CN109852456A - 一种长换油周期柴油机油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机润滑油技术领域，具体涉及一种长换油周期柴油机油组合物，其中，所述柴油机油组合物含有酸捕捉剂、复合剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂和矿物加氢基础油。本发明通过在矿物加氢基础油中添加酸捕捉剂及其他添加剂来调配柴油机油，减缓了机油使用过程中产生的酸对发动机部件的腐蚀，降低了油品的氧化变质和碱值下降速率，延长了油品的换油周期，显著提高机油的氧化安定性、热稳定性和抗腐蚀性，从而延长了机油的使用寿命，并且本发明柴油机油具有良好的抗磨减摩性，能有效降低油泥，清净分散性好，适用于高性能重负荷大功率柴油机，满足API CJ‑415W‑40柴油机油的规格要求。

Description

一种长换油周期柴油机油组合物

技术领域

本发明涉及发动机润滑油技术领域，具体涉及一种柴油机油。

背景技术

随着环保法规所要求的标准提高，柴油发动机技术不断更新换代，目前柴油机广泛使用直喷技术、涡轮增压技术提高功率，采用延迟喷射技术、活塞优化、尾气再循环装置等降低发动机的颗粒物和NO_x的排放。这种发动机新技术的发展及环保法规的严苛，要求配套用的柴油机油更加经济节能，更加高效(更长换油周期、更佳润滑表现、更低油耗及更好的化学稳定性)，符合排放法规。

延长发动机油的使用寿命是润滑油的一个显著发展趋势，是汽车厂商、润滑油以及润滑油相关厂商一致追求的目标。发动机工作运转过程中产生大量热量，导致高温，润滑油在其中不可避免地要发生氧化，产生有机酸、油泥和沉积物。有机酸使金属部件腐蚀、磨损；油泥和沉积物使润滑油变稠，引起活塞环粘结和油路堵塞，使发动机功率下降，油耗增大，进而缩短润滑油的使用寿命。因此，通过采用高温抗氧剂和清净分散剂而降低高温沉积物的生成和改善油品使用后的泵送性能；通过采用高效的抗磨减摩剂提高油品的润滑性能；通过采用高碱值清净剂和抗腐蚀剂提高油品的抗腐蚀性能等方式延长柴油机油的换油期。

专利申请CN 105542922 A公开了一种在含有烷基多苄基甲苯的合成基础油中添加不含硫和磷的抗磨剂来提高氧化安定性、热稳定性和抗磨性来制备一种超长换油里程的节能柴油机油。

专利申请CN 101851548 A公开了在半合成复合基础油中添加各种功能添加剂以提高抗氧化性和抗磨损能力，从而获得一种长寿命柴油发动机油。

专利申请CN 103374441 B公开了柴油机油组合物及其制造方法，所述润滑油组合物加入了一种新型的曼尼希碱作为清净分散剂，满足其清净分散性同时表现出优异的防锈性。

在提高柴油机油的抗高温氧化性的前提下，进一步通过酸捕捉剂与柴油机油氧化后产生的酸性化合物反应而降低酸性化合物的含量，从而减缓酸性物质对发动机部件的腐蚀，降低磨损，抑制由酸性物质导致的油品加速氧化，进而有效延长柴油机油的使用寿命的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的柴油机油氧化后产生的酸性化合物导致的腐蚀和油品加速氧化的问题，提供一种柴油机油组合物。

为了实现上述目的，本发明提供了一种柴油机油组合物，其中，所述柴油机油含有酸捕捉剂、复合剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂和矿物加氢基础油。

本发明通过在矿物加氢基础油中添加酸捕捉剂及其他添加剂来调配柴油机油，减缓了机油使用过程中产生的酸对发动机部件的腐蚀，降低了油品的氧化变质和碱值下降速率，延长了油品的换油周期，显著提高机油的氧化安定性、热稳定性和抗腐蚀性，从而延长了机油的使用寿命，并且本发明柴油机油具有良好的抗磨减摩性，能有效降低油泥且清净分散性好，适用于高性能重负荷大功率柴油机，满足API CJ-415W-40柴油机油的规格要求，可以保证在各种气候条件和操作状况下发动机始终处于良好的润滑状态，换油周期长而降低运行成本。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种柴油机油组合物，其中，所述柴油机油含有酸捕捉剂、复合剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂和矿物加氢基础油。

在本发明中，优选地，基于所述柴油机油的总重量，所述酸捕捉剂的含量为0.02-5重量％，所述复合剂的含量为14.6-15.6重量％，所述粘度指数改进剂的含量为6-9重量％，所述降凝剂的含量为0.3-0.5重量％，所述抗泡剂的含量为0.001-0.005重量％，所述矿物加氢基础油的含量为69-78重量％。

在本发明中，优选地，所述酸捕捉剂选自环氧植物油、缩水甘油酯型环氧化合物和碳化二亚胺中的至少一种。

在本发明中，优选地，所述环氧植物油选自环氧大豆油、环氧菜籽油和环氧棉籽油中的至少一种，优选为环氧大豆油。

在本发明中，优选地，所述缩水甘油酯型环氧化合物为新癸酸缩水甘油酯、新壬酸缩水甘油酯、新庚酸缩水甘油酯、戊酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、异硬脂酸缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、苯甲酸缩水甘油酯、叔丁基苯甲酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和2,2’-二甲基辛酸缩水甘油酯中的至少一种；更优选为新癸酸缩水甘油酯、新壬酸缩水甘油酯和新庚酸缩水甘油酯。

在本发明中，优选地，所述碳化二亚胺选自单体碳化二亚胺，优选二苯基碳化二亚胺、联甲苯基碳化二亚胺和双碳化二亚胺中的至少一种。

在本发明中，优选地，所述复合剂的主要组分为钙、钼、硼、氮、磷、锌和硫，含有无灰分散剂、挤压抗磨、清净剂、抗氧剂和抗腐防锈剂；更优选地，所述复合剂为

在本发明中，优选地，所述粘度指数改进剂为聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种，更优选为非分散型乙丙共聚物。所述粘度指数改进剂的剪切稳定指数(SSI)介于24-35之间。

在本发明中，优选地，所述降凝剂选自聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯和烷基萘中的至少一种，更优选为聚甲基丙烯酸酯，如 等。所述降凝剂作用为使得组合物具有适当的流变性能。

在本发明中，优选地，所述抗泡剂选自二甲基硅油、非硅抗泡剂和复合抗泡剂中的至少一种，更优选为二甲基硅油。所述抗泡剂可以有效减少发动机工作中产生的泡沫体积并缩短泡沫存在的时间。

在本发明中，优选地，所述矿物加氢基础油为APIⅡ类加氢基础油，其总硫含量小于1ppm且芳烃含量不大于0.5％；

更优选地，所述矿物加氢基础油是以减二线蜡油、减三线蜡油和焦化蜡油为混合原料油依次通过加氢裂化反应、加氢异构化反应和加氢精制反应后分馏制得。本发明用于柴油发动机油的基础油，可以选择单独或作为混合物应用属于API(美国石油协会)基础油分类中的II类加氢基础油。具有小于1ppm的总硫含量和不大于0.5％的芳烃含量。比如，可选择II类加氢基础油500N或者150N。

实施例

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

本发明中使用的原料组分参见以下说明：所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物；所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯；所述抗泡剂为二甲基硅油；所述酸捕捉剂包括环氧大豆油、新癸酸缩水甘油酯和碳化二亚胺；基础油为Ⅱ类基础油150N，购自中国海洋石油总公司，Ⅱ类基础油500N，购自台湾塑料工业股份有限公司；柴油机油复合剂购自雪佛龙。

实施例1

参照以下配方调和各组分配制长换油周期柴油机油CJ-4 15W-40：

实施例2

参照以下配方调和各组分配制长换油周期柴油机油CJ-4 15W-40：

实施例3

参照以下配方调和各组分配制长换油周期柴油机油CJ-4 15W-40：

实施例4

参照以下配方调和各组分配制长换油周期柴油机油CJ-4 15W-40：

对比例1

以与实施例1相同的配方调和各组分配制长换油周期柴油机油，不同之处在于对比例1不添加环氧大豆油：

测试例

采用以下测试方法测试实施例1-4和对比例1的油品的主要性能指标，将测试结果列于下表1。

a)主要性能指标测试

测试方法：

运动粘度：按照ASTM D445标准进行；

低温动力粘度：按照ASTM D5293标准进行；

高温高剪动力粘度：按照SH/T 703-2001(2007)标准进行；

低温泵送粘度：按照NB/SH/T 0562-2013方法A进行；

倾点：按照ASTM D97标准进行；

闪点：按照ASTM D92标准进行；

水分：按照GB/T 260标准进行；

诺亚克蒸发损失：按照ASTM D5800标准进行；

泡沫性：按照GB/T 12579-2002(2004)标准进行；

机械杂质：按照GB/T 511-2010标准进行；

磷含量：按照SH/T0296-1992(2004)标准进行；

碱值：按照SH/T 0251-1993(2004)标准进行；

硫含量：按照GB/T 17476-1998(2004)标准进行；

氮含量：按照NB/SH/T 0704-2010标准进行；

硫酸盐灰分：按照GB/T 2433标准进行；

硼、钙、镁、钼、硅和锌各自的含量：按照ASTM D4951-14标准进行。表1

从表1的实施例1-4和对比例1的性能测试结果可知，采用APIⅡ类加氢基础油，其理化性能指标符合质量标准要求，并且通过实施例1-4和对比例1的性能对比可以看出，尽管不同类型的酸捕捉剂加入对柴油发动机油的粘温性能、低温性能、闪点以及蒸发损失有影响，但所调配的柴油发动机油基本性能仍满足CJ-4 15W-40柴油机油的规格要求。

b)氧化安定性测试

对实施例1-4和对比例1的氧化安定性进行测定，其试验方法参照SH/T0299-1992《内燃机油氧化安定性测定法》，试验条件包括(参照强化试验条件)氧化温度165℃，通氧量200mL/min，时间为24h，检测氧化前后100℃运动粘度、酸值、铜片、铅片和戊烷不溶物的变化量，具体检测结果见表2。

表2

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1
						100℃运动粘度增加，％	18	15	13	16	19
铜片重量变化，mg	1.8	1.2	0.5	1.6	2.0
						铅片重量变化，mg	25	17	15	22	30
正戊烷不溶物，％	0.05	0.01	0	0.03	0.1
						酸值增值，mgKOH/g	0.43	0.21	0.12	0.35	0.52

由对比试验可知，含有酸捕捉剂的柴油机油的氧化安定性和抗腐蚀性得到显著提高，高温抗氧化性能优异，特别是添加有碳化二亚胺酸捕捉剂的柴油机油的高温氧化性能最优。

c)行车试验

在客车上对上述实施例2所调制的CJ-4 15W-40柴油机油进行行车试验，根据GB/T7607-2010柴油机油换油指标的标准要求取样检测确定是否换油。行车里程达50000公里时所取油样的分析结果表明仍未达到换油指标要求，可继续使用，说明该柴油机油换油周期不低于50000公里。

本发明通过在矿物加氢基础油中添加酸捕捉剂及其他添加剂来调配柴油机油，使柴油机油达到CJ-4 15W-40柴油机油的规格的同时，显著提高机油的氧化安定性、热稳定性和抗腐蚀性，从而延长了机油的使用寿命，并且，本发明柴油机油具有良好的抗磨减摩性，氧化安定性和热稳定性，能有效降低油泥，清净分散性好，适用于高性能重负荷大功率柴油机，可以保证在各种气候条件和操作状况下发动机始终处于良好的润滑状态，使用寿命长，且降低运行成本。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种柴油机油，其特征在于，所述柴油机油含有酸捕捉剂、复合剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂和矿物加氢基础油。

2.根据权利要求1所述的柴油机油，其特征在于，基于所述柴油机油的总重量，所述酸捕捉剂的含量为0.02-5重量％，所述复合剂的含量为14.6-15.6重量％，所述粘度指数改进剂的含量为6-9重量％，所述降凝剂的含量为0.3-0.5重量％，所述抗泡剂的含量为0.001-0.005重量％，所述矿物加氢基础油的含量为69-78重量％。

3.根据权利要求1或2所述的柴油机油，其特征在于，所述酸捕捉剂选自环氧植物油、缩水甘油酯型环氧化合物和碳化二亚胺中的至少一种，优选为碳化二亚胺。

4.根据权利要求3所述的柴油机油，其特征在于，所述环氧植物油选自环氧大豆油、环氧菜籽油和环氧棉籽油中的至少一种，优选为环氧大豆油。

5.根据权利要求3所述的柴油机油，其特征在于，所述缩水甘油酯型环氧化合物选自新癸酸缩水甘油酯、新壬酸缩水甘油酯、庚酸缩水甘油酯、戊酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、异硬脂酸缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、苯甲酸缩水甘油酯、叔丁基苯甲酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和2,2’-二甲基辛酸缩水甘油酯中的至少一种；

更优选为新癸酸缩水甘油酯、新壬酸缩水甘油酯和新庚酸缩水甘油酯。

6.根据权利要求3所述的柴油机油，其特征在于，所述碳化二亚胺选自单体碳化二亚胺，优选二苯基碳化二亚胺、联甲苯基碳化二亚胺和双碳化二亚胺中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的柴油机油，其特征在于，所述复合剂的主要组分为钙、钼、硼、氮、磷、锌和硫，含有无灰分散剂、挤压抗磨、清净剂、抗氧剂和抗腐防锈剂。

8.根据权利要求1或2所述的柴油机油，其特征在于，所述粘度指数改进剂为聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种。

9.根据权利要求1或2所述的柴油机油，其特征在于，所述降凝剂选自聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯和烷基萘中的至少一种。

10.根据权利要求1或2所述的柴油机油，其特征在于，所述抗泡剂选自二甲基硅油、非硅抗泡剂和复合抗泡剂中的至少一种，更优选为二甲基硅油。

11.根据权利要求1或2所述的柴油机油，其特征在于，所述矿物加氢基础油为APIⅡ类加氢基础油，其总硫含量小于1ppm且芳烃含量不大于0.5％；

优选地，所述矿物加氢基础油是以减二线蜡油、减三线蜡油和焦化蜡油为混合原料油依次通过加氢裂化反应、加氢异构化反应和加氢精制反应后分馏制得。