CN106929130A - 一种发动机油组合物、发动机油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机油组合物、发动机油及其制备方法，该发动机油组合物包含高支化聚乙烯基础油和添加剂，其中所述高支化聚乙烯的重均分子量为500～5000，支化度为0.15～0.40。本发明一实施方式选用高支化聚乙烯作为基础油调配发动机油，油品的黏温性、低温启动性能、高温抗氧化性能优异，能很好地控制油泥的产生，延长了换油周期。

Description

一种发动机油组合物、发动机油及其制备方法
技术领域
本发明涉及发动机油，具体为一种高支化聚乙烯作为基础油的发动机油及其制备方法。
背景技术
汽车的核心是发动机，汽车润滑剂中最重要的油品就是发动机油。汽车发动机油的发展与汽车发动机的制造技术、节能环保要求息息相关。随着发动机制造技术的日益成熟和废气排放法规的日益严格，对发动机润滑油提出了更高的要求。汽车发动机润滑油是指用在发动机上以减少磨损，保护机械的液体润滑剂，主要起到润滑缓冲、冷却散热、防锈防腐等作用。
随着机技术的不断改进，发动机出现了小型化、轻量化、压缩比提高、输出功率增大、应用涡轮增压技术等趋势。同样体积的发动机输出的扭矩更高，使得机油的工作温度升高，更容易氧化。因此要求机油提高抗高温氧化性能和防止沉积物生成的能力。发动机零部件轻量化以及更苛刻的机械压力使得零部件更容易受到磨损，对机油的抗磨性能和油膜强度也提出了更高的要求。
发动机油主要是由基础油和添加剂调配而成的，主要的基础油有矿物油和合成油。传统意义上的发动机油通常采用矿物油作为基础油，其在使用过程中很容易被高温氧化变质，产生胶质、水分、油泥等，使发动机油使用寿命缩短，因此传统的发动机油已不能满足现阶段人们对发动机油的要求。
目前，人们更倾向于采用合成油来调和高性能发动机油，特别是聚α-烯烃，由于其优异的性能常用来满足日益高端的发动机对润滑油的高要求。然而，聚α-烯烃制备成本很高，价格昂贵，原料α-烯烃大都采用石蜡裂解得到，制备的聚α-烯烃基础油难以满足高端润滑油性能要求。
发明内容
本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种发动机油组合物，包含高支化聚乙烯基础油和添加剂，其中所述高支化聚乙烯的重均分子量为500～5000，支化度为0.15～0.40。
根据本发明一实施方式，所述高支化聚乙烯在100℃运动粘度为4～25mm2/s。
根据本发明一实施方式，所述高支化聚乙烯的粘度指数为130～300。
根据本发明一实施方式，所述高支化聚乙烯的倾点为-15～-60℃。
根据本发明一实施方式，所述添加剂选自清净剂、分散剂、抗氧剂、降凝剂及抗泡剂中的一种或多种。
根据本发明一实施方式，所述添加剂包含1.0～3.0wt％的清净剂、1.0～3.0wt％的分散剂、0.3～1wt％的抗氧剂、0.1～1.0wt％的降凝剂、0.01～0.05wt％的抗泡剂，上述重量百分含量均以所述组合物的总重量为基准。
根据本发明一实施方式，所述清净剂选自磺酸钙、磺酸镁、磺酸钠、高碱值硫化烷基酚钙及高碱值烷基水杨酸钙中的一种或多种；
所述分散剂选自单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、三丁二酰亚胺及聚异丁烯基丁二酰亚胺中的一种或多种。
根据本发明一实施方式，所述抗氧剂选自二烷基二硫代磷酸锌、2,6-二叔丁基苯酚及烷基化二苯胺中的一种或多种；
所述降凝剂选自烷基萘、聚甲基丙烯酸酯及聚异丁烯中的一种或多种；
所述抗泡剂选自二甲基硅油、丙烯酸酯、有机硅酸酯及油酸丁酯中的一种或多种。
本发明还提供了一种发动机油，包含上述的组合物。
本发明进一步提供了一种发动机油的制备方法，包括向所述高支化聚乙烯基础油中加入所述添加剂，50～60℃下恒温1～2h，过滤，制得所述发动机油。
本发明一实施方式选用高支化聚乙烯作为基础油调配发动机油，油品的黏温性、低温启动性能、高温抗氧化性能优异，能很好地控制油泥的产生，延长了换油周期。
具体实施方式
体现发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的描述在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明一实施方式提供了一种发动机油组合物，包含高支化聚乙烯基础油和添加剂，其中高支化聚乙烯的重均分子量为500～5000，例如700、1000、1500、2000、2500、3000、4000等；支化度为0.15～0.40，例如0.2、0.25、0.3、0.35等。
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯在100℃运动粘度为4～25mm2/s，例如5mm2/s、10mm2/s、15mm2/s、20mm2/s、23mm2/s等。
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯的粘度指数为130～300，例如可以为150、170、200、220、250、270等。
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯的倾点为-15～-60℃，例如-20℃、-25℃、-30℃、-35℃、-40℃、-45℃、-50℃、-55℃等。
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯的含量为92～98wt％，添加剂的含量为2～8wt％。
于本发明一实施方式中，添加剂可以是清净剂、分散剂、抗氧剂、降凝剂及抗泡剂。
于本发明一实施方式中，添加剂包含1.0～3.0wt％的清净剂、1.0～3.0wt％的分散剂、0.3～1.0wt％的抗氧剂、0.1～1.0wt％的降凝剂、0.01～0.05wt％的抗泡剂，上述重量百分含量均以所述组合物的总重量为基准。
于本发明一实施方式中，清净剂可以是磺酸钙、磺酸镁、磺酸钠、高碱值硫化烷基酚钙、高碱值烷基水杨酸钙等。
于本发明一实施方式中，分散剂可以是单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、三丁二酰亚胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺等。
于本发明一实施方式中，抗氧剂可以是二烷基二硫代磷酸锌、2,6-二叔丁基苯酚、烷基化二苯胺等。
于本发明一实施方式中，降凝剂可以是烷基萘、聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯等。
于本发明一实施方式中，抗泡剂可以是二甲基硅油、丙烯酸酯、有机硅酸酯、油酸丁酯等。
本发明一实施方式提供了一种发动机油，包含上述的组合物。本发明一实施方式选用高支化聚乙烯作为基础油调配发动机油，油品的黏温性、低温启动性能、高温抗氧化性能优异，能很好地控制油泥的产生，延长了换油周期。
本发明一实施方式提供了一种上述发动机油的制备方法，包括向高支化聚乙烯基础油中加入添加剂，恒温50～60℃下搅拌1～2h，过滤，即得清亮透明的合成发动机油。
下面，结合具体实施例对本发明一实施方式的发动机油及其制备方法做进一步说明。
实施例1
高支化聚乙烯的制备
在配有磁力搅拌棒的聚合釜中加入72mg TaCl5催化剂、0.2mL助催化剂EtAlCl2的己烷溶液(1mol/L)和10mL甲苯，在氮气气氛下组装聚合釜，加热至45℃，并以恒定压力4MPa通入乙烯。保持45℃搅拌16h后用甲醇终止反应，真空蒸馏脱除溶剂和乙烯低聚物后，用氯仿再次溶解产物，然后过硅胶柱，获得油状高支化聚乙烯基础油。产物的重均分子量为2070，支化度为0.30。
发动机油的调配
取95.98份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，搅拌加热至50℃，依次加入磺酸钙2份、双丁酰亚胺1份，二烷基二硫代磷酸锌0.5份、聚异丁烯0.5份和二甲基硅油0.02份，恒温搅拌1.5h，过滤，即得清亮透明的合成发动机油。
实施例2
高支化聚乙烯的制备
在配有磁力搅拌棒的聚合釜中加入72mg TaCl5催化剂、0.1mL助催化剂Et3Al2Cl3的己烷溶液(1mol/L)和10mL甲苯，在氮气气氛下组装聚合釜，加热至25℃，并以恒定压力2MPa通入乙烯。保持25℃搅拌16h后用甲醇终止反应，真空蒸馏脱除溶剂和乙烯低聚物后，用氯仿再次溶解产物，然后过硅胶柱，获得油状高支化聚乙烯基础油。产物的重均分子量为3870，支化度为0.33。
发动机油的调配
取96.65份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，搅拌加热至50℃，依次加入高碱值烷基水杨酸钙1份、聚异丁烯基丁二酰亚胺1份，二烷基二硫代磷酸锌0.8份、聚甲基丙烯酸酯0.5份和有机硅酸酯0.05份，恒温搅拌2h，过滤，即得清亮透明的合成发动机油。
实施例3
高支化聚乙烯的制备
在配有磁力搅拌棒的聚合釜中加入72mg TaCl5催化剂、1.0mL助催化剂EtAlCl2的己烷溶液(1mol/L)和10mL甲苯，在氮气气氛下组装聚合釜，加热至75℃，并以恒定压力5MPa通入乙烯。保持75℃搅拌12h后用甲醇终止反应，真空蒸馏脱除溶剂和乙烯低聚物后，用氯仿再次溶解产物，然后过硅胶柱，获得油状高支化聚乙烯基础油。产物的重均分子量为1310，支化度为0.24。
发动机油的调配
取92.47份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，搅拌加热至50℃，依次加入磺酸镁3份、单丁二酰亚胺3份，2,6-二叔丁基苯酚0.5份、聚异丁烯1.0份和有机硅酸酯0.03份，恒温搅拌2h，过滤，即得清亮透明的合成发动机油。
实施例4
高支化聚乙烯的制备
在配有磁力搅拌棒的聚合釜中加入120mg TaCl5催化剂、0.4mL助催化剂EtAlCl2的环己烷溶液(1mol/L)和10mL环己烷，在氮气气氛下组装聚合釜，加热至45℃，并以恒定压力4MPa通入乙烯。保持45℃搅拌4h后用甲醇终止反应，真空蒸馏脱除溶剂和乙烯低聚物后，用氯仿再次溶解产物，然后过硅胶柱，获得油状高支化聚乙烯基础油。产物的重均分子量为840，支化度为0.40。
发动机油的调配
取95.49份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，搅拌加热至60℃，依次加入高碱值烷基水杨酸钙1份、单丁酰亚胺2份、二烷基二硫代磷酸锌0.5份、聚甲基丙烯酸酯1.0份和油酸丁酯0.01份，恒温搅拌2h，过滤，即得清亮透明的合成发动机油。
实施例5
高支化聚乙烯的制备
在配有磁力搅拌棒的聚合釜中加入120mg TaCl5催化剂、1.0mL助催化剂EtAlCl2的环己烷溶液(1mol/L)和10mL环己烷，在氮气气氛下组装聚合釜，保持温度25℃，并以恒定压力4MPa通入乙烯。保持45℃搅拌16h后用甲醇终止反应，真空蒸馏脱除溶剂和乙烯低聚物后，用氯仿再次溶解产物，然后过硅胶柱，获得油状高支化聚乙烯基础油。产物的重均分子量为4613，支化度为0.28。
发动机油的调配
取94.99份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，搅拌加热至60℃，依次加入高碱值烷基水杨酸钙1.5份、单丁酰亚胺2份、二烷基二硫代磷酸锌0.5份、聚甲基丙烯酸酯1.0份和油酸丁酯0.01份，恒温搅拌2h，过滤，即得清亮透明的合成发动机油。
对比例
将重均分子量为5930、支化度为0.12的高支化聚乙烯作为基础油调配发动机油，其他条件同实施例4。
将实施例1至4以及对比例制得的合成发动机油进行相关参数及性能的测试，具体结果参见下表。
本发明一实施方式的合成发动机油倾点低、低温动力粘度小、边界泵送温度低，具有良好的低温性能，更适应极端低温应用环境；粘度指数高、高温高剪切粘度高，说明在高温下油膜保持性良好。
除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种发动机油组合物，包含高支化聚乙烯基础油和添加剂，其中所述高支化聚乙烯的重均分子量为500～5000，支化度为0.15～0.40。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述高支化聚乙烯在100℃运动粘度为4～25mm2/s。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述高支化聚乙烯的粘度指数为130～300。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述高支化聚乙烯的倾点为-15～-60℃。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述添加剂选自清净剂、分散剂、抗氧剂、降凝剂及抗泡剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述添加剂包含1.0～3.0wt％的清净剂、1.0～3.0wt％的分散剂、0.3～1wt％的抗氧剂、0.1～1.0wt％的降凝剂、0.01～0.05wt％的抗泡剂，上述重量百分含量均以所述组合物的总重量为基准。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中所述清净剂选自磺酸钙、磺酸镁、磺酸钠、高碱值硫化烷基酚钙及高碱值烷基水杨酸钙中的一种或多种；
所述分散剂选自单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、三丁二酰亚胺及聚异丁烯基丁二酰亚胺中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的组合物，其中所述抗氧剂选自二烷基二硫代磷酸锌、2,6-二叔丁基苯酚及烷基化二苯胺中的一种或多种；
所述降凝剂选自烷基萘、聚甲基丙烯酸酯及聚异丁烯中的一种或多种；
所述抗泡剂选自二甲基硅油、丙烯酸酯、有机硅酸酯及油酸丁酯中的一种或多种。
9.一种发动机油，包含权利要求1至8中任一项所述的组合物。
10.一种权利要求9所述的发动机油的制备方法，包括向所述高支化聚乙烯基础油中加入所述添加剂，50～60℃下恒温1～2h，过滤，制得所述发动机油。
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