CN113416594A - 一种降低pm和pn值的发动机油组合物、发动机油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低PM和PN值的发动机油组合物、发动机油及其制备方法。按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：70‑90重量份的基础油、7‑20重量份的发动机油复合剂、2‑8重量份的黏度指数改进剂、0.3‑1重量份的摩擦改进剂和0.3‑1重量份的降凝剂；其中，所述基础油包括III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油，所述III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油的重量比为(1‑5)：(10‑15)：(0.1‑2)：1。本发明的发动机油满足PSA欧洲发动机油B71 2009规格要求，可有效降低汽车尾气中PM和PN值，并具有较低黏度。

Description

一种降低PM和PN值的发动机油组合物、发动机油及其制备 方法
技术领域
本发明涉及汽油发动机油技术领域，公开了一种降低PM和PN值的发动机油组合物、发动机油及其制备方法。
背景技术
汽车尾气排放物是指从尾气中排出的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、颗粒物等有害物质，其中细颗粒物指标通过PM(颗粒物质量)和PN(颗粒物数量)进行表征。它们都是发动机在燃烧做功过程中产生的有害物质，这些有害物质产生的原因各异。CO是燃油氧化不完全的中间产物，当氧气不充足时会产生CO，混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加。HC是燃料中未燃烧的物质，由于混合气不均匀、燃烧室壁冷等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。NOx是燃料(汽油)在燃烧过程中产生的一种物质，颗粒物也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质。
随着汽车尾气污染的日益严重，世界各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度，通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步，而随着汽车排放控制技术的不断提高，又使更高标准的制订成为可能。表1列出了国五国六标准和欧六d标准排放物限值要求对比。从表1可以看出，国家排放标准是参照欧洲排放标准制定的，国五和欧六d相比没有对PN提出限制，国六a和欧六相比在CO和N2O这两项指标上加严，而国六b在国六a的基础上进一步对CO、THC、NMHC、NOx和PM进行加严。
表1国五国六标准和欧六d标准排放物限值要求对比
Figure BDA0003141773590000021
目前法规中要求的是PN23，未来欧七排放法规将会加入PN10的要求，由此可见，对颗粒物的限制将越来越严苛，因而有必要从发动机油角度对排放污染物进行研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低PM和PN值的发动机油组合物、发动机油及其制备方法，该发动机油可降低乘用车尾气排放物中PM和PN值，并且具有较低黏度。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种发动机油组合物，按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：70-90重量份的基础油、7-20重量份的发动机油复合剂、2-8重量份的黏度指数改进剂、0.3-1重量份的摩擦改进剂和0.3-1重量份的降凝剂；
其中，所述基础油包括III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油，所述III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油的重量比为(1-5)：(10-15)：(0.1-2)：1。
可选地，所述基础油的黏度牌号为Q/SH PRD0731-2018规定的4号或6号。
可选地，所述基础油包括III4+基础油、III6基础油、CTL4基础油和PAO6基础油。
可选地，所述CTL基础油与所述黏度指数改进剂的重量比为(0.6-1.5)：1。
可选地，按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：58-66重量份的III4+基础油、6-12重量份的III6基础油、3-6重量份的CTL4基础油、3-6重量份的PAO6基础油、14-17重量份的发动机油复合剂、4-6重量份的黏度指数改进剂、0.5-0.8重量份的摩擦改进剂和0.3-0.5重量份的降凝剂。
可选地，所述黏度指数改进剂包括PMA型黏度指数改进剂。
可选地，所述摩擦改进剂包括二烷基二硫代氨基甲酸钼。
可选地，所述降凝剂包括PMA型降凝剂和/或富马酸酯型降凝剂。
本公开第二方面提供一种发动机油的制备方法，采用本公开第一方面所述的发动机油组合物，该制备方法包括以下步骤：
(1)将所述摩擦改进剂在50-80℃条件下预热8-10h；
(2)将所述基础油、所述发动机油复合剂、所述黏度指数改进剂和所述降凝剂加入调合釜并升温至50-80℃；
(3)将步骤(1)中经过预热的所述摩擦改进剂加入到步骤(2)的所述调合釜中，50-80℃条件下搅拌；
可选地，所述搅拌为机械搅拌60min以上或脉冲搅拌100min以上。
本公开第三方面采用本公开第二方面所述的方法制备的发动机油；
可选地，所述发动机油的黏度等级为0W-20或5W-30。
通过上述技术方案，本公开提供一种发动机油组合物、发动机油及其制备方法，该发动机油通过采用III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油的混合物作为基础油，满足PSA欧洲发动机油B71 2009规格要求，并且可以较大程度降低汽车尾气排放物中PM值和PN值，具有较低的黏度。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本公开第一方面提供一种发动机油组合物，按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：70-90重量份的基础油、7-20重量份的发动机油复合剂、2-8重量份的黏度指数改进剂、0.3-1重量份的摩擦改进剂和0.3-1重量份的降凝剂；
其中，所述基础油包括III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油，所述III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油的重量比为(1-5)：(10-15)：(0.1-2)：1。使用上述组合的基础油制备出的发动机油的黏度较低，并且可以有效降低汽车尾气排放物中的PM和PN值。
在本公开的一种实施方式中，CTL基础油与黏度指数改进剂的重量比为(0.6-1.5)：1，优选为(0.8-1.3)：1。
在本公开的一种实施方式中，基础油包括III6基础油、III4+基础油、CTL4基础油和PAO6基础油；进一步地，按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：58-66重量份的III4+基础油、6-12重量份的III6基础油、3-6重量份的CTL4基础油、3-6重量份的PAO6基础油、14-17重量份的发动机油复合剂、4-6重量份的黏度指数改进剂、0.5-0.8重量份的摩擦改进剂和0.3-0.5重量份的降凝剂。该优选配方可有效改善尾气排放颗粒物指标。
为了能够获得综合性能优异的发动机油，在本公开的一种优选的实施方式中，本申请使用的四种基础油的黏度牌号为Q/SH PRD0731-2018规定的4号或6号。
为了进一步提高发动机油的综合性能，在本公开的一种实施方式中，黏度指数改进剂可以为PMA型黏度指数改进剂，优选为赢创公司生产的PMA型黏度指数改进剂。
为了进一步提高发动机油的综合性能，在本公开的一种实施方式中，摩擦改进剂包括二烷基二硫代氨基甲酸钼，优选ADEKA公司生产的S525摩擦改进剂或POUPC公司生产的T1002摩擦改进剂。
为了进一步提高组合物的综合性能，在本公开的一种实施方式中，降凝剂包括PMA型降凝剂和/或富马酸酯型降凝剂，优选为赢创公司生产的PMA型降凝剂。
在本公开的一种实施方式中，本公开使用的发动机油复合剂优选为润英联公司生产的满足PSA欧洲发动机油B71 2009规格要求的发动机油复合剂。
本公开通过优选各组分和用量，使所得组合物具有良好的协同效应，表现出较好的改善尾气排放颗粒物的效果，并具有较低黏度。
本公开第二方面一种发动机油的制备方法，采用本公开第一方面所述的发动机油组合物，该方法包括以下步骤：
(1)将摩擦改进剂在50-80℃条件下预热8-10h；
(2)将基础油、发动机油复合剂、黏度指数改进剂和降凝剂加入调合釜并升温至50-80℃；
(3)将步骤(1)中经过预热的摩擦改进剂加入到步骤(2)的调合釜中，50-80℃条件下搅拌。
为了保证步骤(3)能够将各组分充分搅拌混合，在本公开的一种实施方式中，搅拌可以选择机械搅拌或者脉冲搅拌，其中，机械搅拌时间为60min以上，脉冲搅拌时间为100min以上。
在本公开中，使用的调和釜为本领域常规的，能完成本公开的发动机油的制备即可。步骤(1)至步骤(3)中的加热方式为常规的，例如可以为水蒸气换热加热的方式，在此不做特殊要求。
本公开第三方面提供采用本公开第二方面所述的方法制备的发动机油。
在本公开的一种实施方式中，所述发动机油的黏度等级为0W-20或5W-30，优选为0W-20。
实施例1-3和对比例1-5
按照表2称取各组分，并按照如下步骤制备发动机油：
(1)将摩擦改进剂50-80℃条件下℃预热8-10h；
(2)将基础油、发动机油复合剂、黏度指数改进剂和降凝剂加入调和釜中，升温至50-80℃；
(3)将步骤(1)中经过预热的摩擦改进剂加入到上述调和釜中，50-80℃条件下机械搅拌60min。
上述实施例1-3和对比例1-5中使用的发动机油复合剂、黏度指数改进剂、摩擦改进剂和降凝剂均来自商购。
采用PSA欧洲发动机油B71 2009规格中的PSA SOP 01418_19_00110方法对实施例1-3和对比例1-5制备的发动机油进行尾气颗粒物测试，具体测试结果见表3。
表2实施例和对比例配方表
含量/重量份 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
III4+基础油 59.3 57 60.5 79.6 64.3 60.3 59.3 59.3
III6基础油 10 10 10 0 5 0 15 13
CTL4基础油 5 6.9 3 0 0 4 5 5
PAO6基础油 5 5 5 0 10 15 0 2
发动机油复合剂 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4
黏度指数改进剂 4.3 4.7 5.1 4 4.3 4.3 4.3 4.3
摩擦改进剂 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
降凝剂 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
表3实施例和对比例尾气颗粒物测试结果表
污染物 PM，(mg/km) PN10，(个/km) PN23，(个/km)
实施例1 0.19 1.82×10<sup>12</sup> 1.15×10<sup>12</sup>
实施例2 0.20 1.87×10<sup>12</sup> 1.17×10<sup>12</sup>
实施例3 0.21 1.91×10<sup>12</sup> 1.18×10<sup>12</sup>
对比例1 0.23 2.19×10<sup>12</sup> 1.20×10<sup>12</sup>
对比例2 0.27 2.94×10<sup>12</sup> 1.74×10<sup>12</sup>
对比例3 0.25 2.65×10<sup>12</sup> 1.58×10<sup>12</sup>
对比例4 0.23 2.27×10<sup>12</sup> 1.29×10<sup>12</sup>
对比例5 0.21 1.93×10<sup>12</sup> 1.20×10<sup>12</sup>
上述实施例1-3制备出的发动机油的黏度等级为0W-20，满足PSA欧洲发动机油B712009规格要求，并且由表3数据可知，采用本公开的发动机油组合物制备出的发动机油能够有效降低汽车尾气的PM值和PN值。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种发动机油组合物，其特征在于，按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：70-90重量份的基础油、7-20重量份的发动机油复合剂、2-8重量份的黏度指数改进剂、0.3-1重量份的摩擦改进剂和0.3-1重量份的降凝剂；
其中，所述基础油包括III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油，所述III类基础油、III类+基础油、CTL基础油和PAO基础油的重量比为(1-5)：(10-15)：(0.1-2)：1。
2.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，所述基础油的黏度牌号为Q/SHPRD0731-2018规定的4号或6号。
3.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，所述基础油包括III4+基础油、III6基础油、CTL4基础油和PAO6基础油。
4.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，所述CTL基础油与所述黏度指数改进剂的重量比为(0.6-1.5)：1。
5.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，按重量份计，以100重量份所述发动机油组合物为基准，该发动机油组合物包括：58-66重量份的III4+基础油、6-12重量份的III6基础油、3-6重量份的CTL4基础油、3-6重量份的PAO6基础油、14-17重量份的发动机油复合剂、4-6重量份的黏度指数改进剂、0.5-0.8重量份的摩擦改进剂和0.3-0.5重量份的降凝剂。
6.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，所述黏度指数改进剂包括PMA型黏度指数改进剂。
7.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，所述摩擦改进剂包括二烷基二硫代氨基甲酸钼。
8.根据权利要求1所述的发动机油组合物，其中，所述降凝剂包括PMA型降凝剂和/或富马酸酯型降凝剂。
9.一种发动机油的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任意一项所述的发动机油组合物，该制备方法包括以下步骤：
(1)将所述摩擦改进剂在50-80℃条件下预热8-10h；
(2)将所述基础油、所述发动机油复合剂、所述黏度指数改进剂和所述降凝剂加入调合釜并升温至50-80℃；
(3)将步骤(1)中经过预热的所述摩擦改进剂加入到步骤(2)的所述调合釜中，50-80℃条件下搅拌；
可选地，所述搅拌为机械搅拌60min以上或脉冲搅拌100min以上。
10.采用权利要求9所述的方法制备的发动机油；
可选地，所述发动机油的黏度等级为0W-20或5W-30。
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