CN111500342B - 一种汽车发动机专用润滑油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车发动机专用润滑油，包括：基础油、黏度指数改进剂、降凝剂、抗氧化剂、二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌、季戊四醇酯、甲基硅油和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化铈、纳米铜粉；本发明还公开了上述汽车发动机专用润滑油的制备方法，包括：S1，按既定重量份，将二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌和季戊四醇酯混合均匀，升温至40‑45℃，搅拌3‑4h，得混合物A；S2，向混合物A中加入剩余组分，升温至45‑50℃，搅拌3‑4h，得混合物B；S3，将混合物B超声分散20‑30min，得汽车发动机专用润滑油，具有优良的抗磨性。

Description

一种汽车发动机专用润滑油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油的技术领域，特别涉及一种汽车发动机专用润滑油及其制备方法。
背景技术
润滑油润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，是保证汽车轴承等机械顺滑平稳运行的不可缺少的物质。
润滑油通常包括基础油和添加剂两部分，一般常用的添加剂有：粘度指数改进剂，倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压剂，抗泡沫剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂等。现有的可参考授权公告号CN104371805B的中国专利公开了一种汽车抗磨润滑油，由以下重量百分比的原料组成：烷基水杨酸2％-3％、二烷基二硫代磷酸锌盐0.2％-2.0％、硼酸盐0.6％-5％、聚乙烯基正丁基醚1.0％-2.5％、苯并三氮陛0.05％-0.40％、烷基蔡0.1％-1.0％、甲基硅油1％-3％、二异丙基二硫代磷酸锑1％-3％、硬脂酸丁酷1％-3％、基础油余量。
作为润滑油的主要成分，基础油决定着润滑油的基本性质。但是，添加剂的作用不容小觑，同样是润滑油的重要组成部分。适当的添加剂可以弥补和改善基础油的性能方面的不足，与此同时，还可能赋予润滑油新的性能。添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。
润滑油的抗磨性是衡量润滑油质量的重要指标，也是目前研究的重点，如何改进润滑油的抗磨性仍是提高润滑油质量的关键。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的一在于：提供一种汽车发动机专用润滑油，以达到提高其抗磨性的效果。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种汽车发动机专用润滑油，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：基础油83.2-88.7份、黏度指数改进剂0.76-10.6份、降凝剂0.2-0.4份、抗氧化剂2.5-4.6份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.44-1.68份、二烷基二硫代磷酸锌0.44-0.56份、季戊四醇酯1.4-3.2份、甲基硅油2.4-3.2份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.23-0.31份、纳米碳化钛0.14-0.22份、纳米氧化铈0.08-0.14份、纳米铜粉0.12-0.25份。
通过采用上述方案，本发明在润滑油中添加四种纳米填料，并且对该四种纳米填料的重量份做出了限定。一方面，配比合理的四种纳米填料能够互相配合，协同提高润滑油的抗磨性；另一方面，使用本发明的润滑油时，润滑油与发动机的机体之间产生高温摩擦，在高温摩擦作用下，纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化铈和纳米铜粉四种纳米填料中的元素能够渗入发动机的机体表面，有效提高发动机的机体表面的耐磨性，使得发动机的机体表面表现出卓越的低摩擦系数和高抗磨性，而且，沉积在发动机的机体表面的纳米粒子还能填充发动机的机体表面的微小凹坑，进一步提升发动机的机体表面的耐磨性。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述纳米填料包括纳米碳化硅0.27份、纳米碳化钛0.18份、纳米氧化铈0.11份、纳米铜粉0.16份。
通过采用上述方案，四种纳米填料的配比对润滑油的抗磨性存在较大的影响，当四种纳米填料处于上述配比下，能够起到很好的协同增效作用，使得润滑油表现出较佳的抗磨性。
本发明进一步设置为：按重量份计，包括有以下组分：基础油84.8份、黏度指数改进剂5.2份、降凝剂0.3份、抗氧化剂3.6份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.52份、二烷基二硫代磷酸锌0.48份、季戊四醇酯2.4份、甲基硅油2.7份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.27份、纳米碳化钛0.18份、纳米氧化铈0.11份、纳米铜粉0.16份。
本发明进一步设置为：所述纳米碳化硅的粒径为300-500nm，纳米碳化钛的粒径为40-100nm，纳米氧化铈的粒径为20-30nm、纳米铜粉的粒径为15-35nm。
本发明进一步设置为：所述黏度指数改进剂选用聚异丁烯。
本发明进一步设置为：所述降凝剂选用聚甲基丙烯酸酯。
本发明进一步设置为：所述抗氧化剂选用茶多酚。
本发明的目的二：提供一种上述汽车发动机专用润滑油的制备方法，包括有以下制备步骤：
S1，按既定重量份，将二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌和季戊四醇酯混合均匀，升温至40-45℃，搅拌3-4h，得混合物A；
S2，向混合物A中加入剩余组分，升温至45-50℃，搅拌3-4h，得混合物B；
S3，将混合物B超声分散20-30min，得汽车发动机专用润滑油。
本发明进一步设置为：步骤S1中，超声分散的功率为300-500W。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明在润滑油中添加纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化铈和纳米铜粉四种纳米填料，配比合理的四种纳米填料能够互相配合，协同提高润滑油的抗磨性；
2、使用本发明的润滑油时，润滑油与发动机的机体之间产生高温摩擦，在高温摩擦作用下，纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化铈和纳米铜粉四种纳米填料中的元素能够渗入发动机的机体表面，有效提高发动机的机体表面的耐磨性，使得发动机的机体表面表现出卓越的低摩擦系数和高抗磨性，而且，沉积在发动机的机体表面的纳米粒子还能填充发动机的机体表面的微小凹坑，进一步提升发动机的机体表面的耐磨性；
3、试验证明，本发明的润滑油还具有优异的分散性、抗氧化性和强有效的清洗性。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种汽车发动机专用润滑油，按重量份计，包括有以下组分：基础油83.2份、黏度指数改进剂0.76份、降凝剂0.2份、抗氧化剂2.5份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.44份、二烷基二硫代磷酸锌0.44份、季戊四醇酯1.4份、甲基硅油2.4份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.23份、纳米碳化钛0.14份、纳米氧化铈0.08份、纳米铜粉0.12份；
上述纳米碳化硅的平均粒径为300nm，纳米碳化钛的平均粒径为40nm，纳米氧化铈的平均粒径为20nm、纳米铜粉的平均粒径为15nm；所述黏度指数改进剂选用聚异丁烯；所述降凝剂选用聚甲基丙烯酸酯；所述抗氧化剂选用茶多酚；
制备方法包括有以下步骤：
S1，按既定重量份，将二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌和季戊四醇酯混合均匀，升温至40℃，搅拌3h，得混合物A；
S2，向混合物A中加入剩余组分，升温至45℃，搅拌3h，得混合物B；
S3，将混合物B在300W下超声分散20min，得汽车发动机专用润滑油。
实施例2
一种汽车发动机专用润滑油，按重量份计，包括有以下组分：基础油84.8份、黏度指数改进剂5.2份、降凝剂0.3份、抗氧化剂3.6份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.52份、二烷基二硫代磷酸锌0.48份、季戊四醇酯2.4份、甲基硅油2.7份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.27份、纳米碳化钛0.18份、纳米氧化铈0.11份、纳米铜粉0.16份；
上述纳米碳化硅的平均粒径为400nm，纳米碳化钛的平均粒径为60nm，纳米氧化铈的平均粒径为25nm、纳米铜粉的平均粒径为25nm；所述黏度指数改进剂选用聚异丁烯；所述降凝剂选用聚甲基丙烯酸酯；所述抗氧化剂选用茶多酚；
制备方法包括有以下步骤：
S1，按既定重量份，将二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌和季戊四醇酯混合均匀，升温至40-45℃，搅拌3-4h，得混合物A；
S2，向混合物A中加入剩余组分，升温至47℃，搅拌3.5h，得混合物B；
S3，将混合物B在400W下超声分散25min，得汽车发动机专用润滑油。
实施例3
一种汽车发动机专用润滑油，按重量份计，包括有以下组分：基础油88.7份、黏度指数改进剂10.6份、降凝剂0.4份、抗氧化剂4.6份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.68份、二烷基二硫代磷酸锌0.56份、季戊四醇酯3.2份、甲基硅油3.2份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.31份、纳米碳化钛0.22份、纳米氧化铈0.14份、纳米铜粉0.25份；
上述纳米碳化硅的平均粒径为500nm，纳米碳化钛的平均粒径为100nm，纳米氧化铈的平均粒径为30nm、纳米铜粉的平均粒径为35nm；所述黏度指数改进剂选用聚异丁烯；所述降凝剂选用聚甲基丙烯酸酯；所述抗氧化剂选用茶多酚；
制备方法包括有以下步骤：
S1，按既定重量份，将二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌和季戊四醇酯混合均匀，升温至45℃，搅拌4h，得混合物A；
S2，向混合物A中加入剩余组分，升温至50℃，搅拌4h，得混合物B；
S3，将混合物B在500W下超声分散30min，得汽车发动机专用润滑油。
实施例4
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：纳米填料包括纳米碳化硅0.23份、纳米碳化钛0.14份、纳米氧化铈0.08份、纳米铜粉0.12份。
实施例5
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：纳米填料包括纳米碳化硅0.31份、纳米碳化钛0.22份、纳米氧化铈0.14份、纳米铜粉0.25份。
对比例1
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：纳米填料中的纳米碳化硅采用相同重量份的纳米碳化钛替代。
对比例2
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：纳米填料中的纳米碳化钛采用相同重量份的纳米氧化铈替代。
对比例3
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：纳米填料中的纳米氧化铈采用相同重量份的纳米铜粉替代。
对比例4
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：纳米填料中的纳米铜粉采用相同重量份的纳米碳化硅替代。
对比例5
一种汽车发动机专用润滑油，与实施例2的区别在于：不添加纳米填料。
性能检测
针对实施例1-5和对比例1-4制备的润滑油样品，采用高频往复摩擦试验机(HFRR)进行高温抗磨损试验，试验条件为载荷1000g、频率20Hz、冲程lmm、温度150℃。斑点分散试验方法是将30％的程序VG发动机油泥加入润滑油样品中，超声分散6min后，200℃烘箱中加热2h，然后将润滑油样品滴在滤纸上，24小时后测量油斑分散圈直径与油泥分散圈直径之比，即为分散指数，本部分性能检测结果如表1所示。
表1抗磨性和分散性检测结果
润滑油样品 HFRR磨斑直径(μm) 斑点分散试验
实施例1 243 83
实施例2 237 86
实施例3 245 84
实施例4 239 85
实施例5 241 85
对比例1 262 83
对比例2 261 82
对比例3 259 83
对比例4 263 84
对比例5 271 87
根据表1可以看出，实施例1-5制备的润滑油样品的HFRR磨斑直径明显低于对比例1-5制备的润滑油样品的HFRR磨斑直径，说明本发明制备的润滑油样品具有较佳的抗磨性能，即适宜配比的四种纳米填料的加入能够有效提高润滑油的抗磨性能，而且，四种纳米填料之间能够互相配合，表现出优异的协同配合作用，而其中，实施例2制备的润滑油样品的抗磨性能最佳，说明实施例2中的组分配比最为科学合理。
实施例2、5的斑点分散试验显示，实施例2中加入四种纳米填料对润滑油样品的分散性影响不大，说明本发明的组分配比科学合理，具有较佳的分散性。
对实施例1-5和对比例1-5中制备得到的润滑油进行加压差示扫描量热试验(PDSC)、高温沉积物评定试验(TEOST-MHT)、ASTM D4742薄层氧化试验(TFOUT)和粘度增长试验(VIT)。PDSC设定温度为220℃；TEOST-MHT试验采用ASTM D7097方法，沉积棒温度为285℃，反应时间为24h；粘度增长试验(VIT)的试验条件为160℃，氧气流量为5L/h，计算粘度增长变化率(△v)为375％的时间，检测结果见表2。
表2润滑油样品模拟试验结果
Figure BDA0001964709050000061
根据表2可以看出，在220℃高温下，本发明制备的润滑油样品具有较高的氧化诱导期(PDSC)，而且，高温沉淀物的量明显减少，说明本发明制备的润滑油样品能够有效地起到防止金属受到腐蚀而导致磨损的问题。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种汽车发动机专用润滑油，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：基础油83.2-88.7份、黏度指数改进剂0.76-10.6份、降凝剂0.2-0.4份、抗氧化剂2.5-4.6份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.44-1.68份、二烷基二硫代磷酸锌0.44-0.56份、季戊四醇酯1.4-3.2份、甲基硅油2.4-3.2份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.23-0.31份、纳米碳化钛0.14-0.22份、纳米氧化铈0.08-0.14份、纳米铜粉0.12-0.25份；
所述纳米碳化硅的粒径为300-500nm，纳米碳化钛的粒径为40-100nm，纳米氧化铈的粒径为20-30nm、纳米铜粉的粒径为15-35nm；
所述黏度指数改进剂选用聚异丁烯；
所述降凝剂选用聚甲基丙烯酸酯；
所述抗氧化剂选用茶多酚。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机专用润滑油，其特征在于：按重量份计，所述纳米填料包括纳米碳化硅0.27份、纳米碳化钛0.18份、纳米氧化铈0.11份、纳米铜粉0.16份。
3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机专用润滑油，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：基础油84.8份、黏度指数改进剂5.2份、降凝剂0.3份、抗氧化剂3.6份、二烷基二硫代氨基甲酸钼1.52份、二烷基二硫代磷酸锌0.48份、季戊四醇酯2.4份、甲基硅油2.7份和纳米填料，其中，纳米填料包括纳米碳化硅0.27份、纳米碳化钛0.18份、纳米氧化铈0.11份、纳米铜粉0.16份。
4.一种权利要求1-3任一所述的汽车发动机专用润滑油的制备方法，其特征在于，包括有以下制备步骤：
S1，按既定重量份，将二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸锌和季戊四醇酯混合均匀，升温至40-45℃，搅拌3-4h，得混合物A；
S2，向混合物A中加入剩余组分，升温至45-50℃，搅拌3-4h，得混合物B；
S3，将混合物B超声分散20-30min，得汽车发动机专用润滑油。
5.根据权利要求4所述的汽车发动机专用润滑油的制备方法，其特征在于：步骤S1中，超声分散的功率为300-500W。
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