CN1058515C - 二冲程汽油机油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明润滑剂组合物中包括两种不同分子量的聚异丁烯、聚α-烯烃合成油、矿物油基础油、稀释剂煤油、低碱值磺酸盐、聚异丁烯双丁二酰亚胺无灰分散剂，所配制的组合物具有优良的润滑性能、活塞清净性能、排气管堵塞性能、特别是具有低的排烟性能，减少环境污染，可满足高转速、大功率、高性能的二冲程摩托车及二冲程汽油机的润滑要求。
Description
本发明涉及一种二冲程汽油机油组合物，特别是一种能够满足高速、大功率、高性能的二冲程摩托车及二冲程发动机润滑要求的润滑剂组合物，它应具有优良的清净性、抗擦伤性及排烟性能。本发明含有一定量的聚异丁烯和聚α-烯烃合成油，它属于高质量的半合成型润滑油组合物。
二冲程发动机较四冲程发动机而言，由于设计简单、易于制造、便于维修、单位体积功率大而广泛应用在摩托车及其它小型机具上。但二冲程发动机有一很大的缺点，那就是它对大气污染严重，空气污染12.5％及61％的HG化合物排放由二冲程摩托车所致，近年来，由于对环境保护的重视，世界各国都相应采限了一系列措施制定排放法规限制二冲程发动机的排放量。虽然在摩托车设计中对点火系统、化油器等方面采取了一定的改进方法，但使用低排放、高质量的二冲程汽油机油也是不可缺少的措施，本发明涉及的组合物正具备以上所要求的特征.
美国专利U.S.P.5,413,725涉及一种二冲程汽油机油组合物，组合物为矿物型或合成型甘油三酸脂基础油。
美国专利U.S.P.0,175,814涉及一种二冲程汽油机油组合物，组合物含有生物降解性基础油羧酸酯及酰胺型无灰分散剂，该组合物提供了好的活塞清净性和环境保护性。
美国专利U.S.P.0,673,687涉步一种润滑油组合物，组合物用烷基酚和聚烯烃聚胺复合使用可减少锈蚀，降低发动机沉积物，提高洗塞的清净性和橡胶密封相容性。其烷基酚的结构如下：
R在-OH的邻位和间位，C原子数为30-400
日本专利J.P 149608涉及一种润滑油组合物，组合物含有矿物油、合成油及部分萜烯类化合物，它可用于分离式或预混合式二冲程汽油机，组合物具有良好的排烟性能和令人愉快的芳香气味，并能提供好的分散性能。
日本专利J.P 0346360涉及一种二冲程汽油机油组合物，该组合物是在聚酯基础油(100℃运动粘度9.5mm2/s)中加入聚酰胺和中性水杨酸钙，组合物具有良好的高温清净性，主要应用于舷外机和链锯。
台湾专利T.W0109614涉及一种二冲程汽油机油组合物，组合物含有矿物型基础油、煤油、烷基酚盐、单丁二酰亚胺及聚异丁烯。
中国专利92119522.3涉及一种二冲程润滑油组合物，是在矿物型基础油中加入少量清净分散剂和抗氧剂(2，4-二叔丁基苯酚)，该组合物具有良好的热氧化安定性、清净性和抗磨性。
在二冲程汽油机油配方中，一般通过如下方法来提高组合物的性能：
1、在矿物型基础油中复合部分的聚异丁烯或合成型基础油来改善组合物的抗擦伤性和排烟性能。
2、无灰分散剂与中低碱性磺酸盐、水杨酸盐、烷酚盐复合提高其高温清净性和抗排气管堵塞性能。
3、无灰分散剂与中低碱性磺酸盐复合提高其高温清净性及排气管堵塞性能。
在上述文献及专利中，第一，没有一篇文献公开同时使用不同分子量聚异丁烯及聚α-烯烃合成油的情况，它们要么是使用聚异丁烯，要么是使用部分合成油，本发明利用不同分子量聚异丁烯(平均分子量为400-1000，1000-1500和聚α-烯烃合成油复合使用，使本发明所示润滑剂排烟性能和清净性通达到最佳，第二，在上述文献也没有一篇文献公开无灰分散剂与金属清净剂的比例。
本发明的目的在于提供一种能满足高转速、大功率二冲程汽油机活塞与缸套之间润滑要求的润滑剂组合物。
本发明提供了一种具有优良的排烟性能、润滑性能、清净性能、并能有效改善排气管堵塞的低烟型二冲程汽油机润滑剂的组合物。本发明润滑剂组合物作为主要成分的是润滑油基础油和作为辅助成分的下列组分：
A.聚异丁烯：平均分子量为400-1000
B.聚异丁烯：平均分子量为1000-1500
C.合成油：聚-烯烃合成油
D.矿物油：100SN
E.稀释剂：灯用煤油
F.低碱值磺酸盐：钙盐，碱值＜40mgKOH/g
G.无灰分散剂：聚异丁烯丁二酰亚胺
其中组分A约占润滑剂组合物质量的7.5-30.5％；组分B约占组合物质量的7.5-30.5％；组分C约占组合物质量的10.0-50.0％；组分D约占组合物质量的15.0-35.0％；组分E约占组合物质量的5.0-30.0％；组分F约占组合物质量的0.5-3.5％；组分G约占组合物质量的1.0-6.0％。
本发明的主要技术特征是不同分子量(平均分子量分别为400-1000，1000-1500)的聚异丁烯与聚α-烯烃合成油复合使用，赋予了组合物良好的排烟性能和抗擦伤性能，如低分子量PIB的排烟指数85.4，高分子量PIB的排烟指数为91.2，而二者复合后其排烟指数达97.8；合成油加入量由18.0％提高到30.0％，其润滑性指数由95上升到107；无灰分散剂和低碱值磺酸盐较佳的配伍性，使组合物的清净性能得到最大的提高
聚异丁烯是一种高分子聚合物，在一定的温度下将分解成二个自由基团，最后分解成异丁烯单体，从而减少排放物中的CH和CO含量，改善燃烧清净性。但是，太高分子量的聚异丁烯分解不完全燃烧后会产生一些粘性物质反而会影响油品的清净性。不同分子量的聚异丁烯复合使用使问题得到圆满解决。
本发明的组合物中，各种基础油和添加剂的比例是通过板式成焦器试验、热管氧化试验来确定的，这些试验有效地模拟了润滑油的实际工况。
在配制油品中，各组分的有效用量如下：
m％ m％组 成 一般范围 优选范围聚异丁烯A 7.5-30.5 10.0-20.0聚异丁烯B 7.5-30.5 10.0-20.0聚α-烯烃合成油C 10.0-50.0 20.0-40.0矿物油基础油D 15.0-35.0 20.0-30.0稀释剂E 5.0-30.0 10.0-15.0低碱值磺酸盐F 0.5-3.5 1.0-2.5无灰分散剂G 1.0-6.0 2.0-5.0。
将上述组分中的A、B、C、D、F、G在80±5℃下充分搅拌3小时，然后降温至50±5℃再加入组分E充分搅拌3小时，即可得到超级风冷二冲程汽油机油。
二冲程汽油机由于具有重轻，体积小，经济性好，易维修等优点，而被广泛应用于摩托车、剪草机、链锯、舷外机等轻型设备上，从中国摩托车市场保有量来看1993年为1300万辆，而1995年就达到2200万辆，仅二冲程摩托车每年所需二冲程汽油机油量就达4.8万吨。随着摩托车生产量和保有量的提高，及其它二冲程汽油机生产量的增加，市场所需二冲程汽油机油润滑油的量也必将大幅度提高，因此该油品具有广阔的市场发展前景。
下列的实施例是对本发明的进一步说明，并不是限制本发明的范围。
实施例1
配制一超级风冷二冲程汽油机油，配制方法如下：依次加入矿物油、聚α-烯烃合成油、聚异丁烯在80±5℃搅拌混合均匀得到基础油组份，然后加入无灰分散剂、低碱值磺酸盐清净剂在80±5℃搅拌3小时使其混合均匀，再降温至50±5℃，加入稀释剂煤油，保持此温度搅拌3小时使混合物充分搅拌至混合均匀。由此得到的数据见表-1：
表-1
| 比较例 | 实施例 | 试验方法 | ||
| 组分m％ | 聚异丁烯A (1)聚异丁烯B (2)聚α-烯烃合成油 (3)矿物油 (4)稀释剂煤油 (5)低碱值磺酸钙 (6)聚异丁烯双丁二酰亚胺 (7) | 25.028.026.016.01.83.2 | 12.013.028.026.016.01.83.2 | |
| 结果 | 排烟试验 (8)排烟指数热管氧化试验 (9)评级板式成焦器试验 (10)焦重，mg | 81.53.536.5 | 86.33.558.3 | Q/SHO18.0159QLZIS.2001 |
注：(1)为兰州炼油化工总厂产品，重均分子量为400-1000
(2)为兰州炼油化工总厂产品，重均分子量为1000-1500，2号增粘剂。
(3)为兰州炼油化工总厂产品
(4)为兰州炼油化工总厂产品，青海100SN
(5)为兰州炼油化工总厂产品，灯用煤油
(6)为市售品，钙含量2.95％，总碱值为30mgKOH/g
(7)为兰州炼油化工总厂产品，总氮含量为1.26％，LAN152
(8)排烟指数越高表示排烟性能越好。
(9)以评级表示，0-10级，级越小越好。
(10)以试验板上的焦重表示，焦重越小越好。
小结：此比较例和实施例说明，高低分子量的聚异丁烯复合使用可使混合物的排烟性能得到大大改善。实施例2配制一超级风冷二冲程汽油机油，配制方法同例-1，有关数据见表2表-2
| 比较例 | 实施例 | 试验方法 | ||
| 组分％ | 聚异丁烯A聚异丁烯B聚α-烯烃合成油矿物油稀释剂煤油低碱值磺酸钙双丁二酰亚胺 | 12.013.018.038 016.01.83.2 | 12.013.030.024.016.01.83.2 | |
| 结果 | 润滑性试验(1) 润滑性指数热管氧化试验 评级板式成焦器试验 焦重，mg | 954.558.3 | 1073.541.3 | JASO M340Q/SHO18.0159QLZIS.2001 |
注：(1)发动机试验用以表示混合物的润滑性能其润滑性指数越高表示油品的抗擦伤能力越好。
小结：此比较例和实施例说明聚α-烯烃合成油对混合物的润滑性能和清净性能具有明显的改善作用。
实施例3
表3，配制一超级风冷二冲程汽油机油，配制方法同例1，有关数据汇于表3。
| 比较例 | 实施例 | 试验方法 | ||
| 组分m％ | 聚异丁烯A聚异丁烯B聚α-烯烃合成油矿物油稀释剂煤油低碱值磺酸钙双丁二酰亚胺 | 12.013.028.026.016.00.34.7 | 12.013.028.026.016.01.83.2 | |
| 结果 | 热管氧化试验 评级板式成焦器试验 焦重，mg | 7.084.7 | 3.558.3 | Q/SHO18.0159QLZIS.2001 |
小结：此比较例和实施例说明，低碱值磺酸盐和无灰分散剂合适的配比是保证混合物具有优良净性能的关键。实施例4配制一超级风冷二冲程汽油机油，配制方法同例1，有关数据汇于表4。
| 实施例 | 试验方法 | ||
| 组分m％ | 聚异丁烯A聚异丁烯B聚α-烯烃合成油矿物油稀释剂煤油低碱值磺酸钙双丁二酰亚胺 | 12.412.030.026.014.51.53.6 | |
| 结果 | 热管氧化试验 评级板式成焦器试验 焦重，mgJASO发动机试验 (1) | 3.535.6通过 | Q/SH018.0159QLZIS.2001JAS0 M340-34 |
注：(1)JASO发动机试验是评定低烟型超级风冷二冲程汽油机油的代表性试验。
小结：按该实施例配制的组合物性能达到了日本汽车标准组织JASO规格指标要求。产田蛤有良好的润滑性能、清净性能、排烟性能及排气管堵塞性能。
Claims (1)
1一种润滑油组合物，包括矿物油基础油(D)、稀释剂煤油(E)，其特征在于：该组合物还包括聚异丁烯(A)和(B)、聚a-烯烃合成油(C)、低碱值磺酸盐(F)和聚异丁烯双丁二酰亚胺无灰分散剂(G)，组分(A)的结构通式为：
其中n＝8-17，平均分子量为400-1000组分(B)的结构通式为：
其中n＝17-25，平均分子量为1000-1500组分(C)结构通式为：
其中n＝2-8 R＝CmH2m+1(m＝4-10)各组分的含量为：组分(A)占组合物总重的7.5-30.5％，组分(B)占组合物总重的7.5-30.5％，组分(C)占组合物总重的10.0-50.0％，组分(D)占组合物总重的15.0-35.0％，组分(E)占组合物总重的5.0-30.0％，组分(F)占组合物总重的0.5-3.5％，组分(G)占组合物总重的1.0-6.0％。
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