CN105542922A - 一种超长换油里程的节能柴油机油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超长换油里程的节能柴油机油及其制备方法，所述超长换油里程的节能柴油机油由下述质量百分比的原料组成：柴机油复合剂10-18％、抗磨剂0.3-0.8％、抗氧剂0.5-1.5％、粘度指数改进剂3-8％、抗泡剂0.002-0.005％，余量为合成基础油。本发明具有良好的抗磨减摩性，氧化安定性和热稳定性，能有效延长换油周期；使用不含硫磷的抗磨剂有效提高抗磨减摩性的同时不会加速油品氧化；基础油中添加烷基多苄基甲苯，利用其与抗氧剂良好的复配作用，提高油品的抗氧性能，极大延长油品的使用周期，达到超长换油的目的。

Description

一种超长换油里程的节能柴油机油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，是一种超长换油里程的节能柴油机油及其制备方法。
背景技术
我国汽车工业从20世纪50年代发展至今，已成汽车生产和消费大国，据预测，到2020年我国汽车保有量将达到1.3亿，有望成为全球第一大汽车市场。随着汽车工业的发展，柴油机的综合性能也进一步提高，相应的要求改善柴油机油的性能。节能和延长换油周期是推动内燃机油更新换代的驱动力。这要求柴油机油具有良好的高温清净性、抗氧化性以及抗磨减摩性。全球范围环保法规完善和人们环保意识的提高，要求减少废油量，润滑油长寿命化已成为趋势，长换油里程的润滑油成为最重要的研究课题之一。
延长车用润滑油的使用寿命，是汽车厂商、润滑油以及润滑油相关厂商一致追求的目标。延长车用润滑油使用寿命对社会而言可以节约资源以及减少废弃机油的排放，节能环保；对个人而言可以延长保养周期节省时间和费用。
发动机运行时高负荷运转会导致发动机内的温度急剧升高，为润滑油的抗氧化性带来挑战。润滑油变质不能继续使用主要是因为受到润滑油氧化的影响，使润滑油衰败，降解变质，失去润滑作用，生成腐蚀性有机物和无机酸性化合物，腐蚀金属，加剧磨损。高温氧化物也是沉积物的主要单体来源，它使润滑油粘度增加，造成发动机供油不足，因此长效发动机油需要足够好的抗氧化性能。而单纯增加抗氧化剂的用量虽然可以推迟机油氧化时间，但这会增加三元触媒的负担，从而缩短使用寿命，因此提高发动机油抗氧化的能力应从选用抗氧化性能好的基础油和适量添加抗氧剂入手。
一种长效柴机油，除具有良好的抗氧性能外还应具有良好的抗磨性，而为解决柴机油的抗磨性，常在柴油机油中加入含有硫磷的物质，但含有硫磷的物质会在气缸反复运动中加速氧化，除失去抗磨性能外还会形成积碳和油泥，使机油的品质急剧下降，失去作用。
为解决硫磷抗磨剂高温易氧化的问题，专利CN103756761A添加纳米硼系添加剂，专利CN103351912A添加T362(十六烷基硼酸钙)，但是硼类物质的油溶性不好，在油品种的稳定性不佳，长时间放置易析出，影响使用效果，并且硼类物质易水解，如油品使用过程中混入水分，硼类物质极易水解，失去抗磨的作用。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种超长换油里程的节能柴油机油。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种超长换油里程的节能柴油机油的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种超长换油里程的节能柴油机油，由下述质量百分比的原料组成：柴机油复合剂10-18％、抗磨剂0.3-0.8％、抗氧剂0.5-1.5％、粘度指数改进剂3-8％、抗泡剂0.002-0.005％，余量为合成基础油。
优选地，所述柴机油复合剂由65-75wt％美国雅富顿(Afton)8799B柴油发动机油复合剂和25-35wt％美国雅富顿(Afton)8757B多功能补强剂组成。所述柴机油复合剂也可以由下述重量份的原料制备而成：硼化聚异丁烯丁二酰亚胺4-8份、烷基苯磺酸钙1-5份、硫化烷基酚钙0.5-1.5份，己二酸二正辛酯55-65份。
优选地，所述抗磨剂为钼胺络合物或氨基甲酸钼。
所述钼胺络合物可以为如下化学式的化合物：
其中，R为C8-20直链或支链烷基。
所述氨基甲酸钼为二异辛基二硫代氨基甲酸钼、N,N-二(2-乙基己基)二硫代三环氨基甲酸钼、N,N-二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸钼、N-环己基N-十三烷基二硫代氨基甲酸钼、N,N-二(十二)烷基二硫代氨基甲酸钼、N,N-二烷(芳基)二硫代氨基甲酸钼、N-苄基N-辛基二硫代氨基甲酸钼、N-辛基N-十八烷基硫代氨基甲酸钼中的一种或几种混合物。
优选地，所述抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂中一种或多种的混合物。
更优选地，所述抗氧剂由4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺组成，所述4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述粘度指数改进剂由40-60wt％氢化苯乙烯异戊二烯共聚物和40-60wt％乙丙共聚物组成。
氢化苯乙烯异戊二烯共聚物，采用专利申请号：201410115135.2中实施例1的方法制备，也可以采用市售的美国科腾公司的牌号为G1701D的氢化苯乙烯异戊二烯共聚物。
乙丙共聚物，CAS号：9010-79-1，采用大庆高新技术产业开发区林强油剂制品有限公司的型号为T614A的乙丙共聚物。
优选地，所述抗泡剂为硅油；更优选地，所述硅油为二甲基硅油，可以采用市售的道康宁硅油PMX-200抗泡剂。
优选地，所述合成基础油由下述重量份的原料组成：10-40份聚α-烯烃、15-30份多元醇酯、5-10份聚酯和15-20份烷基多苄基甲苯。
更优选地，所述合成基础油由下述重量份的原料组成：10-40份聚α-烯烃、15-30份季戊四醇饱和脂肪酸酯、5-10份聚酯和15-20份烷基二苄基甲苯。
聚α-烯烃，可采用专利申请号：02817015.6中实施例1的方法制备，也可以采用市售的品牌为美孚，型号为PAO10的低粘度聚α烯烃基础油。
聚酯为9-十八烯酸-9-十八烯酯、13-二十二烯酸-9-十八烯酯、13-二十二烯酸-13-二十二烯酯、9-十八烯酸-13-二十二烯酯、9-十八烯基-9-癸烯酯、12-(3-辛基环氧化乙烷基)十二烷基12-(3-辛基环氧化乙烷基)十二酯中一种或多种的混合物。
烷基二苄基甲苯，具体可以为C6-20的支链或直链烷基二苄基甲苯，也可采用专利申请号：201310445108.7中实施例3的方法制备。
季戊四醇饱和脂肪酸酯为季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、季戊四醇四壬酸酯、季戊四醇四肉豆蔻酸酯中一种或多种的混合物。
本发明还提供了上述超长换油里程的节能柴油机油的制备方法：将柴机油复合剂、抗磨剂、抗氧剂、粘度指数改进剂、抗泡剂、合成基础油加入调和釜中混合均匀，即得所述超长换油里程的节能柴油机油。
本发明使用性能良好的柴机油复合剂，基础油使用PAO、多元醇酯和聚酯外还添加烷基多苄基甲苯。合成基础油具有良好的抗氧化性，能有效防止积碳和油泥的产生，促进发动机有效运转，从而延长换油周期。特别的是烷基多苄基甲苯有较好的抗氧性、抗裂解和一定的抗磨性，当与胺类和酚类抗氧剂混合后抗氧效果明显提升，且对各种添加剂有良好的溶解性，通过加入烷基多苄基甲苯可以显著提高油品抗氧性等高温性能。烷基多苄基甲苯作用机理为苯环上多个大π键离域，可以分散与甲基相连的抗氧剂中多余的电子，形成络合物，使该物质与抗氧剂结合更为稳定，不易析出。本发明还解决了油品的抗磨性问题，本发明采用不含硫磷的氨基甲酸钼作为抗磨剂，该物质在油品中有很好的溶解性和稳定性，在保证良好抗磨性的同时，减少硫磷的加入量，有效保护发动机的同时延长行驶里程。本发明具有良好的抗磨减摩性，氧化安定性和热稳定性，能有效延长换油周期；使用不含硫磷的抗磨剂有效提高抗磨减摩性的同时不会加速油品氧化；本发明节制备简单，柴油机油为全合成基础油，比矿物油成本低，并且能有效的提高柴油机油的减摩抗磨效果，减少了燃料的消耗量，节约了资源。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例各原料介绍：
硼化聚异丁烯丁二酰亚胺，合成方法参照万烈雄,冯洁泳,骆新平《硼化无灰分散剂的研制及应用》，润滑油，2001，其结构式如下：
其中，R为分子量为1000的聚异丁烯，R'＝H。
己二酸二正辛酯，CAS号：123-79-5。
烷基苯磺酸钙采用专利申请号：200810011923.1中实施例1的方法制备。
硫化烷基酚钙采用专利申请号：201210389112.1中实施例1的方法制备。
4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)，CAS号：118-82-1。
2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)，CAS号：88-24-4。
二辛基二苯胺，CAS号：26603-23-6。
氢化苯乙烯异戊二烯共聚物采用氢化聚苯乙烯-b-苯乙烯/丁二烯/异戊二烯无规共聚物，采用专利申请号：201410115135.2中实施例1的方法制备。
乙丙共聚物，CAS号：9010-79-1，采用大庆高新技术产业开发区林强油剂制品有限公司的型号为T614A的乙丙共聚物。
二甲基硅油，CAS号，63148-62-9。
聚α-烯烃，采用专利申请号：02817015.6中实施例1的方法制备。
季戊四醇饱和脂肪酸酯具体采用季戊四醇四肉豆蔻酸酯，CAS号：18641-59-3。
聚酯，采用13-二十二烯酸-13-二十二烯酯，采用专利申请号：201280008727.3中实施例中制备化合物C：13-二十二烯酸-13-二十二烯酯。
烷基二苄基甲苯，采用专利申请号：201310445108.7中实施例3的方法制备。
氨基甲酸钼采用二异辛基二硫代氨基甲酸钼，其结构式如下：
其中R为异辛基，其结构式如下：
实施例1
柴机油复合剂制备：向60kg己二酸二正辛酯中加入烷基苯磺酸钙3kg、硫化烷基酚钙1kg转速400转/分搅拌10min，再加入硼化聚异丁烯丁二酰亚胺6kg转速400转/分搅拌20min即得柴机油复合剂。
超长换油里程的节能柴油机油原料：柴机油复合剂15kg、二异辛基二硫代氨基甲酸钼0.5kg、抗氧剂1.2kg、氢化苯乙烯异戊二烯共聚物2.5kg、乙丙共聚物2.5kg、二甲基硅油0.003kg、合成基础油77.97kg。
所述抗氧剂由0.4kg4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、0.4kg2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、0.4kg二辛基二苯胺组成。
所述合成基础油由30kg聚α-烯烃、23kg季戊四醇四肉豆蔻酸酯、7.97kg13-二十二烯酸-13-二十二烯酯和17kg烷基二苄基甲苯混合均匀即得。
超长换油里程的节能柴油机油的制备方法：将40kg合成基础油加入调和釜中，升温至85℃，加入氢化苯乙烯异戊二烯共聚物、乙丙共聚物、抗氧剂后转速400转/分搅拌1h；加入剩余37.97kg合成基础油，保持温度为60℃加入柴机油复合剂，转速400转/分继续搅拌30min后，加入二异辛基二硫代氨基甲酸钼、二甲基硅油转速400转/分继续搅拌30min，冷却至室温，即得所述超长换油里程的节能柴油机油。
实施例2
按实施例1的方法制备超长换油里程的节能柴油机油，区别仅仅在于：所述抗氧剂由0.6kg4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、0.6kg2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)组成。得到实施例2的超长换油里程的节能柴油机油。
实施例3
按实施例1的方法制备超长换油里程的节能柴油机油，区别仅仅在于：所述抗氧剂由0.6kg4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、0.6kg二辛基二苯胺组成。得到实施例3的超长换油里程的节能柴油机油。
实施例4
按实施例1的方法制备超长换油里程的节能柴油机油，区别仅仅在于：所述抗氧剂由0.6kg2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、0.6kg二辛基二苯胺组成。得到实施例4的超长换油里程的节能柴油机油。
实施例5
超长换油里程的节能柴油机油原料：美国雅富顿(Afton)8799B柴油发动机油复合剂10.5kg、美国雅富顿(Afton)8757B多功能补强剂4.5kg、二异辛基二硫代氨基甲酸钼0.5kg、抗氧剂1.2kg、氢化苯乙烯异戊二烯共聚物2.5kg、乙丙共聚物2.5kg、抗泡剂0.003kg、合成基础油77.97kg。
所述抗氧剂由0.4kg4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、0.4kg2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、0.4kg二辛基二苯胺组成。
所述合成基础油由30kg聚α-烯烃、23kg季戊四醇酯、7.97kg聚酯和17kg烷基多苄基甲苯混合均匀即得。
超长换油里程的节能柴油机油的制备方法：将二分之一合成基础油加入调和釜中，升温至85℃，加入氢化苯乙烯异戊二烯共聚物、乙丙共聚物、抗氧剂后转速400转/分搅拌1h；加入剩余二分之一合成基础油，保持温度为60℃加入美国雅富顿(Afton)8799B柴油发动机油复合剂和美国雅富顿(Afton)8757B多功能补强剂，转速400转/分继续搅拌30min后，加入氨基甲酸钼、抗泡剂转速400转/分继续搅拌30min，冷却至室温，即得所述超长换油里程的节能柴油机油。
实施例6
按实施例5的方法制备超长换油里程的节能柴油机油，区别仅仅在于：所述抗氧剂由0.6kg4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、0.6kg2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)组成。得到实施例6的超长换油里程的节能柴油机油。
实施例7
按实施例5的方法制备超长换油里程的节能柴油机油，区别仅仅在于：所述抗氧剂由0.6kg4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、0.6kg二辛基二苯胺组成。得到实施例7的超长换油里程的节能柴油机油。
实施例8
按实施例5的方法制备超长换油里程的节能柴油机油，区别仅仅在于：所述抗氧剂由0.6kg2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、0.6kg二辛基二苯胺组成。得到实施例8的超长换油里程的节能柴油机油。
测试例1
对实施例1-4的超长换油里程的节能柴油机油指标进行测试。具体测试结果见表1。
表1：超长换油里程的节能柴油机油指标测试结果表
测试例2
对实施例1-8的超长换油里程的节能柴油机油使用性能进行测试，油品磨斑直径和平均摩擦力数据均为四球摩擦试验机试验数据，其试验方法根据GB/T12583-90，四球试验机设置条件为负载40kgf，转速1500rpm，运行时间1h，初始温度40℃。使用里程为加入同一辆车中，行驶一段时间根据GB7607-2010柴油机油换油指标的标准要求取样检测确定。具体测试结果见表2。
表2：超长换油里程的节能柴油机油使用性能测试结果表
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(抗氧剂采用4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺复配)超长换油里程的节能柴油机油使用性能明显优于实施例2-4(抗氧剂采用4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺中任意二者复配)。比较实施例5与实施例6-8，实施例5(抗氧剂采用4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺复配)超长换油里程的节能柴油机油使用性能明显优于实施例6-8(抗氧剂采用4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺中任意二者复配)。
本发明具有具有良好的抗磨减摩性，氧化安定性和热稳定性，能有效延长换油周期；使用不含硫磷的抗磨剂有效提高抗磨减摩性的同时不会加速油品氧化；基础油中添加烷基多苄基甲苯，利用其与抗氧剂良好的复配作用，提高油品的抗氧性能，极大延长油品的使用周期，达到超长换油的目的。本发明节制备简单，柴油机油为全合成基础油，比矿物油成本低，并且能有效的提高柴油机油的减摩抗磨效果，减少了燃料的消耗量，节约了资源。

Claims (10)

1.一种超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，由下述质量百分比的原料组成：柴机油复合剂10-18％、抗磨剂0.3-0.8％、抗氧剂0.5-1.5％、粘度指数改进剂3-8％、抗泡剂0.002-0.005％，余量为合成基础油。
2.如权利要求1所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述柴机油复合剂由65-75wt％美国雅富顿(Afton)8799B柴油发动机油复合剂和25-35wt％美国雅富顿(Afton)8757B多功能补强剂组成。
3.如权利要求1所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述柴机油复合剂由下述重量份的原料制备而成：硼化聚异丁烯丁二酰亚胺4-8份、烷基苯磺酸钙1-5份、硫化烷基酚钙0.5-1.5份，己二酸二正辛酯55-65份。
4.如权利要求1-3中任一项所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述抗磨剂为钼胺络合物或氨基甲酸钼；所述氨基甲酸钼为二异辛基二硫代氨基甲酸钼、N,N-二(2-乙基己基)二硫代三环氨基甲酸钼、N,N-二(2-乙基己基)二硫代氨基甲酸钼、N-环己基N-十三烷基二硫代氨基甲酸钼、N,N-二(十二)烷基二硫代氨基甲酸钼、N,N-二烷(芳基)二硫代氨基甲酸钼、N-苄基N-辛基二硫代氨基甲酸钼、N-辛基N-十八烷基硫代氨基甲酸钼中的一种或几种混合物。
5.如权利要求4所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂中一种或多种的混合物；
优选地，所述抗氧剂由4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺组成，所述4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二辛基二苯胺的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述粘度指数改进剂由40-60wt％氢化苯乙烯异戊二烯共聚物和40-60wt％乙丙共聚物组成。
7.如权利要求1-5中任一项所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述抗泡剂为硅油。
8.如权利要求1-5中任一项所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述合成基础油由下述重量份的原料组成：10-40份聚α-烯烃、15-30份多元醇酯、5-10份聚酯和15-20份烷基多苄基甲苯。
9.如权利要求8所述的超长换油里程的节能柴油机油，其特征在于，所述合成基础油由下述重量份的原料组成：所述合成基础油由下述重量份的原料组成：10-40份聚α-烯烃、15-30份季戊四醇饱和脂肪酸酯、5-10份聚酯和15-20份烷基二苄基甲苯。
10.如权利要求1-9中任一项所述的超长换油里程的节能柴油机油的制备方法，其特征在于，将柴机油复合剂、抗磨剂、抗氧剂、粘度指数改进剂、抗泡剂、合成基础油加入调和釜中混合均匀，即得所述超长换油里程的节能柴油机油。
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