CN106085549B - 一种极压抗磨剂的制备及含有该极压抗磨剂的节能环保发动机油 - Google Patents

一种极压抗磨剂的制备及含有该极压抗磨剂的节能环保发动机油 Download PDF

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Abstract

本发明属于发动机润滑剂领域，涉及一种极压抗磨剂的制备及含有该极压抗磨剂的节能环保发动机油，极压抗磨剂的制备：将溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体，在剧烈搅拌下逐滴滴加含有由聚合离子液体修饰的石墨烯和碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应，反应完全，静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗剂数次，再用无水乙醇洗涤次，最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤次，进行粒子交换，干燥得样品，研细备用；含有该极压抗磨剂的节能环保发动机油，包括基础油、抗磨剂、极压抗磨剂、高温抗氧剂、清净剂、分散剂和黏度指数改进剂等。由上述极压抗磨剂设计出来的发动机油，则具有更好的承载能力和抗极压性，并使本发动机油更加节能环保。

Description

一种极压抗磨剂的制备及含有该极压抗磨剂的节能环保发动 机油
技术领域
本发明属于发动机润滑剂领域，尤其涉及一种极压抗磨剂的制备及含有该极压抗磨剂的节能环保发动机油。
背景技术
润滑油脂是现代交通运输业、现代工业及国防工业的重要支撑材料之一，然而据联合国环保组织调查显示，目前大中城市50%的空气污染来自燃油汽车的废气排放，因此如何有效控制汽车尾气排放，防止2013年初全国性大雾霾的再次发生，是保护我们赖以生存的大气环境的关键。
众所周知，汽车废气排放中含有许多对生态环境和人类健康有害的物质，如CO2、NO2、SO3、HC以及浮游颗粒物等。20世纪60年代前，对汽车排放没有任何规定限制，废气排放污染严重；从60年代中期起，汽车数量增加，美国和日本就开始对汽油车排放进行了限制；80年代除进一步限制汽油车排放外，对柴油车排放的控制也有一定的发展；进入90年代，减少光化学烟雾已经成为汽油车排放控制的目标，而柴油车辆控制NOx和颗粒排放的呼声也越来越强烈；而20世纪对汽车排放的要求更为苛刻，如超低排放甚至“零排放”等。目前，世界上已经形成了美国，日本和欧洲三大汽车排放法规体系。我国机动车污染控制开始于1979年《中华人民共和国环境保护法（试行）》颁布以后。在充分吸收欧美经验的基础上，我国基于自己的国情出发，等效采用欧洲标准，形成了中国排放法规体系。从很多的材料中我们不难看出，我国的汽车污染排放标准一直落后于欧洲，但也有步步逼近的趋势。
由于尾气排放要求的设定，就直接推动了发动机硬件技术的发展，这些硬件上的发展变化直接对润滑油提出了新的要求，如微粒捕集器 要求减少灰分，以免造成堵塞，这就对一些易产生灰分的金属元素如Zn等的使用有了限制；氧化还原器要求降低硫含量，因为硫容易使氧化还原催化器中毒失效，同时由于发动机存在烧润滑油的现象，润滑油的硫含量愈高，燃烧的积碳就愈多，排放的含硫物就会愈多；去NOx装置、三元催化、选择性还原催化等装置也要求降低硫磷含量，因为磷会对三元催化转化器产生影响，使触媒中毒，从而降低催化效果，同时通过分析粘附在气门上的燃烧产物发现其主要成分是Ca3(PO4)2，它既是发动机润滑油的组分汽油机燃烧的产物，这些燃烧产物往往会引起表面点火等不正常燃烧。所以车用发动机油的作用要保护发动机、延长发动机寿命向既保护发动机，又节省燃油和减少尾气污染物排放的方向发展，就是必须加快发动机油品升级换代提高质量的步伐。
发明内容
本发明针对上述的问题，提供了一种极压抗磨剂的制备及含有该极压抗磨剂的节能环保发动机油。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，
一种极压抗磨剂的制备方法，具体包括以下步骤：
a、将50~70g溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体；
b、在剧烈搅拌下逐滴滴加含有150~180g由聚合离子液体修饰的石墨烯和25~40g碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应1~3h，反应完全；
c、静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗剂数次，再用无水乙醇洗涤5~20次；
d、最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤5~15次，进行粒子交换，干燥得样品，研细备用。
一种利用上述极压抗磨剂制备的节能环保发动机油，按质量份数具体包括：
基础油 70~90份
抗磨剂 0.1~0.5份
极压抗磨剂 0.5~1.5份
高温抗氧剂 0.1~0.5份
清净剂 2~6份
分散剂 3~5份
黏度指数改进剂 5~10份
降凝剂 0.1~0.3份
消泡剂 0.0001~0.0002份。
作为优选，所述抗磨剂为二烷基二硫代磷酸锌。
作为优选，所述高温抗氧剂为烷基化二苯胺。
作为优选，所述黏度指数改进剂为乙丙共聚物。
作为优选，所述清净剂为合成磺酸钙、烷基水杨酸或硫化烷基酚钙中的任意两种。
作为优选，所述分散剂为丁二酰亚胺。
作为优选，所述降凝剂为聚丙烯酸甲酯、聚α烯烃或T803B降凝剂中的一种。
作为优选，所述消泡剂乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明制备了绿色环保的极压抗磨剂，并将其应用于发动机油中，石墨烯具有较大的表面，可以有效的吸附在摩擦副表面，降低了摩擦副表面的摩擦系数，摩擦过程中稀土元素和硼元素从摩擦表面向基体扩散形成渗透层，石墨烯覆盖在摩擦副表面，提高了材料表面的耐磨性能，起到了极压抗磨作用，具有良好的抗磨性、防锈、防腐蚀等性能；由上述极压抗磨剂设计出来的发动机油，则具有更好的承载能力和抗极压性，并使本发动机油更加节能环保。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
本发明利用石墨烯比表面积高的特性，将稀土化合物分散在石墨烯表面，然后利用石墨烯与摩擦副表面的结合作用，在摩擦副表面起到极佳的极压抗磨作用。
本发明中所提到的极压抗磨剂又可以叫做碳酸镧修饰的聚合离子液体/石墨烯，而聚合离子液体/石墨烯则是聚合离子液体修饰的石墨烯。
抗磨剂为二烷基二硫代磷酸锌，高温抗氧剂为烷基化二苯胺，黏度指数改进剂为乙丙共聚物，清净剂为合成磺酸钙、烷基水杨酸或硫化烷基酚钙中的任意两种，分散剂为丁二酰亚胺，降凝剂为聚丙烯酸甲酯、聚α烯烃或T803B降凝剂中的一种，消泡剂乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种，在以下的具体实施例中，都是按照上述要求执行的，故不作详细的说明，在实施例中统一的称作抗磨剂、高温抗氧剂、黏度指数改进剂、清净剂、分散剂、降凝剂和消泡剂。
下述的各实施例主要包括两部分，一部分为极压抗磨剂的制备，另一部分为利用极压抗磨剂制备的节能环保发动机油。
实施例1
本实施例提供一种极压抗磨剂的制备方法，以及包含该极压抗磨剂的节能环保发动机油。
一种极压抗磨剂的制备方法，具体包括以下步骤：
a、将60g溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体；
b、在剧烈搅拌下逐滴滴加含有160g由聚合离子液体修饰的石墨烯和30g碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应1h，反应完全；
c、静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗剂数次，再用无水乙醇洗涤10次；
d、最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤10次，进行粒子交换，干燥得样品，研细备用；
一种利用上述极压抗磨剂制备的节能环保发动机油，按质量份数具体包括：基础油85份，抗磨剂0.5份，极压抗磨剂0.5份，高温抗氧剂0.4份，清净剂4份，分散剂4份，黏度指数改进剂8份，降凝剂0.3份，消泡剂0.0002份；按以上份数制成的车辆齿轮油称作为发动机油A。
实施例2
本实施例提供一种极压抗磨剂的制备方法，以及包含该极压抗磨剂的节能环保发动机油。
一种极压抗磨剂的制备方法，具体包括以下步骤：
a、将65g溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体；
b、在剧烈搅拌下逐滴滴加含有170g由聚合离子液体修饰的石墨烯和35g碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应2h，反应完全；
c、静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗剂数次，再用无水乙醇洗涤15次；
d、最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤12次，进行粒子交换，干燥得样品，研细备用；
一种利用上述极压抗磨剂制备的节能环保发动机油，按质量份数具体包括：基础油85份，抗磨剂0.5份，极压抗磨剂1份，高温抗氧剂0.4份，清净剂4份，分散剂4份，黏度指数改进剂8份，降凝剂0.3份，消泡剂0.0002份；按以上份数制成的车辆齿轮油称作为发动机油B。
实施例3
本实施例提供一种极压抗磨剂的制备方法，以及包含该极压抗磨剂的节能环保发动机油。
一种极压抗磨剂的制备方法，具体包括以下步骤：
a、将70g溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体；
b、在剧烈搅拌下逐滴滴加含有180g由聚合离子液体修饰的石墨烯和40g碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应3h，反应完全；
c、静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗剂数次，再用无水乙醇洗涤20次；
d、最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤15次，进行粒子交换，干燥得样品，研细备用；
一种利用上述极压抗磨剂制备的节能环保发动机油，按质量份数具体包括：基础油85份，抗磨剂0.5份，极压抗磨剂1.2份，高温抗氧剂0.4份，清净剂4份，分散剂4份，黏度指数改进剂8份，降凝剂0.3份，消泡剂0.0002份；按以上份数制成的车辆齿轮油称作为发动机油C。
实施例4
本实施例提供一种极压抗磨剂的制备方法，以及包含该极压抗磨剂的节能环保发动机油。
一种极压抗磨剂的制备方法，具体包括以下步骤：
a、将70g溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体；
b、在剧烈搅拌下逐滴滴加含有180g由聚合离子液体修饰的石墨烯和40g碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应3h，反应完全；
c、静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗剂数次，再用无水乙醇洗涤20次；
d、最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤15次，进行粒子交换，干燥得样品，研细备用；
一种利用上述极压抗磨剂制备的节能环保发动机油，按质量份数具体包括：基础油85份，抗磨剂0.5份，极压抗磨剂1.5份，高温抗氧剂0.4份，清净剂4份，分散剂4份，黏度指数改进剂8份，降凝剂0.3份，消泡剂0.0002份；按以上份数制成的车辆齿轮油称作为发动机油D。
将上述4个实施例中的节能环保发动机油加入到发动机中，并对发动机做了烧结负荷和最大无卡咬负荷的检测，具体如下表：
烧结负荷PD(Kgf) 最大无卡咬负荷PB(Kgf)
发动机油A 270 95
发动机油B 283 99
发动机油C 307 105
发动机油D 328 110
普通的发动机油 180 80
通过上述表格不难看出，本发明利用本发明中制备的极压抗磨剂制备的节能环保发动机油，加入到发动机中，其烧结负荷和最大无卡咬负荷都要比普通的节能环保发动机油好很多。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，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或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种极压抗磨剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将50-70g溴化镧溶解到蒸馏水中，搅拌至澄清透明液体；
在剧烈搅拌下逐滴滴加含有150-180g由聚合离子液体修饰的石墨烯和25-40g碳酸钠的乙醇溶液，溶液立即呈白色混浊状，恒温反应1-3h，反应完全；
静置沉化，过滤，沉淀用蒸馏水洗涤数次，再用无水乙醇洗涤5-20次；
最后用四氟硼酸钾水溶液洗涤5-15次，进行离子交换，干燥得样品，研细备用。
2.一种包含权利要求1中所述极压抗磨剂的节能环保发动机油，其特征在于，按质量份数具体包括：
Figure FDA0002488144000000011
3.根据权利要求2所述的节能环保发动机油，其特征在于，所述抗磨剂为二烷基二硫代磷酸锌。
4.根据权利要求2所述的节能环保发动机油，其特征在于，所述高温抗氧剂为烷基化二苯胺。
5.根据权利要求2所述的节能环保发动机油，其特征在于，所述黏度指数改进剂为乙丙共聚物。
6.根据权利要求2所述的节能环保发动机油，其特征在于，所述分散剂为丁二酰亚胺。
7.根据权利要求2所述的节能环保发动机油，其特征在于，所述降凝剂为聚丙烯酸甲酯、聚α烯烃中的一种。
8.根据权利要求2所述的节能环保发动机油，其特征在于，所述消泡剂是乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种。
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