CN107603705A

CN107603705A - 一种润滑油及其制备方法

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Publication number: CN107603705A
Application number: CN201710839640.5A
Authority: CN
Inventors: 刘建忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开了一种润滑油，由按重量份计的下述组分组成：基础油100～150份、抗磨剂、10～20份、抗磨增强剂5～10份、防锈剂3～10份。本发明的润滑油与现有技术相比，其有益效果是：第一，本发明采用特定配比的二茂铁、3‑(2‑噻吩)丙酸和2‑氯‑6‑氟苯乙酸乙酯的混合物，作为抗磨增强剂，大大提高了现有技术中抗磨剂的性能，得到的润滑油具有绝佳的耐磨耗性；第二，本发明的润滑油通过采用特定重量配比的基础油，即质量配比为10∶2∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚α‑烯烃PAO15混合物，该润滑油具有节油率高的优点；第三，本发明采用质量配比为5∶3∶1的石油磺酸钠、三乙醇胺硼酸酯和酰胺的混合物作为防锈剂，具有很好的防锈性能。

Description

一种润滑油及其制备方法

技术领域

本发明涉及是石油化工技术领域，具体来说涉及一种抗磨润滑油。

背景技术

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑材料的85％，种类牌号繁多，现在世界年用量约3800万吨。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。

润滑油基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。矿物基础油应用广泛，用量很大(约95％以上)，但有些应用场合则必须使用合成基础油和生物油基础油调配的产品，因而使这两种基础油得到迅速发展。矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。生物基础油(植物油)正越来越受欢迎，它可以生物降解而迅速的降低环境污染。合成润滑油具有低温性能优异，润滑性能好和使用寿命长等特点，可适用于高负荷、高转速、高真空、高能辐射和强氧化介质等环境。由于当今世界上所有的工业企业都在寻求减少对环境污染的措施，而这种”天然”润滑油正拥有这个特点，虽然植物油成本高，但所增加的费用足以抵消使用其它矿物油、合成润滑油所带来的环境治理费用。

添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。一般常用的添加剂有：粘度指数改进剂，倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压剂，抗泡沫剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂。

目前市售的润滑剂主要有润滑、防锈、冷却等作用，虽然进一步完善了润滑油的不同功能，但是由于添加剂的选用不合理，仍导致润滑油的抗磨减摩等性能不佳，磨损量较大，这是现有技术的不足。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种组分配伍合理、抗磨性能好、节油率高、防锈性能好的润滑油，具体采用如下技术方案：

一种润滑油，由按重量份计的下述组分组成：

基础油 100～150份

抗磨剂 10～20份

抗磨增强剂 5～10份

防锈剂 3～10份。

所述基础油选自如下种类中的一种或多种：

(1)ISO VG粘度等级不大于200的矿物油；

(2)植物油如菜籽油、豆油、花生油或蓖麻油；

(3)合成油如聚α-烯烃PAO15、聚α-烯烃PAO20。

优选地，所述基础油为ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚α-烯烃PAO15的混合物，其质量配比为10∶2∶1。

所述抗磨剂采用发明人赫伯特·毕晓普在1988年10月15日所申请的“润滑油添加剂”中国专利申请，具体地，该抗磨剂的制法是将一种轻质矿物油与环烷酸金属皂(例如环烷酸铅、锆、钙以及锌)相结合，并且与一种经漂白剂(例如次氯酸钠)处理的轻质烃类燃油(例如柴油)掺和而成。然后将此掺合物慢速并均匀地加热到有效温度。所谓“有效温度”指的是能够使分子发生结合的温度。

优选地，所述抗磨剂的制法包括以下步骤：

S1、向45体积份柴油中加入2体积份的质量百分比浓度为3％的次氯酸钠，得到无硫燃油；

S2、将全部水和由次氯酸钠形成的杂物除净；

S3、掺和30体积份的质量百分比浓度为24％的环烷酸铅、15体积份的无硫燃油及15体积份的轻质矿物油，形成一种掺合物；

S4、将该掺和物慢速并均匀加热至152°F。

所述抗磨增强剂选自二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的一种或多种。

优选地，所述抗磨增强剂为二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的的混合物，其质量配比为3∶2∶1。

所述防锈剂选自石油磺酸盐、硼酸酯或酰胺中的一种或多种。

优选地，所述防锈剂为石油磺酸钠、三乙醇胺硼酸酯和酰胺的混合物，其质量配比为5∶3∶1。

本发明最优化的技术方案为：

一种润滑油，由按重量份计的下述组分组成：

基础油 120份

抗磨剂 15份

抗磨增强剂 8份

防锈剂 7份。

所述基础油为ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚a-烯烃PAO15的混合物，其质量配比为10∶2∶1；

所述抗磨剂的制法包括以下步骤：

S2、将全部水和由次氯酸钠形成的杂物除净；

S4、将该掺和物慢速并均匀加热至152°F；

所述抗磨增强剂为二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的的混合物，其质量配比为3∶2∶1；

所述防锈剂为石油磺酸钠、三乙醇胺硼酸酯和酰胺的混合物，其质量配比为5∶3∶1。

本发明润滑油的制备方法为：先按照重量份配比，将基础油、抗磨剂、抗磨增强剂混合均匀，在80-90℃下搅拌2-3h，搅拌速度100-150r/min，静置、冷却到50-60℃，得混合物A；然后将防锈剂放入混合物A，在50-60℃下搅拌0.5-1h，搅拌速度50-100r/min，静置、冷却至常温，即得。

在此过程中需要注意两点：1、前一组分充分搅拌均匀后才能加入下一组分；2、各组分加入的顺序不能出现错误，否则得到的润滑油会发生分层现象，不利于产品的实际应用。

本发明的二茂铁在现有技术中常用作燃料油的添加剂，且燃料油中使用其能够达到节油的效果。例如已有文献记载，“二茂铁消烟节能燃料油添加剂：兰州大学生产的二茂铁，化学式为Fe(C₅H₅)₂，是良好的消烟节能添加剂，具有选择性好，省能源，安全，易控制，三废少等优点。自1983年以来，先后在工农-12L手扶拖拉机等进行台架试验和实车运行。柴油中填加0.1％的二茂铁，平均节油10-14％，烟度下降30-70％，功率提高10％。”(参见《节油管理与节油技术》，吴启颖主编，中原农民出版社，1989年12月第1版，第237页第3-4段)。发明人创造性地通过将质量配比为3∶2∶1的二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的混合物与本发明的抗磨剂进行复配使用，大大提高了润滑油的抗磨性能，取得了意料不到的效果。

本发明的润滑油与现有技术相比，其有益效果是：第一，本发明采用特定配比的二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的混合物，作为抗磨增强剂，大大提高了现有技术中抗磨剂的性能，得到的润滑油具有绝佳的耐磨耗性；第二，本发明的润滑油通过采用特定重量配比的基础油，即质量配比为10∶2∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚α-烯烃PAO15混合物，该润滑油具有节油率高的优点；第三，本发明采用质量配比为5∶3∶1的石油磺酸钠、三乙醇胺硼酸酯和酰胺的混合物作为防锈剂，具有很好的防锈性能。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

一种润滑油，由按重量份计的下述组分组成：

基础油 120份

抗磨剂 15份

抗磨增强剂 8份

防锈剂 7份。

所述基础油为ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚α-烯烃PAO15的混合物，其质量配比为10∶2∶1；

所述抗磨剂的制法包括以下步骤：

S2、将全部水和由次氯酸钠形成的杂物除净；

S4、将该掺和物慢速并均匀加热至152°F；

上述润滑油的制备方法为：先按照重量份配比，将基础油、抗磨剂、抗磨增强剂混合均匀，在80-90℃下搅拌2-3h，搅拌速度100-150r/min，静置、冷却到50-60℃，得混合物A；然后将防锈剂放入混合物A，在50-60℃下搅拌0.5-1h，搅拌速度50-100r/min，静置、冷却至常温，即得。

实施例2：

一种润滑油，除了基础油为ISO VG粘度等级100的矿物油之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

实施例3：

一种润滑油，除了除了基础油为质量配比5∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油混合物之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

实施例4：

一种润滑油，除了除了基础油为质量配比10∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、聚α-烯烃PAO15混合物之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

实施例5：

一种润滑油，除了抗磨增强剂为二茂铁之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

实施例6：

一种润滑油，除了抗磨增强剂为质量配比3∶2的二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸混合物之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

实施例7：

一种润滑油，除了抗磨增强剂为质量配比3∶1的二茂铁、2-氯-6-氟苯乙酸乙酯混合物之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

对比实施例1：

一种润滑油，除了不添加抗磨增强剂之外，其他组分、用量配比及制法与实施例1完全相同。

针对本发明实施例1～7的润滑油进行抗磨性、节油率的试验：

(1)抗磨性能试验

按照SH/T 0189《润滑油抗磨损性能试验法》在四球机上加载392N，转速为1200r/min，运行30min，试验完成后测量钢球表面磨斑的直径(简称WSD)，直径越小越好；按照国标GB/T 3142《润滑剂承载能力测定法》测量润滑油的抗极压性能，以最大无卡咬负荷(PB值)来表示，其值越大越好，结果见下表：

如上表所示，对比实施例1润滑油未添加抗磨增强剂，磨斑直径WSD最大，最大无卡咬负荷P_B值最小，说明该润滑油的抗磨减摩效果不佳。实施例5润滑油的抗磨增强剂为二茂铁，实施例6润滑油的抗磨增强剂为质量配比3∶2的二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸混合物，实施例7润滑油的抗磨增强剂为质量配比3∶1的二茂铁、2-氯-6-氟苯乙酸乙酯混合物，实施例1～4的润滑油添加了质量配比为3∶2∶1的二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的的混合物作为抗磨增强剂，从试验数据来看，实施例1～4的润滑油具有最佳的抗磨减摩效果，说明二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯三种物质复配后在增强抗磨减摩效果上具有协同增效的作用，而不同的基础油组分并未对抗磨减摩效果产生明显的影响。

(2)节油效果试验

选择4辆中国第一汽车集团公司生产的解放牌CA1163P9K2L4E型在用汽车作为试验车辆，车辆行驶公里数、百公里油耗基本一致。分别使用实施例1～4的润滑油作为发动机润滑油。按照标准GB/T 14951-2007《汽车节油技术评定方法》和标准GB/T25348-2010《汽车节油产品使用技术条件》，进行节油效果对比试验，结果如下：

试验项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					市区运行模式节油率α_s	9.56％	4.72％	5.32％	5.68％
城间运行模式节油率α_c	10.24％	5.45％	6.09％	6.35％
					快速运行模式节油率α_q	9.25％	4.68％	5.21％	5.85％

标准GB/T25348-2010《汽车节油产品使用技术条件》规定，采用汽车性能道路对比试验时，汽车节油产品使用的经济性指标为：市区运行模式节油率α_s、城间运行模式节油率α_c和快速运行模式节油率α_q，且三者之一不小于3.0％。可见，本发明实施例1～4的润滑油均具有良好的节油效果，其中，实施例2采用的基础油为ISO VG粘度等级100的矿物油，节油率一般；实施例3采用的基础油为质量配比5∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油混合物，节油率较实施例2有所提高；实施例4采用的基础油为质量配比10∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、聚α-烯烃PAO15混合物，节油率较实施例2有所提高；而实施例1采用的基础油为质量配比10∶2∶1的ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚α-烯烃PAO15的混合物，从试验结果来看，节油率较实施例2获得了大幅度的提高，说明矿物油、蓖麻油和聚α-烯烃PAO15按照特定质量配比作为基础油，在节油效果上取得了意料不到的协同增效作用。

上述实施例仅为本发明优选的实施案例，不能以此来限定本发明所要求保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的及替换均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种润滑油，其特征在于，由按重量份计的下述组分组成：

基础油 100～150份

抗磨剂 10～20份

抗磨增强剂 5～10份

防锈剂 3～10份。

2.如权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述基础油选自如下种类中的一种或多种：

(1)ISO VG粘度等级不大于200的矿物油；

(2)植物油如菜籽油、豆油、花生油或蓖麻油；

(3)合成油如聚α-烯烃PAO15、聚α-烯烃PAO20。

3.如权利要求1或2所述的润滑油，其特征在于，所述基础油为ISO VG粘度等级100的矿物油、蓖麻油和聚α-烯烃PAO15的混合物，其质量配比为10∶2∶1。

4.如权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述抗磨剂的制法包括以下步骤：

S2、将全部水和由次氯酸钠形成的杂物除净；

S4、将该掺和物慢速并均匀加热至152°F。

5.如权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述抗磨增强剂选自二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的一种或多种。

6.如权利要求1或5所述的润滑油，其特征在于，所述抗磨增强剂为二茂铁、3-(2-噻吩)丙酸和2-氯-6-氟苯乙酸乙酯的的混合物，其质量配比为3∶2∶1。

7.如权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述防锈剂选自石油磺酸盐、硼酸酯或酰胺中的一种或多种。

8.如权利要求1或7所述的润滑油，其特征在于，所述防锈剂为石油磺酸钠、三乙醇胺硼酸酯和酰胺的混合物，其质量配比为5∶3∶1。

9.如权利要求1、2、4、5、7任一所述的润滑油，其特征在于，所述润滑油的制备方法为：先按照重量份配比，将基础油、抗磨剂、抗磨增强剂混合均匀，在80-90℃下搅拌2-3h，搅拌速度100-150r/min，静置、冷却到50-60℃，得混合物A；然后将防锈剂放入混合物A，在50-60℃下搅拌0.5-1h，搅拌速度50-100r/min，静置、冷却至常温，即得。