CN105779082A - 内燃机用润滑油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机用润滑油组合物，所述内燃机用润滑油组合物包含：基础油；加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂。

Description

内燃机用润滑油组合物
技术领域
本发明涉及一种内燃机用润滑油组合物。
背景技术
用于内燃机的润滑油不仅起到降低活塞环、气缸衬垫、机轴和连接杆的轴承及汽门机构等引擎的机械驱动部的摩擦的作用，还起到冷却引擎，通过使燃烧产物漂浮来维持引擎的清洁，以及防腐的作用。因此，用于内燃机的润滑油需要具有多种性能。作为这些性能，例如有耐磨性、热稳定性、分散性，以及蒸发性小且燃料效率良好等特性。
此外，生产引擎和汽车的制造公司为了满足日益增加的用户的需求，正在尝试提高引擎的功率，并通过赋予多种功能来提高性能。根据美国环境保护协会的调查表明，从1975年～2001年之间，随着小客车的每单位排气量功率的提高，以及引擎的精细化，要求其使用的润滑油具有进一步得到提高的性能。作为OME们特别需要的性能，例如有防止引擎的沉积物的生成、降低磨耗，以及延长润滑油的使用寿命。
为了提高引擎的效率，正在提升引擎的加工精密度。当引擎被加工得精密时，即使很少量的引擎沉积物也会引起引擎的启动不良。此外，因引擎功率的加大，会使润滑油所处的环境变得更差。人们正在加大以下方面的尝试。即，润滑油在接触与以往相比更高的温度的情况下，也能够延长润滑油的使用时间。如果在这种恶劣的环境下维持引擎的性能是引擎油所起的作用，则降低沉积物的生成的功能更为重要。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种通过降低内燃机的摩擦来提高内燃机的燃料效率的内燃机用润滑油组合物，所述内燃机用润滑油组合物包含基础油；加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂。
但是，本发明所要解决的技术问题并不限于上述所提及的技术问题，对于未提及的其它技术问题，本领域技术人员可以通过下述记载来明确地理解。
技术方案
本发明提供一种内燃机用润滑油组合物，所述内燃机用组合物包含：基础油；加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂。
所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物的重量平均分子量可以为400,000～800,000。
所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物可以是通过使含酯基或酰胺基的多元醇化合物及钼化合物进行反应而形成的。
所述聚异丁烯类分散剂可以包括聚异丁烯丁二酸酐(polyisobutylenesuccinicanhydride)或聚异丁烯丁二酰亚胺(polyisobutylenesuccinimide)。
所述聚异丁烯丁二酸酐的重量平均分子量可以为1,000～5,000。
所述聚异丁烯丁二酸酐在100℃下的运动粘度可以为180cSt～340cSt。
所述聚异丁烯丁二酸酐的酸值可以为30.0mgKOH/g～45.0mgKOH/g。
所述内燃机用润滑油组合物以100重量份的所述基础油计，可以包含5重量份～25重量份的所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物；0.01重量份～5重量份的所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及3重量份～10重量份的所述聚异丁烯类分散剂。
所述内燃机用润滑油组合物还可以包含水杨酸酯类洗涤剂。
所述内燃机用润滑油组合物以100重量份的所述基础油计，可以进一步包含2重量份～9重量份的所述水杨酸酯类洗涤剂。
有益效果
本发明的内燃机用润滑油组合物通过在基础油中同时包含加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂，因此能够降低因内燃机用润滑油组合物的低粘度化所导致的内燃机的摩擦，从而可提高内燃机的燃料效率。
具体实施方式
本发明的发明人在为了实现不用担心因润滑油组合物的低粘度化所导致的内燃机的摩擦而提高内燃机的燃料效率方面进行研究的过程中，在基础油中同时包含加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂来制得内燃机用润滑油组合物之后，通过确认所述内燃机用润滑油组合物具有降低摩擦的效果及提高燃料效率的效果，从而完成了本发明。
下面，对本发明进行详细的说明。
本发明提供一种内燃机用润滑油组合物，所述内燃机用润滑油组合物包含：基础油；加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂。
本发明的内燃机用润滑油组合物可以用于内燃机，内燃机是指燃烧燃料而产生的燃烧气体本身直接作用于活塞或涡轮叶片等上，从而将燃料所具有的热能转换为机械性工作的引擎()。内燃机根据燃料可以分为柴油机、燃气发动机、汽油机及石油机等。
所述内燃机用润滑油组合物可以用于柴油机、燃气发动机、汽油机及石油机等的内燃机，并具有以下优点。其能够提高内燃机的燃料效率，而且不需要担心因所述内燃机用润滑油组合物的低粘度化而产生活塞环、气缸衬垫、机轴和连接杆的轴承及汽门机构等引擎的机械驱动部的摩擦。
首先，本发明的内燃机用润滑油组合物的特征为，包含基础油。基础油是指通过多个精制工序来从原油中制得的油分，是作为内燃机用润滑油组合物的基础的成分。
所述基础油根据性能可以分为组分I(GroupI)～组分V(GroupV)，组分I为通过溶剂提取/溶剂脱蜡工序来生产的润滑基础油，其饱和度约为65～85％，粘度指数约为95(运动粘度31cSt40℃及5.19cSt100℃)，硫含量约为3,000ppm。此外，组分II为通过加氢改性工序来生成的润滑基础油，其饱和度约为95％，粘度指数约为101(运动粘度30.14cSt40℃及5.189cSt100℃)，硫含量约为100ppm以下。此外，组分III为通过深度加氢分解或蜡的异构化反应工序来生产的基础油，其饱和度约为99％，粘度指数约为131(运动粘度36.82cSt40℃及6.52cSt100℃)，硫含量约为10ppm以下。此外，组分IV作为合成烃，其饱和度约为100％，粘度指数约为138(运动粘度31cSt40℃及5.8cSt100℃)，硫含量约为0ppm。组分V为未分类到上述中的其它基础油。
此时，所述内燃机用润滑油组合物中所使用的基础油，优选使用组分III，但并不限定于此。此时，组分III具有粘度指数高、硫含量低，以及添加剂的溶解性好的优点。
其次，本发明的内燃机用润滑油组合物的特征为，同时包含加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂。因此，具有以下优点。其能够提高内燃机的燃料效率，而且不需要担心因所述内燃机用润滑油组合物的低粘度化而产生的内燃机的摩擦。
所述加氢的苯乙烯-二烯(hydrogenatedstyrenediene；HSD)共聚物作为粘度调节剂来使用，加氢的苯乙烯-二烯共聚物为由加氢的聚二烯嵌段(block)及聚苯乙烯嵌段构成的双重嵌段共聚物，聚二烯嵌段部分起到对油进行浓缩(thickening)的作用，聚苯乙烯嵌段部分起到在正常状态下形成胶束的作用。因本发明的嵌段共聚物的上述特性，从而能够很好地维持内燃机用润滑油组合物的粘度，并起到在使用中调节粘度的作用，以不使粘度降低。
如上所述的加氢的苯乙烯-二烯共聚物的剪切稳定性高于烯烃共聚物，因此在维持粘度方面有利。不仅具有比聚甲基丙烯酸沉积少的优点，而且在确保经济性方面也有利。
具体地，所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物的重量平均分子量优选为400,000～800,000，但并不仅限定于此。此时，如果加氢的苯乙烯-二烯共聚物的重量平均分子量不足400,000时，则存在浓缩效果过小的问题，如果加氢的苯乙烯-二烯共聚物的重量平均分子量超过800,000，则存在不易溶于基础油的问题。
以所述基础油100重量份计，优选包含5重量份～25重量份的所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物，但并不仅限定于此。此时，加氢的苯乙烯-二烯共聚物低于上述范围时，则存在仅通过基础油难以调整预期粘度的问题，加氢的苯乙烯-二烯共聚物超出上述范围时，则存在粘度过高的问题。
此外，所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物是作为有机-无机降摩擦剂()使用的物质，酯基或酰胺基具有无灰(ashless)特性，由于在此还增加了钼所带来的优异的降摩擦效果，因此，可以极大化有机-无机降摩擦剂的效果。
具体地，因所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物内的酯基或酰胺基的无灰特性，从而能够防止内燃机中所产生的摩擦，并能够有效地防止灰粉(ash)含量的增加，以及硫(sulfur)或磷(phosphorous)含量的增加。即，所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物与普通的钼化合物相比，由于几乎不含有硫或磷，因此能够防止腐蚀的产生。
具体地，所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物可以是通过使含酯基或酰胺基的多元醇化合物及钼化合物进行反应而形成的。此时，含酯基或酰胺基的多元醇化合物为有机化合物，可以含有一个以上的酯基或酰胺基，且可以含有两个以上的羟基。此外，钼化合物作为无机化合物，可以是钼氢氧化物()。
更具体地，所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物可以由下述化学式1或化学式2表示:
[化学式1]
[化学式2]
所述化学式1或化学式2中的R为碳原子数为8～25的烷基。
如上述化学式1或化学式2所示的含酯基或酰胺基的有机-钼化合物可以是通过在下述化学式3或化学式4所示的含酯基或酰胺基的多元醇化合物中加入钼氢氧化物来进行缩聚反应而形成的；
[化学式3]
[化学式4]
所述化学式3或化学式4中的R为碳原子数为8～25的烷基。
即，通过在所述基础油中同时包含所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物及所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物，从而具有以下优点。即，可以有效地防止因所述内燃机用润滑油组合物的低粘度化而产生内燃机的摩擦。
以所述100重量份的基础油计，优选包含0.01重量份～5重量份的所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物，但并不限定于此。此时，含酯基或酰胺基的有机-钼化合物低于上述范围时，则作为金属成分的钼的含量相对过多，从而会存在难以表现出作为降摩擦剂的性能的问题，含酯基或酰胺基的有机-钼化合物超出上述范围时，则作为金属成分的钼的含量相对过少而不能很好地进行反应，从而会存在难以形成所述有机-钼化合物的问题。
此外，所述聚异丁烯类分散剂用于使内燃机用润滑油组合物能够很好地进行分散，聚异丁烯类分散剂同时具有极性-非极性部分，从而可以提高内燃机用润滑油组合物的分散性，由此具有极大化其它成分的功能的优点。
具体地，所述聚异丁烯类分散剂可以包含聚异丁烯丁二酸酐(polyisobutylenesuccinicanhydride；PIBSA)或聚异丁烯丁二酰亚胺(polyisobutylenesuccinimide；PIBSI)，可以单独包含聚异丁烯丁二酸酐，也可以同时包含聚异丁烯丁二酸酐和聚异丁烯丁二酰亚胺。
作为所述异丁烯类分散剂，在同时包含聚异丁烯丁二酸酐和聚异丁烯丁二酰亚胺的情况下，具有可极大化内燃机用润滑油组合物的分散性的优点。
更具体地，所述聚异丁烯丁二酸酐的重量平均分子量优选为1,000～5,000，但并不限定于此。此时，聚异丁烯丁二酸酐的重量平均分子量低于1,000时，则存在内燃机中所产生的烟灰(soot)的分散性降低的问题，聚异丁烯丁二酸酐的重量平均分子量超过5,000时，则存在对其它物理性质的影响变大的问题，如因分散剂所引起的粘度变化等。
所述聚异丁烯丁二酸酐在100℃下的运动粘度优选为180cSt～340cSt，但并不限定于此。此时，聚异丁烯丁二酸酐在100℃下的运动粘度不足180cSt的情况下，则会因重量平均分子量变高而导致烟灰的分散性降低，聚异丁烯丁二酸酐在100℃下的运动粘度超过340cSt时，则会因粘度过高而存在难以溶于基础油的问题。
所述聚异丁烯丁二酸酐的酸值优选为30.0mgKOH/g～45.0mgKOH/g，但并不限定于此。此时，当聚异丁烯丁二酸酐的酸值不足30.0mgKOH/g时，因不能够充分地进行皂化反应而会产生极性(polarity)降低的问题，当聚异丁烯丁二酸酐的酸值超过45.0mgKOH/g时，因反应副产物的生成而会存在需要进行纯化(purification)的问题。
以100重量份的所述基础油计，优选包含3重量份～10重量份的所述聚异丁烯类分散剂，但并不仅限定于此。此时，当聚异丁烯类分散剂低于上述范围时，在润滑油的使用中会存在烟灰的分散性降低的问题，当聚异丁烯类分散剂超过上述范围时，会存在去除不了泡沫(foam)的问题，而且耐磨性及氧化稳定性反而会降低。
即，通过在所述基础油、所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物及所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物中同时加入所述聚异丁烯类分散剂的情况下，具有以下优点。即，能够有效地防止因所述内燃机用润滑油组合物的低粘度化而产生内燃机的摩擦。
进一步地，本发明的内燃机用润滑油组合物可以进一步包含水杨酸酯类洗涤剂。
具体地，所述水杨酸酯类洗涤剂可以为水杨酸酯(salicylate)的碱金属盐或碱土金属盐。作为碱金属或碱土金属，优选为钙、镁或钠，但并不限定于此。
以100重量份的所述基础油计，优选进一步包含2重量份～9重量份的所述水杨酸酯类洗涤剂，但并不限定于此。此时，当水杨酸酯类洗涤剂低于上述范围时，内燃机用润滑油组合物的洗涤能力会降低，从而会存在沉积(deposit)变多的问题，当水杨酸酯类洗涤剂超出上述范围时，存在根据内燃机用润滑油组合物的使用而使沉淀物(sludge)的产量增多的问题。
此外，本发明的内燃机用润滑油组合物，可以进一步包含抗磨剂、抗氧化剂、防蚀剂、消泡剂、降凝剂等作为其它添加剂。
具体地，可以使用磷酸锌盐(二烷基二硫代磷酸锌(zincdialkyldithiophosphate)；ZnDDP)作为用于防止内燃机的磨耗等的抗磨剂，可以使用二烷基二硫代磷酸锌、二芳基二硫代磷酸锌、烷基化二苯胺、烷基化的苯酚、硫代苯酚、二巯基二噻二唑(dimercaptodithiadiazole)、油酸铜及无水聚异丁烯丁二酸铜中的一种以上作为抗氧剂，可以使用苯并三唑、铁或非铁防蚀剂作为防蚀剂，可以使用硅类消泡剂(antifoamer)作为消泡剂，可以使用聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯及聚丙烯酸酰胺中的一种以上作为降凝剂。
以100重量份的所述基础油计，可以进一步包含1重量份～5重量份的抗氧剂、防蚀剂、消泡剂、降凝剂等的其它添加剂。
如上所述，本发明的内燃机用润滑油组合物通过在基础油中同时包含加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂，从而能够降低因内燃机润滑油组合物的低粘度化而产生的内燃机的摩擦，从而可提高内燃机的燃料效率。
下面，公开有助于理解本发明的实施例，但下述实施例仅是为了更加容易地理解本发明而提供的，本发明的内容并不仅限于下述实施例。
[实施例]
实施例1
在75重量份的组分III基础油中，包含10重量份的加氢的苯乙烯-依稀共聚物(HSD)(Mw＝(560,000))；0.01重量份的化学式1所示的含酯基有机-钼化合物；以及5重量份的聚异丁烯丁二酸酐(PIBSA)(Mw＝2,000)；4重量份的水杨酸钙洗涤剂；以及作为其它添加剂的0.5重量份的抗磨剂(ZnDDP)，0.4重量份的抗氧化剂(烷基化的二苯基胺)，0.1重量份的防蚀剂(苯并三唑)，0.02重量份的消泡剂(硅油)及0.3重量份的降凝剂(聚甲基丙烯酸酯)，从而制得柴油机用润滑油组合物。
实施例2～21
除了将柴油机用润滑油组合物中各成分的含量变更为如下述表1所示之外，按照与实施例1相同的方法来制备柴油机用润滑油组合物。
实施例22-25
除了在柴油机用润滑油组合物内同时使用聚异丁烯丁二酸酐(PIBSA)(Mw＝2,000)及聚异丁烯丁二酰亚胺(PIBSI)(Mw＝2,000)，以及按照下述表1中所记载的那样进行变更之外，按照与实施例1相同的方法来制备柴油机用润滑油组合物。
比较例1-6
除了添加烯烃共聚物(乙烯-丙烯共聚物)来代替加氢的苯乙烯-二烯共聚物(HSD)，以及将柴油机用润滑油组合物中各成分的含量变更为如下述表1所示之外，按照与实施例1相同的方法来制备柴油机用润滑油组合物。
比较例7～12
除了添加聚甲基丙烯酸酯来代替加氢的苯乙烯-二烯共聚物(HSD)，以及将柴油机用润滑油组合物中各成分的含量变更为如下述表1所示之外，按照与实施例1相同的方法来制备柴油机用润滑油组合物。
表1
实验例
(1)摩擦性能评价
为了评价实施例1-25中制得的柴油机用润滑油组合物及比较例1-12中制得的柴油机用润滑油组合物的摩擦性能，通过使用高频往复试验机(highFrequencyReciprocatingRig；HFRR)和微牵引力测定仪(Mini-tractionMachine；MTM)来实施两种小型(bench)性能试验，并测定了摩擦系数，其测定结果如下述表2中所示。
表2
(2)燃料效率性能评价
为了评价实施例1-25中制得的柴油机用润滑油组合物及比较例1-12中制得的柴油机用润滑油组合物的燃料效率性能，进行了发动机发电机(engineDynamo)评价，此时，使用的模式(mode)为城市模式(citymode)与高速公路模式(highwaymode)的混合形态，即使用了us暂态模式(ustransientmode)，重复实施3次后测定评价燃料效率提高率，测定结果如下述表3中所示。
表3
参照上述表2及表3可以确认，实施例1-21的柴油机用润滑油组合物通过在组分III的基础油中以一定的含量同时包含含酯基或酰胺基的有机-钼化合物及PIBSA，从而可以降低因柴油机润滑油组合物的低粘度化而产生的柴油机的摩擦，并可以提高柴油机的燃料效率。
尤其是实施例22～25的柴油机润滑油组合物，由于除了包含PIBSA之外，还进一步含有PIBSI，因此可以确认因柴油机用润滑油组合物的低粘度化而引起的柴油机的摩擦进一步得到降低，并显示出了柴油机燃料效率进一步得到提高的倾向。
上述实施例仅是为了例示本发明而提出的，本领域技术人员能够理解在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下，可以容易地将其简单变形为其它的具体形态。因此，应理解上述实施例从整体上来说仅用于例示，而并非用于限定。

Claims (10)

1.一种内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述内燃机用润滑油组合物包含：基础油；加氢的苯乙烯-二烯共聚物；含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及聚异丁烯类分散剂。
2.根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物的重量平均分子量为400,000～800,000。
3.根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物是通过使含酯基或酰胺基的多元醇化合物及钼化合物进行反应而形成的。
4.根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述聚异丁烯类分散剂包括聚异丁烯丁二酸酐或聚异丁烯丁二酰亚胺。
5.根据权利要求4所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述聚异丁烯丁二酸酐的重量平均分子量为1,000～5,000。
6.根据权利要求4所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述聚异丁烯丁二酸酐在100℃下的运动粘度为180cSt～340cSt。
7.根据权利要求4所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述聚异丁烯丁二酸酐的酸值为30.0mgKOH/g～45.0mgKOH/g。
8.根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述内燃机用润滑油组合物以100重量份的所述基础油计，包含5重量份～25重量份的所述加氢的苯乙烯-二烯共聚物；0.01重量份～5重量份的所述含酯基或酰胺基的有机-钼化合物；以及3重量份～10重量份的所述聚异丁烯类分散剂。
9.根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述内燃机用润滑油组合物还包含水杨酸酯类洗涤剂。
10.根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其特征在于，所述内燃机用润滑油组合物以100重量份的所述基础油计，进一步包含2重量份～9重量份的所述水杨酸酯类洗涤剂。
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