CN118146861A - 重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，按照质量百分比由以下组分组成：RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，抗泡剂0.001％～0.004％，余量为基础油，若所需润滑油组合物为多级油，则添加粘度指数改进剂，粘度指数改进剂所占质量百分比为0.01％～10％。本发明的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物具有良好的酸中和能力和抗腐抗锈蚀能力。
Description
技术领域
本发明属于甲醇燃料发动机润滑油技术领域，具体涉及一种重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物。
背景技术
随着环保的日益严格和节能需求，代用燃料的使用日益广泛，探索新能源应用是各行业都要思考的问题。甲醇是煤炭加工过程的产物，产量大、价格低，完全符合我国“缺油少气相对富煤”的能源特点。此外，甲醇因其燃烧特性和环保特性，使得它可以作为一种清洁燃料为汽车提供动力。随着排放法规的日益严格和“碳达峰、碳中和”的战略目标的提出，作为代用燃料的重要组成部分甲醇燃料将会迎来更大的生存空间，相应的重型甲醇商用车发动机润滑油的需求将持续增长。
但是，甲醇燃料的缺点是具有腐蚀性，甲醇不完全燃烧产物中含有大量酸性物质，会导致发动机的润滑油提前酸化；润滑油酸化会造成发动机内部金属部件和橡胶油封的腐蚀，润滑油的润滑效果也会迅速下降,发动机内需要润滑及冷却的部件得不到足够的保护,发动机的负荷及磨损就会加剧,最终影响发动机的寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，具有良好的酸中和能力和抗腐抗锈蚀能力。
本发明所采用的第一种技术方案是，重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，按照质量百分比由以下组分组成：RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，粘度指数改进剂0.01％～10％，抗泡剂0.001％～0.004％，余量为基础油。
本发明第一种技术方案的特征还在于，
RHY580受阻胺类化合物的结构通式为：
其中，R1、R2、R3和R4为H或C1～C4烷基；X为H或C1～C8烷基；Y为-S-、-O-、的任意一种，Z为烷基酚、水杨酸、水杨醇或烷基苯的任意一种，R5为单个或多个H或C1～C24烷基。
金属清净剂为磺酸盐、硫化烷基酚盐或烷基水杨酸盐的任意一种或至少两种按任意比例复配；无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂或高分子型无灰分散剂的任意一种或两种按任意比例复配。
抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂为酚型抗氧剂或胺型抗氧剂的任意一种或两种按任意比例复配腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐。
降凝剂为聚α烯烃；粘度指数改进剂为乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯的任意一种；抗泡剂为甲基硅油；基础油为矿物油、加氢基础油或合成基础油的任意一种。
本发明所采用的第二种技术方案是，重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，按照质量百分比由以下组分组成：RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，抗泡剂0.001％～0.004％，余量为基础油。
本发明第二种技术方案的特征还在于，
RHY580受阻胺类化合物的结构通式为：
其中，R1、R2、R3和R4为H或C1～C4烷基；X为H或C1～C8烷基；Y为-S-、-O-、的任意一种，Z为烷基酚、水杨酸、水杨醇或烷基苯的任意一种，R5为单个或多个H或C1～C24烷基。
金属清净剂为磺酸盐、硫化烷基酚盐或烷基水杨酸盐的任意一种或至少两种按任意比例复配；无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂或高分子型无灰分散剂的任意一种或两种按任意比例复配。
抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂为酚型抗氧剂或胺型抗氧剂的任意一种或两种按任意比例复配；腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐。
降凝剂为聚α烯烃；抗泡剂为甲基硅油；基础油为矿物油、加氢基础油或合成基础油的任意一种。
本发明的有益效果是，
(1)本发明润滑油组合物通过添加RHY580受阻胺类化合物使制备的润滑油组合物具有超强的碱值保持性和优异的酸中和能力，有效延缓油品的老化，延长油品寿命，优异的酸中和能力使润滑油具备了抗腐蚀性能，有效阻止了发动机的腐蚀。
(2)本发明的润滑油组合物采用低硫低磷配方，极大的减少了排放污染，并且本润滑油组合物具有一定高温清净性，有效控制沉积物并降低阀系磨损，保持发动机清洁。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物为单级油时按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，余量为基础油。
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物为多级油时按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，粘度指数改进剂0.01％～10％，余量为基础油。
本发明采用特定结构的RHY580受阻胺类化合物，RHY580受阻胺类化合物的结构通式为：
其中，R1、R2、R3和R4为H或C1～C4烷基；X为H或C1～C8烷基；Y为-S-、-O-、的任意一种，Z为烷基酚、水杨酸、水杨醇或烷基苯的任意一种，R5为单个或多个H或C1～C24烷基。
RHY580受阻胺类化合物是为了提高油品碱值、碱值保持性和酸中和能力，同时提高油品的抗腐蚀性能。
由RHY580的分子结构式可以看出，R5烷基基团增加了其在油品中的溶解性，X基团吸附在金属表面形成保护膜，并且该基团会提供油品的碱值，当油品中产生酸性物质时，该基团可以及时中和产生酸性物质，并且生成的物质在R1～R4基团的共同作用下，与RHY580分子结构形成一种络合物，分散在油品中。同时RHY580形成的络合物是一种缓蚀剂结构的化合物，可以不断释放出碱值，维持体系碱值的稳定。RHY580结构中的X基团吸附在金属表面及时中和了产生的酸性物质并在金属表面形成一种稳定的保护层，这个保护层的一端与金属表面紧密结合，另一端通过R5烷基基团溶解在油品中，对金属表面进行了保护，进而提高了油品的抗腐蚀和抗磨损性能。
金属清净剂优选为磺酸盐、硫化烷基酚盐或烷基水杨酸盐的任意一种或至少两按任意比例复配，目的是中和甲醇氧化后生成的甲酸和乙酸。
无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂或高分子型无灰分散剂的任意一种或两种按任意比例复配；无灰分散剂可提高油品的分散性能，特别是可以提高油品的高温分散性能和抗磨性能，而且可以使油品具有良好的节油性能，并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，但使用中应保持本发明的润滑油组合物中氮含量不变。
抗氧抗腐剂优选为二烷基二硫代磷酸锌；辅助抗氧剂优先为酚型抗氧剂或胺型抗氧剂的任意一种或两种按任意比例复配。
通过将酚、胺型辅助抗氧剂与二烷基二硫代磷酸锌复合使用，其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和抑制油品沉积物生成的能力。
腐蚀抑制剂优选为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐；腐蚀抑制剂的设置主要目的是为了与RHY580受阻胺类化合物形成良好协同作用，可以改善油品的抗磨损性能，同时提升油品的抗腐蚀性能。
降凝剂采用聚α烯烃，抗泡剂采用甲基硅油，具体为商品甲基硅油T901。
粘度指数改进剂为乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯的任意一种，优选采用乙丙共聚物，但使用中要保持适宜的剪切稳定性指数，若制备的润滑油组合物为单级润滑油则不需要添加粘度指数改进剂。
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备时首先在调合釜中加入基础油，在55℃～65℃下搅拌1小时，再加入抗泡剂，在55℃～65℃下搅拌1小时，另外再加入降凝剂和粘度指数改进剂，在55℃～65℃下搅拌均匀，然后加入金属清净剂、无灰分散剂、抗氧抗腐抗磨剂、辅助抗氧剂和腐蚀抑制剂，在55℃～65℃下搅拌4-6小时至均匀，最后过滤或沉降，采样分析至产品合格。
实施例1
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备单级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物0.4％，金属清净剂2.5％，无灰分散剂4％，抗氧抗腐剂0.6％，辅助抗氧剂0.5％，腐蚀抑制剂0.1％，降凝剂0.01％，抗泡剂0.001％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1、R2、R3和R4均采用H，X为H，Y为-S-，Z为烷基酚，R5为单个H；金属清净剂为磺酸盐，无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为酚型抗氧剂，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，抗泡剂为甲基硅油，基础油为矿物油。
实施例2
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备单级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物1.2％，金属清净剂4.5％，无灰分散剂8％，抗氧抗腐剂1.6％，辅助抗氧剂.5％，腐蚀抑制剂0.4％，降凝剂1％，抗泡剂0.004％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1和R2采用C1烷基，R3和R4采用C4烷基，X为C1烷基，Y为-O-，Z为水杨酸，R5为单个C1烷基；金属清净剂为硫化烷基酚盐，无灰分散剂为高分子型无灰分散剂，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为胺型抗氧剂，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，抗泡剂为甲基硅油，基础油为加氢基础油。
实施例3
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备多级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物0.4％，金属清净剂2.5％，无灰分散剂4％，抗氧抗腐剂0.6％，辅助抗氧剂0.5％，腐蚀抑制剂0.1％，降凝剂0.01％，粘度指数改进剂7％，抗泡剂0.001％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1、R2、R3和R4均采用H，X为H，Y为-S-，Z为烷基酚，R5为单个H；金属清净剂为磺酸盐，无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为酚型抗氧剂，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，抗泡剂为甲基硅油，粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，基础油为矿物油。
实施例4
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备多级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物1.2％，金属清净剂4.5％，无灰分散剂8％，抗氧抗腐剂1.6％，辅助抗氧剂.5％，腐蚀抑制剂0.4％，降凝剂1％，粘度指数改进剂10％，抗泡剂0.004％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1和R2采用C1烷基，R3和R4采用C4烷基，X为C1烷基，Y为-O-，Z为水杨酸，R5为单个C1烷基；金属清净剂为硫化烷基酚盐，无灰分散剂为高分子型无灰分散剂，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为胺型抗氧剂，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，抗泡剂为甲基硅油，基础油为加氢基础油。
实施例5
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备多级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物0.8％，金属清净剂3.5％，无灰分散剂6％，抗氧抗腐剂1.2％，辅助抗氧剂1％，腐蚀抑制剂0.2％，降凝剂0.5％，粘度指数改进剂0.01％，抗泡剂0.002％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1、R2、R3和R4均采用C2烷基，X为C8烷基，Y为Z为水杨醇，R5为多个C10烷基；金属清净剂为烷基水杨酸盐，无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂和高分子型无灰分散剂按1:1比例复配，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为为酚型抗氧剂和胺型抗氧剂按比例1:1复配，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，粘度指数改进剂为乙丙共聚物和聚甲基丙烯酸酯按比例1:1复配，抗泡剂为甲基硅油，基础油为合成基础油。
对比例1
对比例1基于实施例1为基础，组成成分中不添加RHY580受阻胺类化合物。
对比例2
对比例2基于实施例4为基础，组成成分中不添加RHY580受阻胺类化合物。
将对比例1和对比例2得到的产品和实施例1和4得到的产品采用高温腐蚀试验来证明油品的抗腐蚀性能，该方法是将铜、铅、锡和磷青铜四种金属试片浸入一定量发动机油试样中，在高温下规定时间内向试样中通入空气，试验结束后，对金属铜试片和试样分别进行腐蚀性检测，并且分别测其碱值实验数据如表1所示，
表1对比例1、对比例2及实施例1和4的高温腐蚀试验和碱值数据
由表1中测得的碱值数据可以看出，添加了RHY580受阻胺类化合物的实施例1和实施例4的碱值有所提高，且在高温腐蚀试验中实施例1和实施例4的铜片腐蚀等级相比对比例和对比例2更低，说明添加了RHY580受阻胺类化合物润滑油组合物的抗腐蚀性能有明显提升。
实施例6
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备单级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物1％，金属清净剂3％，无灰分散剂5％，抗氧抗腐剂0.8％，辅助抗氧剂1.2％，腐蚀抑制剂0.3％，降凝剂0.2％，抗泡剂0.001％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1和R2采用C2烷基，R3和R4采用H烷基，X为C4，Y为Z为烷基酚，R5为单个C24；金属清净剂为磺酸盐和硫化烷基酚盐按1:1比例复配，无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为酚型抗氧剂，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，抗泡剂为甲基硅油，基础油为合成基础油。
实施例7
本发明重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物制备多级油按照质量百分比由以下组分组成：
RHY580受阻胺类化合物0.6％，金属清净剂4％，无灰分散剂7％，抗氧抗腐剂1.4％，辅助抗氧剂0.8％，腐蚀抑制剂0.2％，降凝剂0.6％，粘度指数改进剂5％，抗泡剂0.003％，余量为基础油。
RHY580受阻胺类化合物中R1和R2采用C1烷基，R3和R4采用C4烷基，X为C6烷基，Y为Z为水杨酸，R5为多个C6烷基；金属清净剂为硫化烷基酚盐和烷基水杨酸盐按比例1:2比例复配，无灰分散剂为高分子型无灰分散剂，抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌，辅助抗氧剂为胺型抗氧剂，腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，降凝剂为聚α烯烃，粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，抗泡剂为甲基硅油，基础油为合成基础油。
对比例3
对比例3选用目前市面上柴油机油中最高质量级别油品的CK-4柴油机油。
将实施例6和实施例7得到的产品和对比例3的CK-4柴油机油通过微氧化试验、磨斑直径试验、热氧化模拟试验、BRT球锈蚀试验和高温腐蚀试验以及基础检测的各项数据进行对比，检测数据如表2所示。
表2实施例6和实施例7和对比例3基础检测及试验数据
通过表2可以看出实施例6和实施例7相比对比例3的碱值有着明显提高，说明实施例6和实施例7的酸中和能力有所提高，低温时运动粘度也有所降低，其余基础数据数值相近；BRT球锈蚀试验是用来评价发动机油的抗腐蚀和锈蚀能力，通过表2中测得BRT球锈蚀试验数据可以看出实施例6和实施例7的抗腐蚀和抗锈蚀性能提升明显，所以本发明的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物足以满足重型全甲醇燃料发动机油的性能要求，并且具有一定酸性中和能力、抗腐蚀和抗锈蚀能力。
Claims (10)
1.重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，粘度指数改进剂0.01％～10％，抗泡剂0.001％～0.004％，余量为基础油。
2.根据权利要求1所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述RHY580受阻胺类化合物的结构通式为：
其中，R1、R2、R3和R4为H或C1～C4烷基；X为H或C1～C8烷基；Y为-S-、-O-、的任意一种，Z为烷基酚、水杨酸、水杨醇或烷基苯的任意一种，R5为单个或多个H或C1～C24烷基。
3.根据权利要求1所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述金属清净剂为磺酸盐、硫化烷基酚盐或烷基水杨酸盐的任意一种或至少两种按任意比例复配；所述无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂或高分子型无灰分散剂的任意一种或两种按任意比例复配。
4.根据权利要求1所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌；所述辅助抗氧剂为酚型抗氧剂或胺型抗氧剂的任意一种或两种按任意比例复配；所述腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐。
5.根据权利要求1所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述降凝剂为聚α烯烃；所述粘度指数改进剂为乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯的任意一种；所述抗泡剂为甲基硅油；所述基础油为矿物油、加氢基础油或合成基础油的任意一种。
6.重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：RHY580受阻胺类化合物0.4％～1.2％，金属清净剂2.5％～4.5％，无灰分散剂4％～8％，抗氧抗腐剂0.6％～1.6％，辅助抗氧剂0.5％～1.5％，腐蚀抑制剂0.1％～0.4％，降凝剂0.01％～1％，抗泡剂0.001％～0.004％，余量为基础油。
7.根据权利要求6所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述RHY580受阻胺类化合物的结构通式为：
其中，R1、R2、R3和R4为H或C1～C4烷基；X为H或C1～C8烷基；Y为-S-、-O-、的任意一种，Z为烷基酚、水杨酸、水杨醇或烷基苯的任意一种，R5为单个或多个H或C1～C24烷基。
8.根据权利要求6所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述金属清净剂为磺酸盐、硫化烷基酚盐或烷基水杨酸盐的任意一种或至少两种按任意比例复配；所述无灰分散剂为硼化双烯基丁二酰亚胺无灰分散剂或高分子型无灰分散剂的任意一种或两种按任意比例复配。
9.根据权利要求6所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌；所述辅助抗氧剂为酚型抗氧剂或胺型抗氧剂的任意一种或两种按任意比例复配；所述腐蚀抑制剂为异辛基酸性磷酸酯十八胺盐。
10.根据权利要求6所述的重型全甲醇燃料发动机润滑油组合物，其特征在于，所述降凝剂为聚α烯烃；所述抗泡剂为甲基硅油；所述基础油为矿物油、加氢基础油或合成基础油的任意一种。
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