CN115558536A - 一种柴油机油抗磨添加剂组合物、ch-4/ci-4柴油机油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柴油机油抗磨添加剂组合物。该组合物包含以下组分:二烷基二硫代磷酸锌,60.0~90.0wt%;二硫代氨基甲酸酯,8.0~38.0wt%;丁基异辛基磷酸十二胺盐,2.0~10.0wt%。该组合物各组分的性能协同,获得具有更好抗磨性能和摩擦性能的柴油机油添加剂,并与金属清净剂、无灰分散剂等添加剂有机复配后,在不同剂量条件下调合的柴油机油产品通过了MackT‑12和Cummins ISM发动机台架试验,达到GB 11122‑2006中CH‑4/CI‑4柴油机油的性能要求,且该抗磨组合物可应用于其他柴油机油复合剂配方中。本发明还涉及一种CH‑4/CI‑4柴油机油组合物。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机油及其添加剂领域,尤其涉及一种柴油机油抗磨添加剂组合物、以及包含该添加剂的柴油机油组合物。
背景技术
排放、延长换油期、节能是推动内燃机油发展的主要推动力,2019年,我国在北京、上海等地区开始实施国Ⅵ排放法规,进一步严格控制PM和NOx的排放限值,国内柴油机油市场需求中也增加了低硫、磷和灰分的产品,但据资料表明,未来一段时间内CH-4和CI-4柴油机油仍是市场的主体,仍将占有50%以上的市场占比,年消费量达60万吨左右。日益严格的排放法规促使发动机技术不断升级换代,仅仅依靠机内净化措施已不能满足严格的排放法规的要求。发动机制造商采取各种新的技术,例如氧化催化剂(DOC)、颗粒物过滤器(DPF)、选择性还原催化剂(SCR)、氮氧化合物捕集器(LNT)、尾气再循环(EGR)等技术,以使其发动机满足越来越严格的排放法规。这些后处理技术的采用,对柴油机油提出了严峻的考验,需要更高规格的润滑油来满足发动机的润滑要求。
以CH-4/CI-4柴油机油为例,发动机技术的升级,特别是EGR技术的采用,导致发动机运转过程中产生了大量的烟炱,烟炱含量随着时间的增长而逐渐增多,同时油品的粘度也逐渐增大,由于烟炱聚集,在一定时间后,油品的粘度增长急剧增加,使得油品的润滑效果变差,影响发动机的正常工作。烟炱以一定的形式积聚,造成发动机活塞环、汽缸壁和气阀执行机构的磨损,活塞环和汽缸壁的磨损会使发动机缸压降低,动力输出减少;气阀执行机构的磨损会改变发动机的点火时间、进气量,影响排气,这些磨损直接影响着发动机的使用寿命。因此,API CH-4/CI-4柴油机油在烟炱分散性、烟炱引起的油品黏度增长以及烟炱颗粒的聚集引起的部件磨损等方面要求极为苛刻,从标准发动机台架试验看,评定API CH-4/CI-4柴油机油的烟炱分散性和烟炱磨损性的试验就占50%,分别是Mack T-8E、Mack T-12、Cummins ISM和RFWT,烟炱分散性和烟炱抗磨损性是衡量一款柴油机油质量优劣性的重要指标之一。
目前,国内外添加剂及润滑油公司均拥有满足API CH-4/CI-4柴油机油的复合剂方案,但是根据加剂量相比,国外技术普遍存在剂量低、成本低的优势,而国产复合剂技术由于国外抗磨添加剂的技术封锁,加剂量大,市场竞争力较低,本发明的主要意义是通过国产抗磨添加剂的复配研究,重点解决柴油机油在高烟炱含量下缸套-活塞环、阀系等部件的抗磨保护,降低各部件磨损量,大大改善产品性能,并利用其调合的柴油机油通过了全部发动机台架试验,满足API CH-4/CI-4柴油机油性能要求,该产品的剂量水平处于国际最低水平,且性价比高,将有不可估量的社会意义和经济效益。
发明内容
基于以上所述,本发明的目的是提供一种柴油机油抗磨添加剂组合物。该柴油机油抗磨添加剂组合物能够与高碱值水杨酸钙、中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质、高碱值硫化烷基酚钙、高碱值磺酸钙金属清净剂中的至少一种、丁二酰亚胺无灰分散剂、无灰抗氧剂等添加剂有机复配后,应用于APIⅡ类基础油中调合的柴油机油产品可以满足GB 11122-2006中CH-4/CI-4柴油机油的性能要求。
为此,本发明提供一种柴油机油抗磨添加剂组合物,包含以下组分:
二烷基二硫代磷酸锌,60.0~90.0wt%;
二硫代氨基甲酸酯,8.0~38.0wt%;
丁基异辛基磷酸十二胺盐,2.0~10.0wt%。
具体的,以上各组分的性能协同,从而获得具有良好抗磨性能和摩擦性能的柴油机油抗磨添加剂组合物。
本发明所述的柴油机油抗磨添加剂组合物,其中优选的是,包含以下组分:
二烷基二硫代磷酸锌,67.0~87.0wt%;
二硫代氨基甲酸酯,10.0~30.0wt%;
丁基异辛基磷酸十二胺盐,3.0~8.0wt%。
本发明所述的柴油机油抗磨添加剂组合物,其中优选的是,所述二烷基二硫代磷酸锌选自丁辛基二烷基二硫代磷酸锌、双辛基二烷基二硫代磷酸锌和仲烷基二烷基二硫代磷酸锌中的至少两种。
本发明所述的柴油机油抗磨添加剂组合物,其中优选的是,所述二硫代氨基甲酸酯为二丁基二硫代氨基甲酸酯。
为此,本发明还提供一种CH-4/CI-4柴油机油组合物,包含以下组分:
上述的抗磨添加剂组合物,1.2-1.8wt%;
金属清净剂,3.3-5.0wt%;
无灰分散剂,3.8-7.0wt%;
无灰抗氧剂,0-1.0wt%;
PMA型降凝剂,0.2-0.5wt%;
OCP型粘指剂,5.0-6.0wt%;
APIⅡ类基础油,余量。
本发明所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其中优选的是,所述金属清净剂为高碱值水杨酸钙金属清净剂、中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质金属清净剂、高碱值硫化烷基酚钙金属清净剂和高碱值磺酸钙金属清净剂中的一种、两种或三种。
本发明所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其中优选的是,所述高碱值水杨酸钙金属清净剂的碱值为265-295mgKOH/g;所述中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质金属清净剂的碱值为150-180mgKOH/g。
本发明所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其中优选的是,所述高碱值硫化烷基酚钙金属清净剂的碱值为245-265mgKOH/g;所述高碱值磺酸钙金属清净剂的碱值为395-420mgKOH/g。
本发明所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其中优选的是,所述无灰分散剂为丁二酰亚胺无灰分散剂。
本发明所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其中优选的是,所述无灰抗氧剂为胺型和酚型无灰抗氧剂。
本发明的有益效果如下:
本发明所述的柴油机油抗磨添加剂组合物中各组分的性能协同,获得具有更好抗磨性能和摩擦性能的柴油机油添加剂,并与金属清净剂、无灰分散剂等添加剂有机复配后,在不同剂量条件下调合的柴油机油产品通过了Mack T-12和Cummins ISM发动机台架试验,达到GB 11122-2006中CH-4/CI-4柴油机油的性能要求,且该抗磨组合物可应用于其他柴油机油复合剂配方中。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例,下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。
本发明提供的柴油机油抗磨添加剂组合物,包含以下组分:
二烷基二硫代磷酸锌,60.0~90.0wt%;
二硫代氨基甲酸酯,8.0~38.0wt%;
丁基异辛基磷酸十二胺盐,2.0~10.0wt%。
具体的,以上各组分的性能协同,从而获得具有良好抗磨性能和摩擦性能的柴油机油抗磨添加剂组合物。
在一些实施例中,优选的是,包含以下组分:
二烷基二硫代磷酸锌,67.0~87.0wt%;
二硫代氨基甲酸酯,10.0~30.0wt%;
丁基异辛基磷酸十二胺盐,3.0~8.0wt%。
在一些实施例中,优选的是,所述二烷基二硫代磷酸锌选自丁辛基二烷基二硫代磷酸锌、双辛基二烷基二硫代磷酸锌和仲烷基二烷基二硫代磷酸锌中的至少两种。
在一些实施例中,优选的是,所述二硫代氨基甲酸酯为二丁基二硫代氨基甲酸酯。
本发明提供的CH-4/CI-4柴油机油组合物,包含以下组分:
上述的抗磨添加剂组合物,1.2-1.8wt%;
金属清净剂,3.3-5.0wt%;
无灰分散剂,3.8-7.0wt%;
无灰抗氧剂,0-1.0wt%;
PMA型降凝剂,0.2-0.5wt%;
OCP型粘指剂,5.0-6.0wt%;
APIⅡ类基础油,余量。
在一些实施例中,优选的是,所述金属清净剂为高碱值水杨酸钙金属清净剂、中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质金属清净剂、高碱值硫化烷基酚钙金属清净剂和高碱值磺酸钙金属清净剂中的一种、两种或三种。
在一些实施例中,优选的是,所述高碱值水杨酸钙金属清净剂的碱值为265-295mgKOH/g;所述中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质金属清净剂的碱值为150-180mgKOH/g。
在一些实施例中,优选的是,所述高碱值硫化烷基酚钙金属清净剂的碱值为245-265mgKOH/g;所述高碱值磺酸钙金属清净剂的碱值为395-420mgKOH/g。
在一些实施例中,优选的是,所述无灰分散剂为丁二酰亚胺无灰分散剂。
在一些实施例中,优选的是,所述无灰抗氧剂为胺型和酚型无灰抗氧剂。
测试方法
为了测试柴油机油抗磨添加剂组合物的性能,将抗磨添加剂组合物与其他添加剂有机复配后得到的调合试验油进行测试。
1、抗磨性能
具体试验方法为通过四球试验评价油品的磨斑直径,根据试验值的大小可以判定试验油品的极压抗磨性能的差异。
2、摩擦性能
测试方法为SRV缸套摩擦磨损试验,该方法主要是通过固定的试验条件,在油样中加入3%的炭黑作为试验油,以实际发动机上截取的缸套和活塞环作为试验件,在SRV试验机上进行试验,可用于评定油品的平均摩擦系数。
实施例1
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
丁辛基二烷基二硫代磷酸锌:5.71%,双辛基二烷基二硫代磷酸锌57.14%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌15.72%,二丁基二硫代氨基甲酸酯15.72%,丁基异辛基磷酸十二胺盐5.71%。
将该抗磨添加剂组合物以1.40wt%的比例,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8wt%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0wt%,PMA类降凝剂:0.3wt%,OCP类粘指剂:5.5wt%,和APIⅡ类基础油:81.0wt%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
实施例2
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
丁辛基二烷基二硫代磷酸锌:7.33%,双辛基二烷基二硫代磷酸锌40.0%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌22.67%,二丁基二硫代氨基甲酸酯22.67%,丁基异辛基磷酸十二胺盐7.33%。
将该抗磨添加剂组合物以1.50wt%的比例,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8wt%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0wt%,PMA类降凝剂:0.3wt%,OCP类粘指剂:5.5wt%,和APIⅡ类基础油:80.90wt%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
实施例3
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌47.86%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌19.14%,二丁基二硫代氨基甲酸酯30.0%,丁基异辛基磷酸十二胺盐3.0%。
将该抗磨添加剂组合物以1.40wt%的比例,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8wt%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0wt%,PMA类降凝剂:0.3wt%,OCP类粘指剂:5.5wt%,和APIⅡ类基础油:81.00wt%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
实施例4
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌71.43%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌15.57%,二丁基二硫代氨基甲酸酯10.0%,丁基异辛基磷酸十二胺盐3.0%。
将该抗磨添加剂组合物以1.40wt%的比例,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8wt%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0wt%,PMA类降凝剂:0.3wt%,OCP类粘指剂:5.5wt%,和APIⅡ类基础油:81.0wt%,调合成柴油机油。测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
实施例5
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌57.14%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌12.86%,二丁基二硫代氨基甲酸酯22.0%,丁基异辛基磷酸十二胺盐8.0%。
将该抗磨添加剂组合物以1.40wt%的比例,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8wt%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0wt%,PMA类降凝剂:0.3wt%,OCP类粘指剂:5.5wt%,和APIⅡ类基础油:81.00wt%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
实施例6
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌67.5%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌12.5%,二丁基二硫代氨基甲酸酯12.0%,丁基异辛基磷酸十二胺盐8.0%。
将该抗磨添加剂组合物以1.40wt%的比例,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8wt%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0wt%,PMA类降凝剂:0.3wt%,OCP类粘指剂:5.5wt%,和APIⅡ类基础油:81.00%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
对比例1
柴油机油的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌0.8%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌0.4%,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0%,PMA类降凝剂:0.3%,OCP类粘指剂:5.5%,和APIⅡ类基础油:83.00%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
对比例2
柴油机油的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌1.0%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌0.4%,与高碱值(270mgKOH/g)烷基水杨酸钙金属清净剂:4.8%,丁二酰亚胺无灰分散剂:7.0%,PMA类降凝剂:0.3%,OCP类粘指剂:5.5%,和APIⅡ类基础油:81.00%,调合成柴油机油。
测试该柴油机油的抗磨性能和摩擦性能,具体结果参见表1。
表1抗磨及摩擦性能评价结果
由以上表1结果可知,在实施例1-6中,引入特定量的二丁基二硫代氨基甲酸酯和丁基异辛基磷酸十二胺盐与二烷基二硫代磷酸锌有效复配后形成的柴油机油抗磨添加剂,能显著提高油品的抗磨能力,并改善摩擦特性。
实施例7
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
丁辛基二烷基二硫代磷酸锌:6.25%,双辛基二烷基二硫代磷酸锌50%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌18.75%,二丁基二硫代氨基甲酸酯18.75%,丁基异辛基磷酸十二胺盐6.25%。
将该抗磨添加剂组合物按表2的组分复配,并以14.0wt%的剂量调合CI-4柴油机油,并测定油品的各项性能指标。油品的发动机台架试验结果见表3。
表2调合CI-4柴油机油的复配组分
表3油品的发动机台架试验结果
实施例8
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配,按重量百分比计:
双辛基二烷基二硫代磷酸锌56.25%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌12.5%,二丁基二硫代氨基甲酸酯25.0%,丁基异辛基磷酸十二胺盐6.25%。
将该抗磨添加剂组合物按表4的组分复配,并以8.3wt%的剂量调合CI-4柴油机油,并测定油品的各项性能指标。油品的发动机台架试验结果见表5。
表4调合CI-4柴油机油的复配组分
表5油品的发动机台架试验结果。
实施例9
柴油机油抗磨添加剂组合物的复配:按重量百分比计
双辛基二烷基二硫代磷酸锌59.375%,仲烷基二烷基二硫代磷酸锌25%,二丁基二硫代氨基甲酸酯12.5%,丁基异辛基磷酸十二胺盐3.125%。
将该抗磨添加剂组合物按表6的组分复配,并以11.5wt%的剂量调合CH-4柴油机油,并测定油品的各项性能指标。油品的发动机台架试验结果见表7。
表6调合CH-4柴油机油的复配组分
表7油品的发动机台架试验结果。
由以上实施例7-9可知,本发明以丁辛基、双辛基和仲烷基二烷基二硫代磷酸锌组成抗磨添加剂组合物体系,与二丁基二硫代氨基甲酸酯、丁基异辛基磷酸十二胺盐复配以后,不仅可以提高油品的抗磨性,同时还提升了油品的摩擦特性。
另外,该抗磨添加剂组合物与高碱值水杨酸钙、中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质、高碱值硫化烷基酚钙、高碱值磺酸钙金属清净剂、丁二酰亚胺无灰分散剂等添加剂有机复配后,在不同剂量条件下调合的柴油机油产品通过了Mack T-12和Cummins ISM发动机台架试验,达到GB 11122-2006中CH-4/CI-4柴油机油的性能要求。
综上所述,该组合物中各组分的性能协同,获得具有更好抗磨性能和摩擦性能的柴油机油添加剂,并与金属清净剂、无灰分散剂等添加剂有机复配后,在不同剂量条件下调合的柴油机油产品通过了Mack T-12和Cummins ISM发动机台架试验,达到GB 11122-2006中CH-4/CI-4柴油机油的性能要求,且该抗磨组合物可应用于其他柴油机油复合剂配方中。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种柴油机油抗磨添加剂组合物,其特征在于,包含以下组分:
二烷基二硫代磷酸锌,60.0~90.0wt%;
二硫代氨基甲酸酯,8.0~38.0wt%;
丁基异辛基磷酸十二胺盐,2.0~10.0wt%。
2.根据权利要求1所述的柴油机油抗磨添加剂组合物,其特征在于,包含以下组分:
二烷基二硫代磷酸锌,67.0~87.0wt%;
二硫代氨基甲酸酯,10.0~30.0wt%;
丁基异辛基磷酸十二胺盐,3.0~8.0wt%。
3.根据权利要求1所述的柴油机油抗磨添加剂组合物,其特征在于,所述二烷基二硫代磷酸锌选自丁辛基二烷基二硫代磷酸锌、双辛基二烷基二硫代磷酸锌和仲烷基二烷基二硫代磷酸锌中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的柴油机油抗磨添加剂组合物,其特征在于,所述二硫代氨基甲酸酯为二丁基二硫代氨基甲酸酯。
5.一种CH-4/CI-4柴油机油组合物,其特征在于,包含以下组分:
权利要求1至4任一项所述的抗磨添加剂组合物,1.2-1.8wt%;
金属清净剂,3.3-5.0wt%;
无灰分散剂,3.8-7.0wt%;
无灰抗氧剂,0-1.0wt%;
PMA型降凝剂,0.2-0.5wt%;
OCP型粘指剂,5.0-6.0wt%;
APIⅡ类基础油,余量。
6.如权利要求5所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其特征在于,所述金属清净剂为高碱值水杨酸钙金属清净剂、中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质金属清净剂、高碱值硫化烷基酚钙金属清净剂和高碱值磺酸钙金属清净剂中的一种、两种或三种。
7.如权利要求6所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其特征在于,所述高碱值水杨酸钙金属清净剂的碱值为265-295mgKOH/g;所述中碱值水杨酸-磺酸钙混合基质金属清净剂的碱值为150-180mgKOH/g。
8.如权利要求6所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其特征在于,所述高碱值硫化烷基酚钙金属清净剂的碱值为245-265mgKOH/g;所述高碱值磺酸钙金属清净剂的碱值为395-420mgKOH/g。
9.如权利要求5所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其特征在于,所述无灰分散剂为丁二酰亚胺无灰分散剂。
10.如权利要求5所述的CH-4/CI-4柴油机油组合物,其特征在于,所述无灰抗氧剂为胺型和酚型无灰抗氧剂。
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