CN109181816B - 具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法，其中，具有提高油膜强度的润滑剂包括如下重量百分含量的成分：1‑丙烯与乙烯聚合物，20％‑40％；高粘度聚α烯烃，15％‑30％；聚酯，5％‑15％；有机摩擦改进剂，1％‑10％；抗磨剂，1％‑10％；烷基萘，5％‑15％；基础油，余量；本发明的有益效果在于：通过对润滑剂的组分进行优化配比，使其拥有较高的油膜强度、较高的粘度指数，从而扩大工作温度范围、提高润滑效果，即使在极端温度条件下也可以很好地保护设备。

Description

具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑剂技术领域，尤其涉及一种具有提高油膜强度的润滑剂。
背景技术
润滑剂是用在具有相对运动的两个磨擦表面的机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体。通过在两磨擦表面之间形成油膜，将直接接触的表面分隔开来，变干磨擦为润滑剂分子间的内磨擦，达到减少磨擦、降低磨损、延长机械设备使用寿命等目的。油膜强度是保持油膜附着在机械表面且不破裂的能力，是决定润滑剂润滑效果的重要因素，而HTHS(高温度高剪切粘度)是表示油膜强度的一个参数。
在世界汽车技术快速发展的当下，汽车发动机的高度智能化控制系统已经很普及。发动机较之以往具有更强的动力，较低的油耗和排放，人们对润滑剂的要求越来越高。目前，为了提高润滑剂的性能，一般采用如下两种方式：1、将二硫化钼或石墨做成纳米级，添加到润滑剂里面，这种方法确实在短时间内能提高润滑剂的润滑性能，但是，纳米二硫化钼和纳米石墨随着时间的加长出现沉淀，这个问题始终没有解决；而且随着使用时间的加长，纳米二硫化钼和纳米石墨在机械设备的金属表面形成沉淀和粘连，影响发动机的使用性能；2、在润滑剂中加入“氯化石蜡等氯化物”，虽然这种方法在短时间内也能让润滑剂的润滑性能有所提高，但是，润滑剂中的清净剂是磺酸盐，再引入氯元素，会使润滑剂体系变成王水体系，从而腐蚀发动机。虽然上述的方式可以在短时间内提高润滑剂的润滑性能，但是使用时间长了会对发动机造成损害，且工作温度范围较窄，在极端的温度条件下，性能容易发生改变，不能给发动机提供有效保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法，以解决背景技术中的至少一处不足。
为了实现上述目的，本发明提供一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，20％-40％；
高粘度聚α烯烃，15％-30％；
聚酯，5％-15％；
有机摩擦改进剂，1％-10％；
抗磨剂，1％-10％；
烷基萘，5％-15％；
基础油，余量。
进一步的，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，22％-38％；
高粘度聚α烯烃，18％-28％；
聚酯，8％-13％；
有机摩擦改进剂，1％-10％；
抗磨剂，1％-10％；
烷基萘，8％-13％；
基础油，余量。
进一步的，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，25％-35％；
高粘度聚α烯烃，20％-26％；
聚酯，8％-13％；
有机摩擦改进剂，2％-8％；
抗磨剂，2％-8％；
烷基萘，8％-13％；
基础油，余量。
进一步的，所述1-丙烯与乙烯聚合物采用牌号为：LUCANT HC-100、LUCANT HC-150、LUCANT HC-600、LUCANT HC-1100及LUCANT HC-2000中的至少一种。
进一步的，所述高粘度聚α烯烃为茂金属聚α烯烃。
进一步的，所述聚酯采用牌号为PriolUbe3986的复合脂。
进一步的，所述有机摩擦改进剂采用牌号为：Irgalube F10或Irgalube F10A或牌号为：Perfad 3000或Perfad 3050中的至少一种。
进一步的，所述抗磨剂包括烷基硼酸钙、烷基硼酸镧、二烷基二硫代氨基甲酸钼、胺钼中的一种配合物或多种配合物的复合。
进一步的，所述烷基萘采用牌号为：Synesstic AN12、Synesstic AN15、SynessticAN23、Synesstic AN25及Synesstic AN30中的至少一种。
为了实现上述目的，本发明还提供一种具有提高油膜强度的润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
将一定重量百分含量的基础油和烷基萘加入到容器里，加热到60℃，采用循环搅拌混合的方式搅拌30分钟；
依次加入一定重量百分含量的聚酯、有机摩擦改进剂、抗磨剂、1-丙烯与乙烯聚合物及高粘度聚α烯烃，加入每种组分后充分搅拌并静置10分钟；
保持60℃循环搅拌60分钟；
自然冷却至40℃以下，过滤灌桶封盖。
与现有技术相比，本发明提供的具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法的有益效果在于：通过对润滑剂的组分进行优化配比，使其拥有较高的油膜强度、较高的粘度指数，从而扩大工作温度范围、提高润滑效果，即使在极端温度条件下也可以很好地保护设备。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，20％；
高粘度聚α烯烃，30％；
聚酯，10％；
有机摩擦改进剂，10％；
抗磨剂，10％；
烷基萘，10％；
基础油，10％。
实施例2
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，20％；
高粘度聚α烯烃，15％；
聚酯，5％；
有机摩擦改进剂，1％；
抗磨剂，1％；
烷基萘，5％；
基础油，53％。
实施例3
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，22％；
高粘度聚α烯烃，18％；
聚酯，8％；
有机摩擦改进剂，2％；
抗磨剂，2％；
烷基萘，8％；
基础油，40％。
实施例4
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，22％；
高粘度聚α烯烃，20％；
聚酯，10％；
有机摩擦改进剂，5％；
抗磨剂，6％；
烷基萘，10％；
基础油，27％。
实施例5
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，25％；
高粘度聚α烯烃，20％；
聚酯，8％；
有机摩擦改进剂，2％；
抗磨剂，2％；
烷基萘，8％；
基础油，35％。
实施例6
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，25％；
高粘度聚α烯烃，25％；
聚酯，10％；
有机摩擦改进剂，5％；
抗磨剂，5％；
烷基萘，10％；
基础油，20％。
实施例7
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，30％；
高粘度聚α烯烃，20％；
聚酯，8％；
有机摩擦改进剂，5％；
抗磨剂，5％；
烷基萘，10％；
基础油，22％。
实施例8
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，30％；
高粘度聚α烯烃，25％；
聚酯，8％；
有机摩擦改进剂，5％；
抗磨剂，5％；
烷基萘，8％；
基础油，19％。
实施例9
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，35％；
高粘度聚α烯烃，10％；
聚酯，8％；
有机摩擦改进剂，5％；
抗磨剂，5％；
烷基萘，8％；
基础油，29％。
实施例10
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，35％；
高粘度聚α烯烃，28％；
聚酯，13％；
有机摩擦改进剂，5％；
抗磨剂，5％；
烷基萘，8％；
基础油，6％。
实施例11
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，40％；
高粘度聚α烯烃，15％；
聚酯，5％；
有机摩擦改进剂，2％；
抗磨剂，2％；
烷基萘，5％；
基础油，31％。
实施例12
一种具有提高油膜强度的润滑剂，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，40％；
高粘度聚α烯烃，18％；
聚酯，5％；
有机摩擦改进剂，3％；
抗磨剂，3％；
烷基萘，10％；
基础油，21％。
上述实施例中，所述1-丙烯与乙烯聚合物采用牌号为：LUCANT HC-100、LUCANTHC-150、LUCANT HC-600、LUCANT HC-1100及LUCANT HC-2000中的至少一种。所述牌号为：LUCANT HC-100、LUCANT HC-150、LUCANT HC-600、LUCANT HC-1100及LUCANT HC-2000的1-丙烯与乙烯聚合物均为无色透明液体，在低温下，具有很好的流动性和低挥发性，还具有高化学稳定性和高热安定性。因此，采用上述牌号的1-丙烯与乙烯聚合物可以有效提高所述润滑剂的粘度范围。
上述实施例中，所述高粘度聚α烯烃为茂金属聚α烯烃，与传统的合成聚α烯烃相比，茂金属聚α烯烃具有更好的剪切稳定性和更高的黏度指数，可提供更高的调配效率和更好的性能。因此，添加所述茂金属聚α烯烃可以提高所述润滑剂的剪切稳定性、粘度指数及工作的温度宽度。当温度为100℃时，所述茂金属聚α烯烃的运动粘度的范围为40～300cSt。当然，所述茂金属聚α烯烃为所述高粘度聚α烯烃的优选，但并不限于使用茂金属聚α烯烃，只要满足100℃运动粘度的范围为40～300cSt的高粘度聚α烯烃，也可以实现本方案的效果。
上述实施例中，所述聚酯采用牌号为PriolUbe3986的复合脂，其具有优异的边界润滑特性，在空气与氮气环境中良好清洁燃烧特性及剪切稳定性等。具体的，当温度为100℃时，所述PriolUbe3986复合酯的运动粘度的范围为500～2500cSt。因此，添加所述PriolUbe3986复合酯可以提高润滑剂的剪切稳定性、粘度指数及工作的温度宽度。此外，所述PriolUbe3986复合酯在低转速使，还具有优异的成膜特性，从而增加油膜的厚度，降低磨损。当然，所述PriolUbe3986复合酯为所述聚酯的优选，但并不限于使用PriolUbe3986复合酯，只要满足100℃运动粘度的范围为500～2500cSt的聚酯，也可以实现本方案的效果。
上述实施例中，所述有机摩擦改进剂采用牌号为：Irgalube F10或Irgalube F10A或牌号为：Perfad 3000或Perfad 3050中的至少一种。所述摩擦改进剂用于减少低速时的摩擦和粘滑。所述牌号为Perfad 3000或Perfad 3050及Irgalube F10或Irgalube F10A的有机摩擦改进剂，具有优异的成膜能力，从而增加油膜的厚度，降低磨损。此外，所述有机摩擦改进剂，不含硫、磷和磺酸盐等灰分，具有环境友好的特点。
上述实施例中，所述抗磨剂包括烷基硼酸钙、烷基硼酸镧、二烷基二硫代氨基甲酸钼、胺钼中的一种配合物或多种配合物的复合。采用上述配合物或多种配合物的复合作为抗磨剂，具有降低发动机磨损、增加发动机功率、延长机油的使用寿命，节省燃油，提升动力等特点。
上述实施例中，所述烷基萘采用牌号为：Synesstic AN12、Synesstic AN15、Synesstic AN23、Synesstic AN25及Synesstic AN30中的至少一种。上述烷基萘具有很好的耐热性能、抗水解性能、相容性好及溶解性好等特点。
上述实施例中，所述的基础油可为Ⅱ、Ⅲ类加氢基础油、GTL(天然气制油)、聚醚合成油、重烷基苯基础油中的任意一种，所述基础油主要起到溶剂的作用。
本发明还提供一种具有高油膜强度的润滑剂的制备方法，按照上述实施例1至12的配比制备所述具有提高油膜强度的润滑剂。具体制备方法包括如下步骤:
1、将一定重量百分含量的基础油和烷基萘加入到容器里，加热到60℃，采用循环搅拌混合的方式搅拌30分钟；
2、依次加入一定重量百分含量的聚酯、有机摩擦改进剂、抗磨剂、1-丙烯与乙烯聚合物及高粘度聚α烯烃，加入每种组分后充分搅拌并静置10分钟；
3、保持60℃循环搅拌60分钟；
4、自然冷却至40℃以下，过滤灌桶封盖。
所述步骤1中，所述基础油采用聚醚合成油，所述烷基萘采用牌号为SynessticAN12的烷基萘；采用循环搅拌混合的方式，有利于提高混合溶液的均匀性，并提到搅拌效率。
所述步骤2中，所述聚酯采用牌号为PriolUbe3986的复合脂，所述有机摩擦改进剂采用牌号为Perfad 3000的有机摩擦改进剂，所述抗磨剂采用采用烷基硼酸钙的抗磨剂，所述1-丙烯与乙烯聚合物采用牌号为LUCANT HC-100的1-丙烯与乙烯聚合物，所述高粘度聚α烯烃采用茂金属聚α烯烃；加入每种组分后以不低于300转/min的转速搅拌，且搅拌时间为4-6分钟，确保搅拌均匀。
所述步骤3中，待用于制备所述具有提高油膜强度的润滑剂的组分全部加入后保持60℃恒温循环搅拌60分钟，以确保各组分混合均匀且完成反应。
所述步骤4中，将步骤3所得的产品在室温下自然冷却，防止因温度骤变影响其性能；冷却至40℃以下后采用目数是50-300目的筛进行过滤，去除杂质，再灌桶封盖，防止与空气中的成分发生反应，影响其性能。
将添加5％的重量百分比的常规发动机润滑系统保护剂的SN0W-30汽油机油作为参照实验，对实施例1至12的润滑剂以5％的重量百分比添加到SN0W-30汽油机油中的性能进行表征并与未添加润滑剂的SN0W-30汽油机油进行对比，结果如下：
Figure GDA0001874257770000091
Figure GDA0001874257770000101
其中，PB代表最大无卡咬负荷，即用四球法测定润滑剂极压性能时，在规定条件下不发生卡咬的最高负荷，也称最高油膜强度，单位：N；粘度指数表示流体粘度随温度变化的程度；闪点可燃液体挥发遇火源一闪即燃现象的最低温度；高温高剪切黏度(150℃，106s-1)mPa.s代表油膜强度；低温动力粘度是多级油在低温、高剪切速率条件下所测得的内摩擦力大小的量度。PB符合GB/T3142执行标准，粘度指数符合GB/T1995执行标准，闪点符合GB/T3536执行标准，高温高剪切粘度符合
Figure GDA0001874257770000102
执行标准，低温动力粘度符合GB/T6538执行标准。
从上表可以看出，当所述润滑剂以5％的重量百分比添加到SN0W-30汽油机油中时，最高油膜强度和油膜强度大幅提升，粘度指数也有所提高，低温动力粘度略微提高闪点基本保持不变，因此具有较宽的温度范围且性能稳定。与常规发动机润滑系统保护剂相比，其最高油膜强度和油膜强度及粘度指数也具有优势。需要说明的是，以上为本发明的其中一个实施例，在实际应用中，所述润滑剂不限于以5％的重量百分比添加到机油中，经过研究，在一定范围内，机油的性能会随润滑剂添加的重量百分比的增大而增强。
进一步的，市面上常用的SN0W-30汽油机油是由OCP(乙丙共聚物)粘度指数改进剂或HSD(聚氢化苯乙烯异戊二烯型)粘度指数改进剂调制；其中，所述OCP粘度指数改进剂以8％的重量百分比添加到SN0W-30汽油机油中，所述HSD粘度指数改进剂以8％的重量百分比添加到SN0W-30汽油机油中。现以本发明实施例1所述的润滑剂代替或部分代替所述OCP粘度指数改进剂和所述HSD粘度指数改进剂添加到SN0W-30汽油机油中，并对其性能进行表征，且与添加所述OCP粘度指数改进剂的SN0W-30汽油机油及添加所述HSD粘度指数改进剂的SN0W-30汽油机油进行对比，结果如下：
Figure GDA0001874257770000111
其中，运动粘度是指流体的动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比，符合GB/T265执行标准；倾点是指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度，符合GB/T3535执行标准；四球机试验符合SH/T0189执行标准。
从上表可以看出，目前内燃机油最常用的OCP黏度指数改进剂和HSD粘度指数改进剂均不改善基础油的零剪速下运动黏度；OCP黏度指数改进剂对低温流动性影响极大，添加越多，对应的汽油机油的低温流动越差，使用时，发动机启动的启动温度要求越高，越易造成在低温启动发动机时易引起发动损伤，甚至不能启动。而HSD黏度指数改进剂虽然对CCS低温动力粘度影响小，但是其热氧化安定性不好且抗剪切性能适中。
采用本发发明实施例1的润滑剂替代或部分替代常用OCP黏度指数改进剂和HSD黏度指数改进剂，其高温高剪切黏度(150℃，106s-1)mPa.s明显提高，即油膜强度明显提高，且在四球机试验中，其磨斑直径和摩擦系数明显低于常用的OCP黏度指数改进剂和HSD黏度指数改进剂；因此本发明提供的具有提高油膜强度的润滑剂既保持了常用的黏度指数改进剂的增稠能力大的优点，又能改善油膜强度且保持其低温动力粘度，克服了现有的黏度指数改进剂的缺点。
本发明提供的具有提高油膜强度的润滑剂及其制备方法，通过对润滑剂的组分进行优化配比，使其拥有较高的油膜强度、较高的粘度指数，从而扩大工作温度范围、提高润滑效果，即使在极端温度条件下也可以很好地保护设备。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，20%-40%；
高粘度聚α烯烃，15%-30%；
聚酯，5%-15%；
有机摩擦改进剂，1%-10%；
抗磨剂，1%-10%；
烷基萘，5%-15%；
基础油，余量，所述的基础油为Ⅱ、Ⅲ类加氢基础油、GTL、聚醚合成油、重烷基苯基础油中的任意一种；
其中，所述抗磨剂包括烷基硼酸钙、烷基硼酸镧、二烷基二硫代氨基甲酸钼、胺钼中的一种配合物或多种配合物的复合；
其中，所述有机摩擦改进剂采用牌号为：Irgalube F10或Irgalube F10A或牌号为：Perfad 3000或Perfad 3050中的至少一种。
2.如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，22%-38%；
高粘度聚α烯烃，18%-28%；
聚酯，8%-13%；
有机摩擦改进剂，1%-10%；
抗磨剂，1%-10%；
烷基萘，8%-13%；
基础油，余量。
3.如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，包括如下重量百分含量的成分：
1-丙烯与乙烯聚合物，25%-35%；
高粘度聚α烯烃，20%-26%；
聚酯，8%-13%；
有机摩擦改进剂，2%-8%；
抗磨剂，2%-8%；
烷基萘，8%-13%；
基础油，余量。
4.如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，所述1-丙烯与乙烯聚合物采用牌号为：LUCANT HC-100、LUCANT HC-150、LUCANT HC-600、LUCANT HC-1100及LUCANT HC-2000中的至少一种。
5.如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，所述高粘度聚α烯烃为茂金属聚α烯烃。
6.如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，所述聚酯采用牌号为PriolUbe3986的复合酯。
7.如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂，其特征在于，所述烷基萘采用牌号为：Synesstic AN12、Synesstic AN15、Synesstic AN23、Synesstic AN25及SynessticAN30中的至少一种。
8.一种如权利要求1所述的具有提高油膜强度的润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将一定重量百分含量的基础油和烷基萘加入到容器里，加热到60℃，采用循环搅拌混合的方式搅拌30分钟；
依次加入一定重量百分含量的聚酯、有机摩擦改进剂、抗磨剂、1-丙烯与乙烯聚合物及高粘度聚α烯烃，加入每种组分后充分搅拌并静置10分钟；
保持60℃循环搅拌60分钟；
自然冷却至40℃以下，过滤灌桶封盖。
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