CN110452763A - 一种长换油周期环保柴油机油及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油化工领域，涉及一种长换油周期环保柴油机油及其制造方法，该机油以15‑25％的复合剂，2‑10％的粘指剂，0.1‑1％的降凝剂，0.2‑2％的抗氧剂，0.5‑5％的减磨剂，余量为全合成基础油为原料制备而成，通过在柴机油中加入复合剂，提高了柴机油的耐磨性，减小部件磨损，二异辛基二硫代氨基甲酸钼和无灰二硫代磷酸酯之间的协同作用，提高了柴机油的抗磨性；聚α烯烃PAO基础油的加入提升了柴机油的低温性能，烷基萘AN25基础油的加入提高了柴机油的热氧稳定性，延长了柴机油的使用寿命，同时由于硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和硫化烷基酚钙清净剂低氮元素添加剂的加入，降低了氮氧化物的排放，使该柴机油更具环保。

Description

一种长换油周期环保柴油机油及其制造方法

技术领域

本发明涉及石油化工领域，涉及一种长换油周期环保柴油机油及其制造方法。

背景技术

环保、节能、延长换油期是推动油品规格发展进步的主要动力，随着排放法规的不断升级，仅依靠机内净化措施已不能满足日益严格的排放法规要求。发动机制造商采取各种新技术，例如氧化催化剂(DOC)、颗粒物过滤器(DPF)、选择性还原催化剂(SCR)、氮氧化合物捕集器(LNT)、尾气再循环(EGR)等技术，以使其发动机满足越来越严格的排放法规。

我国排放标准采用欧洲经济委员会(ECE)汽车技术法规体系制定而成。随着我国对环保的不断重视，重负荷柴油机的排放不断严格，国内一汽、二汽、潍柴、上柴等汽车制造厂以不同的技术路线开发出满足相应排放标准的发动机。这些后处理技术的采用，对柴油机油提出了严峻的考验，需要更高规格的润滑油来满足发动机的润滑要求。目前市面上的CH-4/CI-4级别的柴机油换油里程多为3万公里左右，属于常规换油里程，在节约能源、经济性和用户使用感受性方面以上产品性能还需进一步提高，且现有柴机油的复合剂中由于高氮高硫添加剂的应用，对环境保护造成了严重的压力，因此急需开发一种长换油周期环保柴油机油及其制造方法。

发明内容

本发明针对现有柴油机油存在的诸多问题，提供了一种长换油周期环保柴油机油及其制造方法，该机油以15-25％的复合剂，2-10％的粘指剂，0.1-1％的降凝剂，0.2-2％的抗氧剂，0.5-5％的减磨剂，余量为全合成基础油为原料制备而成，通过在柴机油中加入复合剂，提高了柴机油的耐磨性，减小部件磨损，二异辛基二硫代氨基甲酸钼和无灰二硫代磷酸酯之间的协同作用，提高了柴机油的抗磨性；聚α烯烃PAO基础油的加入提升了柴机油的低温性能，烷基萘AN25基础油的加入提高了柴机油的热氧稳定性，延长了柴机油的使用寿命，同时由于硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和硫化烷基酚钙清净剂低氮元素添加剂的加入，降低了氮氧化物的排放，使该柴机油更具环保。

针对本领域的现有技术情况，发明人利用二异辛基二硫代氨基甲酸钼和无灰二硫代磷酸酯之间的协同作用，提高了柴机油的抗磨性；同时硼化聚异丁烯丁二酰亚胺提高了柴机油的分散性，聚α烯烃PAO基础油的加入提升了柴机油的低温性能，烷基萘AN25基础油的加入提高了柴机油的热氧稳定性，在上述思路的指导下，发明人提供了具体的技术方案如下：

一种全合成长换油周期环保柴油机油，由以下重量百分比的组分组成：

15-25％的复合剂，2-10％的粘指剂，0.1-1％的降凝剂，0.2-2％的抗氧剂，0.5-5％的减磨剂，余量为全合成基础油；

其中，按重量份计，

所述的复合剂组成如下：

硼化聚异丁烯丁二酰亚胺20-30份、烷基苯磺酸钙8-15份、硫化烷基酚钙5-15份，长链ZDDP抗氧抗腐剂8-15份，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物10-20份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5-15份，无灰二硫代磷酸酯5-10份，磷酸三苯酯5-10份；

其中所述的二异辛基二硫代氨基甲酸钼和无灰二硫代磷酸酯以上述比例范围配合使用，可以提供独特的油溶性钼-硫复合体系，具有极佳的高温稳定性，能够抑制高温沉积物的生成，通过抑制油品氧化和在金属表面形成保护膜以提高抗磨性能。

且上述复合剂中硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和硫化烷基酚钙清净剂为低氮元素添加剂，这两者的加入明显降低了氮氧化物的排放，使该柴机油更具环保效果，降低了对于环境的影响；

所述的粘指剂为聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、烷基化环聚苯乙烯和乙丙共聚物的一种或二种的混合物；

所述的抗氧剂为为二戊基二硫代氨基甲酸锌、二戊基二硫代氨基甲酸胺、烷基化二苯胺、二硫代氨基甲酸锑和2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种的组合；

所述的减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼，烷基化二苯胺、噻二唑衍生物的聚乙二醇溶液的一种或多种的混合物；

所述的降凝剂聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的一种或多种的混合物；

所述的基础油为全合成基础油是聚α烯烃PAO4，聚α烯烃PAO6，聚α烯烃PAO150，聚α烯烃PAO300，二元脂肪酸双酯，多元醇酯，苯多酸酯，油溶性聚醚和烷基萘基础油的一种或多种的混合物；

更进一步的，所述的基础油中按重量百分比计，聚α烯烃PAO类基础油添加量为20-80％，烷基萘AN25基础油添加量为5-30％；其他基础油选择性加入；

其他所述的多元醇酯为季戊四醇油酸酯基础油或三羟甲基丙烷油酸酯基础油；所述的苯多酸酯选自偏苯三酸酯基础油，油溶性聚醚选自油溶性聚醚OSP基础油。

除此之外，发明人还提供了对应柴油机油的制备方法，具体步骤如下：

(1)按比例称取复合剂和全合成基础油，首先将计量准确的全合成基础油抽入反应釜中，随后将组方量的复合剂抽入反应釜中，加热至60℃，搅拌均匀，搅拌40-60分钟；

(2)将计量准确的粘指剂和降凝剂抽入反应釜中，加热至50-80℃，搅拌均匀，搅拌40-60分钟；

(3)升温到60-70℃，保温，依次添加组方量的抗氧剂和组方量的减磨剂，继续搅拌30-50分钟；

(4)冷却至室温，过滤，包装得成品。

较之现有技术，上述制备方法中发明人重新调节了调和时的温度，使其与对应的组分相互适配，取得更好的增效效果。

综上所述，本发明所提供的全合成长换油周期环保柴油机油，由于复合剂中低氮元素添加剂的加入，降低了氮氧化物的排放，使该柴机油更具环保；且通过调节复合剂中的组分，可以与其他组分起到更好的协同作用，其中二异辛基二硫代氨基甲酸钼和无灰二硫代磷酸酯之间的协同作用，提高了柴机油的抗磨性，同时由于硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和硫化烷基酚钙清净剂低氮元素添加剂的加入，聚α烯烃PAO基础油的加入提升了柴机油的低温性能，烷基萘AN25基础油的加入提高了柴机油的热氧稳定性，延长了柴机油的使用寿命，经行车试验验证，换油周期可达120000km，远高于现有技术中心最佳的壳牌和中石化的高端柴机油的换油周期，其换油周期为100000km，两者差异明显。

附图说明

图1为黏度变化率与行车里程关联性示意图；

图2为碱值变化率与行车里程关联性示意图；

图3为闪点与行车里程关联性示意图；

图4为水分与行车里程关联性示意图；

图5为铁含量与行车里程关联性示意图；

图6为铜含量与行车里程关联性示意图；

图7为铝含量与行车里程关联性示意图；

图中所涉及的机油均为实施例3中制得的机油产品。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，可以使本领域技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明，其中所述的粘指剂为聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、烷基化环聚苯乙烯和乙丙共聚物的一种或二种的混合物；

所述的抗氧剂为为二戊基二硫代氨基甲酸锌、二戊基二硫代氨基甲酸胺、烷基化二苯胺、二硫代氨基甲酸锑和2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种的组合；

所述的减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼，烷基化二苯胺、噻二唑衍生物的聚乙二醇溶液的一种或多种的混合物；

所述的降凝剂是聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的一种或多种的混合物；

实施例1

一种全合成长换油周期环保柴油机油，由以下重量百分比的组分组成：

(a)17％的复合剂

(b)7.5％的粘指剂

(c)0.2％的降凝剂

(d)0.2％的抗氧剂

(e)0.1％的减磨剂

(f)75％的全合成基础油；

其中所述复合剂的制备方法如下：将硼化聚异丁烯丁二酰亚胺25份、烷基苯磺酸钙25份、硫化烷基酚钙10份，长链ZDDP抗氧抗腐剂10份，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物8份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼7份，无灰二硫代磷酸酯5份，磷酸三苯酯10份，搅拌均匀，冷却降温，即得到复合剂；

所述全合成基础油的制备方法如下：将聚α烯烃MPAO150基础油25份、AN5基础油10份、聚α烯烃PAO4基础油25份，聚α烯烃PAO6基础油25份，多元醇酯5份，油溶性聚醚OSPOSP10份，搅拌均匀，冷却降温，即得到全合成基础油。

本实施例的全合成长换油周期环保柴油机油的制备方法，包括如下步骤：将上述组分(a)和组分(f)抽入反应釜，边搅拌边升温至60℃左右，再将组分(b)和组分(c)抽入反应釜中，搅拌60分钟。升温到70℃，保温，依次添加组分(d)和组分(e)，搅拌40分钟。待柴油机油混合均匀后，冷却至室温，过滤，包装得成品机油。

实施例2：

一种全合成长换油周期环保柴油机油，由以下重量百分比的组分组成：

(a)17％的复合剂

(b)8.5％的粘指剂

(c)0.3％的降凝剂

(d)0.1％的抗氧剂

(e)0.2％的减磨剂

(f)73.9％的全合成基础油

其中所述复合剂的制备方法如下：硼化聚异丁烯丁二酰亚胺33份、烷基苯磺酸钙20份、硫化烷基酚钙15份，长链ZDDP抗氧抗腐剂10份，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物6份，二异辛基二硫代氨基甲酸5份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5份，磷酸三苯酯6份，搅拌均匀，冷却降温，即得到复合剂。

所述全合成基础油的制备方法如下：将聚α烯烃MPAO150基础油25份、AN5基础油10份、聚α烯烃PAO4基础油25份，聚α烯烃PAO6基础油25份，多元醇酯5份，油溶性聚醚OSPOSP10份，搅拌均匀，冷却降温，即得到全合成基础油。

本实施例的全合成长换油周期环保柴油机油的制备方法，包括如下步骤：将上述组分(a)和组分(f)抽入反应釜，边搅拌边升温至60℃左右，再将组分(b)和组分(c)抽入反应釜中，搅拌60分钟。升温到70℃，保温，依次添加组分(d)和组分(e)，搅拌50分钟。待柴油机油混合均匀后，冷却至室温，过滤，包装得成品机油。

实施例3：

一种全合成长换油周期环保柴油机油，由以下重量百分比的组分组成：

(a)17％的复合剂

(b)7.5％的粘指剂

(c)0.3％的降凝剂

(d)0.3％的抗氧剂

(e)0.1％的减磨剂

(f)74.8％的全合成基础油

其中所述复合剂的制备方法如下：将硼化聚异丁烯丁二酰亚胺25份、烷基苯磺酸钙30份、硫化烷基酚钙10份，长链ZDDP抗氧抗腐剂5份，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物10份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5份，磷酸三苯酯10份，搅拌均匀，冷却降温，即得到复合剂。

所述全合成基础油的制备方法如下：将聚α烯烃MPAO150基础油25份、AN5基础油5份、聚α烯烃PAO4基础油20份，聚α烯烃PAO6基础油35份，二元脂肪酸双酯10份，油溶性聚醚OSP5份，搅拌均匀，冷却降温，即得到全合成基础油。

本实施例的全合成长换油周期环保柴油机油的制备方法，包括如下步骤：将上述组分(a)和组分(f)抽入反应釜，边搅拌边升温至60℃左右，再将组分(b)和组分(c)抽入反应釜中，搅拌60分钟。升温到70℃，保温，依次添加组分(d)和组分(e)，搅拌50分钟。待柴油机油混合均匀后，冷却至室温，过滤，包装得成品机油。

实施例4：

一种全合成长换油周期环保柴油机油，由以下重量百分比的组分组成：

(a)17％的复合剂

(b)8.0％的粘指剂

(c)0.2％的降凝剂

(d)0.1％的抗氧剂

(e)0.2％的减磨剂

(f)74.5％的全合成基础油

其中所述复合剂的制备方法如下：硼化聚异丁烯丁二酰亚胺30份、烷基苯磺酸钙20份、硫化烷基酚钙15份，长链ZDDP抗氧抗腐剂10份，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物8份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼6份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼6份，磷酸三苯酯5份，搅拌均匀，冷却降温，即得到复合剂。

所述全合成基础油的制备方法如下：将聚α烯烃MPAO150基础油25份、AN5基础油10份、聚α烯烃PAO4基础油25份，聚α烯烃PAO6基础油25份，多元醇酯5份，油溶性聚醚OSP10份，搅拌均匀，冷却降温，即得到全合成基础油。

本实施例的全合成长换油周期环保柴油机油的制备方法，包括如下步骤：将上述组分(a)和组分(f)抽入反应釜，边搅拌边升温至60℃左右，再将组分(b)和组分(c)抽入反应釜中，搅拌60分钟。升温到70℃，保温，依次添加组分(d)和组分(e)，搅拌50分钟。待柴油机油混合均匀后，冷却至室温，过滤，包装得成品机油。

实施例5：

一种全合成长换油周期环保柴油机油，由以下重量百分比的组分组成：

(a)17％的复合剂

(b)8.5％的粘指剂

(c)0.3％的降凝剂

(d)0.1％的抗氧剂

(e)0.2％的减磨剂

(f)73.9％的全合成基础油

其中所述复合剂的制备方法如下：硼化聚异丁烯丁二酰亚胺35份、烷基苯磺酸钙20份、硫化烷基酚钙15份，长链ZDDP抗氧抗腐剂5份，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物10份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5份，磷酸三苯酯5份，搅拌均匀，冷却降温，即得到复合剂。

所述全合成基础油的制备方法如下：将聚α烯烃MPAO150基础油20份、AN5基础油15份、聚α烯烃PAO4基础油20份，聚α烯烃PAO6基础油30份，多元醇酯8份，油溶性聚醚OSP7份，搅拌均匀，冷却降温，即得到全合成基础油。

本实施例的全合成长换油周期环保柴油机油的制备方法，包括如下步骤：将上述组分(a)和组分(f)抽入反应釜，边搅拌边升温至60℃左右，再将组分(b)和组分(c)抽入反应釜中，搅拌60分钟。升温到70℃，保温，依次添加组分(d)和组分(e)，搅拌50分钟。待柴油机油混合均匀后，冷却至室温，过滤，包装得成品机油。

实验例1

依照GB/T265-1988《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》的标准测定，对全合成柴机油的运动粘度进行检测。

依照GB/T265-2008《石油产品闪点和燃点的测定克利夫兰开口杯法》的标准测定，对全合成柴机油的闪点进行检测。

依照GB/T3535-2006《石油产品倾点测定法》的标准测定，对全合成柴机油的倾点进行检测。

依照GB/T6538-2010《发动机油表观黏度的测定冷启动模拟机法》的标准测定，对全合成柴机油的低温动力粘度进行检测。

依照SH/T0618-1995(2004)《高剪切条件下的润滑油动力粘度测定法(雷范费尔特法)》的标准测定，对全合成柴机油的高温高剪切粘度进行检测。

依照SH/T0189-92《润滑油抗磨损性能测定法(四球法)》的标准测定，对全合成柴机油的磨斑直径和摩擦系数进行检测。

检测获得的相关指标如表1所示：

上表中的竞品1为外购的柴油机油产品，市场上直接购得；

从表1中可以看出，本发明的全合成柴机油，在柴机油中加入复合剂，提高了柴机油的耐磨性，减小部件磨损，二异辛基二硫代氨基甲酸钼和无灰二硫代磷酸酯之间的协同作用，提高了柴机油的抗磨性，从上表的检测数据可以看出自制柴机油的磨斑直径和摩擦系数要小于竞品1的检测数据，说明自制柴机油的抗磨更加优秀；从上表自制柴机油的倾点和低温泵送黏度远小于竞品1的检测数据可以看出，聚α烯烃PAO基础油的加入提升了柴机油的低温性能；烷基萘AN25基础油的加入提高了柴机油的热氧稳定性，，延长了柴机油的使用寿命，同时由于硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂和硫化烷基酚钙清净剂低氮元素添加剂的加入，降低了氮氧化物的排放，使该柴机油更具环保。

实验例2

将实施例3制备的机油加入到柴油货车中进行换油周期验证及相关品质评价，结果发现该机油的换油周期可达120000km；

从图1可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，黏度呈现下降趋势，没有达到换油指标限值。黏度下降一般情况下是由于黏指剂被剪切、燃油稀释、油温超高导致润滑油分解等因素综合作用的结果，试验数据证明行车过程中柴油机油不存在较高的燃油稀释和油温超高现象，黏指剂被剪切造成永久性黏度损失是客观存在的事实，会造成一定程度的黏度下降。

从图2可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，碱值下降率没有达到换油指标限值。随着行车试验里程的增长，大部分试验车均出现了碱值下降率增加的趋势，说明试验油具有较好的碱值保持性,保证机油对酸性生成物的中和能力，并且证明试验油有很强的抗高温氧化安定性能。

从图3可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，闪点(闭口)都没有达到换油指标限值，说明发动机运转状态良好，未发生严重燃油稀释，(或者发生轻微的燃油稀释与发动机烧机油，燃油稀释降低闪点，烧机油会增加闪点)试验油样可为发动机提供全面的润滑保护。

从图4可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，水分都没有达到换油指标限值，说明发动机运转状态良好，试验油样可为发动机提供全面的润滑保护。

从图5可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，铁元素含量都没有达到换油指标限值，试验车的零部件磨损正常,说明试验油具有良好的抗磨性能。

从图6可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，铜元素含量都没有达到换油指标限值，试验车的零部件磨损正常,说明试验油具有良好的抗磨性能。

从图7可以看出，本发明研制的机油在120000km换油里程内，铝元素含量都没有达到换油指标限值，试验车的零部件磨损正常,说明试验油具有良好的抗磨性能。

以上所述仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的改进和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种长换油周期环保柴油机油，其特征在于：由以下重量百分比的组分组成：

15-25％的复合剂，2-10％的粘指剂，0.1-1％的降凝剂，0.2-2％的抗氧剂，0.5-5％的减磨剂，余量为全合成基础油；

其中，按重量份计，

所述的复合剂组成如下：

硼化聚异丁烯丁二酰亚胺20-30份、烷基苯磺酸钙8-15份、硫化烷基酚钙5-15份，长链ZDDP抗氧抗腐剂8-15份，2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑衍生物10-20份，二异辛基二硫代氨基甲酸钼5-15份，无灰二硫代磷酸酯5-10份，磷酸三苯酯5-10份；

所述的基础油为全合成基础油是聚α烯烃PAO4，聚α烯烃PAO6，聚α烯烃PAO150，聚α烯烃PAO300，二元脂肪酸双酯，多元醇酯，苯多酸酯，油溶性聚醚和烷基萘基础油的一种或多种的混合物。

2.根据权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油，其特征在于：所述的基础油中按重量百分比计，聚α烯烃PAO类基础油添加量为20-80％，烷基萘AN25基础油添加量为5-30％；其他基础油选择性加入。

3.根据权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油，其特征在于：所述的多元醇酯为季戊四醇油酸酯基础油或三羟甲基丙烷油酸酯基础油；所述的苯多酸酯选自偏苯三酸酯基础油，油溶性聚醚选自油溶性聚醚OSP基础油。

4.根据权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油，其特征在于：所述的粘指剂为聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、烷基化环聚苯乙烯和乙丙共聚物的一种或二种的混合物。

5.根据权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油，其特征在于：所述的抗氧剂为为二戊基二硫代氨基甲酸锌、二戊基二硫代氨基甲酸胺、烷基化二苯胺、二硫代氨基甲酸锑和2，6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油，其特征在于：所述的减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼，烷基化二苯胺、噻二唑衍生物的聚乙-二醇溶液的一种或多种的混合物。

7.根据权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油，其特征在于：所述的降凝剂是聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的一种或多种的混合物。

8.权利要求1所述的长换油周期环保柴油机油的制造方法，其特征在于：

具体步骤如下：

(1)按比例称取复合剂和全合成基础油，首先将计量准确的全合成基础油抽入反应釜中，随后将组方量的复合剂抽入反应釜中，加热至60℃，搅拌均匀，搅拌40-60分钟；

(2)将计量准确的粘指剂和降凝剂抽入反应釜中，加热至50-80℃，搅拌均匀，搅拌40-60分钟；

(3)升温到60-70℃，保温，依次添加组方量的抗氧剂和组方量的减磨剂，继续搅拌30-50分钟；

(4)冷却至室温，过滤，包装得成品。