CN112779102B - 一种润滑油清洗剂及其制备方法和一种清洁型润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种润滑油清洗剂，包括：1)55.5‑95.0wt.％的烷基磺酸琥珀酸钠，2)5.0‑44.0wt.％的聚醚胺，所述聚醚胺的重均分子量范围为800‑2000g/mol，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计。所述润滑油清洗剂溶解水分和油污清洁效果均较好，并且在清洗过程中，不会破坏发动机油道内的油膜，避免机件的磨损。本发明还提供一种清洁型润滑油组合物，包括润滑油和上述润滑油清洗剂，所述清洁型润滑油组合物本身同时具有较好的溶解水分和油污清洁的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑油清洗剂领域，尤其涉及一种发动机润滑油清洗剂及其制备方法和一种清洁型润滑油组合物。
背景技术
汽车润滑系统各部件在运动过程中，都会不同程度的产生磨损，从而产生磨屑，如金属粉末，磨屑悬浮在机油中，逐渐与其他杂质混杂产生油泥，附着在油道和油孔上，甚至堵塞油道，使发动机供油不畅，造成润滑困难，引起更大的磨损。此外，机油在高温时氧化可能会产生漆膜和/或积碳，粘结在活塞上，使发动机功率下降，油耗增大。
目前，更换机油普遍采用自然排出法，但是这样只能排出部分机油，新润滑油注入后直接就被污染，长期循环，发动机底部和曲轴箱的油泥沉积而影响发动机使用寿命，所以应该定期对发动机内部做定期彻底的清洗，保证发动机长久稳定高效的运行。
目前市面上可供车主选择的引擎内部清洗剂产品分为两大类：润滑油基清洗剂和溶剂型清洗剂。CN103484274(原阔等)公开了一种润滑油基清洗剂，润滑油基清洗剂是以基础油为基础的产品，结构上类似于润滑油，与润滑油的相容性好，可以提供良好的油膜保护，但是清洁效果比较差。CN103045328(谢程滨等)公开了一种溶剂型清洗剂，溶剂型清洗剂是以各类溶剂为基础的产品，清洗效果比较好，但是清洗过程中把机件之间的油膜洗掉了，导致机件没有润滑，造成磨损。
另外，很多时候机油中会进入水分，水分会使机油发生乳化、降低机油黏度，润滑效果大大降低。容易导致发动机烧轴瓦的事故或造成机械的严重磨损，而现有的润滑油基和溶剂型清洗剂都无法很好的解决将机油中水分溶解排出同时兼具清洗效果，目前需要一润滑油清洗剂，在保证良好清洗效果的基础上，同时具有一定的机油水分溶解的效果。
发明内容
本发明旨在提供一种润滑油清洗剂，以保证同时对水分和油污具有良好清洗效果的基础上，同时提供良好的油膜保护作用。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种润滑油清洗剂，包括：
1)55.5-95.0wt.％的烷基磺酸琥珀酸钠，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述烷基磺酸琥珀酸钠结构式为：
其中，R为C6到C9的烷基；
2)5.0-44.0wt.％的聚醚胺，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述聚醚胺的结构式为：
所述聚醚胺的重均分子量范围为800-2000g/mol。
本发明实施例的润滑油清洗剂中，通过选择特定的烷基磺酸琥珀酸钠和聚醚胺，并调整其配比，得到的润滑油清洗剂的溶解水分和油污清洁效果均较好。并且，该润滑油清洗剂不含溶剂，因而在清洗过程中，不会破坏发动机油道内的油膜，避免机件的磨损。
本根据本发明的另一个方面，本发明提供一种润滑油清洗剂的制备方法，包括步骤：
将上述烷基磺酸琥珀酸钠与聚醚胺混合均匀，得到润滑油清洗剂。
通过该方法可以制备得到同时对溶解水分和油污清洁效果均较好的的润滑油清洗剂。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种清洁型润滑油组合物，包括润滑油和上述润滑油清洗剂。
本发明实施例的清洁型润滑油组合物，使用了具有特别配方的润滑油清洗剂，使得清洁型润滑油组合物本身同时具有较好的溶解水分和油污清洁的效果。
上述发明内容非意在描述本发明的每种实施方式的每一个公开实施例。下面结合具体实施方式更具体地举例说明示例性实施例，可以使得本发明的上述和进一步的实施方案的特征和优势更为明显。
具体实施方式
应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本说明书的教导设想其它各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1、2、3、4和5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
润滑油清洗剂
一种润滑油清洗剂，包括：
1)55.5-95.0wt.％的磺酸琥珀酸钠，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述磺酸琥珀酸钠结构式为：
其中，R为C6到C9的烷基；
2)5.0-44.0wt.％的聚醚胺，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述聚醚胺的结构式为：
所述聚醚胺的重均分子量范围为800-2000g/mol。
烷基磺酸琥珀酸钠是一种表面活性剂，能够将润滑油中的微量水分增溶，从而将水分随着润滑油排出。所述烷基磺酸琥珀酸钠为具有上述磺酸琥珀酸钠官能团的聚合物，其中的R为C6到C9的烷基，若含C数少于6或若含C数大于9，则对水分的增溶效果变差，所述磺酸琥珀酸钠及衍生物可以选自丁二酸二异辛酯磺酸钠、磺基琥珀酸1，4-二己酯钠盐和1，4-二(三甲基己基)磺酸基琥珀酸钠，其含量为55.5-95.0wt.％，优选75.0-85.0wt.％，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，当其含量小于55.5wt.％时，得到的润滑油清洗剂的去除水分效果变差，当其含量大于95.0wt.％时，得到的润滑油清洗剂的去除油污效果变差。
所述聚醚胺的作用是去除润滑油中的油污，所述聚醚胺的重均分子量范围为800-2000g/mol，优选800-1200g/mol，当重均分子量小于800g/mol时，清洁效果变差，当重均分子量大于2000g/mol时，聚醚胺的黏度也在增大，清洁效果也会变差，所述聚醚胺的含量为5.0-44.0wt.％，优选15.0-25.0wt.％，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，当其含量小于5.0wt.％时，得到的润滑油清洗剂的去除油污效果变差，当其含量大于44.0wt.％时，得到的润滑油清洗剂的去除水分效果变差。
进一步地，所述润滑油清洗剂还可以包括0-30.0wt.％的稀释剂，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，当稀释剂含量大于30.0wt.％时，润滑油清洗剂的去除水分和/或去除油污性能变差。所述稀释剂的闪点范围为60-110摄氏度，当稀释剂闪点小于60摄氏度时，会由于闪点过低导致应用风险性增大，尤其是爆燃的风险，当稀释剂的闪点大于110摄氏度时，会降低产品清洗效果，所述稀释剂可以选择环烷烃或者烷烃。
润滑油清洗剂的制备方法
本发明提供的制备润滑油清洗剂的方法，包括以下步骤：
将上述烷基磺酸琥珀酸钠与聚醚胺混合均匀，得到润滑油清洗剂。
所述润滑油清洗剂的介绍详见本说明书的“润滑油清洗剂”部分。所述润滑油清洗剂可以溶解水分并对油污有较好的清洁效果。
清洁型润滑油组合物
本发明提供的清洁型润滑油组合物，包括润滑油和上述润滑油清洗剂。
所述润滑油没有特别限制，可以为机油(如汽油机油或柴油机油)、、或者半合成或全合成基础油。
所述润滑油清洗剂的含量为7-99wt.％，优选10-99wt.％，以所述清洁型润滑油组合物总重为100wt.％计。当所述润滑油清洗剂含量为7wt.％以下时，该清洁型润滑油组合物溶解水分和对油污的清洁效果不好。
所述润滑油清洗剂的介绍详见本说明书的“润滑油清洗剂”部分。所述清洁型润滑油组合物本身同时具有较好的溶解水分和油污清洁的效果。
本发明提供了多个关于润滑油清洗剂及其制备方法、清洁型润滑油组合物的优选实施方式。
优选实施方式1是一种润滑油清洗剂，包括：
1)55.5-95.0wt.％的烷基磺酸琥珀酸钠，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述烷基磺酸琥珀酸钠结构式为：
其中，R为C6到C9的烷基；
2)5.0-44.0wt.％的聚醚胺，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述聚醚胺的结构式为：
所述聚醚胺的重均分子量范围为800-2000g/mol。
优选实施方式2是一种如优选实施方式1所述的润滑油清洗剂，所述烷基磺酸琥珀酸钠含量为75.0-85.0wt.％，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计。
优选实施方式3是一种如优选实施方式1或2所述的润滑油清洗剂，所述聚醚胺的重均分子量范围为800-1200g/mol。
优选实施方式4是一种如优选实施方式1-3所述的任一润滑油清洗剂，所述聚醚胺的含量为15.0-25.0wt.％，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计。
优选实施方式5是一种如优选实施方式1-4所述的任一润滑油清洗剂，还包括0-30.0wt.％的稀释剂，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，其中闪点要求为60摄氏度到110摄氏度之间。
优选实施方式6是一种制备机润滑油清洗剂的方法，包括以下步骤：
将优选实施方式1-5中任一所述的烷基磺酸琥珀酸钠与聚醚胺，按照一定比例混合均匀，得到润滑油清洗剂。
优选实施方式7是一种清洁型润滑油组合物，包括润滑油和如优选实施方式1-5中任一所述的润滑油清洗剂。
优选实施方式8是一种如优选实施方式7所述的清洁型润滑油组合物，所述润滑油清洗剂的含量为7wt.％以上，以所述清洁型润滑油组合物总重为100wt.％计。
优选实施方式9是一种如优选实施方式7或8所述的清洁型润滑油组合物，所述润滑油清洗剂的含量为10wt.％以上，以所述清洁型润滑油组合物总重为100wt.％计。
实施例
通过以下非限制性实施例来进一步说明本公开的目的和优点，但这些实施例中所述的具体材料及其用量，以及其它条件和细节不应视为对本公开进行不当限定。
在本发明的实施例和对比实施例中采用的原料如下表1所示。
表1实施例和对比实施例中采用的原料
其中PEA-1000、PEA-1200和PEA-800具有结构式
本发明主要通过溶解性测试来评估实施例和对比实施例中提供的润滑油清洗剂对于水的溶解性，从而评估除去润滑油中水分的能力，本发明通过油污清洁率测试来进一步评估实施例和对比实施例中提供的润滑油清洗剂对油污的清洁性能。
测试方法
溶解性测试
将1000克的测试油加入烧杯中，其中测试油为3M公司的粘度型号为0W-40的全合成机油。
向装有1000克测试油的烧杯中加入N克去离子水，在烧杯中所加入的去离子水的量记为“N”(见以下溶解力计算公式)。
然后继续往烧杯中加入测试液体，使用常规搅拌器开启机械搅拌，在转速为400转每分的速度下搅拌5分钟。
停止搅拌，然后观察水的溶解情况，如果混合液已经清澈透明，记录加入测试液体的数量；如果混合液仍然是浑浊的，继续加入测试液体，直至混合液清澈透明，记录此时的测试液体的加入数量。为获得清澈透明的混合物而加入的测试液体的总量记为M克(见以下溶解力计算公式)。
溶解力的计算
溶解力通过以下公式计算：
其中，S为溶解力，M为测试液体的加入量，N为去离子水的加入量。
溶解力的打分等级见表1，A为最高等级，D为最低等级，本发明中，溶解力达到B及以上时是被认可的。
表1
油污清洁率测试
油污制备
取200克壳牌(天津)润滑油有限公司的粘度型号为helix super 10W-40的机油加入干净的1000ml烧杯中。
用传统的电热板将烧杯加热到300摄氏度并且用磁力搅拌器搅拌机油。搅拌速度设为800n/min。
在搅拌下向烧杯中加入10克1#巴西棕榈蜡。
将温度在300摄氏度保持72小时，之后停止加热。当冷却到室温后得到油污，将油污放入-18摄氏度的冰箱中储存备用。
玻璃板的制备
制备尺寸为76mm×25mm×4mm的玻璃板。每个测试准备2块玻璃板。将空白玻璃板称重，重量记为m0。
从冰箱中取出油污，并且将其加热到60摄氏度。然后用滴管将油污滴加到玻璃板上，之后冷却到室温。然后称重，重量记为m1。
清洗
将粘有油污的玻璃板放入装有约450ml测试液体的容量为500ml的烧杯中，将烧杯放入一个具有一个搅拌桨和在搅拌桨一端带有两个搅拌叶片的搅拌装置的下方。
将搅拌叶片浸入到测试液体中距离烧杯底部50ml的位置。
启动搅拌叶片，将搅拌速度保持在400n/min。
将环境温度保持在室温，测试时间为60s。
清洗后的玻璃板称重
在清洗后，将玻璃板在装有石油醚的烧杯放置1min，然后取出玻璃板，并且在干燥通风橱中放置1h。取出玻璃板，将其冷却到室温，然后测量其重量，记为m2。
油污等级计算
根据下式计算油污清洗率：
油污清洗率＝(m1-m2)÷(m1-m0)×100％
油污去除性能评价标准见下表2，1为最高等级，5为最低等级，本发明中，清洁力等级为2及以上可接受。
表2
| 油污清洗率，％ | 清洁力等级 |
| 0-25 | 5 |
| 25-50 | 4 |
| 50-70 | 3 |
| 70-85 | 2 |
| 85-100 | 1 |
润滑油清洗剂测试液体的制备
将烷基磺酸琥珀酸钠、聚醚胺与稀释剂按照表3的重量比例均匀混合，得到润滑油清洗剂。
实施例1-10(Ex.1-Ex.10)
将烷基磺酸琥珀酸钠(S-8、S-6或S-9)与聚醚胺(PEA-1000、PEA-1200或PEA-800)按照表3的重量比例均匀混合，得到润滑油清洗剂。
实施例11-14(Ex.11-Ex.14)：
先将S-8与PEA-1000按照表3的重量比例均匀混合，然后再按照表3的重量比例加入稀释剂(D60、QYX95或D110)混合均匀，得到润滑油清洗剂。
表3实施例的配方及所制备润滑油清洗剂的性能
实施例15-18(Ex.15-Ex.18)：
将10克实施例Ex.6制备得到的润滑油清洗剂按照表5所示的重量比例与90克不同型号的全合成机油混合，得到清洁型润滑油组合物；
由表3可以看出，根据实施例Ex.1-Ex.14提供的润滑油清洗剂溶解力等级都在B以上，油污清洁力等级都在2以上，因而所提供的润滑油清洗剂溶解水分和油污清洁效果均较好。
对比例CE1-CE8：
将烷基磺酸琥珀酸钠(S-8、S-5或S-10)与聚醚胺(PEA-1000或M-2070)按照表4的重量比例均匀混合，得到润滑油清洗剂。
对比例CE9：
路博润公司的商业化产品，型号为LZ55110。
对比例CE10-CE13：
为实施例Ex.15-Ex.18配置中对应使用的发动机机油。
表4实施例Ex.6与对比例CE1-CE9所制备润滑油清洗剂的配方及其性能
由表4可以看出，只有对比例CE3的溶解力等级为A，其他CE1-CE2和CE4-CE9的溶解力等级都为C或D，但CE3的清洁力等级为3，不合格，因而，根据对比例CE1-CE9所提供的润滑油清洗剂的溶解力等级和清洁力等级不能同时合格，因而不能同时具有较好的溶解水分和油污清洁的效果。
表5实施例Ex.15-Ex.18及对比例CE10-CE13所制备润滑油组合物的配方及其性能
由表5可以看出，加入润滑油清洁剂后，和润滑油的理化指标非常接近，所以认为该润滑油清洁剂使用起来风险很小。
虽然出于举例说明的目的，上述具体实施方式包含许多具体细节，但本领域普通技术人员应理解，这些细节的许多变型、更改、替代和改变均在权利要求所保护的本发明范围内。因此，具体实施方式中描述的公开内容不对权利要求所保护的本发明施加任何限制。本发明的适当范围应由权利要求书及其适当的法律等同物限定。所有引用的参考文献均以引用的方式全文并入本文中。
Claims (9)
1.一种润滑油清洗剂，包括：
1)55.5-95.0wt.％的烷基磺酸琥珀酸钠，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述烷基磺酸琥珀酸钠结构式为：
其中，R为C6到C9的烷基；
2)5.0-44.0wt.％的聚醚胺，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，所述聚醚胺的结构式为：
所述聚醚胺的重均分子量范围为800-2000g/mol。
2.如权利要求1所述的润滑油清洗剂，其特征在于，所述聚醚胺的重均分子量范围为800-1200g/mol。
3.如权利要求1或2所述的润滑油清洗剂，其特征在于，所述烷基磺酸琥珀酸钠含量为75.0-85.0wt.％，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计。
4.如权利要求1或2所述的润滑油清洗剂，其特征在于，所述聚醚胺的含量为15.0-25.0wt.％，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计。
5.如权利要求1或2所述的润滑油清洗剂，其特征在于，还包括0-30wt.％的稀释剂，以所述润滑油清洗剂的总重按100wt.％计，其中闪点要求为60摄氏度到110摄氏度之间。
6.一种制备润滑油清洗剂的方法，包括以下步骤：
将权利要求1-5中任一项 所述的烷基磺酸琥珀酸钠与聚醚胺混合均匀，得到润滑油清洗剂。
7.一种清洁型润滑油组合物，包括润滑油和如权利要求1-5中任一项 所述的润滑油清洗剂。
8.如权利要求7所述的清洁型润滑油组合物，所述润滑油清洗剂的含量为7wt.％以上，以所述清洁型润滑油组合物总重为100wt.％计。
9.如权利要求7所述的清洁型润滑油组合物，所述润滑油清洗剂的含量为10wt.％以上，以所述清洁型润滑油组合物总重为100wt.％计。
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