CN114806683A - 船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物及其制备方法 - Google Patents
船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及润滑油技术领域，公开了船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由如下重量份数的组分组成，150BS基础油10～30份、400SN基础油60～80份，复合添加剂10～20份，破乳剂0.01～1.0份，降凝剂0.01～1.0份，消泡剂0.005～0.1份，其制备方法如下：按照重量份数，将所述基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入所述复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。有益效果为：使用本润滑油在100℃下运动粘度达13.00mm2/s以上，粘度指数达100以上，倾点最小为‑18℃，四球摩擦实验磨斑直径达0.26mm，摩擦系数可降低到0.038，曲轴箱模拟仪实验胶重为12.1mg，漆膜评级为二级。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物及其制备方法。
背景技术
船用发动机主要包括低速十字头二冲程发动机和中速筒状活塞四冲程发动机两种类型。其中，中速筒状活塞柴油机(简称中速机)的转速范围在300rpm～1000rpm，由于其结构紧凑、单位体积重量比功率高、便于操作的特点，主要用于中、小型船舶主机或大型船舶辅机和发电机。一般船用中速机多达20个缸,成对排列或V型，经减速齿轮箱与推进器连接,润滑油润滑活塞、轴承等,同时亦能润滑齿轮箱,但船用中速筒状活塞发动机特点是燃用劣质燃料,它的燃烧产物也很易进入曲轴箱中,所以中速机油亦应具有中和酸性产物的作用。因此对于中速机油质量要求有如下几点：
(1)良好的碱值保持性能；
(2)优良的抗磨性能；
(3)良好的活塞环、环槽清净性能；
(4)优良的高温分散性能和抗氧化性能；
(5)低的吸水性和良好的抗泡性能等。
随着国际海事组织(IMO)公布愈加严格的法规，尾气排放成为船运发展需要重点考虑的因素之一。自2020年1月1日起正式在全球范围内公海航行的船舶开始执行船用燃油硫含量不超过0.5％的规定，低硫燃油对船用润滑油性能提出了更高的要求。
首先，由于目前船舶燃料的国际标准ISO 8217中对低硫调和油的质量标准仅做出了粘度、硫含量等方面有限的要求，对于燃料油质量的暂无统一标准，当使用具有高沥青质含量的低硫调和残渣燃料油，需适当提高船用中速机油的综合性能。
其次，低硫燃料油中没有很多硫化物需要中和时，高碱值润滑油中含有多余的金属基清净剂与燃气中的二氧化碳在高温作用下会形成灰分聚结在活塞顶与第一道活塞环之间，引起缸套内表面的珩磨纹磨损并形成磨料,导致缸套及活塞环发生不正常磨损,活塞环的搭口间隙增大,进而引起燃气下窜,导致油膜破膜,更加剧磨损,乃至拉缸或缸套裂纹产生。因此用于低硫燃料油的润滑油应具有更强的清净分散性能。
最后，作为是天然的抗氧剂和抗磨剂，燃料油中的硫元素起到了一部分抗磨和抗氧的作用，采用低硫燃料后硫含量的减少引起其自身的润滑性能降低，增加了磨损风险，因此用于低硫燃料的润滑油配方还应该具有更好的抗磨损性能。针对以上应用要求，本研究旨在研制出一种应用于低硫燃料油的长寿命船舶用中速筒状活塞柴油机润滑油组合物。
发明内容
本发明目的是为了提高现有中速机油的综合性能，具有更好的清净分散性和抗磨损性能，提供一种具应用于低硫燃料油的长寿命船舶用中速筒状活塞柴油机润滑油组合物的制备方法。
为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，包括如下重量份数的组分组成，150BS基础油10～30份、400SN基础油60～80份，复合添加剂10～20份，破乳剂0.01～1.0份，降凝剂0.01～1.0份，消泡剂0.005～0.1份。
其中，所述基础油均为矿物型基础油，所述400SN为石蜡基基础油，40℃下的运动粘度为74mm2/s～90mm2/s，粘度指数大于90，倾点不高于-9℃。所述150BS为光亮油，100℃下的运动粘度为28mm2/s～34mm2/s，粘度指数大于90，倾点不高于-5℃。
其中，所述复合添加剂为M3522A、M3522B、M7044、OLOA 50700、OLOA 49805中至少一种，其主要成分为高碱值烷基水杨酸盐和高碱值硫化烷基酚盐复合物。所述M3522A、M3522B船用中速机油复合剂为中国石油润滑油公司所生产，所述M7044生产厂家为润英联(上海)添加剂有限公司，所述OLOA 50700、OLOA 49805生产厂家为雪弗龙(中国)化工有限公司；
其中，所述破乳剂包括醚类高分子化合物、胺与环氧乙烷缩合物或环氧丙烷/环氧乙烷嵌段共聚物三者中的其中一种；
其中，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯型或聚a-烯烃型降凝剂；
其中，所述消泡剂为聚甲基硅油或硅与非硅型复合物；
上述船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物的制备方法步骤如下：
按照重量份数，将所述基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入所述复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
本发明的有益效果是：实验数据表明，使用本发明的船舶用中速筒状活塞柴油机润滑油在100℃下运动粘度达13.00mm2/s以上(常规中速机油的运动粘度是12.5mm2/s～16.3mm2/s)，粘度指数达100以上(常规中速机油的粘度指数是95)，倾点最小为-18℃(常规中速机油的的倾点是-9℃)，四球摩擦实验(实验条件75℃，20kg，60min，1800r/min)磨斑直径达0.26mm(常规中速机油的磨斑直径是0.35mm左右)，摩擦系数可降低到0.038(常规中速机油的摩擦系数是0.060以上)，曲轴箱模拟仪实验(实验条件150℃油温320℃)胶重为12.1mg(常规中速机油的胶重是15.0mm左右)，漆膜评级为二级(常规中速机油的漆膜评级是四级)。故本发明船舶用中速筒状活塞柴油机润滑油综合性能良好，具有良好的抗磨损性能，优异的净分散性，可降低19％以上胶重生成，延长油品使用寿命。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油13份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油71.58份，所述复合剂15.0份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
实施例二
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为15mm2/s～17mm2/的大连900SN基础油84.58份，所述复合剂15.0份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
实施例三
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油13份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油74.58份，所述复合剂12.0份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
实施例四
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油13份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油69.58份，所述复合剂17份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
实施例五
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油15份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油70份，所述复合剂15份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
实施例六
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为22mm2/s～28mm2/s的美孚120BS基础油17份，所述40℃运动粘度为62mm2/s～74mm2/s的大连350SN基础油67.58份，所述复合剂15份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
对比例一
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油13份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油81.989份，所述复合剂5.0份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.005份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.005份，所述消泡剂聚甲基硅油0.001份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
对比例二
一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，由以下成分组成：所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油13份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油65.8份，所述复合剂20.0份，所述破乳剂2份，所述降凝剂2份，所述消泡剂0.2份。
制备方法如下：将基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
根据国家交通运输部印发的《船舶大气污染物排放控制区实施方案》要求，进入我国沿海排放控制区的船只所使用的燃料中硫含量须低于0.5％(质量分数)，进入内河区域的船只所使用的燃料中硫含量须低于0.1％(质量分数)。
通过上述制备方法制取的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物性能如下：
通过实施例1～6数据可以看出，本发明船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物在粘温性能、低温特性、泡沫特性及水分离性能方面表现良好，综合性能优异，并且在曲轴箱模拟实验及四球磨损实验中明显优于其他样品，说明本发明具有杰出的抗磨损性能及清净分散性。
通过对比例1～2数据可以看出，超过本实施例范围内的配比，油品碱值、泡沫性、胶重、磨斑直径等多个指标远不如实施例中油品，且在对比例中碱值不符合28mg/g～33mg/g标准要求，不能达到应用要求。
本发明船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物及其制备方法已经通过具体的实施例进行了描述，本领域技术人员可以借鉴本发明的内容适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。
Claims (9)
1.船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，包括如下重量份数的组分组成，150BS基础油10～30份、400SN基础油60～80份，复合添加剂10～20份，破乳剂0.01～1.0份，降凝剂0.01～1.0份，消泡剂0.005～0.1份。
2.根据权利要求1所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：所述基础油均为矿物型基础油，所述400SN为石蜡基基础油，40℃下的运动粘度为74mm2/s～90mm2/s，粘度指数大于90，倾点不高于-9℃；所述150BS为光亮油，100℃下的运动粘度为28mm2/s～34mm2/s，粘度指数大于90，倾点不高于-5℃。
3.根据权利要求1或2所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：所述复合添加剂为M3522A、M3522B、M7044、OLOA 50700、OLOA 49805中至少一种，其主要成分为高碱值烷基水杨酸盐和高碱值硫化烷基酚盐复合物。
4.根据权利要求3所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：所述破乳剂包括醚类高分子化合物、胺与环氧乙烷缩合物或环氧丙烷/环氧乙烷嵌段共聚物三者中的其中一种。
5.根据权利要求4所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯型或聚a-烯烃型降凝剂。
6.根据权利要求5所述的一种船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：所述消泡剂为聚甲基硅油或硅与非硅型复合物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：150BS基础油为日本能源150BS基础油，400SN基础油为大连400SN基础油。
8.根据权利要求7所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物，其特征在于：作为优选，优选为所述100℃运动粘度为28mm2/s～34mm2/s的日本能源150BS基础油13份，所述40℃运动粘度为74mm2/s～90mm2/s的大连400SN基础油71.58份，所述复合剂15.0份，所述破乳剂醚类高分子化合物0.02份，所述降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.2份，所述消泡剂聚甲基硅油0.02份。
9.权利要求1-8任一项所述的船舶上中速筒状活塞柴油机用润滑油组合物的制备方法，其特征在于步骤如下：按照重量份数，将所述基础油加入反应釜中，搅拌升温，加入所述复合添加剂、降凝剂、破乳剂，搅拌温度为50～70℃，搅拌时间为1～3小时，待温度降至40～50℃时加入消泡剂，搅拌1～2小时后，即可得到本发明的组合物。
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