CN108611157A - 一种超强抗乳化甲醇机油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种超强抗乳化甲醇机油，以甲醇机油的重量计，其包含80‑90wt％的基础油以及余量添加剂，该基础油为III类加氢天然气合成技术基础油，该添加剂包括1‑3wt％的抗乳化剂、1‑3wt％的抗氧抗腐剂和1‑3wt％的清净剂，该抗乳化剂为聚丙烯酸改性AE‑31破乳剂。采用本发明的方案，制备的甲醇机油具有非常优异的抗乳化性能，本发明的基础油PAO与聚丙烯酸改性AE‑31具有很好的相容性；同时聚丙烯酸改性AE‑31破乳剂、抗氧抗腐剂和高碱值清净剂配伍性好，三者有增效作用；另外，本发明采用的抗氧抗腐剂具有很强的热氧化安定性、热稳定性和水解安定性，可有效抑制甲醇机油氧化。

Description

一种超强抗乳化甲醇机油及其制备方法

技术领域

本发明涉及甲醇燃料技术领域，尤其涉及一种超强抗乳化甲醇机油 及其制备方法，该甲醇机油主要用于甲醇车发动机润滑系统。

背景技术

由于石油资源的短缺及不可再生，以及出于保护环境的目的，世界 各大汽车厂都在积极研究开发可替代石油的内燃机燃料，甲醇是内燃机 最有希望的代用燃料，其主要优点在于：甲醇能达到比烃类燃料更低的 排放，减少大气污染；与传统的发动机技术有继承性，不需对发动机结 构做大幅改动；另外其辛烷值高，作为点燃式发动机燃料时，可以用于压缩比较高的发动机，提高发动机的热效率。因此，到20世纪80年代 甲醇汽车开始正式在市场销售。甲醇汽车所用的“机油”作为发动机的 “血液”，其性能的优劣直接影响到甲醇发动机的动力性、安全性和可 靠性，对甲醇机油的性能要求主要集中在甲醇机油的抗磨损性能、抗乳 化性能、抗高温氧化性能以及如何适应低温冷起动。

然而，甲醇燃料燃烧过程中产生的水不可避免地进入曲轴箱冷 凝，偶尔会因为气缸盖发生裂缝或螺栓密封不良导致冷却水渗漏到机 油中，促使甲醇机油乳化，乳化是一种液体在另一种液体中紧密分散 形成乳状液的现象，它是两种液体的混合而非相互溶解。抗乳化则是 从乳化物质中把两种液体分离开的过程。甲醇机油抗乳化是指机油遇 水不乳化，或虽是乳化但经过静置，机油和水能迅速分离的性能。因 此甲醇机油的超强抗乳化性能可使来自燃烧室的水产物迅速滞留在油 底壳最底部，不再被循环带入甲醇发动机的润滑系统，对甲醇发动机 润滑系统的保护极为重要。

常用的润滑油破乳剂是胺化物的环氧乙烷、环氧丙烷衍生物。常 用的润滑油破乳剂是胺化物的环氧乙烷、环氧丙烷衍生物，但这些常 规破乳剂，如T1001(胺与环氧化物缩合物)与基础油感受性好，且与 抗氧抗腐剂、分散剂有协同作用，但与高碱值清净剂，如T106(高碱值 合成磺酸钙TBN300)复配时易产生沉淀。

因此，提供一种用于甲醇汽车的抗乳化、抗氧化、高碱值的甲醇机 油就显得至关重要。

发明内容

鉴于以上，本发明提供了一种超强抗乳化甲醇机油，以甲醇机油的 重量计，其包含80-90wt％的基础油以及余量添加剂，该基础油为III类 加氢天然气合成技术基础油，该添加剂包括1-3wt％的抗乳化剂、1-3wt％ 的抗氧抗腐剂和1-3wt％的清净剂，该抗乳化剂为聚丙烯酸改性AE-31 破乳剂。

根据本发明的一个实施例，该抗氧抗腐剂为仲烷基二烷基二硫代磷 酸锌。

根据本发明的一个实施例，该强抗乳化甲醇机油包括以甲醇机油重 量计，1wt％-3wt％的清净剂，该清净剂为高碱值硫化烷基酚钙。

根据本发明的一个实施例，该聚丙烯酸改性AE-31破乳剂、硫磷双 辛基碱性锌盐和高碱值硫化烷基酚钙协同使用。

根据本发明的一个实施例，该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机 油重量计，1wt％-3wt％的分散剂，该分散剂为双烯基丁二酰亚胺。

根据本发明的一个实施例，该强抗乳化甲醇机油还包括以甲醇机油 重量计，1wt％-3wt％的粘度指数改进剂。

根据本发明的一个实施例，该粘度指数改进剂选自聚甲基丙烯酸 酯、乙烯丙烯共聚物、聚异丁烯、氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或两 种以上。

根据本发明的一个实施例，该强抗乳化甲醇机油还包括以甲醇机油 重量计，0.2wt％-2wt％的摩擦改进剂。

根据本发明的一个实施例，该摩擦改进剂采用有机钼盐。

根据本发明的一个实施例，该有机钼盐选自硫代磷酸钼、二烷基二 硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代氨基磷酸钼、有机钼混合物等中的一种 或两种以上。

根据本发明的一个实施例，该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机 油重量计，0.3wt％-1wt％的金属钝化剂，该金属钝化剂选自苯三唑衍生 物或者N,N'-二亚水杨基丙二胺。

根据本发明的一个实施例，该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机 油重量计，0.2wt％-0.5wt％的防锈剂，该防锈剂为烯基丁二酸半酯。

根据本发明的一个实施例，该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机 油重量计，0.2wt％-2wt％的降凝剂，该降凝剂为聚丙烯酸酯。

根据本发明的一个实施例，该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机 油重量计，0.25wt％-0.5wt％的抗泡剂，该抗泡剂为聚丙烯酸酯与甲基硅 油的共聚物。

本发明还提供一种超强抗乳化甲醇机油的制备方法，包括如下步 骤：将80-90wt％的III类加氢天然气合成技术基础油、1-3wt％的粘度指 数改进剂加入平底烧瓶中，磁力搅拌下加热5-6小时，使其完全溶解形 成均相溶液；加入1wt％-3wt％的聚丙烯酸改性AE-31破乳剂，磁力搅 拌并加热3小时，使其完全溶解并形成均相溶液；加入1wt％-3wt％高碱 值硫化烷基酚钙、1wt％-3wt％仲烷基二烷基二硫代磷酸锌、可选地加入， 1wt％-3wt％双烯基丁二酰亚胺、0.2wt％-2wt％硫代磷酸钼、0.3wt％-1wt％ 苯三唑衍生物0.2wt％-0.5wt％烯基丁二酸半酯、0.5wt％-2wt％聚丙烯酸 酯、0.125wt％-0.25wt％聚丙烯酸酯和0.125wt％-0.25wt％甲基硅油，充分 搅拌加热24h，使其完全溶解并形成均相溶液；停止加热，静置冷却至 常温，得到所需甲醇机油。

采用本发明的方案，制备的甲醇机油具有非常优异的抗乳化性能， 本发明的基础油PAO与聚丙烯酸改性AE-31具有很好的相容性；同时 聚丙烯酸改性AE-31破乳剂、抗氧抗腐剂和高碱值清净剂配伍性好，三 者有增效作用；另外，本发明采用的抗氧抗腐剂具有很强的热氧化安定 性、热稳定性和水解安定性，可有效抑制机油氧化。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明 的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上 述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详 细说明如下。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及 功效，结合以下较佳实施例，对本发明详细说明如下。

本发明的超强抗乳化甲醇机油(亦即甲醇燃料发动机润滑油)用在 甲醇汽车的发动机润滑系统，用于润滑发动机，以确保制备的甲醇机油 具有很高抗乳化能力，同时确保选用的抗乳化剂与其他添加剂具有良好 的配伍性。

在润滑油中，基础油质量对于润滑油性能至关重要，它提供了润滑 油最基础的润滑、冷却、抗氧化、抗腐蚀等性能。同时，为了提高润滑 油的性能，在润滑油中还包含了提高其综合性能的添加剂。发动机油的 添加剂包括抗氧化添加剂、防锈添加剂、防腐蚀添加剂、抗泡添加剂、 黏度指数改进剂、降凝剂、清洁添加剂、分散剂及抗磨损添加剂等。上 述添加剂并不是越多越好，多项性能需要综合平衡。因此，润滑油需要 进行台架试验，通过在发动机内的综合表现来评定添加剂配方的优劣。

在本发明的一个实施例中，一种超强抗乳化甲醇机油包括基础油、 粘度指数改进剂、清净分散剂、抗氧抗腐剂、摩擦改进剂、抗氧和金属 钝化剂、防锈剂、降凝剂、抗泡剂和抗乳化剂，各原料的质量百分比为：

其中基础油是采用了III类加氢矿物油；粘度指数改进剂是采用了 改进型的聚甲基丙烯酸酯(T602)；清净分散剂是采用了高碱值硫化烷 基酚钙(T122)清净剂和双烯基丁二酰亚胺(T154)分散剂；抗氧抗腐 剂为长链伯烷基ZDDP(T203)；摩擦改进剂为改进型的硫代磷酸钼 (T461)；抗氧和金属钝化剂为苯三唑衍生物(T551)；防锈剂为烯基丁 二酸半酯(T747)；降凝剂为聚丙烯酸酯(T814)；抗泡剂为采用甲基硅 油(T901)和聚丙烯酸酯(T911)两类抗泡剂按1:1调配后的复合抗泡 剂；抗乳化剂为聚丙烯酸改性AE-31破乳剂。

[实施方法]一种超强抗乳化甲醇机油的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、首先在2000ml的平底烧杯中加入3～5颗沸石、磁力搅拌器、 和865g基础油PAO-6，然后放入带有磁力感应的电加热器上，为防止平 底烧瓶爆裂，在平底烧瓶和加热装置之间放置一张石棉网；

步骤二、加入10g聚甲基丙烯酸酯(T602)至基础油中，然后磁力 搅拌加热时间2h～3h，使其完全溶解并形成均相溶液；

步骤三、分别加入20g高碱值硫化烷基酚钙(T122)、15g双烯基丁 二酰亚胺(T154)、30g长链伯烷基ZDDP(T203)、2g硫代磷酸钼(T461)、 8g苯三唑衍生物(T551)、5g烯基丁二酸半酯(T747)、20g聚丙烯酸酯 (T814)、5g复合抗泡剂和20g聚丙烯酸改性AE-31破乳剂，充分搅拌加 热24h，使其完全溶解并形成均相溶液；

步骤四、停止加热，静置冷却至常温，观察冷却后的机油是否存在 分层和/或沉积物现象，若有则适当增加基础油的用量，再次搅拌加热 溶解使其形成均相溶液；若无，试验完成，密封保存配制好的机油。

[原料名称与规格]

表1甲醇机油的原料名称与规格数据表

名称	规格
		III类加氢矿物油PAO-6	CP
改进型的聚甲基丙烯酸酯T602	CP
		高碱值硫化烷基酚钙T122清净剂	CP
双烯基丁二酰亚胺T154分散剂	CP
		长链伯烷基ZDDP T203仲烷基二烷基二硫代磷酸锌	CP
改进型的硫代磷酸钼T461	CP
		苯三唑衍生物T551	CP
烯基丁二酸半酯T747	CP
		聚丙烯酸酯T814	CP
甲基硅油T901	CP
		聚丙烯酸酯T911	CP
聚丙烯酸改性AE-31破乳剂	CP

[理化测试方法]

100℃和40℃的运动粘度(Kinetic viscosity，KV)，表明一种流体 抵抗流动或者说是内部摩擦的能力的度量值。运动粘度会随温度变化而 变化，因此运动粘度的数值需要注明测试温度。其检测仪器为运动粘度 检测仪，测定运动粘度的标准方法为GB/T 265、GB/T 11137，即在某一 恒定的温度下，一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管 的时间。粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积就是该温度下液体的运 动粘度。

(2)粘度指数VI，表示油品粘温性能的一个约定量值，粘度指数 高，表示油品的粘度随着温度变化小，油品的粘温性能好。反之亦然。 所谓粘温性能，即润滑油的粘度随温度变化的性质。粘度指数的计算方 法在我国的GB/T 1995或美国的ASTM D2270、德国的DIN51564、 ISO2902、日本的JIS K2284等标准中有详细的说明。粘度指数还可以用 查表法得到，我国的GB/T 2541。

(3)高温抗剪切粘度系数HTHS，油膜高温抗剪切能力与油膜高转 速高温状态保护能力有关。高温抗剪切粘度系数的意义是机油高温下的 油膜稳定度。HTHS越高，机油能够在高温下提供给引擎的保护越好。 HTHS越低，代表油膜高温时越稀，容易造成引擎的磨损。HTHS需要 在2.6以上才能减低引擎的磨损。

(4)低温泵送粘度MRV，是在超低温的条件下，机油还能够泵送 到发动机内部正常流动时，其黏度的临界数值。

(5)低温动力粘度CCS，是油品在低温、高剪切速率条件下所测 得的内摩擦力大小的量度，可作为预示发动机在低温条件下能否顺利启 动的黏度指标。在同一种低温条件下，测出的该黏度值越小，说明机油 的冷启动性能越好。

(6)总碱值(Total base number，TBN)，指在规定条件下，中和存 在于1g油样中全部碱组分(强碱与弱碱)所需要的量，换算成等当量 的碱量，，以mgKOH/g表示。TBN越高代表机油能中和的酸越多。

(7)灰分，油品试样在规定条件下燃烧后所剩下的残留物称为灰 分，灰分主要是润滑油完全燃烧后生成的金属盐类和金属氧化物所组 成。润滑油灰分过大，容易在机件上发生坚硬的积炭，造成机械零件的 磨损。灰分的测定采用GB/T 2433标准方法测定。

(8)凝胶指数，采用富兰德FDH-8808润滑油凝胶指数测定仪测得。

本发明的三个实施例的性能测试数据，请参考表2：

表2甲醇机油的配方及性能测试数据表

采用本发明的方案，制备的甲醇机油具有非常优异的抗乳化性能， 本发明的基础油PAO与聚丙烯酸改性AE-31具有很好的相容性；同时 聚丙烯酸改性AE-31破乳剂、抗氧抗腐剂和高碱值清净剂配伍性好，三 者有增效作用；另外，本发明采用的长链伯烷基ZDDP(T203)抗氧抗 腐剂具有很强的热氧化安定性、热稳定性和水解安定性，可有效抑制甲 醇机油氧化。

Claims (16)

1.一种超强抗乳化甲醇机油，以甲醇机油的重量计，其包含80-90wt％的基础油以及余量添加剂，其特征在于：该基础油为III类加氢天然气合成技术基础油，该添加剂包括1-3wt％的抗乳化剂、1-3wt％的抗氧抗腐剂和1-3wt％的清净剂，该抗乳化剂为聚丙烯酸改性AE-31破乳剂。

2.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。

3.根据权利要求2所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该清净剂为高碱值硫化烷基酚钙。

4.根据权利要求3所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该聚丙烯酸改性AE-31破乳剂、二烷基二硫代磷酸锌和高碱值硫化烷基酚钙协同使用。

5.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机油重量计，1-3wt％的分散剂，该分散剂为双烯基丁二酰亚胺。

6.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该强抗乳化甲醇机油还包括以甲醇机油重量计，1-3wt％的粘度指数改进剂。

7.根据权利要求6所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该粘度指数改进剂选自聚甲基丙烯酸酯、乙烯丙烯共聚物、聚异丁烯、氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该强抗乳化甲醇机油还包括以甲醇机油重量计，0.2-2wt％的摩擦改进剂。

9.根据权利要求8所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该摩擦改进剂采用有机钼盐。

10.根据权利要求9所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该有机钼盐选自硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代氨基磷酸钼、有机钼混合物等中的一种或两种以上。

11.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机油重量计，0.3-1wt％的金属钝化剂，该金属钝化剂选自苯三唑衍生物或者N，N'-二亚水杨基丙二胺。

12.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机油重量计，0.2-0.5wt％的防锈剂，该防锈剂为烯基丁二酸半酯。

13.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机油重量计，0.2-2wt％的降凝剂，该降凝剂为聚丙烯酸酯。

14.根据权利要求1所述的超强抗乳化甲醇机油，其特征在于：该超强抗乳化甲醇机油还包含以甲醇机油重量计，0.25-0.5wt％的抗泡剂，该抗泡剂为聚丙烯酸酯与甲基硅油的共聚物。

15.一种超强抗乳化甲醇机油的制备方法，包括如下步骤：

将80-90wt％的III类加氢天然气合成技术基础油、1-3wt％的粘度指数改进剂加入平底烧瓶中，磁力搅拌下加热5-6小时，使其完全溶解形成均相溶液；

加入1-3wt％的聚丙烯酸改性AE-31破乳剂，磁力搅拌并加热3小时，使其完全溶解并形成均相溶液；

加入1-3wt％高碱值硫化烷基酚钙、1-3wt％二烷基二硫代磷酸锌、可选地加入，1-3wt％双烯基丁二酰亚胺、0.2-2wt％硫代磷酸钼、0.3-1wt％苯三唑衍生物0.2-0.5wt％烯基丁二酸半酯、0.5-2wt％聚丙烯酸酯、0.125-0.25wt％聚丙烯酸酯和0.125-0.25wt％甲基硅油，充分搅拌加热24h，使其完全溶解并形成均相溶液；

停止加热，静置冷却至常温，得到所需甲醇机油。

16.根据权利要求15所述的超强抗乳化甲醇机油的制备方法，其特征在于：观察静置冷却后的甲醇机油是否存在分层、有无沉淀，若有则适当增加基础油的用量，再次搅拌加热溶解，使其形成均相溶液；若无，试验完成，密封保存配制好的甲醇机油。