CN106256887B - 润滑剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种润滑剂组合物，所述润滑剂组合物与现有的润滑剂组合物不同，具有优异的防止磨耗及降低摩擦效果。本发明的润滑剂组合物包含基础油及溶解于所述基础油的特定有机金属化合物，所述有机金属化合物可完全溶解于基础油，且具有至少6个月以上的储存稳定性，因此，不受溶解度引起的使用量的限制，由于包含特定有机金属化合物，因此与现有的润滑剂相比具有用于引擎保护的轴承磨损防止性能飞跃地上升的效果，不仅引擎洁净性得到提高，而且摩擦性能也得到提高，从而可期待燃油效率提高的效果。

Description

润滑剂组合物
技术领域
本发明涉及一种润滑剂组合物，具体而言涉及一种润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含基础油及溶解于所述基础油的特定有机金属化合物，从而可适用于引擎保护性能及引擎磨耗性能等优异的汽油引擎(gasoline engine)油或柴油引擎(diesel engine)油。
背景技术
润滑剂为了减少摩擦及磨耗并提高燃油效率而可在汽车引擎、变速器、轴承、齿轮、工业用齿轮、及其它机械中使用。这种润滑剂通常包含分散剂、清洗剂、耐磨剂、抗氧化剂及防蚀剂等，并包含并不限于此的多种成分。
这样的润滑剂或润滑油所起的作用是，通过在活动的物体之间减少摩擦且增加效率的作用来改善物体的运转的同时，节约所需的能量。
最近，正进行着将纳米金属粒子包含在润滑剂中，从而提高润滑效果的尝试。但是，存在纳米金属粒子未完全溶解于包含在润滑剂的基础油中，从而使得润滑剂使用受限的问题。
此外，数年间使用了添加有作为耐磨耗添加剂的ZnDDP(二烷基二硫代磷酸锌)的润滑剂。
但是，ZnDDP产生灰，而这在汽车的废气排除中使粒状物质排出来。有关机构正在尝试减少锌向大气中排放。尤其，在ZnDDP中存在的磷具有限制用于减少污染而使用于汽车的催化剂变换装置的使用寿命的问题。而且，只添加了作为耐磨耗添加剂的ZnDDP的润滑剂具有轴承或引擎的磨耗防止性能比较不那么优异的问题。
最近，考虑到用于提高燃油效率的润滑剂的低粘度倾向，需要开发出防止伴随油膜减少的引擎磨耗现象、能够更加安全地实现低粘度化的润滑剂。
发明内容
要解决的技术问题
本发明着眼于上述问题及最近润滑剂的开发要求，具体地，目的在于提供一种可适用于汽油引擎或柴油引擎的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含阳极、阴极及非水电解液，并包含基础油及溶解于所述基础油的特定有机金属化合物，从而引擎保护性能及引擎磨耗性能等优异。
但是，本发明所要实现的技术课题并不限定于上面所提及的问题，本领域技术人员可从以下的记载明确理解没有提及的其它问题。
技术方案
根据本发明一实施例，具体地提供一种可适用于汽油引擎或柴油引擎的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含基础油及溶解于所述基础油的特定有机金属化合物，从而引擎保护性能及引擎磨耗性能等优异。
根据更优选的实施例，就根据本发明一实施例的润滑剂组合物而言，所述有机金属化合物由纳米金属粒子与有机化合物反应而形成，所述有机金属化合物包括有机钼纳米化合物及/或有机钨纳米化合物。
发明的效果
本发明的润滑剂组合物包含特定有机金属化合物，所述有机金属化合物可完全溶解于烃基础油，且具有至少6个月以上的储存稳定性，因此，不受溶解度引起的使用量的限制。
此外，本发明的润滑剂组合物，因为包含特定有机金属化合物，所以与现有的润滑剂相比具有用于引擎保护的防止轴承磨耗性能飞跃地上升的效果。
此外，本发明的润滑剂组合物，因为包含特定有机金属化合物，所以，不仅引擎洁净性得到提高，而且摩擦性能也得到提高，从而可期待燃油效率提高的效果。
附图说明
图1为示出引擎洁净性及耐磨耗性评价结果的照片。
具体实施方式
本发明的优点及特征、以及实现它们的方法，若参照附图和详细后述的实施例，则变得明确。但是，本发明并不限定于以下公开的实施例，而将体现为相互不同的多种形态，本实施例只不过是为了使本发明的公开完整、给本发明所属领域中具有通常知识的人员完全地告知本发明的范畴而提供的，本发明只被权利要求的范畴所定义而已。
以下，参照附图对本发明的润滑剂组合物进行详细说明如下。
润滑剂组合物
本发明的润滑剂组合物的结构为，包含基础油及溶解于所述基础油的有机金属化合物。
使用于本发明的润滑剂组合物的基础油可以使用选自合成油、矿物油或天然油中的一种以上，其种类并不另行受限。
所述合成油可以选自由脂肪族或芳香族二、三或四羧酸和C7～C22的一个种类以上的醇组成的酯化合物；聚苯醚或烷基二或三苯醚；由三羟甲基丙烷、季戊四醇或二季戊四醇和C7～C22的脂肪族羧酸组成的酯化合物；由C7～C22的醇和C18的二聚酸组成的酯化合物；复合酯(complexester)；或它们的混合物。此外，所述合成油可以选自聚-α-烯烃、烷基萘、烷基苯、聚乙二醇、硅油或全氟化聚醚。
所述矿物油可以选自链烷烃类、环烷烃类、或芳香族加氢裂化油，即气-液化(GTL，气体到液体(gas to liquid))油。气液化(GTL)是指将气体变成液体的方法或从天然气体生产燃料的方法。天然气体通过蒸汽重整(steam reforming)成为合成气体，合成气体通过使用催化剂的费托(Fischer-Tropsch)合成法转换成燃料。燃料的种类随着所述催化剂及反应条件而不同，例如，生成汽油、煤油或轻油(柴油)。煤可以通过叫做煤-液化(CTL，煤到液体(coal to liquid))方法的相同的方式使用为原材料，生物能源(生物质(biomass))也可以通过生物质-液化(BTL，生物质到液体(biomass to liquid))方法使用为原材料。
就所述天然油而言，可以使用通过已知的氢化反应等方法进行改良的、源自动植物的三酸甘油脂。尤其优选的甘油三酯是为了高的油酸含量而经遗传变形的甘油三酯油。具有高的脂肪含量且可用于所述遗传变形的典型的植物性油，可以有红花(safflower)油、玉米油、芥花油、葵花油、大豆油、亚麻仁油、花生油、雷斯克勒(lesquerella)油、白池花(meadowfoam)油及椰子油等。
使用基于可再生原材料的基础油在生物分解以及减少及防止温室效应气体方面尤其有益，这是因为，在使用天然油的情况下，具有更好或至少相同水平的结果的同时，还可以降低相应量的石油使用。
接着，本发明的润滑剂组合物包含溶解于所述基础油的有机金属化合物。
在此，所述有机金属化合物溶解于所述基础油，不仅表示所述有机金属化合物完全溶解于所述基础油，还可以表示以适合用作润滑剂用途的有效量溶解。
所述有机金属化合物可以由纳米金属粒子与有机物反应而形成，尤其，所述纳米金属粒子可以为选自钼(Mo)或钨(W)中的一种以上。
所述有机金属化合物可以由钼(Mo)或钨(W)中的一种以上的纳米金属粒子与有机化合物反应结合而形成。虽然所述有机化合物的种类不受限制，但优选可以为选自胺化合物及/或酯化合物中的一种以上。
如上所述，本发明的有机金属化合物可以使各种胺化合物及/或酯化合物和纳米金属粒子(尤其钼(Mo)及/或钨(W)类纳米粒子)反应结合而加以使用。这样的本发明的金属有机化合物，与现有的包含硫磺(S)或磷(P)的含有纳米金属粒子的化合物相比，对基础油(尤其烃类矿物油)的溶解度优异，没有对金属的腐蚀性问题，对排气后处理装置(DPF)不造成影响，从而可安全使用。
这样的本发明的有机金属化合物减少引擎磨耗，从而可以延长引擎寿命，同时减少摩擦，从而还可以提高燃油效率性能。
本发明的所述纳米金属粒子可以具有均匀的球形、板型或圆筒(cylinder)形等多种形状，优选可以具有1～5nm的平均粒子大小。
所述纳米金属粒子的平均粒子大小可以通过如下方法加以测定：利用透射电子显微镜(TEM，transmission electron microscopy)对粒子样品进行检查，由此用视觉测定粒度，算出其平均粒度。
更优选地，本发明的所述纳米金属粒子可以具有1～2nm的平均粒子大小，更加优选地，可以具有1.4～1.6nm的平均粒子大小。本发明的所述纳米金属粒子具有1.4～1.6nm的平均粒子大小，从而尤其对基础油的溶解度上升，同时可获得优良的减少摩擦效果。
此外，本发明的润滑剂组合物可以进一步包含抗氧化剂、金属清洗剂、防蚀剂、泡沫抑制剂、降凝剂、粘度调节剂、分散剂及耐磨剂中的任一种作为添加剂。
可与本发明的添加剂组合使用的抗氧化剂添加剂的实例，可以包括烷基化的二苯胺、N-烷基化的苯二胺、受阻酚、烷基化的对苯二酚、羟基化的硫代二苯醚(thiodiphenylether)、亚烷基双酚(alkylidene bisphenol)、油溶性铜化合物等，金属清洗剂的实例可以包括金属性酚盐、金属性磺酸盐、金属性水杨酸盐等，可与本发明的添加剂组合使用的防蚀剂可以包括包含苯并三唑(BTA，Benzotriazole)的化合物，泡沫抑制剂的实例可以有聚氧化烯多元醇(polyoxyalkylene polyol)等，降凝剂的实例可以有聚(甲基丙烯酸甲酯)等，粘度调节剂的实例可以有聚异丁烯或聚甲基丙烯酸酯等，分散剂的实例可以包括聚异丁烯琥珀酰亚胺、聚异丁烯琥珀酸酯(polyisobutylene succinate ester)、曼尼希碱(MannichBase)无灰分散剂等，此外，可与本发明的添加剂组合使用的耐磨剂的实例可以包括有机硼酸盐、有机亚磷酸盐、有机含硫化合物、二烷基二硫代膦酸锌、二芳基二硫代膦酸锌、磷硫化的烃等。
这些添加剂给润滑剂组合物提供附加的功能，因此以有效的量混合到基础油中。
这样的添加剂的代表性有效量如下表1所示。
表1
上面的表1示出了通常用于润滑剂组合物的添加剂的代表性有效量。就记载于表1的添加剂的量而言，示出的是通常使用的有效量和添加剂的种类，而本发明的范围并不限定于此。本发明的润滑剂组合物当然可包含其它添加剂。
本发明的润滑剂组合物所具有的优良效果，通过下述实施例将变得更加明确。
实施例
制备了多个具有记载在下述表2的组成比的组合物A及组合物B样品。
表2
此外，如下述表3所记载，制备了在组合物A、B中，分别添加氨基钼纳米化合物、酯类(esteric)钼纳米化合物、酯类钨纳米化合物及氨基钨纳米化合物，或者将它们相互组合后添加的实施例。作为比较例，提供了未添加所述纳米化合物的样品。
使聚钼(poly molybdenum)离子与二烷基胺(dialkylamine)或二烷基铵(dialkylammonium)反应可制备本发明一实施例的氨基钼纳米化合物，所述氨基钼纳米化合物具有长的烷基链(long alkylchain)，且具有多金属氧酸盐(polyoxometallate)的结构。
此外，使多价的钼与烷基铵(alkylammonium)反应制备了酯类钼纳米化合物。所述酯类钼纳米化合物也具有多金属氧酸盐的结构。
此时，可使用的多价钼可以是三氧化钼(molybdenum trioxide)或水合物(Hydrates)、钼酸(Molybdenum Acid)、钼酸碱金属盐(Molybdenum acid alkali metalsalts)、铵盐(ammonium salts)、卤化物等，胺可以是羧酰胺(Carboxylic amide)或烷基胺、烯基胺、烷醇(Alkanol)胺、聚胺(polyamine)等。
并且，使聚钨(poly tungsten)离子与二烷基胺或二烷基铵等反应制备了本发明一实施例的氨基钨纳米化合物。所述氨基钨纳米化合物具有长的烷基链，且具有多金属氧酸盐的结构。更加具体而言，使钨酸(Tungstic Acid)与脂肪胺普利美81R(aliphaticamineprimene 81R)等的胺反应制备了具有多金属氧酸盐结构的钨化合物。此时，可使用的钨为偏钨酸铵(ammonium metatungstate)、钨酸锆(Zirconium Tungstate)、钨酸镉(cadmium Tungstate)、磷钨酸(Phosphotungstic acid)、钨酸铅(lead tungstate)、钨酸钡(Barium Tungstate)、六氯化钨(Tungsten hexachloride)、钨酸钙(CalciumTungstate)、钨酸钠(Sodium Tungstste)等。
此外，使多价的钨与烷基铵反应制备了酯类钨纳米化合物。所述酯类钨纳米化合物也具有多金属氧酸盐的结构。
表3
对这些实施例及比较例，如下所述地实施了4-球(ball)磨耗测试、高频往复(HFRR，High Frequency Reciprocating)测试、利用SRV装备的测试。
4-球(ball)磨耗测试而言，使用了4个钢球(Steel ball)，在20kg负荷(Load)/1200rpm/54℃的条件下摩擦60分钟而比较了磨耗痕迹的大小，根据ASTM D4172进行了评价。
就HFRR而言，在球盘模式(Ball on disc mode)中以800g的负荷(Load)、100℃的温度、50Hz、一小时的条件下，评价了摩擦性能。
就SRV而言，也在球盘模式中，以50Hz，并以依次增加10℃的方式，将温度增加到40～120℃，并评价了摩擦性能。在该情况下，比较评价了各温度下的平均摩擦系数。
在各测试中，磨耗痕迹(平均磨耗痕迹直径，μm)值随着有效性的增加而减少，摩擦系数也随着有效性的增加而减少。
对实施例及比较例的各测试结果如下所示。
1.比较例测试结果
表4
2.实施例测试结果
(1)实施例1～12(添加氨基钼纳米化合物)
表5
(2)实施例13～24(添加酯类钼纳米化合物)
表6
(3)实施例25～36(添加酯类钨纳米化合物)
表7
(4)实施例37～48(添加氨基钨纳米化合物)
表8
(5)实施例49～56(添加有机钼纳米化合物及有机钨纳米化合物)
表9
(6)测试结果
观察实施例及比较例的测试结果，则可以确认，即使考虑试验误差范围，与比较例相比，包含有机金属化合物的实施例的磨耗痕迹及摩擦系数得到减少。
尤其，与其它实施例相比，既含有有机钼纳米化合物又含有有机钨纳米化合物的实施例49至56显示出优异的结果。而且，其中，既含有氨基钼纳米化合物又含有氨基钨纳米化合物的实施例51、52显示出最优异的效果，可以确认既含有氨基钼纳米化合物又含有氨基钨纳米化合物的实施例相当于具有最优异效果的润滑剂组合物。
这样的实验结果表明，在润滑剂组合物中，尤其既含有有机钼纳米化合物又含有有机钨纳米化合物对提高防止磨耗性能及降低摩擦性能方面有利。
(7)通过引擎试运转的引擎洁净性测试
并且，对比较例2(组合物B)和实施例46(组合物B+氨基钨纳米化合物)、实施例52(组合物B+氨基钼纳米化合物/氨基钨纳米化合物)进行了通过引擎试运转的引擎洁净性测试。
引擎试验条件如下所示。
以将引擎的每分钟旋转速度均匀地增加至4800rpm并维持4800rpm一定时间后，均匀地减少每分钟旋转速度的周期，驱动引擎。使用的引擎是Avante 1.6L DOHC GDI(1,599CC)，油温是150℃，96小时期间总共重复了12周期。
就将比较例2用作润滑剂组合物的情况而言，活塞和油盘(oil pan)示于图1a，就使用了实施例46及52的情况而言，活塞和油盘分别示于图1b及图1c。
在将比较例2用作润滑剂组合物的情况下，可以确认相当量的污染物黏在活塞和油盘上。与此相比较，在将实施例46及52用作润滑剂组合物的情况下，活塞和油盘没有黏有污染物。
即，可以知道，含有特定有机金属化合物的实施例与没有包含所述特定有机金属化合物的比较例相比，引擎洁净性优异，因此，磨耗防止性能及摩擦降低性优异。
以上，以本发明的实施例为中心进行了说明，但这只不过是例示性的，在本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员可以理解，从其可有各种变形及均等的其它实施例。
因此，应根据以下记载的专利权利要求范围来判断本发明的真正的技术保护范围。

Claims (4)

1.一种润滑剂组合物，其包含：基础油；及溶解于所述基础油的有机金属化合物，其中，
所述有机金属化合物为纳米金属粒子与有机化合物反应而形成，
所述有机化合物为胺化合物及酯化合物中的一种以上，
所述有机金属化合物包括有机钼纳米化合物和有机钨纳米化合物。
2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其特征在于，所述有机金属化合物包括氨基钼纳米化合物及氨基钨纳米化合物。
3.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其特征在于，所述纳米金属粒子具有1.0～2.0nm的平均粒子大小。
4.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其特征在于，所述组合物还包含抗氧化剂、金属清洗剂、防蚀剂、泡沫抑制剂、降凝剂、粘度调节剂、分散剂及耐磨剂中的任一种。
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