CN1181168C - 一种发动机润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机润滑油组合物，尤其是涉及一种用于柴油发动机的润滑油组合物。其特点是含有大量加氢处理基础油。本发明的组合物还含有适量的改性水杨酸盐、混合基质金属清净剂、硫化烷基酚盐、双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂、二烷基二硫代磷酸锌及酚型辅助抗氧剂。该润滑油组合物可满足APICF柴油机油的润滑要求。配方简单，成本低，调制方便。

Description

一种发动机润滑油组合物

(一)技术领域

本发明涉及一种发动机润滑油组合物，尤其是涉及一种用于柴油发动机的润滑油组合物，属于润滑油技术领域。该组合物具有优良的高温清净性、分散性、抗氧抗腐性及抗磨性，能够满足API CF柴油机油规格要求。

(二)背景技术

由于我国国情与国外不同，汽车及发动机制造业对润滑油的要求也明显不同于国外，中低档(SD、CC)发动机油需求量仍占全部发动机油总量的50％左右。但随着我国汽车工业的发展，预计今后几年CF等高档润滑油需求量将以3～5％/年的速度持续增长，因此CF级柴油机油具有广阔的市场前景。而涉及API CF级油的中国专利还没有。

(三)发明内容

本发明的目的是：提供一种以加氢处理油为基础油的价格性能比较优的发动机油组合物，通过调整润滑油组合物中各添加剂组分间的比例及其用量，来满足调制的发动机油的要求。

值得注意的是，本发明中的基础油是中国生产的高粘度指数加氢处理基础油(属Group II类油)，其特点是低硫、低氮、低芳烃、低极性(非极性的饱和烃含量占95％以上)，从而导致其抗氧化安定性和对添加剂及油品氧化产物的溶解/分散能力下降。本发明主要是通过对润滑油组合物中的添加剂进行优化选择和调整本发明的润滑油添加剂组合物中组分之间的比例及其用量来解决上述问题。

本发明对润滑油组合物中的添加剂进行优化选择，除了考虑各功能添加剂组分自身的性能和特点外，同时把对基础油的溶解性和热稳定性好坏作为优先选择的条件之一，目的是有利于解决加氢基础油的溶解性和抗氧化安定性较差的问题，以满足柴油机油的高温清净性、分散性和抗氧抗磨性要求。

本发明提供一种可满足API CF规格柴油机油要求的发动机润滑油组合物。它含有大量加氢处理基础油，0.5-2.5重量％的改性烷基水杨酸盐；0.5-3.0重量％的双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂；0.5-3.0重量％的混合基质金属清净剂；0.1-1.5重量％的硫化烷基酚盐；0.2-1.6重量％的二烷基二硫代磷酸锌；0.01-1.0重量％的酚型辅助抗氧剂。

在本发明的润滑油组合物中：

所说的改性烷基水杨酸盐是在烷基水杨酸钙的制备基础上，加入聚异丁烯基丁二酸酐表面活性剂而制成的金属清净剂，聚异丁烯基平均分子量为1000以上，改性烷基水杨酸钙的碱值在140mgKOH/g以上，其分子结构组成为：

式中R为含14～18个碳原子的烷基，n为整数。

所说的混合基质清净剂是碱值在350mgKOH/g以上的金属清净剂，其胶束是由烷基水杨酸钙与磺酸钙组成的混合胶束，其胶束中基本分子结构以以下三种方式存在：

式中R1为含16～24个碳原子的烷基，R为含14～18个碳原子的烷基，n为整数。

所说的硫化烷基酚盐是碱值在240mgKOH/g以上的硫化烷基酚钙，其分子结构为：

式中R为含10-18个碳原子的烷基，x、y、n为整数。

所说的双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂分子量为800-1800，其分子结构为：

式中PIB为平均分子量为600-1400的聚异丁烯基，n为6-10的整数。

所说的酚型辅助抗氧剂的R为6-14个碳原子的烷基，其分子结构为：

本发明使用的金属清净剂较适宜的是高碱值混合基质金属清净剂、中碱值改性烷基水杨酸钙和高碱值硫化烷基酚钙的混合物，用以提高润滑油组合物的高温清净性。该组分可从兰炼生产的商品LAN109C、T115B和混合基质金属清净剂中获得。

高碱值混合基质金属清净剂的使用，是由于高碱值烷基水杨酸钙与高碱值磺酸钙共存时，将有共沉淀生成，该问题严重制约着油品高温清净性的提高，混合基质清净剂的使用不仅很好的解决了这一问题，而且兼具有高碱值磺酸盐和高碱值烷基水杨酸盐的性质，并且具有良好的高温清净性能和很高的碱值。由于API CF级油可适用于燃烧高硫燃料的柴油机(硫含量可大于0.5重量％)，因此要求API CF级油必须具有良好的酸中和能力，混合基质清净剂的使用不仅可以提高油品的高温清净性，而且可以提高油品的碱值，以提高油品的酸中和能力。该组分可从兰炼生产的混合基质清净剂获得。

中碱值烷基水杨酸钙(T109)与磺酸钙共存时，同样将有共沉淀生成，该问题严重制约了本发明油品与同类磺酸盐清净剂体系油品的混合使用。文献研究结果表明：当烷基水杨酸钙与磺酸钙共存时，烷基水杨酸钙与磺酸钙表面活性剂将形成一种临界胶束，其浓度更低、聚集数更小的混合胶束，降低了体系中游离表面活性剂的浓度，促使载荷胶团表面上的表面活性剂解吸。当此解吸达到一定程度时，载荷胶团将沉降、聚集、形成共沉淀。本发明中使用的改性烷基水杨酸钙的制备方法是在合成烷基水杨酸钙的过程中，引入了具有较佳稳定分散作用的聚异丁烯-丁二酸酐(PIBSA)做表面活性剂，与水杨酸一同加入到反应体系中，进行中和反应。这在一定程度上提高了载荷胶团的立体屏蔽稳定作用，在新的动态平衡形成时，仍能保持载荷胶团的稳定性，从而抑制了烷基水杨酸钙与磺酸钙混合形成沉淀的问题(国内外水杨酸盐与磺酸盐复合均出现沉淀问题)。另外，聚异丁烯-丁二酸酐(PIBSA)的引入也提高了烷基水杨酸钙在加氢处理基础油中的溶解性。该组分可从兰炼生产的烷基水杨酸钙清净剂中获得，但使用中应保持润滑油组合物中碱值不低于140mgKOH/g，并且不与磺酸盐产生沉淀问题。

T115B的使用不仅可以提高油品的高温清净性，而且还可以增强油品的抗氧化和抗磨损能力。T115B的用量要适宜，T115B的用量太大，会对发动机活塞的低温区的清净性造成不利影响，T115B的用量太小，则不能保证油品的高温清净性。该组分可从兰炼生产的硫化烷基酚钙清净剂中获得，也可从国内外类似的商品中获得，但使用中应保持润滑油组合物中碱值不低于240mgKOH/g。

无灰分散剂较适宜的是双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂。该组分可以使油品保持良好的分散性能，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。该组分可从兰炼生产的T152无灰分散剂中获得，也可从国内外类似的商品中获得，但使用中应保持润滑油组合物中氮含量不变。

组合物中将酚型辅助抗氧剂与二烷基二硫代磷酸锌复合使用，二者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。可从兰炼生产的商品和国内外类似的商品中获得。

调制润滑油时，除了加入本发明的添加剂外，单级油还需加入降凝剂和抗泡剂，而多级油需加入降凝剂、粘度指数改进剂和抗泡剂。

粘度指数改进剂较适宜的是乙烯-丙烯共聚物，可从兰炼生产的T612A商品得到。

降凝剂可从兰炼生产的LAN803B也可从国内外商品降凝剂或倾点下降剂中得到。

抗泡剂一般是商品甲基硅油T901。

选择性能好的添加剂组分还不能完全解决本发明所要解决的问题。本发明利用众所周知的添加剂组分之间相互作用的原理，力求使各功能添加剂除了充分发挥其自身的性能优点外，在满足发动机名项性能要求方面，尽可能使各功能添加剂组分间产生较强的“协合效应”，避免出现“对抗效应”。

判断润滑油组合物是否满足API CF柴油机油的要求，需进行Caterpillar1M-PC发动机试验及SH/T0265规定的L-38轴瓦腐蚀试验。

本发明采用了众所周知的板式成焦器试验和热管氧化试验模拟Caterpillar1M-PC发动机活塞清净性。

(四)具体实施方式

本发明的优点和效果通过下面的实施例进一步说明。

实施例1

配制一全组分15W/40CF柴油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、混合基质金属清净剂(或高碱值烷基水杨酸钙)、硫化烷基酚钙、双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂、二烷基二硫代磷酸锌。由此得到的数据列于表1。

表1

		比较例1	实施例1	试验方法
					组分，重量％	改性烷基水杨酸钙高碱值烷基水杨酸钙混合基质清净剂硫化烷基酚钙双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂二烷基二硫代磷酸锌酚型辅助抗氧剂基础油	1.51.3-0.31.81.00.1余量	1.5-1.30.31.81.00.1余量
	所调油品粘度牌号	15W/40	15W/40
					性能评定	板式成焦器试验，沉积物  mg热管评级，              级	159.74	124.61	Q/SH018.0235SH/T0645

注：基础油为加氢处理基础油与适量的降凝剂、抗泡剂和粘度指数改进剂复合。

实施例2

配制一全组分15W/40CF柴油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、混合基质金属清净剂(高碱值磺酸钙)、硫化烷基酚钙、双烯基丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌及酚型辅助抗氧剂。由此得到的数据列于表2。

表2

		比较例2	实施例2	试验方法
					组分，重量％	改性烷基水杨酸钙高碱值磺酸钙混合基质金属清净剂硫化烷基酚钙双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂二烷基二硫代磷酸锌酚型辅助抗氧剂基础油	1.11.6-1.32.01.00.3余量	1.1-1.61.32.01.00.3余量
	所调油品粘度牌号	15W/40	15W/40
					性能评定	板式成焦器试验，沉积物，mg热管评级，              级	124.24.0	92.42.0	Q/SH018.0235SH/T0645

实施例3

配制一全组分15W/40CF柴油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、混合基质金属清净剂、硫化烷基酚钙、双烯基丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌及酚型辅助抗氧剂。由此得到的数据列于表3。

表3

		比较例3	实施例3	试验方法
					组分，重量％	改性烷基水杨酸钙混合基质金属清净剂硫化烷基酚钙双烯基丁二酰亚胺二烷基二硫代磷酸锌酚型辅助抗氧剂基础油	0.82.0-2.61.40.05余量	0.82.00.52.61.40.05余量
	所调油品粘度牌号	15W/40	15W/40
					性能评定	板式成焦器试验，沉积物，mg热管评级，              级	135.82.0	118.71.0	Q/SH018.0235SH/T0645

实施例4

配制一全组分20W/40CF柴油机油，它含有改性烷基水杨酸钙、混合基质金属清净剂、硫化烷基酚钙、双烯基丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌及酚型辅助抗氧剂。由此得到的数据列于表4。

表4

		实施例4	试验方法
				组分，重量％	改性烷基水杨酸钙混合基质金属清净剂硫化烷基酚钙双烯基丁二酰亚胺二烷基二硫代磷酸锌酚型辅助抗氧剂基础油	1.80.81.01.50.40.5余量
	所调油品粘度牌号	20W/40
				性能评定	板式成焦器试验，沉积物，mg热管评级，              级	159.82.0	Q/SH018.0235SH/T0645

Claims (4)

1、一种用于柴油发动机的润滑油组合物，其特征在于该组合物中含有：

A、加氢处理基础油；

B、0.5-2.5重量％的改性烷基水杨酸钙，所说的改性烷基水杨酸钙是在烷基水杨酸钙的制备基础上，加入聚异丁烯基丁二酸酐表面活性剂而制成的金属清净剂，聚异丁烯基的平均分子量为1000以上，改性烷基水杨酸钙的碱值在140mgKOH/g以上，其分子结构为：

式中R为含14～18个碳原子的烷基，n为整数；

C、0.5-3.0重量％的双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂；

D、0.5-3.0重量％的混合基质金属清净剂，所说的混合基质清净剂是碱值在350mgKOH/g以上的，其胶束是由烷基水杨酸钙与磺酸钙组成的混合胶束，其胶束中基本分子结构以以下三种方式存在：

式中R1为含16～24个碳原子的烷基，R为含14～18个碳原子的烷基，n为整数；

E、0.1-1.5重量％的硫化烷基酚盐；

F、0.2-1.6重量％的二烷基二硫代磷酸锌；

G、0.01-1.0重量％的酚型辅助抗氧剂。

2、根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于所说的硫化烷基酚盐是碱值在240mgKOH/g以上的硫化烷基酚钙，其分子结构为：

式中R为含10-18个碳原子的烷基，x、y、n为整数。

3、根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于所说的双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂分子量为800-1800，其分子结构为：

式中PIB为平均分子量为600-1400的聚异丁烯基，n为6-10的整数。

4、根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于所说的酚型辅助抗氧剂的分子结构为：

式中R为6-14个碳原子的烷基。