、磷酸三乙酯1Kg、富马酸酯1Kg，升温至60℃后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入烯基丁二酸2Kg、苯并三氮唑2Kg、2,6～叔丁基对甲酚1Kg、二甲基锡1Kg、硅油3Kg、聚乙烯醇4Kg，升温至50℃后搅拌，即得润滑油。
实施例2
第1步、将二类加氢基础油500N150Kg、高碱值磺酸钙（碱值在320KOH/g的十八烷基苯磺酸钙）7Kg、羟基亚乙基二膦酸6Kg、硫磷丁辛醇锌盐3Kg、二仲醇烷基二硫代磷酸锌2Kg、混合后加热至60℃，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入单丁二酰亚胺3Kg、聚甲基丙烯酸酯3Kg、磷酸三乙酯2Kg、富马酸酯3Kg，升温至70℃后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入烯基丁二酸5Kg、苯并三氮唑3Kg、2,6～叔丁基对甲酚2Kg、二甲基锡3Kg、硅油5Kg、聚乙烯醇6Kg，升温至60℃后搅拌，即得润滑油。
实施例3
第1步、将二类加氢基础油500N120Kg、高碱值磺酸钙（碱值在320KOH/g的十八烷基苯磺酸钙）6Kg、羟基亚乙基二膦酸5Kg、硫磷丁辛醇锌盐2Kg、二仲醇烷基二硫代磷酸锌1Kg、混合后加热至55℃，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入单丁二酰亚胺2Kg、聚甲基丙烯酸酯2Kg、磷酸三乙酯2Kg、富马酸酯2Kg，升温至65℃后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入烯基丁二酸4Kg、苯并三氮唑3Kg、2,6～叔丁基对甲酚2Kg、二甲基锡2Kg、硅油4Kg、聚乙烯醇5Kg，升温至55℃后搅拌，即得润滑油。
对照例1
与实施例3的区别在于：未加入羟基亚乙基二膦酸。
第1步、将二类加氢基础油500N120Kg、高碱值磺酸钙（碱值在320KOH/g的十八烷基苯磺酸钙）6Kg、硫磷丁辛醇锌盐2Kg、二仲醇烷基二硫代磷酸锌1Kg、混合后加热至55℃，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入单丁二酰亚胺2Kg、聚甲基丙烯酸酯2Kg、磷酸三乙酯2Kg、富马酸酯2Kg，升温至65℃后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入烯基丁二酸4Kg、苯并三氮唑3Kg、2,6～叔丁基对甲酚2Kg、二甲基锡2Kg、硅油4Kg、聚乙烯醇5Kg，升温至55℃后搅拌，即得润滑油。
对照例2
与实施例3的区别在于：未加入烯基丁二酸。
第1步、将二类加氢基础油500N120Kg、高碱值磺酸钙（碱值在320KOH/g的十八烷基苯磺酸钙）6Kg、羟基亚乙基二膦酸5Kg、硫磷丁辛醇锌盐2Kg、二仲醇烷基二硫代磷酸锌1Kg、混合后加热至55℃，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入单丁二酰亚胺2Kg、聚甲基丙烯酸酯2Kg、磷酸三乙酯2Kg、富马酸酯2Kg，升温至65℃后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入苯并三氮唑3Kg、2,6～叔丁基对甲酚2Kg、二甲基锡2Kg、硅油4Kg、聚乙烯醇5Kg，升温至55℃后搅拌，即得润滑油。
性能试验：
评定高温清净性的方法是成漆和成焦板试验，该试验在L～1型板式成焦器或L～A型清净性试验仪上进行。L～1型板式成焦器的的油滴速度为1.0ml/min，成焦试验条件为：板温/油温=320℃/100℃，时间2小时，停/开时间=45秒/15秒，成漆试验条件为：板温/油温=300℃/150℃，时间2小时，连续进行。L～A型清净性试验仪的油滴速度为1.0ml/min，板温/油温=300℃/100℃，时间1小时，停/开时间=40秒/20秒。
评定抗氧化安定性的方法是PDSC试验，该试验是在TA5000DSC2910热分析仪上进行，试验条件：升温速度为100℃/min，恒温60min，3.5MPa。
抗磨损试验采用SH/T0189方法，即润滑油抗磨损性能测定法(四球机法)。
采用ASTMD5968(CBT)方法进行金属腐蚀试验。
从表中可以看出，本发明制备得到的内燃机润滑油具有较好的润滑性能，同时保持有较好的耐氧化性能；从实施例3和对照你1相比可以看出，通过加入羟基亚乙基二膦酸能够有效地提高润滑油的耐磨性能；从实施例3和对照例2相比可以看出，通过加入烯基丁二酸能够有效地防止抗氧化剂的降解，能够有效地提高耐氧化性能。
Claims (10)
1.一种耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，将加氢基础油100～150份、高碱值磺酸钙4～7份、羟基亚乙基二膦酸3～6份、硫磷丁辛醇锌盐2～3份、二仲醇烷基二硫代磷酸锌1～2份、混合后加热，得到第一混合物；
第2步、在第一混合物中，再加入分散剂1～3份、增粘剂1～3份、消泡剂1～2份、降凝剂1～3份，升温后搅拌，得到第二混合物；
第3步、在第二混合物中，再加入烯基丁二酸2～5份、苯并三氮唑2～3份、2,6～叔丁基对甲酚1～2份、二甲基锡1～3份、硅油3～5份、聚乙烯醇4～6份，升温后搅拌，即得润滑油。
2.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的加氢基础油选自二类加氢基础油500SN、二类加氢基础油500N、三类加氢基础油500SN或者三类加氢基础油500N中的一种或者几种的混合。
3.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的高碱值磺酸钙的碱值大于300mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的高碱值磺酸钙的碱值在300～400mgKOH/g之间的烷基苯磺酸钙，所述的烷基苯磺酸钙是碳原子数为C12～C30之间直链或支链烷基的磺酸钙盐。
5.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，加热温度是50℃～60℃。
6.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的第2步中，升热温度是60℃～70℃。
7.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的第2步中，升热温度是50℃～60℃。
8.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述分散剂选自单丁二酰亚胺或者双丁二酰亚胺中的一种或者两种的混合。
9.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述的增粘剂选自聚乙烯丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯或者聚异丁烯中的一种或多种的混合。
10.根据权利要求1所述的耐氧化的内燃机用润滑油的制备方法，其特征在于：所述降凝剂选自聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和富马酸酯中的一种或多种的混合；所述的消泡剂是磷酸三丁酯、磷酸三异丁酯、磷酸三乙酯中的一种或几种混合物。
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