CN109504495B

CN109504495B - 一种润滑油用改进剂及其制备工艺

Info

Publication number: CN109504495B
Application number: CN201910075144.6A
Authority: CN
Inventors: 张名雄; 毛凯
Original assignee: Zhongwo Energy Hubei Group Co ltd
Current assignee: Zhongwo Energy Hubei Group Co ltd
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: CN109504495A

Abstract

本发明公开了一种润滑油用改进剂，包括以下成分：质量分数0.4‑1％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物以及质量分数10‑60％的聚异丁烯，其余为基础油；其中，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物的分子量为8‑40万；聚异丁烯的分子量为200‑5000。本发明的润滑油用改进剂用于润滑油，使得润滑油抗剪切性能好，低温流动性好，抗氧化性能优异，清净分散性得到提高的粘度指数改进剂，并且价格相对传统的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物具有明显优势，约节省成本25％。

Description

一种润滑油用改进剂及其制备工艺

技术领域

本发明涉及润滑油用改进剂领域。更具体地说，本发明涉及一种润滑油用改进剂及其制备工艺。

背景技术

目前润滑油行业都是单一种类的粘度指数改进剂加入到润滑油中，由于一种粘度指数改进剂在某一方面有优势其他方面又有缺陷，比如聚异丁烯PIB的抗剪切性能比较优异，具有一定抗氧化性能，但是低温流动性比较差，不适合直接用于多级内燃机油，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物HSD粘度指数改进剂低温流动性得到改善，抗剪切性能有所提升，缺点是依赖进口，并且价格高昂，所以使用范围有限。

发明内容

为了实现以上目的，本发明提供一种润滑油用改进剂，包括以下成分：质量分数0.4-1％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物(HSD)以及质量分数10-60％的聚异丁烯(PIB)，其余为基础油；

其中，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物的分子量为8-40万；聚异丁烯的分子量为200-5000。

一种润滑油用改进剂的制备工艺，包括以下步骤：

S1、在氮气氛围下将上述质量分数的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物投入110-130℃的上述质量分数的基础油中，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液；

S2、将上述质量分数的透明胶液降温至50-70℃，向其中投入聚异丁烯，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液。

S3、冷却到常温，即得到目标产物润滑油用改进剂。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，固体状的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物在投入基础油之前，先被切成小块。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，上述基础油放置在调和釜内，上述步骤S1、步骤S2均在调和釜内进行。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，上述调和釜包括：

壳体，其为圆柱状结构；所述壳体的侧壁为包括内壁、外壁的双层结构，其内中空，壳体侧壁上开设进水口、出水口，利用热水循环进行加热；

上搅拌装置，其包括竖直设于壳体内的第一搅拌轴，第一搅拌轴穿出壳体顶部在外部第一电机的带动下实现转动；所述第一搅拌轴下端沿着圆周方向间隔均匀连接多个L型的第一搅拌杆，每个第一搅拌杆的竖直部分与中第一搅拌轴之间横向连接多根搅拌绳，多根搅拌绳之间上下间隔分布；相邻两根搅拌绳之间通过倾斜的柔性绳连接，且柔性绳中部安装有重力球；相邻两根第一搅拌杆同一高度的搅拌绳在竖直方向上错开；所述第一搅拌轴与所述第一搅拌杆均内部中空，且内部连通，二者表面均开设若干排气孔；

下搅拌装置，位于所述上搅拌装置下方，所述下搅拌装置包括竖直设于壳体内的第二搅拌轴，第二搅拌轴穿出壳体底部在外部第二电机的带动下实现转动；所述第二搅拌轴沿着圆周方向间隔均匀连接多个方框状的第二搅拌杆，所有第二搅拌杆的底端均垂直向下连接若干搅拌刀；所述第二搅拌轴上固定两个限位块，两个限位块位于方框状第二搅拌杆内；所述第二搅拌轴与所述第二搅拌杆均内部中空，且内部连通，二者表面均开设若干排气孔；

两根第三搅拌杆，一端分别通过圆环可滑动套设在所述第二搅拌轴外部，两根第三搅拌杆的另一端共同连接一重力球，所述第三搅拌杆由柔性材料制成；

其中，所述第一搅拌杆、第二搅拌杆的竖直部分靠近壳体内壁的一侧分别竖向安装橡胶刮条，橡胶刮条与壳体内壁接触，但不发生挤压，随着第一搅拌杆、第二搅拌杆的转动而对壳体内壁的物料进行刮除；

第一控制器，其控制第一电机先顺向旋转5min，后逆向旋转5min，二者交替进行；

第二控制器，其控制第二电机先逆向旋转5min，后顺向旋转5min，二者交替进行；

并且，在旋转过程中，第一搅拌轴、第二搅拌轴的转向始终相反。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，所述搅拌绳、柔性绳均由柔性可变形橡胶制成。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，还包括：

环形圈，安设于所述壳体侧壁的中空结构内；环形圈在第三电机的带动下，沿着所述壳体高度方向往复运动；

橡胶圈，贴附于所述环形圈下端，且橡胶圈直径大于环形圈；所述橡胶圈贴近壳体内壁、外壁的两侧分别竖向安装海绵条；所述橡胶圈内中空，用于储存除垢液，橡胶圈与海绵条相接触的部位开设流通孔；橡胶圈顶部开设除垢液进口；

除垢液进管，可拆卸伸入壳体内壁中空结构内，且朝向橡胶圈顶部的除垢液进口。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，所述壳体顶部、底部分开开设进料口、出料口。

优选的是，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，所述第一搅拌轴、第二搅拌轴都连通于外部的氮气源。

本发明至少包括以下有益效果：本发明以基础油为载体将聚异丁烯PIB和氢化苯乙烯双烯烃共聚物HSD进行不同比例的组合，二者并不是简单地物理融合，二者之间彼此正向协同作用，得到综合性能优异的组合型润滑油用改进剂；本发明的改进剂抗剪切性能优异，SSI指数10以下，低至7(剪切稳定指数越低，油在经受剪切后黏度变化越小，油的剪切稳定性越好；我国汽车润滑油的标准是，不超过35)，而且低温流动性较好，具有一定的抗氧化性能和提高油品的清净分散性。目前市场上的聚异丁烯PIB粘度指数改进剂抗剪切性能优异，但是低温流动性很差，不适合直接用于多级内燃机油中，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物HSD粘度指数改进剂，低温流动性好，抗剪切性能可以，柴油喷嘴剪切数据SSI通常在15以上(仍然大于本发明的SSI指数7)，可以用于机油中，但是价格昂贵并且依赖国外进口。本发明组合后的粘度指数改进剂其低温流动性满足不同级别的机油，抗剪切性能优异，其柴油喷嘴剪切数据SSI在10以下。由于组合粘度指数改进剂的优异性能，可以提高润滑油中大粘度基础油的加入量，油膜厚度得到保证，高温高剪切粘度得到提升，油品的质量得到提高。组合后的增稠能力得到一定提升，与单独加OCP相比可少加3％左右(OCP—乙烯丙烯共聚物的剪切稳定性在30左右)，可以降低成本，节约储存运输的费用。本发明组合后的粘度指数改进剂相较于HSD成本下降约25％。还发现由于聚异丁烯PIB的加入，组合后的粘指改进剂抗氧化性能得到提升，加入润滑油中后，油品的清净分散性能也得到提升，最终能延长油品的使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明调和釜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种润滑油用改进剂，包括以下成分：

质量分数0.4％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物以及质量分数10％的聚异丁烯，其余为基础油。其中，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物的分子量为8-40万；聚异丁烯的分子量为200-5000。

一种润滑油用改进剂的制备工艺，包括以下步骤：

S1、在氮气氛围下将上述质量分数的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物投入110℃的上述质量分数的基础油中，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液；并且，在投入前，先将星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物固体切割粉碎，使其快速溶解；

S2、将上述质量分数的透明胶液降温至50℃，向其中投入聚异丁烯，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液。

S3、冷却到常温，即得到化合物1。

实施例2

一种润滑油用改进剂，包括以下成分：

质量分数0.08％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物以及质量分数30％的聚异丁烯，其余为基础油。其中，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物的分子量为8-40万；聚异丁烯的分子量为200-5000。

一种润滑油用改进剂的制备工艺，包括以下步骤：

S1、在氮气氛围下将上述质量分数的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物投入120℃的上述质量分数的基础油中，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液；并且，在投入前，先将星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物固体切割粉碎，使其快速溶解；

S2、将上述质量分数的透明胶液降温至60℃，向其中投入聚异丁烯，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液。

S3、冷却到常温，即得化合物2。

实施例3

一种润滑油用改进剂，包括以下成分：

质量分数1％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物以及质量分数60％的聚异丁烯，其余为基础油。其中，星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物的分子量为8-40万；聚异丁烯的分子量为200-5000。

一种润滑油用改进剂的制备工艺，包括以下步骤：

S1、在氮气氛围下将上述质量分数的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物投入130℃的上述质量分数的基础油中，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液；并且，在投入前，先将星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物固体切割粉碎，使其快速溶解；

S2、将上述质量分数的透明胶液降温至70℃，向其中投入聚异丁烯，保温搅拌，直至二者完全融合，形成流动的透明胶液。

S3、冷却到常温，即得到化合物3。

对比例一：

制备含质量比为11％的聚异丁烯，11％的柴油机油复合剂，0.5％的降凝剂V1-248，77.5％的二类基础油的成品油1；

制备方法为将上述质量比的聚异丁烯、柴油机油复合剂、降凝剂V1-248，二类基础油混合均匀即可得到成品油1；

成品油1—PIB+500N+柴油机油复合剂

对比例二：

制备含质量比为11％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物，11％的柴油机油复合剂，0.5％的降凝剂V1-248，77.5％的二类基础油的成品油2；

制备方法为将上述质量比的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物、柴油机油复合剂、降凝剂V1-248，二类基础油混合均匀即可得到成品油2。

成品油2—HSD+500N+柴油机油复合剂

实施例三

制备含质量比为11％的化合物2，11％的柴油机油复合剂，0.5％的降凝剂V1-248，77.5％的二类基础油的成品油3；

制备方法为将上述质量比的化合物1、柴油机油复合剂、降凝剂V1-248，二类基础油混合均匀即可得到成品油3。

成品油3—HSD+PIB+500N+柴油机油复合剂

不同比例的组合粘度指数改进剂可以用于不同级别的内燃机油中，以下用柴油机油CH-4 20W/50举例。

表1成品油1、成品油2、成品油3的性能对比表

由表1可知，成品油3的抗剪切性能优异，SSI指数为7，为15以下，而且低温流动性较好，具有很好的抗氧化性能和提高油品的清净分散性。成品油1的SSI指数在15以下，抗剪切性能较好，但是低温动力粘度高，导致其低温流动性不好。成品油2虽然低温动力粘度不高，低温流动性好；但是SSI指数高达17，导致其抗剪切性能很差。

而且，还发明还提供了一种调和釜，上述调和釜包括：

壳体1，其为圆柱状结构；所述壳体1的侧壁为包括内壁、外壁的双层结构，其内中空，壳体1侧壁上开设进水口、出水口，利用热水循环进行加热；所述壳体1顶部、底部分开开设进料口2、出料口3。

上搅拌装置，其包括竖直设于壳体1内的第一搅拌轴4，第一搅拌轴4穿出壳体1顶部在外部第一电机的带动下实现转动；所述第一搅拌轴4下端沿着圆周方向间隔均匀连接多个L型的第一搅拌杆5，每个第一搅拌杆5的竖直部分与中第一搅拌轴4之间横向连接多根搅拌绳6，多根搅拌绳6之间上下间隔分布；相邻两根搅拌绳6之间通过倾斜的柔性绳7连接，且柔性绳7中部安装有重力球；相邻两根第一搅拌杆5同一高度的搅拌绳7在竖直方向上错开；所述第一搅拌轴4与所述第一搅拌杆5均内部中空，且内部连通，二者表面均开设若干排气孔；所述搅拌绳6、柔性绳7均由柔性可变形橡胶制成。

下搅拌装置，位于所述上搅拌装置下方，所述下搅拌装置包括竖直设于壳体1内的第二搅拌轴9，第二搅拌轴9穿出壳体1底部在外部第二电机的带动下实现转动；所述第二搅拌轴9沿着圆周方向间隔均匀连接多个方框状的第二搅拌杆10，所有第二搅拌杆10的底端均垂直向下连接若干搅拌刀11；所述第二搅拌轴9上固定两个限位块12，两个限位块12位于方框状第二搅拌杆10内；所述第二搅拌轴与所述第二搅拌杆均内部中空，且内部连通，二者表面均开设若干排气孔；

两根第三搅拌杆13，一端分别通过圆环可滑动套设在所述第二搅拌轴9外部，两根第三搅拌杆13的另一端共同连接一重力球，所述第三搅拌杆13由柔性材料制成；

其中，所述第一搅拌杆5、第二搅拌杆10的竖直部分靠近壳体1内壁的一侧分别竖向安装橡胶刮条14，橡胶刮条14与壳体1内壁接触，但不发生挤压，随着第一搅拌杆5、第二搅拌杆10的转动而对壳体1内壁的物料进行刮除；

并且，在旋转过程中，第一搅拌轴4、第二搅拌轴9的转向始终相反。

在上述实施方案中，原料进料口进入壳体1内，此时原料较少，只需要启动下方的第二电机带动第二搅拌轴9即可，其旋转带动第二搅拌杆10对液体原料和固体原料进行搅拌，与此同时，随着第二搅拌轴9的顺向、逆向旋转，第三搅拌杆13将受到顺向、反向的力，不仅随之旋转，还沿着9的高度方向上下移动；而且13柔性可变性，其随着第二搅拌轴9的逆向、顺向旋转，将发生形变，从而对液体各角落进行搅拌，而且两个第三搅拌杆13之间连接有重力球，其将随着第三搅拌杆13的变形，对各位置的液体进行有力搅拌；而且利用第二搅拌杆10上的橡胶刮条14对壳体1内壁粘附的粘性液体进行刮取，而且采用柔性的橡胶制成，在刮除的同时，不伤害壳体内壁，而且由于投入的原料中含有固体，其在未融化之前将沉入底部，此时第二搅拌杆10的底端的搅拌刀11将随着第二搅拌轴9转动，而对固体原料进行切割粉碎，从而使其更快的溶于基础油中；而且随着加入的原料越来越多，继续启动上方的第一电机，带动第一搅拌轴4转动，然后搅拌绳6、柔性绳7柔性可变性，其随着第二搅拌轴9的顺向、逆向旋转，将发生形变，从而对液体各角落进行搅拌(此时上方的上搅拌装置、下方的下搅拌装置均同时处于运转状态)；而且相邻两根第一搅拌杆5同一高度的搅拌绳7在竖直方向上错开，搅拌更为均匀。

其中一种实施方案中，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，还包括：

环形圈15，安设于所述壳体1侧壁的中空结构内；环形圈15在第三电机的带动下，沿着所述壳体1高度方向往复运动；其中，具体实施方式是，环形圈15顶端有个连接杆，连接于第三电机18的输出轴；

橡胶圈16，贴附于所述环形圈15下端，且橡胶圈16直径大于环形圈15；所述橡胶圈16贴近壳体1内壁、外壁的两侧分别竖向安装海绵条17；所述橡胶圈内中空，用于储存除垢液，橡胶圈16与海绵条17相接触的部位开设流通孔；橡胶圈16顶部开设除垢液进口；

除垢液进管，可拆卸伸入壳体1内壁中空结构内，且朝向橡胶圈16顶部的除垢液进口。

在上述实施方案中，长时间使用，壳体1内壁中空结构内将沉积水垢，将除垢液比如白醋经除垢液进管排放至橡胶圈16内，此时白醋将由流通孔流入海绵条17，然后上下移动环形圈15，从而带动橡胶圈16上下移动，此过程中海绵条17中的白醋将于内壁、外壁的水垢进行软化，待软化之后，海绵条17即可轻松去除水垢，避免长期水垢堆积而造成调和釜水温不均匀，而且传热阻力增大，造成能量损失，而且这样可以轻松去除水垢，而常规的硬刮，不仅除垢不干净，而且对壳体造成损害。

其中一种实施方案中，所述的润滑油用改进剂的制备工艺，所述第一搅拌轴、第二搅拌轴都连通于外部的氮气源(壳体1顶部开设排气孔，以排放氮气)，随着旋转，氮气将从所述第二搅拌轴9与所述第二搅拌杆10、第一搅拌轴4与所述第一搅拌杆5表面的排气孔排出，不仅保证整个过程处于氮气氛围，还可以在此过程中对液体进行进一步全方位的搅拌。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种润滑油用改进剂，其特征在于，包括以下成分：

质量分数0.4-1％的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物以及质量分数10-60％的聚异丁烯，其余为基础油；

2.一种如权利要求1所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S3、冷却到常温，即得到目标产物润滑油用改进剂。

3.如权利要求2所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，固体状的星型氢化苯乙烯双烯烃共聚物在投入基础油之前，先被切成小块。

4.如权利要求2所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，上述基础油放置在调和釜内，上述步骤S1、步骤S2均在调和釜内进行。

5.如权利要求4所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，上述调和釜包括：

上搅拌装置，其包括竖直设于壳体内的第一搅拌轴，第一搅拌轴穿出壳体顶部在外部第一电机的带动下实现转动；所述第一搅拌轴下端沿着圆周方向间隔均匀连接多个L型的第一搅拌杆，每个第一搅拌杆的竖直部分与第一搅拌轴之间横向连接多根搅拌绳，多根搅拌绳之间上下间隔分布；相邻两根搅拌绳之间通过倾斜的柔性绳连接，且柔性绳中部安装有重力球；相邻两根第一搅拌杆同一高度的搅拌绳在竖直方向上错开；所述第一搅拌轴与所述第一搅拌杆均内部中空，且内部连通，二者表面均开设若干排气孔；

6.如权利要求5所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，所述搅拌绳、柔性绳均由柔性可变形橡胶制成。

7.如权利要求6所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，还包括：

8.如权利要求5所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，所述壳体顶部、底部分开开设进料口、出料口。

9.如权利要求5所述的润滑油用改进剂的制备工艺，其特征在于，所述第一搅拌轴、第二搅拌轴都连通于外部的氮气源。