CN1115397C - 一种发动机润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机润滑油组合物，尤其是涉及一种用于汽油发动机的润滑油组合物。其特点是含有大量加氢处理基础油。本发明的组合物还含有适量的改性水杨酸盐、磺酸盐、双酐型无灰分散剂、二烷基二硫代磷酸锌及二壬基二苯胺。该润滑油组合物可满足GB11121-1995 SF规格和API SF汽油机油的润滑要求。配方简单，成本低，调制方便。
Description
本发明涉及一种发动机润滑油组合物，尤其是涉及一种用于汽油发动机的润滑油组合物，属于润滑油技术领域。该组合物具有优良的清净分散性、抗氧抗腐性及抗磨性，能够满足GB11121-1995SF和APISF汽油机油规格要求。
由于我国国情与国外不同，汽车及发动机制造业对润滑油的要求也明显不同于国外，中低档(SD、CC)发动机油需求量仍占全部发动机油总量的50％左右。但随着我国汽车工业的发展，预计今后几年SF等高档润滑油需求量将以3～5％/年的速度持续增长，因此SF级汽油机油具有广阔的市场前景。
CN1138623A公开了一种SF汽油机油的组合物。它包含大量的溶剂精制油和聚α-烯烃合成油，少量的金属清净剂(T109和磺酸盐)、单丁二酰亚胺型无灰分散剂(T151)及二烷基二硫代磷酸锌。
CN1045104C公开了一种通用内燃机油组合物，它包含适量的酯类无灰、磺酸盐、硫化烷基酚钙、聚异丁烯丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌、二壬基二苯胺及余量溶剂精制油。
本发明的目的是：提供一种以加氢处理油为基础油的价格性能比较优的发动机油组合物，通过调整润滑油组合物中各添加剂组分间的比例及其用量，来满足调制的发动机油的要求。
值得注意的是，以往已公开的润滑油组合物的发明专利中所用基础油一般为溶剂精制油或合成油，而本发明中的基础油是中国生产的高粘度指数加氢处理基础油(属Group II类油)，其特点是低硫、低氮、低芳烃、低极性(非极性的饱和烃含量占95％以上)，从而导致其热氧化安定性和对添加剂及油品氧化产物的溶解/分散能力下降。本发明主要是通过对润滑油组合物中的添加剂进行优化选择和调整本发明的润滑油添加剂组合物中组分之间的比例及其用量来解决上述问题。
本发明对润滑油组合物中的添加剂进行优化选择，除了考虑各功能添加剂组分自身的性能和特点外，同时把对基础油的溶解性和热稳定性好坏作为优先选择的条件之一，目的是有利于解决加氢基础油的溶解性和热氧化安定性较差的问题，以满足汽油机油的清净分散性和抗氧抗磨性要求。
本发明提供一种可满足GB1121-1995SF规格和APISF汽油机油要求的发动机润滑油组合物。它含有大量加氢处理基础油，1.0-3.0％(重)改性烷基水杨酸盐，2.5-5.0％(重)双酐型无灰分散剂，0.1-2.0％(重)低碱值磺酸钙，1.0-1.6％(重)二烷基二硫代磷酸锌及0.01-1.0％(重)二壬基二苯胺。
在本发明的润滑油组合物中：
金属清净剂较适宜的是中碱值改性烷基水杨酸钙和低碱值磺酸钙的混合物，用以提高润滑油组合物的防锈性和清净性。该组分可从兰炼生产的商品LAN109C和锦州石化总厂生产的商品T104中获得。
当中碱值烷基水杨酸钙(T109)与磺酸钙共存时，将有共沉淀生成，该问题严重制约了烷基水杨酸钙与磺酸钙的使用。文献研究结果表明：当烷基水杨酸钙与磺酸钙共存时，烷基水杨酸钙与磺酸钙表面活性剂将形成一种临界胶束，其浓度更低、聚集数更小的混合胶束，降低了体系中游离表面活性剂的浓度，促使载荷胶团表面上的表面活性剂解析。当此解吸达到一定程度时，载荷胶团将沉降、聚集、形成共沉淀。本发明中使用的改性烷基水杨酸钙的制备方法是在合成烷基水杨酸钙的过程中，引入了具有较佳稳定分散作用的聚异丁烯-丁二酸酐(PIBSA)做表面活性剂，与水杨酸一同加入到反应体系中，进行中和反应。这在一定程度上提高了载荷胶团的立体屏蔽稳定作用，在新的动平衡形成时，仍能保持载荷胶团的稳定性，从而抑制了烷基水杨酸钙与磺酸钙混合形成沉淀的问题(国内外水杨酸盐与磺酸盐复合均出现沉淀问题)。另外，PIBSA的引入也提高了烷基水杨酸钙在加氢处理基础油中的溶解性。
无灰分散剂较适宜的是高分子量双酐型无灰分散剂。该组分中PIB分子量的提高，可增加分散剂的亲油性(尤其是在加氢处理基础油中)和分散性，但分子量太高，则不仅产物粘稠，流动性不好，且由于氮含量低，分子中极性基团减少，也影响分散性。对该组分来说，其较佳分子量Mn值(数均分子量)为1900～5000，Mw/Mn值(分子量分布)为1.5～4.0，最优选的Mn值为1900～2100。该组分可从兰炼生产的双酐型无灰分散剂中获得，也可从国内外类似的商品中获得，但使用中应保持润滑油组合物中氮含量不变。
组合物中将二壬基二苯胺与二烷基二硫代磷酸锌复合使用，二者以不同的抗氧化作用机理相互配合共同抑制了润滑油的高温氧化，赋予该组合物优异的高温抗氧化性能。可从兰炼生产的商品和国内外类似的商品中获得。
调制润滑油时，除了加入本发明的添加剂外，单级油还需加入降凝剂和抗泡剂，而多级油需加入降凝剂、粘度指数改进剂和抗泡剂。
粘度指数改进剂较适宜的是乙烯-丙烯共聚物，可从兰炼生产的T612A商品得到。
降凝剂可从兰炼生产的LAN803B也可从国内外商品降凝剂或倾点下降剂中得到。
抗泡剂一般是商品甲基硅油T901。
选择性能好的添加剂组分还不能完全解决本发明所要解决的问题。本发明利用众所周知的添加剂组分之间相互作用的原理，力求使各功能添加剂除了充分发挥其自身的性能优点外，在满足发动机各项性能要求方面，尽可能使各功能添加剂组分间产生较强的“协合效应”，避免出现“对抗效应”。
判断润滑油组合物是否满足GB11121-1997SF规格或API SF汽油机油的要求，需进行SH/T0512、SH/T0513、SH/T0514规定的MS程序IID、IIID、VD发动机试验及SH/T0265规定的L-38轴瓦腐蚀试验。
本发明除了采用众所周知的薄层氧化试验(TFOUT)模拟MS程序IIID粘度增长、斑点分散试验模拟MS程序VD低温分散性、板式成焦器试验和热管氧化试验模拟MS程序IIID发动机活塞清净性外，还采用内燃机油凸轮-挺柱磨损试验模拟MS IIID凸轮-挺柱磨损，该试验试验条件是：凸轮轴转速1500±10rpm，试验油温度105±1℃，试验装油量300mL，弹簧载荷1176N，试验时间3hr，模拟气门间隙0.40±0.02mm，润滑方式飞溅。测凸轮-挺柱总失重。
本发明的优点和效果通过下面的实施例进一步说明。
实施例1
配制一全组分10W/30SF汽油机油，它含有烷基水杨酸钙、磺酸钙、双酐型无灰分散剂、二烷基二硫代磷酸锌。 由此得到的数据列于表1。
表1
| 比较例1 | 实施例1 | 试验方法 | ||
| 组分，％(重) | 改性烷基水杨酸钙烷基水杨酸钙磺酸钙双酐型无灰分散剂二烷基二硫代磷酸锌基础油 | -1.50.72.51.2余量 | 1.5-0.72.51.2余量 | |
| 所调油品粘度牌号 | 10W/30 | 10W/30 | ||
| 性能评定 | 板式成焦器试验，沉积物mg斑点分散试验， ％ | 138.053.2 | 112.357.8 | Q/SH018.0235Q/SH018.0194 |
注：基础油为加氢处理基础油与适量的降凝剂、抗泡剂和粘度指数改进剂复合。
实施例2
配制一全组分10W/30SF汽油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、磺酸钙、双酐型无灰分散剂(或单丁二酰亚胺)、二烷基二硫代磷酸锌及二壬基二苯胺。由此得到的数据列于表2。
表2
| 比较例2 | 实施例2 | 试验方法 | ||
| 组分，％(重) | 改性烷基水杨酸钙磺酸钙单丁二酰亚胺双酐型无灰分散剂二烷基二硫代磷酸锌二壬基二苯胺基础油 | 1.10.63.2-1.00.02余量 | 1.10.6-3.21.00.02余量 | |
| 所调油品粘度牌号 | 10W/30 | 10W/30 | ||
| 性能评定 | 板式成焦器试验，沉积物，mg斑点分散试验， ％薄层氧化试验， 诱导期，min | 124.256.8- | 92.466.1142 | Q/SH018.0235Q/SH018.0194SH/T0074 |
实施例3
配制一全组分10W/40SF汽油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、磺酸钙、双酐型无灰分散剂、二烷基二硫代磷酸锌及二壬基二苯胺。由此得到的数据列于表3。
表3
| 比较例3 | 实施例3 | 试验方法 | ||
| 组分，％(重) | 改性烷基水杨酸钙磺酸钙双酐型无灰分散剂二烷基二硫代磷酸锌二壬基二苯胺基础油 | 1.50.63.01.2-余量 | 1.50.63.01.20.2余量 | |
| 所调油品粘度牌号 | 10W/30 | 10W/30 | ||
| 性能评定 | 板式成焦器试验，沉积物，mg斑点分散试验， ％薄层氧化试验， 诱导期，min | 80.063.1133 | 81.263.5155 | Q/SH018.0235Q/SH018.0194SH/T0074 |
实施例4
配制一全组分10W/40SF汽油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、磺酸钙、双酐型无灰分散剂、二烷基二硫代磷酸锌及二壬基二苯胺。由此得到的数据列于表4。
表4
| 实施例4 | 试验方法 | ||
| 组分，％(重) | 改性烷基水杨酸钙磺酸钙双酐型无灰分散剂二烷基二硫代磷酸锌二壬基二苯胺基础油 | 2.01.65.01.30.6余量 | |
| 所调油品粘度牌号 | 10W/40 | ||
| 性能评定 | 板式成焦器试验，沉积物，mg斑点分散试验， ％薄层氧化试验， min凸轮-挺柱磨损试验， mg | 76.269.316822.1 | Q/SH018.0235Q/SH018.0194SH/T0074Q/LZJS.6002 |
Claims (4)
1、一种用于汽油发动机的润滑油组合物，其特征在于该组合物中含有：
A、加氢处理基础油；
B、占组合物重量1.0-3.0％的烷基水杨酸盐；
C、占组合物重量2.5-5.0％的双酐型无灰分散剂；
D、占组合物重量0.1-2.0％的低碱值磺酸钙；
E、占组合物重量1.0-1.6％的二烷基二硫代磷酸锌；
F、占组合物重量0.01-1.0％的二壬基二苯胺。
2、根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于所说的烷基水杨酸盐较适宜的是碱值在140mgKOH/g以上的改性烷基水杨酸钙，其分子结构为：
式中R为含14～18个碳原子的烷基，PIB为平均分子量为1000以上的聚异丁烯基，SA为丁二酸酐，n为整数。
3、根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于所说的双酐型无灰分散剂是高分子量的，聚烯烃的数均分子量为1900～5000，分子量分布为1.5～4.0，其分子结构为：式中n为1～20的整数。
4、根据权利要求3所述的润滑油组合物，其特征在于聚烯烃的数均分子量为1900～2100。
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