CN111979015B - 可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油、制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

一种可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油、制备方法及应用，其中润滑油包括如下质量百分比的组分：基础油80％～81％、抗泡剂0.01％～0.05％、粘度指数改进剂8.0％～10％、清净分散剂3％～5％、MMT 0.01％～0.02％、抗氧化剂0.5％～2％、极压抗磨剂1％～3％、抗乳化剂0.1％～0.5％。本发明的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油，通过对润滑油配方进行优化，添加MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)作为金属络合物，可产生金属化合物覆盖在缸壁上形成一层新的致密的保护层，从而增加了缸壁的硬度，缓解它的磨损。

Description

可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油、制备方法及应用。

背景技术

润滑可以改善摩擦状态，降低摩擦阻力，是一种有效地减摩措施。在发动机活塞与气缸接触位置进行润滑，可以有效地改善活塞工作条件。润滑油的作用是在二者工作表面形成一层油膜，以降低摩擦阻力，使工作更加顺畅。不过，在润滑不足时，金属工件摩擦面会有微小部分直接接触，二者熔融粘接会发生熔着磨损；燃油中的硫分解后也会形成亚硫酸或硫酸，对缸壁产生酸蚀；随着内燃机向高速高压不断发展，由于气缸套振动和变形引起的穴噬问题也很普遍。

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的为提供一种可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油、制备方法及应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题的其中之一。

为了实现上述目的，本发明的技术方案包括：

作为本发明的一个方面，提供了一种可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油，包括如下质量百分比的组分：基础油80％～81％、抗泡剂0.01％～0.05％、粘度指数改进剂8.0％～10％、清净分散剂3％～5％、MMT 0.01％～0.02％、抗氧化剂0.5％～2％、极压抗磨剂1％～3％、抗乳化剂0.1％～0.5％。

作为本发明的另一个方面，还提供一种如上所述的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油的制备方法，包括如下步骤：

将基础油、抗泡剂、粘度指数改进剂、清净分散剂、抗氧化剂、极压抗磨剂、抗乳化剂按重量百分比添加，充分搅拌，得到混合物料；

将MMT加入混合物料中，充分搅拌，得到可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油。

作为本发明的再一个方面，还提供一种如上所述的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油在增加气缸缸壁硬度润滑领域的应用。

基于上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

本发明的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油，通过对润滑油配方进行优化，添加MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)作为金属络合物，产生的金属化合物可覆盖在缸壁上形成一层新的致密的保护层，从而增加了缸壁的硬度，缓解它的磨损。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

作为本发明的一个方面，提供一种可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油，包括如下质量百分比的组分：基础油80％～81％、抗泡剂0.01％～0.05％、粘度指数改进剂8.0％～10％、清净分散剂3％～5％、MMT 0.01％～0.02％、抗氧化剂0.5％～2％、极压抗磨剂1％～3％、抗乳化剂0.1％～0.5％。

在本发明的实施例中，基础油为矿物基础油；

作为优选，矿物基础油的沸点为350℃～535℃，矿物基础油的相对分子质量为250～1000。

更为具体地，本发明实施例的矿物基础油是石油的高沸点、高相对分子质量烃类和非烃类的混合物经一系列加工而得；其中，矿物基础油的主要组成包括C20～C40的直链烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳香烃，以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃化合物，几乎没有烯烃。

值得说明的是，在本发明的实施例中，矿物基础油是发动机润滑油能够起到润滑和减摩作用的主要组分。加入过少，不能起到润滑和减摩的作用；加入过多，相应的添加剂含量减少，添加剂弥补基础油缺陷的作用无法发挥。综合考虑，优选80％～81％基础油。

在本发明的实施例中，抗泡剂包括硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂和复合型抗泡剂中的一种或多种；

作为优选，硅型抗泡剂包括二甲基硅油；

作为优选，非硅型抗泡剂包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的均聚物、甲基丙烯酸酯共聚物中的一种或多种；

作为优选，复合型抗泡剂为硅油和非硅型抗泡剂的复合；

在本发明的优选实施例中，结合经济适用性原则，可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油的抗泡剂选用二甲基硅油。

值得一提的是，在本发明的实施例中，抗泡剂加入量过少不能抑制润滑油的发泡现象会对发动机造成损害，所以抗泡剂适宜添加量为0.01％～0.05％。

在本发明的实施例中，粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯、烯烃共聚物、氢化苯乙烯-双烯共聚物中的一种或多种；

作为优选，粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物中的一种或多种；

作为优选，粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。

在本发明的实施例中，根据发动机工作环境要求，优选热氧化性稳定性强，低温粘度和泵送性好的聚甲基丙烯酸酯作为粘度指数改进剂。

值得一提的是，粘度指数改进剂使用量一般占添加剂含量的20％左右，在本发明实施例中，优选8％～10％；添加过少，润滑油粘度不够，不能有效形成润滑油膜，影响润滑效果；加入过量，粘度较大反而增加阻力。

在本发明的实施例中，清净分散剂包括亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺、聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、硫磷化聚异丁烯聚氧乙烯酯中的一种或多种；

作为优选，清净分散剂为亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺。

更为具体的，清净分散剂的典型代表有石油磺酸盐、烷基酚盐、水杨酸盐、丁二酰亚胺、丁二酸酯和聚合物。前三种为金属清净分散剂，后三种为无灰分散剂。

在本发明的实施例中，聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、硫磷化聚异丁烯聚氧乙烯酯等可作为清净分散剂使用。但是并不局限于此，在本发明的优选实施例中，选用亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺，因为其合成容易所以为优选的无灰清净分散剂。

加入的亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺清净分散剂质量过少，不能对发动机中油泥残渣等杂质的沉积进行有效地抑制，所以需加入质量比为3％～5％的亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺。

在本发明的实施例中，极压抗磨剂包括含磷抗磨剂；

其中，极压抗磨剂的品种有很多，包括含氯抗磨剂、含硫抗磨剂、含磷抗磨剂、有机金属盐抗磨剂、硼酸盐抗磨剂和过碱性磺酸盐抗磨剂等。虽然，含硫、磷的抗磨剂在发动机低速和高速下都有较好的性能，但是含硫元素对发动机排放有影响，所以作为优选，极压抗磨剂选用含磷抗磨剂。

作为优选，含磷抗磨剂包括烷基亚磷酸酯、磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯胺盐和硫代磷酸酯胺盐中的一种或多种；

考虑到酸性的抗磨剂可能会对零部件造成腐蚀；作为优选，极压抗磨剂为烷基亚磷酸酯。

另外，值得注意的是，抗磨剂加入不足润滑油在受到局部高温高压时不能把两个工作表面隔开。加入过多，在高温高压高剪切力的作用下会与发动机中其他杂质生成新的化合物，从而导致润滑油路堵塞。所以优选为1％～3％。

在本发明的实施例中，抗氧化剂包括胺型抗氧化剂；

常用抗氧化剂有酚型和胺型两种。胺型抗氧化剂的工作温度比酚型高，耐久性比酚型好，对延长油品诱导期、抑制油品后期氧化的效果好，所以优选胺型抗氧化剂。

作为优选，胺型抗氧化剂包括苯基-α-萘胺、二烷基二苯胺和烷基化二苯胺中的一种或多种；

作为优选，抗氧抗腐剂为苯基-α-萘胺。

其中，加入抗氧化剂过少，润滑油在与空气接触且高温的环境下会氧化变质，失去润滑减摩的作用。所以添加量适宜为0.5％～2％。

在本发明的实施例中，MMT具有缸壁硬化功能；

更为具体的，MMT具有缸壁硬化功能的原理为：一方面MMT在燃烧过程中受热分解，形成锰的氧化物；另一方面这种金属添加剂参与燃烧后形成锰的金属盐等灰分；两种途径产生的金属化合物可覆盖在缸壁上形成一层新的致密的保护层，以此来增加缸壁的硬度，从而对解决缸壁的磨损问题起到一定程度的效果。

此外，添加剂MMT用于润滑油，当在使用过程中会发生窜漏，有一部分进入燃烧室参与燃烧，此时润滑油中的MMT添加剂也可以起到部分防爆的作用。

燃油中的MMT添加剂常会导致后处理系统的催化剂等中毒现象，影响后处理系统的工作效率，在本发明的润滑油中使用MMT的含量更低，不会造成此类不良影响。此外，四乙基铅的作用与本发明中的MMT的作用相似，但考虑到四乙基铅本身的毒性以及对后处理系统的影响更大，因此在本发明中优选MMT添加剂作为润滑油添加剂。

在本发明的实施例中，抗乳化剂包括胺的四聚氧丙撑衍生物。

作为本发明的另一个方面，还提供一种如上所述的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油的制备方法，包括如下步骤：

将基础油、抗泡剂、粘度指数改进剂、清净分散剂、抗氧化剂、极压抗磨剂、抗乳化剂按重量百分比添加，充分搅拌，得到混合物料；

将MMT加入混合物料中，充分搅拌，得到可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油。

作为本发明的再一个方面，还提供一种如上所述的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油在增加气缸缸壁硬度润滑领域的应用。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但需要注意的是，下述的实施例仅用于说明本发明的技术方案，但本发明并不限于此。

实施例1

一种可在燃烧过程中硬化缸壁的车用润滑油，由以下质量百分比的材料制成：

矿物基础油80％、甲基硅油抗泡剂0.03％、聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂9.5％、亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺清净分散剂4.95％、MMT 0.02％、胺型抗氧化剂2％、烷基亚磷酸酯极压抗磨剂3％、胺的四聚氧丙撑衍生物抗乳化剂0.5％。

制备方法：1.将矿物基础油、甲基硅油抗泡剂、聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂、亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺清净分散剂、胺型抗氧化剂、烷基亚磷酸酯极压抗磨剂、胺的四聚氧丙撑衍生物抗乳化剂按重量百分比称取，之后放入搅拌机中以500r/min搅拌1h得混合物料；2.将MMT添加剂加入混合物料中以500r/min搅拌30min，即得。

使用性能：将本实施例1中的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油应用到车用发动机的气缸中，在缸壁上形成了一层新的致密的保护层，增加了缸壁的硬度，磨损度降低。

实施例2

一种可在燃烧过程中硬化缸壁的车用润滑油，由以下质量百分比的材料制成：

矿物基础油81％、甲基硅油抗泡剂0.05％、聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂10％、亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺清净分散剂4.94％、MMT 0.01％、胺型抗氧化剂0.5％、烷基亚磷酸酯极压抗磨剂3％、胺的四聚氧丙撑衍生物抗乳化剂0.5％。

制备方法：1.将矿物基础油、甲基硅油抗泡剂、聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂、亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺清净分散剂、胺型抗氧化剂、烷基亚磷酸酯极压抗磨剂、胺的四聚氧丙撑衍生物抗乳化剂按重量百分比称取，之后放入搅拌机中以500r/min搅拌1h得混合物料；2.将MMT添加剂加入混合物料中以500r/min搅拌30min，即得。

使用性能：将本实施例2中的可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油应用到车用发动机的气缸中，在缸壁上形成了一层新的致密的保护层，增加了缸壁的硬度，磨损度降低。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油在增加气缸缸壁硬度润滑领域的应用；

其中，所述可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油包括如下质量百分比的组分：基础油80%~81%、抗泡剂 0.01%~0.05%、粘度指数改进剂 8.0%~10%、清净分散剂 3%~5%、MMT 0.01%~0.02%、抗氧化剂0.5% ~2%、极压抗磨剂 1%~3%、抗乳化剂 0.1%~0.5%；其中，所述极压抗磨剂包括烷基亚磷酸酯。

2.如权利要求1所述的应用，其中，所述基础油为矿物基础油。

3.如权利要求2所述的应用，其中，所述矿物基础油的沸点为350℃~535℃，所述矿物基础油的相对分子质量为250~1000。

4.如权利要求1所述的应用，其中，所述抗泡剂包括硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂和复合型抗泡剂中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的应用，其中，所述硅型抗泡剂包括二甲基硅油。

6.如权利要求4所述的应用，其中，所述非硅型抗泡剂包括甲基丙烯酸酯的均聚物、甲基丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。

7.如权利要求4所述的应用，其中，所述复合型抗泡剂为硅油和所述非硅型抗泡剂的复合。

8.如权利要求1所述的应用，其中，所述抗泡剂为二甲基硅油。

9.如权利要求1所述的应用，其中，所述粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯、烯烃共聚物、氢化苯乙烯-双烯共聚物中的一种或多种。

10.如权利要求1所述的应用，其中，所述粘度指数改进剂包括聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物中的一种或多种。

11.如权利要求1所述的应用，其中，所述粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。

12.如权利要求1所述的应用，其中，所述清净分散剂包括亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺、聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、硫磷化聚异丁烯聚氧乙烯酯中的一种或多种。

13.如权利要求1所述的应用，其中，所述清净分散剂为亚烷基亚氨基琥珀酰亚胺。

14.如权利要求1所述的应用，其中，所述极压抗磨剂还包括磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯胺盐和硫代磷酸酯胺盐中的一种或多种。

15.如权利要求1所述的应用，其中，所述抗氧化剂包括胺型抗氧化剂。

16.如权利要求15所述的应用，其中，所述胺型抗氧化剂包括苯基-α-萘胺、二烷基二苯胺和烷基化二苯胺中的一种或多种。

17.如权利要求1所述的应用，其中，所述抗氧化剂为苯基-α-萘胺。

18.如权利要求1所述的应用，其中，所述MMT具有缸壁硬化功能；

所述抗乳化剂包括胺的四聚氧丙撑衍生物。

19.如权利要求1至18任一项所述的应用，其中，所述可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油的制备方法，包括如下步骤：

将基础油、抗泡剂、粘度指数改进剂、清净分散剂、抗氧化剂、极压抗磨剂、抗乳化剂按重量百分比添加，充分搅拌，得到混合物料；

将MMT加入混合物料中，充分搅拌，得到可在燃烧过程中硬化缸壁的润滑油。