CN110846101A - 抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油，是由含有钯离子的全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物与按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005‑2018生产的甲醇燃料发动机润滑油进行合成反应，得到抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。制备方法如下：取全氟直链辛醇和硝酸钯，制备胶体溶液，加入丙烯酸，生成丙烯酸全氟辛酯；丙烯酸全氟辛酯加入引发剂，产物和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005‑2018生产的甲醇燃料发动机润滑油进行合成反应，真空条件下控制反应温度并搅拌一段时间，得到抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。本发明能够使扩散到甲醇燃料发动机副表面的甲酸和甲醛迅速转化为二氧化碳和水，并迅速排出发动机润滑油层之外。

Description

抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。
背景技术
根据我国能源结构和市场现状，我国理应走能源多元化的道路以缓解能源安全的挑战。改善空气环境质量，促进我国经济健康可持续发展已经刻不容缓。
从目前的技术和试验分析结果可得知，甲醇燃料可作为内燃机替代能源之一，使内燃机的能源多了一种选择，能源更加多元化，也能够因此改善空气环境质量，促进我国经济健康可持续的发展。甲醇作为汽车发动机燃料的使用时，在理想条件下，甲醇完全燃烧转化为二氧化碳和水，同时放出能量，给于汽车动力。但目前汽车发动机使用甲醇作为燃料还不能百分之百的使甲醇完全转化为二氧化碳和水。在发动机内由于甲醇的不完全燃烧产生一部分甲酸和甲醛，这部分甲酸和甲醛扩散到发动机副表面，导致甲醇发动机使用原有汽车发动机润滑油时会发生浊化、乳化和起泡沫现象，影响甲醇发动机的使用性能和寿命。
根据甲醇燃料作为内燃机替代能源的需要，适用于甲醇燃料发动机的润滑油需配套生产。辽宁三特石油化工有限公司已经初步建立了甲醇燃料发动机润滑油企业标准，Q/LSY005-2018。并且按该标准以原有的技术生产了部分产品，经过试用得知，产品的浊化、乳化和起沫现象有所改进，但性能还不能完全满足甲醇燃料发动机润滑油的需要。所以需要一种满足具有抗泡沫性能的甲醇汽车发动机润滑油和该润滑油的制备方法。
发明内容
发明目的
本发明的目的就是生产出一种抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油，按本发明方法生产的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油用在甲醇燃料发动机上，可以减少润滑油的浊化、乳化和起泡沫现像。
技术方案
一种抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油，润滑油是由含有钯离子的全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物与按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油进行合成反应，得到的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油；
全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式为：
Figure BDA0002292018380000021
n代表聚合度，n为2，3，4，5正整数；Z为把基团，分子结构式为：
Figure BDA0002292018380000022
E为过氧类或偶氮类引发剂发生引发反应后的反应产物。
全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式中的E为对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢发生引发反应后的反应产物。
一种制备如权利要求1所述的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：步骤如下：
取原料A：全氟直链辛醇，取催化剂B：硝酸钯，将二者加入胶体磨制备成胶体溶液，在真空并且搅拌条件下加入原料C：丙烯酸，控制反应温度并在搅拌下进行反应，待反应完全后排出生成的副产物水后，生成产物D：产物D是含有钯离子的丙烯酸全氟辛酯；
产物D在真空条件下控制反应温度并在搅拌条件下加入引发剂，发生聚合反应，该聚合产物为产物P；
取产物P和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油进行合成反应，真空条件下控制反应温度并搅拌一段时间，得到产物G，产物G即构成了抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。
所述原料A与催化剂B摩尔比控制在1000:1到100000:1，原料A与原料C的摩尔比控制在2:1到1:2。
所述胶体溶液与原料C的反应温度为20-100℃，反应压力为133Pa-760×133Pa，反应时间为大于等于2h。
所述产物D在反应温度40-130℃的条件下加入引发剂，产物D与引发剂的摩尔比控制在100:1到10000:1，聚合反应时间大于等于2h。
所述产物P和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油的质量比为1:1000到1:100000，合成反应时间大于等于1h。
所述胶体溶液制备完成后，胶体溶液转移入反应器a中与原料C进行反应；所述反应器a为釜式反应器，反应器a包括釜式反应器主体、列管式冷却器和副产物水接收器，釜式反应器主体设有进料口和出料口，釜式反应器主体插入有搅拌器，搅拌器连接有电机，釜式反应器主体外侧设有夹套，夹套设有热载体入口和热载体出口，釜式反应器主体的内部通过管道连接有列管式冷却器，副产物水接收器连接于列管式冷却器的下端，列管式冷却器设有冷却水出口和冷却水入口，列管式冷却器的上端连接真空系统。
所述列管式冷却器和副产物水接收器外还设有真空平衡管，真空平衡管将列管式冷却器和副产物水接收器连通。
所述产物D是在反应器b中发生聚合反应的，产物P和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油的合成反应也是在反应器b中发生反应的，所述反应器b为釜式反应器，反应器b的釜式反应器主体设有进料口和出料口，釜式反应器主体插入有搅拌器，搅拌器连接有电机，釜式反应器主体外侧设有夹套，夹套设有热载体入口和热载体出口，釜式反应器主体内壁布有冷却管，冷却管的冷却水入口和冷却水出口从釜式反应器主体的侧壁穿出，釜式反应器主体还通过管道连接真空系统。
优点及效果
本发明是含有二价钯离子的聚丙烯酸全氟直链辛酯聚合物生成的有机金属盐配合物，能够使扩散到甲醇燃料发动机副表面的甲酸和甲醛迅速转化为二氧化碳和水，并迅速的将生成的二氧化碳和水排出发动机润滑油层之外。
附图说明
图1反应器a的结构示意图；
图2反应器b的结构示意图。
附图标记说明：
1.釜式反应器主体、2.列管式冷却器、3.副产物水接收器、4.进料口、5.出料口、6.搅拌器、7.电机、8.夹套、9.热载体入口、10.热载体出口、11.冷却水出口、12.冷却水入口、13.真空平衡管、14.冷却管、15.冷却水入口、16.冷却水出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1所示，反应器a为釜式反应器，反应器a包括釜式反应器主体1、列管式冷却器2和副产物水接收器3，釜式反应器主体1设有进料口4和出料口5，釜式反应器主体1插入有搅拌器6，搅拌器6连接有电机7，釜式反应器主体1外侧设有夹套8，夹套8设有热载体入口9和热载体出口10，釜式反应器主体1的内部通过管道连接有列管式冷却器2，副产物水接收器3连接于列管式冷却器2的下端，列管式冷却器2设有冷却水出口11和冷却水入口12，列管式冷却器2的上端连接真空系统真空泵。列管式冷却器2和副产物水接收器3外还设有真空平衡管13，真空平衡管13将列管式冷却器2和副产物水接收器3连通，用于保证列管式冷却器2和副产物水接收器3真空平衡。
如图2所示，反应器b为釜式反应器，反应器b的釜式反应器主体1设有进料口4和出料口5，釜式反应器主体1插入有搅拌器6，搅拌器6连接有电机7，釜式反应器主体1外侧设有夹套8，夹套8设有热载体入口9和热载体出口10，釜式反应器主体1内壁布有冷却管14，冷却管14的冷却水入口15和冷却水出口16从釜式反应器主体1的侧壁穿出，釜式反应器主体1还通过管道连接真空系统真空泵。
实施例1
一种制备如所述的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，步骤如下：取原料A：全氟直链辛醇，分子式为：C8F17OH，分子量：以436计，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000051
436克(1mol)，取催化剂B：0.4g，硝酸钯，Pd(NO3)2，分子量以230.41计，二者加入胶体磨制备成胶体溶液，转移入反应器a中。搅拌条件下加入原料C：丙烯酸80g，分子量72.06，分子式：C3H4O2，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000061
在搅拌下，控制反应温度在20-100℃，压力133Pa-760×133Pa，反应2小时，生成的副产物水18g，通过管式冷却器排出反应器a的主体外。生成产物D：含有钯离子的丙烯酸全氟辛酯，丙烯酸全氟辛酯分子式：C11F17O2H3，分子量：490，丙烯酸全氟辛酯分子结构式：
Figure BDA0002292018380000062
原料A与催化剂B的摩尔比控制在1000:1，原料A与C的摩尔比控制在2:1到1:2。
向反应器b中加入产物D 490g，搅拌，控制反应温度40-130℃，加入引发剂1-30g(优选的，引发剂为过氧类或偶氮类引发剂，例如对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢)，使产物D发生聚合反应，聚合反应时间5h，聚合产物分子量控制在490×2，490×3，490×4，490×5，该聚合产物称为产物P，产物P含有Pd2+离子，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000063
其中n为2，3，4，5的整数，产物D与引发剂的摩尔比控制在100:1。全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式中的E为对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢发生引发反应后的反应产物。
按比例取产物P和辽宁三特石油化工有限公司按企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油，同时加入反应器b中，控制反应温度80-130度，搅拌20min，进行合成反应，得产物G。质量比例控制在1:1000，合成反应时间1h。产物G即构成了抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。
实施例2
一种制备如所述的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，步骤如下：取原料A：全氟直链辛醇，分子式为：C8F17OH，分子量：以436计，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000071
436克(1mol)，取催化剂B：0.4g，硝酸钯，Pd(NO3)2，分子量以230.41计，二者加入胶体磨制备成胶体溶液，转移入反应器a中。搅拌条件下加入原料C：丙烯酸，分子量72.06，分子式：C3H4O2，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000072
在搅拌下，控制反应温度在20-100℃，压力133Pa-760×133Pa，反应8小时，生成的副产物水18g，通过管式冷却器排出反应器a的主体外。生成产物D：含有钯离子的丙烯酸全氟辛酯，丙烯酸全氟辛酯分子式：C11F17O2H3，分子量：490，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000073
原料A与催化剂B的摩尔比控制在10000:1，原料A与C的摩尔比控制在2:1到1:2。
向反应器b中加入产物D 490g，搅拌，控制反应温度40-130℃，加入引发剂1-30g(优选的，引发剂为过氧类或偶氮类引发剂，例如对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢)，使产物D发生聚合反应，聚合反应时间3h，聚合产物分子量控制在490×2，490×3，490×4，490×5，该聚合产物称为产物P，产物P含有Pd2+离子，分子结构式：其中n为2，3，4，5的整数，产物D与引发剂的摩尔比控制在1000:1。全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式中的E为对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢发生引发反应后的反应产物。
按比例取产物P和辽宁三特石油化工有限公司按企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油，同时加入反应器b中，控制反应温度80-130度，搅拌80min，进行合成反应，得产物G。质量比例控制在1:10000，合成反应时间2h。产物G即构成了抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。
实施例3
一种制备如所述的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，步骤如下：取原料A：全氟直链辛醇，分子式为：C8F17OH，分子量：以436计，分子结构式：
436克(1mol)，取催化剂B：0.4g，硝酸钯，Pd(NO3)2，分子量以230.41计，二者加入胶体磨制备成胶体溶液，转移入反应器a中。搅拌条件下加入原料C：丙烯酸，分子量72.06，分子式：C3H4O2，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000091
在搅拌下，控制反应温度在20-100℃，压力133Pa-760×133Pa，反应5小时，生成的副产物水18g，通过管式冷却器排出反应器a的主体外。生成产物D：含有钯离子的丙烯酸全氟辛酯，丙烯酸全氟辛酯分子式：C11F17O2H3，分子量：490，分子结构式：
原料A与催化剂B的摩尔比控制在100000:1，原料A与C的摩尔比控制在2:1到1:2。
向反应器b中加入产物D 490g，搅拌，控制反应温度40-130℃，加入引发剂1-30g(优选的，引发剂为过氧类或偶氮类引发剂，例如对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢)，使产物D发生聚合反应，聚合反应时间2h，聚合产物分子量控制在490×2，490×3，490×4，490×5，该聚合产物称为产物P，产物P含有Pd2+离子，分子结构式：
Figure BDA0002292018380000093
其中n为2，3，4，5的整数，产物D与引发剂的摩尔比控制在10000:1。全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式中的E为对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢发生引发反应后的反应产物。
按比例取产物P和辽宁三特石油化工有限公司按企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油，同时加入反应器b中，控制反应温度80-130度，搅拌120min，进行合成反应，得产物G。质量比例控制在1:100000，合成反应时间3h。产物G即构成了抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。
质量检测：
按上述实施例1-3方法生产的产品G，按辽宁三特石油化工有限公司建立的甲醇燃料发动机润滑油企业标准，Q/LSY005-2018进行检测，所有质量指标均符合标准。
对比试验：
在指定的两台新装配的双燃料的M100甲醇发动机上，作对比试验，通过使用原厂按企业标准，Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油构成机组A，与按本发明方法生产的抗泡沫甲醇燃料发动机润滑油构成机组B，分别进行100h耐久对比试验。在相同试验时刻对润滑油油样进行取样分析考核。机组B的泡沫仅是机组A的45％。
本专利中未涉及详细描述部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。以上所述实施例，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油，其特征在于：润滑油是由含有钯离子的全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物与按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油进行合成反应，得到的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油；
全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式为：
n代表聚合度，n为2，3，4，5的正整数；Z为把基团，分子结构式为：
Figure FDA0002292018370000012
E为过氧类或偶氮类引发剂发生引发反应后的反应产物。
2.根据权利要求1所述的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油，其特征在于：全氟正辛基丙烯酸酯的低分子量聚合物分子结构式中的E为对甲基过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰或叔丁基过氧化氢发生引发反应后的反应产物。
3.一种制备如权利要求1所述的抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：步骤如下：
取原料A：全氟直链辛醇，取催化剂B：硝酸钯，将二者加入胶体磨制备成胶体溶液，在真空并且搅拌条件下加入原料C：丙烯酸，控制反应温度并在搅拌下进行反应，待反应完全后排出生成的副产物水后，生成产物D：产物D是含有钯离子的丙烯酸全氟辛酯；
产物D在真空条件下控制反应温度并在搅拌条件下加入引发剂，发生聚合反应，该聚合产物为产物P；
取产物P和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油进行合成反应，真空条件下控制反应温度并搅拌一段时间，得到产物G，产物G即构成了抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油。
4.根据权利要求3所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述原料A与催化剂B摩尔比控制在1000:1到100000:1，原料A与原料C的摩尔比控制在2:1到1:2。
5.根据权利要求3所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述胶体溶液与原料C的反应温度为20-100℃，反应压力为133Pa-760×133Pa，反应时间为大于等于2h。
6.根据权利要求3所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述产物D在反应温度40-130℃的条件下加入引发剂，产物D与引发剂的摩尔比控制在100:1到10000:1，聚合反应时间大于等于2h。
7.根据权利要求3所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述产物P和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油的质量比为1:1000到1:100000，合成反应时间大于等于1h。
8.根据权利要求3所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述胶体溶液制备完成后，胶体溶液转移入反应器a中与原料C进行反应；所述反应器a为釜式反应器，反应器a包括釜式反应器主体(1)、列管式冷却器(2)和副产物水接收器(3)，釜式反应器主体(1)设有进料口(4)和出料口(5)，釜式反应器主体(1)插入有搅拌器(6)，搅拌器(6)连接有电机(7)，釜式反应器主体(1)外侧设有夹套(8)，夹套(8)设有热载体入口(9)和热载体出口(10)，釜式反应器主体(1)的内部通过管道连接有列管式冷却器(2)，副产物水接收器(3)连接于列管式冷却器(2)的下端，列管式冷却器(2)设有冷却水出口(11)和冷却水入口(12)，列管式冷却器(2)的上端连接真空系统。
9.根据权利要求8所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述列管式冷却器(2)和副产物水接收器(3)外还设有真空平衡管(13)，真空平衡管(13)将列管式冷却器(2)和副产物水接收器(3)连通。
10.根据权利要求3所述的制备抗泡沫甲醇汽车发动机润滑油的方法，其特征在于：所述产物D是在反应器b中发生聚合反应的，产物P和按辽宁三特石油化工有限公司企业标准Q/LSY005-2018生产的甲醇燃料发动机润滑油合成反应也是在反应器b中发生合成反应的，所述反应器b为釜式反应器，反应器b的釜式反应器主体(1)设有进料口(4)和出料口(5)，釜式反应器主体(1)插入有搅拌器(6)，搅拌器(6)连接有电机(7)，釜式反应器主体(1)外侧设有夹套(8)，夹套(8)设有热载体入口(9)和热载体出口(10)，釜式反应器主体(1)内壁布有冷却管(14)，冷却管(14)的冷却水入口(15)和冷却水出口(16)从釜式反应器主体(1)的侧壁穿出，釜式反应器主体(1)还通过管道连接真空系统。
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