CN110669573A - 一种汽机油节能减磨剂及其制备方法和汽机油 - Google Patents

一种汽机油节能减磨剂及其制备方法和汽机油 Download PDF

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Abstract

本发明涉及减磨材料技术领域，尤其是涉及一种汽机油节能减磨剂及其制备方法和汽机油。所述汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：聚酯10～30份，抗氧剂10～30份，磷酸酯类抗磨剂10～30份，基础油10～20份。本发明的汽机油节能减磨剂，通过采用特定的物质按比例配合，能够节能减磨，同时可以降低生产成本；加入汽机油中，能够有效减少发动机部件磨损，长效保护发动机内部金属元件。

Description

一种汽机油节能减磨剂及其制备方法和汽机油
技术领域
本发明涉及减磨材料技术领域，尤其是涉及一种汽机油节能减磨剂及其制备方法和汽机油。
背景技术
市面上常见的汽机油分为矿物油和合成油，矿物油不具有节能减磨效果。合成油通过在汽机油中加入一定比例添加剂，以实现减磨效果。一种是加入合成酯，合成酯对金属有较好的附着力，通过在金属表面形成油膜，来达到减磨效果。另一种是加入有机钼，有机钼在车辆行驶过程中，高温环境下在金属表面磨损处形成钼盐，填补磨损处留下的空缺，使金属表面更加光滑，从而减小磨损。
在实际工况中，合成油节能效果一般，只有在大剂量添加的条件下才能实现节能的效果，使用成本相对较高。加入有机钼的汽机油具有一定的节能减磨的效果，但有机钼的溶解能力差，难溶解到润滑油中，会产生浑浊。另外，有机钼的抗氧化能力比较差，在高温环境下，容易生成油泥积碳，缩短油品使用寿命。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种汽机油节能减磨剂，以解决现有技术中存在的无法兼顾节能减磨、低成本的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种汽机油节能减磨剂的制备方法，工艺简单，条件温和，适合工业化生产。
本发明的第三目的在于提供一种汽机油，采用特定的汽机油节能减磨剂，能够在较少的添加量下，实现节能减磨作用，同时减少成本。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯10～30份，
抗氧剂10～30份，
磷酸酯类抗磨剂10～30份，
基础油10～20份。
本发明的汽机油节能减磨剂，通过采用特定的物质按比例配合，能够节能减磨，同时可以降低生产成本。加入汽机油中，能够有效减少发动机部件的磨损，长效保护发动机内部金属元件。
本发明的汽机油节能减磨剂，各组分之间具有高效的融合效果，同时能够与汽机油中的清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂等充分融合，不产生浑浊。
在一种或多种实施方式中，聚酯的40℃运动粘度＞100mm2/s；聚酯的开口闪点＞220℃。
本发明采用的聚酯具有合成酯和PAO的双重性能，酯基团分子具有一定的极性，对金属具有很好的亲和力，具有较高的润滑性；同时与抗磨剂等配伍，具有显著的载荷能力和极压性能。
如在具体实施方式中，聚酯可以为聚酯T4030。
本发明中采用特定聚酯与其他几种成分配合使用，能够得到具有优异的抗磨损性能的减磨剂。
在一种或多种实施方式中，聚酯的用量可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份等等。
在一种或多种实施方式中，所述抗氧剂为胺类抗氧剂。如，所述胺类抗氧剂包括辛基丁基二苯胺、辛基化苯基-α-萘胺中的一种或两种混合。
上述抗氧剂通过捕捉过氧自由基来阻止或抑制链引发反应和链增长反应，从而终止自由基链式反应，达到防止氧化的目的，减少积碳等，进一步延长油品使用寿命等。
在一种或多种实施方式中，抗氧剂的用量可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份等等。
在一种或多种实施方式中，所述磷酸酯类抗磨剂选自长链磷酸酯衍生物。采用长链磷酸酯衍生物，其可以与发动机内部金属铁等发生化学摩擦反应，生成由多磷酸盐等组成的反应膜，该膜具有较好的抗磨作用。
同时磷酸酯类抗磨剂在汽机油中具有相对较好的溶解性，有助于提高汽机油节能减磨剂与汽机油的融合性能。
在一种或多种实施方式中，所述长链磷酸酯衍生物优选无硫长链磷酸酯衍生物。
随着环保要求的提高，减磨剂中的硫含量也需要降低。采用无硫长链磷酸酯衍生物，不含有硫元素，对环境污染小。
在一种或多种实施方式中，所述磷酸酯类抗磨剂包括NP80和NP315中的任一种或两种混合。
在一种或多种实施方式中，磷酸酯类抗磨剂的用量可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份等等。
在一种或多种实施方式中，所述基础油的40℃运动粘度为20～35mm2/s，优选为25～35mm2/s，更优选为28～32mm2/s。
在一种或多种实施方式中，所述基础油的密度为0.8～0.9g/cm3，优选为0.84～0.88g/cm3，更优选为0.85～0.87g/cm3。
采用上述条件的基础油能够将减磨剂中各个组分融合，并能够在将减磨剂加入汽机油中，提高各成分之间的相容性，使其充分融合。
在一种或多种实施方式中，所述基础油可以包括150N和150SN中的一种或两种混合。
在一种或多种实施方式中，基础油的用量可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份等等。
本发明的汽机油节能减磨剂中，聚酯在金属表面形成不易断裂的油膜，即使在高温负压的情况下都不易断裂，由此提供连续的液体润滑，具有良好的润滑性；磷酸酯类抗磨剂通过与发动机内部铁发生化学摩擦反应，生成由多磷酸盐等组成的反应膜，该膜具有较好的抗磨作用；同时与聚酯配伍使用，具有显著的提高载荷能力和极压性能；抗氧剂同时与磷酸酯类抗磨剂融合，延长磷酸酯类物质的寿命。
在一种或多种实施方式中，所述汽机油节能减磨剂包括按重量份数计的如下组分：
聚酯20～30份，
抗氧剂20～30份，
磷酸酯类抗磨剂20～30份，
基础油10～15份。
在一种或多种实施方式中，所述汽机油节能减磨剂包括按重量份数计的如下组分：
聚酯25～30份，
抗氧剂25～30份，
磷酸酯类抗磨剂25～30份，
基础油10～12份。
如，所述汽机油节能减磨剂包括按重量份数计的如下组分：
聚酯30份，
抗氧剂30份，
磷酸酯类抗磨剂30份，
基础油10份。
在一种或多种实施方式中，所述聚酯与所述磷酸酯类抗磨剂的质量比为(0.8～1.2)﹕1，优选为1﹕1。
聚酯与磷酸酯类抗磨剂按照上述比例配伍，能够最大化提高载荷能力和极压性能。
本发明还提供了一种汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
将各原料按比例混合均匀。
在一种或多种实施方式中，聚酯、抗氧剂、基础油混合均匀，升温后与磷酸酯类抗磨剂混合搅拌。
在一种或多种实施方式中，升温至温度达到70～90℃。
在一种或多种实施方式中，混合搅拌1～3h，如2h。
本发明还提供了一种汽机油，含有上述任一种所述的汽机油节能减磨剂。
在一种或多种实施方式中，所述汽机油中含有0.1～1wt％的汽机油节能减磨剂。优选的，所述汽机油中含有0.3～0.8wt％的汽机油节能减磨剂。
采用本发明的汽机油节能减磨剂，能够在较少的添加量下，可以实现节能减磨作用，同时减少成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的汽机油节能减磨剂，通过采用特定的物质按比例配合，能够节能减磨，同时可以降低生产成本；加入汽机油中，能够有效减少发动机部件磨损，长效保护发动机内部金属元件；
(2)本发明的制备方法，操作简单，条件温和；
(3)本发明的汽机油，采用特定的汽机油节能减磨剂，能够在较少的添加量下，实现节能减磨作用，同时减少成本。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明具体实施例中采用的各组分信息可以如下：
聚酯，型号为T4030，厂商为上海纳克；
抗氧剂，型号为L57，厂商为天津利安隆；
磷酸酯类抗磨剂，型号为NP80，厂商为锦州百特化工有限公司；
基础油，型号为150SN，厂商为大连七厂。
实施例1
本实施例提供了一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯30份，
抗氧剂30份；
磷酸酯类抗磨剂30份；
基础油10份。
本实施例的汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述比例称取基础油、聚酯和抗氧剂，常温下投入反应釜中，混合均匀后升温至80℃后，搅拌15min，得到物料I；
(2)向步骤(1)中得到的物料I中加入磷酸酯类抗磨剂，于80℃恒温搅拌1h后，得到汽机油节能减磨剂。
实施例2
本实施例提供了一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯10份，
抗氧剂10份；
磷酸酯类抗磨剂10份；
基础油10份。
本实施例的汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述比例称取基础油、聚酯和抗氧剂，常温下投入反应釜中，混合均匀后升温至80℃后，搅拌15min，得到物料I；
(2)向步骤(1)中得到的物料I中加入磷酸酯类抗磨剂，于80℃恒温搅拌1h后，得到汽机油节能减磨剂。
实施例3
本实施例提供了一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯20份，
抗氧剂20份；
磷酸酯类抗磨剂20份；
基础油10份。
本实施例的汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述比例称取基础油、聚酯和抗氧剂，常温下投入反应釜中，混合均匀后升温至80℃后，搅拌15min，得到物料I；
(2)向步骤(1)中得到的物料I中加入磷酸酯类抗磨剂，于80℃恒温搅拌1h后，得到汽机油节能减磨剂。
实施例4
本实施例提供了一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯30份，
抗氧剂30份；
磷酸酯类抗磨剂30份；
基础油20份。
本实施例的汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述比例称取基础油、聚酯和抗氧剂，常温下投入反应釜中，混合均匀后升温至80℃后，搅拌15min，得到物料I；
(2)向步骤(1)中得到的物料I中加入磷酸酯类抗磨剂，于80℃恒温搅拌1h后，得到汽机油节能减磨剂。
实施例5
本实施例提供了一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯30份，
抗氧剂30份；
磷酸酯类抗磨剂10份；
基础油10份。
本实施例的汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述比例称取基础油、聚酯和抗氧剂，常温下投入反应釜中，混合均匀后升温至80℃后，搅拌15min，得到物料I；
(2)向步骤(1)中得到的物料I中加入磷酸酯类抗磨剂，于80℃恒温搅拌1h后，得到汽机油节能减磨剂。
实施例6
本实施例提供了一种汽机油节能减磨剂，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯10份，
抗氧剂30份；
磷酸酯类抗磨剂30份；
基础油10份。
本实施例的汽机油节能减磨剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述比例称取基础油、聚酯和抗氧剂，常温下投入反应釜中，混合均匀后升温至80℃后，搅拌15min，得到物料I；
(2)向步骤(1)中得到的物料I中加入磷酸酯类抗磨剂，于80℃恒温搅拌1h后，得到汽机油节能减磨剂。
实施例7～13
本实施例提供了汽机油，包括矿物汽机油SL 5W30、SL 5W40和汽机油节能减磨剂，以矿物汽机油SL 5W30为例，具体用量和配比如下表1所示：
表1不同实施例的汽机油组成
编号 矿物汽机油 汽机油节能减磨剂
实施例7 矿物汽机油99.7wt％ 实施例1 0.3wt％
实施例8 矿物汽机油99.7wt％ 实施例2 0.3wt％
实施例9 矿物汽机油99.7wt％ 实施例3 0.3wt％
实施例10 矿物汽机油99.7wt％ 实施例4 0.3wt％
实施例11 矿物汽机油99.7wt％ 实施例5 0.3wt％
实施例12 矿物汽机油99.7wt％ 实施例6 0.3wt％
实施例13 矿物汽机油99.2wt％ 实施例1 0.8wt％
实验例1
为了对比说明本发明各实施例的汽机油节能减磨剂的效果，通过四球摩擦实验执行标准SH/T0189-92对实施例7～13的汽机油的平均摩擦力、摩擦系数、磨斑大小进行测试，测试结果见表2。
表2不同实施例的汽机油的性能测试结果
Figure BDA0002236425490000111
通过上述四球实验测试结果，可以得出，本发明的汽机油节能减磨剂在油品中起到了明显的减小摩擦的作用效果。
实验例2
为了进一步对比说明本发明的汽机油节能减磨剂中各组分的协同作用，进行以下测试：
第一组：将聚酯T4030与磷酸酯类抗磨剂NP80按1﹕1混合得到组合物A，按照3％质量百分比的添加量将组合物A与矿物汽机油混合；
第二组：将聚酯T4030按照3％质量百分比的添加量与矿物汽机油混合；
第三组：将磷酸酯类抗磨剂NP80按照3％质量百分比的添加量与矿物汽机油混合；
对第一组、第二组和第三组的油品的性能进行四球摩擦实验测试，测试见表3。
表3不同组的汽机油的性能测试结果
编号 平均摩擦力/N 摩擦系数 磨斑大小/mm
第一组 3.428 0.0878 0.31
第二组 3.8332 0.0952 0.40
第三组 3.8641 0.0925 0.39
为了说明本发明的汽机油节能减磨剂的节能效果，使用下述油品测试百公里油耗：
第四组：95号车用乙醇汽油E1；
第五组：95号车用乙醇汽油E1+0.5wt％实施例1的汽机油节能减磨剂；
测试结果见表4。
表4不同油品的百公里油耗测试结果
Figure BDA0002236425490000121
从上表可知，本发明的汽机油节能减磨剂能够实现节能效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种汽机油节能减磨剂，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯10～30份，
抗氧剂10～30份，
磷酸酯类抗磨剂10～30份，
基础油10～20份。
2.根据权利要求1所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，所述聚酯的40℃运动粘度＞100mm2/s；
可选的，所述聚酯的开口闪点＞220℃。
3.根据权利要求1所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，所述聚酯为聚酯T4030。
4.根据权利要求1所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，所述抗氧剂包括胺类抗氧剂；
可选的，所述胺类抗氧剂包括辛基丁基二苯胺、辛基化苯基-α-萘胺的中的一种或两种混合。
5.根据权利要求1所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，所述基础油的40℃运动粘度为20～35mm2/s；
可选的，所述基础油的密度为0.8～0.9g/cm3；
可选的，所述基础油包括150N和150SN中的一种或两种混合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，所述磷酸酯类抗磨剂选自长链磷酸酯衍生物；
可选的，所述长链磷酸酯衍生物为无硫长链磷酸酯衍生物；
可选的，所述磷酸酯类抗磨剂包括NP80和NP315中的任一种或两种混合。
7.根据权利要求6所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，所述聚酯与所述磷酸酯类抗磨剂的质量比为(0.8～1.2)﹕1。
8.根据权利要求1所述的汽机油节能减磨剂，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯20～30份，
抗氧剂20～30份，
磷酸酯类抗磨剂20～30份，
基础油10～15份；
优选的，包括按重量份数计的如下组分：
聚酯25～30份，
抗氧剂25～30份，
磷酸酯类抗磨剂25～30份，
基础油10～12份。
9.权利要求1-8任一项所述的汽机油节能减磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将各原料按比例混合均匀；
优选的，聚酯、抗氧剂、基础油预混并升温后，与磷酸酯类抗磨剂混合搅拌；
可选的，升温至温度达到70～90℃；
可选的，所述混合搅拌的时间为1～3h。
10.一种汽机油，其特征在于，含有权利要求1-8任一项所述的汽机油节能减磨剂；
优选的，所述汽机油中含有0.1～1wt％的汽机油节能减磨剂；
更优选的，所述汽机油中含有0.3～0.8wt％的汽机油节能减磨剂。
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