CN106609171A - 一种燃气发动机润滑油组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气发动机润滑油组合物，所述组合物由油溶性聚烷撑乙二醇基础油、清净剂、分散剂、二烷基二硫代磷酸锌、抗氧剂、降凝剂、中性基础油以特定比例调合而成。本发明进一步涉及所述组合物的制备方法，以及所述组合物的应用。本发明提供的组合物克了服现有的燃气发动机润滑油存在的沉积物较多仍然存在的现象，避免由此引起的磨损加剧、润滑油工作温度升高、润滑油氧化变质加速等缺陷，延长了润滑油的使用寿命。

Description

一种燃气发动机润滑油组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及润滑油领域，具体涉及一种用于燃气发动机的润滑油组合物。

背景技术

由于燃气发动机燃烧温度较高，燃气本身没有润滑性，所以，燃气发动机对沉积物要求比较严格，过多的沉积物会给燃气发动机带来磨损加剧、能耗升高、散热不好等问题。传统的I、II、III、IV类基础油以一定形式组合调合而成的燃气发动机润滑油在实际应用中，沉积物较多的现象仍有发生，从而磨损加剧，润滑油工作温度升高，导致润滑油氧化变质加速，从而缩短了润滑油的使用寿命。因而，寻找一种本身不产生沉积物，又会对沉积物的生成有一定的抑制作用基础油组分，成为燃气发动机润滑油的重要课题。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的固定式燃气发动机润滑油存在的沉积物较多仍然存在的现象，避免由此引起的磨损加剧、润滑油工作温度升高、润滑油氧化变质加速等缺陷，延长了润滑油的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃气发动机润滑油组合物，所述组合物由如下重量百分比含量的成分组成：

所述油溶性聚烷撑乙二醇基础油的含量优选为0.5～30％，进一步优选为10～20％。本发明对油溶性聚烷撑乙二醇基础油用量的确定及优化选择，一方面使油品粘度合理，另一方面是清净分散性及沉积物控制能力能满足用户的需求。

本发明所述的油溶性聚烷撑乙二醇基础油由环氧乙烷和环氧丙烷合成，或者由环氧丙烷单独合成；所述油溶性聚烷撑乙二醇基础油的结构为：

其中，R＝H或CH₃，n为整数。

根据聚合度的不同可以得到40℃下粘度范围10～20,000cSt的油溶性聚烷撑乙二醇基础油。

所述油溶性聚烷撑乙二醇基础油，在聚合物的分子设计中引入不同的功能性元素可以得到特定的设计功能，从而起到抑制沉积物生成，并分散已生成的沉积物的作用。因为油溶性聚烷撑乙二醇基础油的独特分子设计，其与传统聚烷撑乙二醇相比，具有更好的与I、II、III、IV类基础油的互溶性和添加剂溶解性；并且，油溶性聚烷撑乙二醇基础油由于独特的分子设计，因而符合最高级别的环保、健康与安全性能标准。

本发明所述清净剂的含量优选为2.5～4％，进一步优选为3～3.5％。

所述清净剂选自长链烷芳基磺酸钙、硫化烷基酚钙、烷基水杨酸钙、烷基水杨酸镁中的一种或多种；优选为长链烷芳基磺酸钙、硫化 烷基酚钙和烷基水杨酸镁的组合物，三者可以以任意比例混合，优选为等量混合。

上述化合物的结构如下所示，各化合物结构式中，n为整数：

所述长链烷芳基磺酸钙分子式中，R优选为碳原子数15～30的长链烷基；所述硫化烷基酚钙分子式中，R优选为碳原子数12～20的长链烷基。

本发明所述分散剂的含量优选为3～5％。

所述分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂、硼化双聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和高分子无灰分散剂的任意两种或三种组合。优选地，所述聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂在组合物中所占比例为1～2％，硼化双聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂在组合物中所占比例 为0～1.5％，高分子无灰分散剂在组合物中所占比例为0.5～2％。所述高分子无灰分散剂可选用丁二酸酯型高分子无灰分散剂。

本发明所述二烷基二硫代磷酸锌的含量优选为0.5～1.2％，进一步优选为0.6～1.0％。所述二烷基二硫代磷酸锌优选为丁辛基二烷基二硫代磷酸锌。

本发明优选所述抗氧剂的含量为0.5～2％，进一步优选为1～1.5％。所述抗氧剂由酚型辅助抗氧剂和氨型辅助抗氧剂按比例0.5～2：1.5～0复配而成，优选以2:1复配而成。

本发明所述降凝剂的含量优选为0.01～0.5％，进一步优选为0.1～0.5。所述降凝剂种类为聚甲基丙烯酸酯、聚a-烯烃中的一种或两种，优选为聚甲基丙烯酸酯。所述聚甲基丙烯酸酯的结构如下所示：

其中，R为C10～C14。

本发明所述中性基础油为黏度指数为90以上的I、II、III类基础油或合成油或其混合物。本领域中，中性油粘度等级以37.8℃(100℉)的赛氏粘度(秒)表示，标以100N、150N、500N等。本发明所述中性基础油优选为II类500～650N中性基础油。

本发明采用油溶性聚烷撑乙二醇基础油、分散剂、清净剂、二烷基二硫代磷酸锌、抗氧剂、降凝剂、中性基础油以特定比例调合成固定式燃气发动机润滑油，由于添加量合理，比例选择适当能够满足固定式燃气发动机润滑油的使用要求，特别是在提高清净分散性、延缓氧化、减少沉积物方面表现良好。

本发明进一步提供了所述燃气发动机油组合物的制备方法，包括如下步骤：

将中性基础油与油溶性聚烷撑乙二醇基础油、降凝剂在55～60℃下进行混合，搅拌均匀后，再加入分散剂、清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌进行混合，搅拌均匀，即可。

其中，搅拌时间优选为2～3小时。

本发明进一步保护所述燃气发动机油组合物的应用。

本发明采用油溶性聚烷撑乙二醇基础油、清净剂、分散剂、二烷基二硫代磷酸锌、抗氧剂、降凝剂、中性基础油以特定比例调合，通过燃气发动机油中加入一定量油溶性聚烷撑乙二醇基础油的技术，解决了燃气发动机温度高润滑油易出现高温氧化、硝化，沉积物过多等技术难题。内加的油溶性聚烷撑乙二醇基础油溶解性能良好，可以直接进行调合，可操作性强，经过大量的试验证明，所用技术效果明显，技术应用范围广，可推广应用于其他对燃气发动机油产品。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明各实施例所用原料均为市售购得。

实施例1：燃气发动机润滑油组合物

组合物的组成为：

实施例2：燃气发动机润滑油组合物

实施例3：燃气发动机润滑油组合物

组合物的组成为：

实施例4：燃气发动机润滑油组合物

组合物的组成为：

实施例5:

组合物的组成为：

实施例6:

组合物的组成为：

实施例7:

按照以下步骤制备实施例1～6所述组合物：

将中性基础油与油溶性聚烷撑乙二醇基础油、降凝剂在55～60℃下进行混合，搅拌均匀后，再加入分散剂、清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌进行混合，搅拌均匀，即可。

对比例1

与实施例2相比，区别仅在于：组合物中不含有油溶性聚烷撑乙二醇基础油，且中性基础油为II类600N中性基础油。

对比例2

与实施例2相比，区别仅在于：使用等量的150BS光亮基础油替换所述有油溶性聚烷撑乙二醇基础油。

按照本领域的标准方法，对各实施例和对比例所得组合物进行性能检测，检测结果如表1所示。

表1：润滑油组合物性能

由表1可以看出实施例和对比例的运动黏度基本相当；但实施例1、2与对比例相比，氧化诱导期更长，且成焦板评级更低，沉积 物更少。实施例3中加入了21％的40℃下的粘度为150cSt的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，与对比例相比，氧化诱导期更长，且成焦板评级更低，沉积物更少，与实施例2相比，总体性能略差，与实施例1相比，成焦板评级相同，沉积物更少，但氧化诱导期略短。实施例4中加入了5％的40℃下的粘度为680cSt的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，与对比例1相比，氧化诱导期略短，成焦板评级略低，但沉积物较多，与对比例2相比，氧化诱导期略长，成焦板评级更低，沉积物更少。实施例5中加入了0.1％的40℃下的粘度为320cSt的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，与对比例1相比，氧化诱导期略长，成焦板评级和沉积物重量相当。实施例6中加入了20％的40℃下的粘度为320cSt的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，以及75％的40℃下的粘度为68cSt的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，与对比例1相比，氧化诱导期更长，成焦板评级和沉积物重量为所有实施例中最优秀的，明显优于对比例1。

经分析可知，氧化诱导期反映了润滑油组合物抗氧化能力的强弱，氧化诱导期越长，说明润滑油组合物抗氧化能力越强。润滑油组合物的氧化安定性增强后，可以减少因氧化生成的沉积物，延长润滑油组合物的换油期。

连续成焦板实验和间歇成焦板实验为曲轴箱模拟试验，是模拟高温条件下发动机曲轴箱沉积物的产生情况，成焦板评级越低，胶重越少，则说明沉积物生成越少。

在实施例1～6中，使用了不同比例和黏度牌号的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，不同比例和黏度牌号的油溶性聚烷撑乙二醇基础油体现出不同的抗氧化能力和沉积物控制能力。对比例1中，组合物中使用了与实施例和对比例2不同黏度牌号的II类基础油，基础油性质相同，仅黏度牌号为600N，以此达到与实施例和对比例2相近的黏度；对比例2中，组合物中使用了一定量的150BS光亮基础油 来替代实施例2中的油溶性聚烷撑乙二醇基础油，以此达到与实施例和对比例1相近的黏度，但是其抗氧化能力和沉积物控制力明显较差。

综上所述，实施例1、2、3、6在抗氧化能力和减少沉积物生成能力方面要优于对比例，实施例5在抗氧化能力方面要略优于对比例；其中，实施例2的综合性能最优。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种燃气发动机润滑油组合物，其特征在于，所述组合物由如下重量百分含量的成分组成：

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物由如下重量百分含量的成分组成：

所述中性基础油为黏度指数为90以上的I、II、III类基础油、合成油或所述基础油与合成油的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述油溶性聚烷撑乙二醇基础油在40℃下的粘度为10～20,000cSt，其结构为：

其中，R＝H或CH₃，n为整数。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述清净剂选自长链烷芳基磺酸钙、硫化烷基酚钙、烷基水杨酸钙、烷基水杨酸镁中的一种或多种；

优选为长链烷芳基磺酸钙、硫化烷基酚钙和烷基水杨酸镁的组合物。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的组合物，其特征在于，所述分散剂选自聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂、硼化双聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和高分子无灰分散剂中的任意两种或三种组合；

优选地，所述聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂在组合物中所占比例为1～2％，硼化双聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂在组合物中所占比例为0～1.5％，高分子无灰分散剂在组合物中所占比例为0.5～2％。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的组合物，其特征在于，所述抗氧剂由酚型抗氧剂和氨型抗氧剂按比例0.5～2：1.5～0复配而成；优选由酚型抗氧剂和氨型抗氧剂按比例2：1复配而成。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的组合物，其特征在于，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯、聚a-烯烃中的一种或两种；优选为聚甲基丙烯酸酯。

8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物由如下重量百分含量的成分组成：

9.权利要求1～8任意一项所述燃气发动机润滑油组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将中性基础油与油溶性聚烷撑乙二醇基础油、降凝剂在55～60℃下进行混合，搅拌均匀后，再加入分散剂、清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌进行混合，搅拌均匀，即可。

10.权利要求1～8任意一项所述燃气发动机润滑油组合物的应用。