CN112143542A - 一种柴油机油复合剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油机油复合剂及制备方法，复合剂包括：丁二酰亚胺无灰分散剂、金属清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；制备方法包括：向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；边搅拌边升温至65～75℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；保持55～65℃，搅拌2～3小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。本发明的柴油机油复合剂能够为柴油机油提供更好的分散性能、抗氧化性能、抗磨性能、清净性能，调配的油品充分满足CH‑4和CI‑4规格柴油机油发动机润滑油产品的要求。

Description

一种柴油机油复合剂及制备方法
技术领域
本发明涉及柴油机油技术领域，具体涉及一种柴油机油复合剂及制备方法。
背景技术
随着排放法规要求越来越严格，我国润滑油市场优胜劣汰的步伐正在加快，带动了柴油机油油品规格的升级换代。柴油机发动机在设计制造中为了满足新的排放法规，采用了许多新的技术，如废气再循环、缸内直喷、涡轮增压、尾气催化转换、使用颗粒捕集器等，对柴油机油的抗氧化、抗磨、清净和分散等各方面性能要求越来越高。
与之前的发动机相比，虽然新技术的使用降低了NOX的排放，但是烟炱含量增加；烟炱容易导致润滑油粘度增大、发动机磨损、过滤器堵塞等，同时容易造成缸套活塞环、阀组等摩擦副的磨损，使润滑油恶化的速度加快；因此需要润滑油具有优异的烟炱分散性能、抗磨损性能、清净性能、抗氧化性能等。
随着柴油机油质量级别的提高，对油品的抗磨和分散性能要求也越来越高，如CF-4和CG-4分别要求通过1个评价抗磨性能的台架试验，而CH-4和CI-4分别要求通过3个评价抗磨性能的台架试验，涉及发动机不同部位的磨损，通过的标准也更加严格。
同时Mack T-8E台架测试用来评定润滑油烟炱相关的粘度增长，因此发动机润滑油的烟炱分散问题越来越受到重视。
目前国内市场上柴油机油复合剂质量水平参差不齐，加剂量较高，即调制CI-4级柴油机油复合剂加剂量大约11～13％，CH-4级柴油机油复合剂加剂量约9.5～11.5％；另外，国内市场上的复合剂大多缺乏数据支撑和实践验证。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种柴油机油复合剂及制备方法。
本发明公开了一种柴油机油复合剂，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂、金属清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂。
作为本发明的进一步改进，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂30～60％；
金属清净剂19～34％；
抗氧剂6～17％；
二烷基二硫代磷酸锌5～19％；
摩擦改进剂0～2％。
作为本发明的进一步改进，所述丁二酰亚胺无灰分散剂包括单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺分散剂和双烯基丁二酰亚胺分散剂中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述金属清净剂包括合成磺酸钙和硫化烷基酚钙中的至少一种，其中，所述合成磺酸钙包括低碱值合成磺酸钙、高碱值烷基苯磺酸钙、超高碱值烷基苯磺酸钙中的至少一种，所述硫化烷基酚钙包含低碱值硫化烷基酚钙、高碱值硫化烷基酚钙和超高碱值硫化烷基酚钙的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述抗氧剂包括丁,辛基二苯胺、壬基二苯胺、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述二烷基二硫代磷酸锌包括丁辛基二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌、混合伯仲醇烷基二硫代磷酸锌、仲醇烷基二硫代磷酸锌中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述摩擦改进剂包括二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、硫化二烷基二硫代氨基甲酸氧钼中的一种。
本发明还公开了一种柴油机油复合剂的制备方法，包括：
向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；
边搅拌边升温至65～75℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；
保持55～65℃，搅拌2～3小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的柴油机油复合剂能够为柴油机油提供更好的分散性能，可以抑制高烟炱含量引起的粘度增长；
2、本发明的柴油机油复合剂能够为柴油机油提供更好的抗氧化性能，延长换油周期；
3、本发明的柴油机油复合剂调配的柴油机油具有良好的抗磨性能，可以为发动机提供较好的抗磨损保护；
4、本发明的柴油机油复合剂调配的柴油机油具有良好的清净性能，可以为发动机提供较好的清净性能；
5、本发明的柴油机油复合剂不使用含氯等对环境污染严重的添加剂，属于环境友好型添加剂；
6、本发明的柴油机油复合剂调配的油品充分满足CH-4和CI-4规格柴油机油发动机润滑油产品的要求。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的柴油机油复合剂的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
本发明提供一种CH-4/CI-4级通用柴油机油复合剂，适用于大功率柴油机油，采用丁二酰亚胺无灰分散剂、金属清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂等组成，在合适的Ⅱ类基础油中可满足CH-4/CI-4性能要求水平。
本发明提供一种柴油机油复合剂，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂30～60％；
金属清净剂19～34％；
抗氧剂6～17％；
二烷基二硫代磷酸锌5～19％；
摩擦改进剂0～2％。
本发明上述各组分的原理为：
本发明的丁二酰亚胺无灰分散剂包括单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺分散剂、双烯基丁二酰亚胺分散剂中的至少一种，本发明选择丁二酰亚胺无灰分散剂可以提供优异的烟炱分散能力，防止由于烟炱团聚而引起的油品粘度增长，并且使油品在衰败过程中产生的极性组分能够很好的分散在油品中，而不致于沉积。
本发明的金属清净剂包括合成磺酸钙和硫化烷基酚钙中的至少一种，其中合成磺酸钙包括低碱值合成磺酸钙、高碱值烷基苯磺酸钙、超高碱值烷基苯磺酸钙中的至少一种、硫化烷基酚钙包括低碱值硫化烷基酚钙、高碱值硫化烷基酚钙和超高碱值硫化烷基酚钙中的至少一种；金属清净剂主要提供润滑油组合物的清净性，特别是高温清净性，低碱值清净剂可以提供清净作用，高碱值清净剂可以提供酸中和作用。
本发明的抗氧剂包括丁,辛基二苯胺、壬基二苯胺、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]中的至少一种；抗氧剂的作用是提高柴油发动机油的抗氧化能力，延长柴油机油的使用寿命和换油周期。本发明将酚型抗氧剂、胺型抗氧剂与二烷基二硫代磷酸锌复合使用，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和抑制油品沉积物生成的能力。
本发明的二烷基二硫代磷酸锌是主要提供抗氧化、抗磨、极压以及抗腐蚀等优异性能的有灰型多效润滑油添加剂，柴油机油复合剂配方中所用的二烷基二硫代磷酸锌包括丁辛基二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌、混合伯仲醇烷基二硫代磷酸锌、仲醇烷基二硫代磷酸锌中的至少一种，可以为润滑油提供良好的抗氧化、抗磨损、抗腐蚀性能。
本发明的摩擦改进剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、硫化二烷基二硫代氨基甲酸氧钼中的一种，摩擦改进剂除了具有抗磨减摩作用，与其他抗氧剂复配使用还有一定的抗氧协同作用。
如图1所示，本发明提供一种柴油机油复合剂的制备方法，包括：
向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；
边搅拌边升温至65～75℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；
保持55～65℃，搅拌2～3小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
实施例1：
本发明提供一种柴油机油复合剂，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂30％，抗氧剂17％，合成磺酸钙19％，硫化烷基酚钙15％，二烷基二硫代磷酸锌19％。
制备方法为：向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；边搅拌边升温至75℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；保持65℃，搅拌2.5小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
实施例2：
本发明提供一种柴油机油复合剂，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂45％，抗氧剂10％，合成磺酸钙24％，硫化烷基酚钙10％，二烷基二硫代磷酸锌10％，摩擦改进剂1.0％。
制备方法为：向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；边搅拌边升温至70℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸盐金属清净剂、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；保持65℃，搅拌2小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
实施例3：
本发明提供一种柴油机油复合剂，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂50％，抗氧剂10％，合成磺酸钙14％，硫化烷基酚钙10％，二烷基二硫代磷酸锌15％，摩擦改进剂1.0％。
制备方法为：向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；边搅拌边升温至65℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；保持65℃，搅拌3小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
实施例4：
本发明提供一种柴油机油复合剂，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂55％，抗氧剂6％，合成磺酸钙14％，硫化烷基酚钙10％，二烷基二硫代磷酸锌14％，摩擦改进剂1.0％。
制备方法为：向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；边搅拌边升温至70℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；保持60℃，搅拌2小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
实施例5
本发明提供一种柴油机油复合剂，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂60％，抗氧剂14％，合成磺酸钙11％，硫化烷基酚钙8％，二烷基二硫代磷酸锌5％，摩擦改进剂2.0％。
对比例1：国内某公司CI-4级柴油机油复合剂产品1。
对比例2：国内某公司CI-4级柴油机油复合剂产品2。
对比例3：国内某公司CI-4级柴油机油复合剂产品3。
对比例4：国外某公司CI-4级柴油机油复合剂产品4。
试验验证：
分别将实施例1～5和对比例1～4按照同等加剂量与稠化基础油调配CI-4级柴油机油，进行分散性能、抗磨性能、抗氧化性能、清净性对比评价。稠化基础油调油配方为：台塑Ⅱ类150N基础油52.3％、台塑Ⅱ类500N基础油39.1％、降凝剂0.2％、OCP类增粘剂8.4％，另外需外加甲基丙烯酸酯类抗泡剂15ppm。
对比试验1：用炭黑分散试验来评价油品对烟炱的分散性能，具体做法如下：用炭黑做烟炱模拟物，分散到全配方油中，用逆流粘度管测定含炭黑油的粘度，计算粘度增长率，增长率越小，表明油样的分散性能越好；具体结果如表1所示：
表1不同样品抗磨性能试验结果
Figure BDA0002711582610000061
Figure BDA0002711582610000071
从表1可以看出，实施例中油品的炭黑分散试验粘度增长率比相对应的对比例降低了6％-35％。本发明采用的丁二酰亚胺无灰分散剂组合使用后具有比较优异的分散性能。
对比试验2：根据SH/T 0189—润滑油抗磨损性能测定法(四球机法)对样品进行抗磨性评价(实验条件为：392N、75℃、1200r/min、60min)，实验结果为磨斑直径，根据GB/T3142—润滑剂承载能力的测定(四球机法)，测定油样的最大无卡咬负荷，结果为PB(kg)；具体结果见表2所示：
表2.不同样品抗磨性能试验结果
样品名 磨斑直径，mm PB，kg
实施例1 0.397 128
实施例2 0.392 143
实施例3 0.372 152
实施例4 0.396 135
实施例5 0.418 128
对比例1 0.420 128
对比例2 0.441 114
对比例3 0.464 94
对比例4 0.452 100
由表2的试验结果可以得知，实施例具有较小的磨斑直径，表明柴机机油复合剂具有较好的抗磨性能。
对比试验3：按照SH/T 0719—润滑油氧化诱导期测定法(压力差示扫描量热法-PDSC)，试验温度为210℃；测试样品的氧化诱导期；实验结果如表3所示：
表3不同样品抗氧化性能试验结果
Figure BDA0002711582610000081
由表3的试验结果得知，实施例比相对应的对比例具有更好的抗氧化性能。
对比试验4：按照在SH/T0834-发动机油适度高温活塞沉积物的测定热氧化模拟试验法(TEOST MHT)，通过模拟在接近发动机活塞环区域温度下发动机油沉积物的生成情况，评价样品的高温清净性能，具体实验结果见下表：
表4不同样品的沉积物重量，mg
样品名 沉积物重量，mg
实施例1 27.64
实施例2 28.29
实施例3 25.12
实施例4 26.48
实施例5 30.22
对比例1 39.56
对比例2 36.22
对比例3 32.67
对比例4 35.46
由表4的试验结果得知，实施例比相对应的对比例具有更好的清净性能，说明本发明的柴油机油复合剂具有优异的高温清净性能。
本发明的优点为：
1、本发明的柴油机油复合剂能够为柴油机油提供更好的分散性能，可以抑制高烟炱含量引起的粘度增长；
2、本发明的柴油机油复合剂能够为柴油机油提供更好的抗氧化性能，延长换油周期；
3、本发明的柴油机油复合剂调配的柴油机油具有良好的抗磨性能，可以为发动机提供较好的抗磨损保护；
4、本发明的柴油机油复合剂调配的柴油机油具有良好的清净性能，可以为发动机提供较好的清净性能，防止漆膜和油泥的生成；
5、本发明的柴油机油复合剂不使用含氯等对环境污染严重的添加剂，属于环境友好型添加剂；
6、本发明的柴油机油复合剂可以同时调制CI-4级和CH-4级柴油机油，加剂量低，而且综合性能优异。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柴油机油复合剂，其特征在于，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂、金属清净剂、抗氧剂、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂。
2.如权利要求1所述的柴油机油复合剂，其特征在于，按重量百分比计，包括：
丁二酰亚胺无灰分散剂30～60％；
金属清净剂19～34％；
抗氧剂6～17％；
二烷基二硫代磷酸锌5～19％；
摩擦改进剂0～2％。
3.如权利要求1～2中任一项所述的柴油机油复合剂，其特征在于，所述丁二酰亚胺无灰分散剂包括单丁二酰亚胺、双丁二酰亚胺、多丁二酰亚胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺分散剂和双烯基丁二酰亚胺分散剂中的至少一种。
4.如权利要求1～2中任一项所述的柴油机油复合剂，其特征在于，所述金属清净剂包括合成磺酸钙和硫化烷基酚钙中的至少一种，其中，所述合成磺酸钙包括低碱值合成磺酸钙、高碱值烷基苯磺酸钙、超高碱值烷基苯磺酸钙中的至少一种，所述硫化烷基酚钙包含低碱值硫化烷基酚钙、高碱值硫化烷基酚钙和超高碱值硫化烷基酚钙的至少一种。
5.如权利要求1～2中任一项所述的柴油机油复合剂，其特征在于，所述抗氧剂包括丁,辛基二苯胺、壬基二苯胺、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,2’-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]中的至少一种。
6.如权利要求1～2中任一项所述的柴油机油复合剂，其特征在于，所述二烷基二硫代磷酸锌包括丁辛基二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌、混合伯仲醇烷基二硫代磷酸锌、仲醇烷基二硫代磷酸锌中的至少一种。
7.如权利要求1～2中任一项所述的柴油机油复合剂，其特征在于，所述摩擦改进剂包括二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、硫化二烷基二硫代氨基甲酸氧钼中的一种。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的柴油机油复合剂的制备方法，其特征在于，包括：
向容器中加入丁二酰亚胺无灰分散剂；
边搅拌边升温至65～75℃，同时向容器中依次加入硫化烷基酚钙、抗氧剂、合成磺酸钙、二烷基二硫代磷酸锌和摩擦改进剂；
保持55～65℃，搅拌2～3小时，经过滤得到柴油机油复合剂产品。
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