CS272626B1 - Multistage oil for internal combustion engines - Google Patents

Description

1 CS 272626 Dl

Vynález sa týká viacstupňového motorového oleja vhodného pre motory vnútornéhospalovania.

Pre celoročně mazanie výkonných zážihových a vznětových motorov sa používají viac-stupňové motorové oleje viskozitných tríed SAE 5W/30 až SAE 20W/50 avšak vzhládom kúspoře pohonných hmot hlavně menej viskózne oleje triedy SAE 101V/30 až SAE 15W/40. Tie-to motorové oleje pozostávajú zo základového oleja, modifikátora vískozity, ktorým bý-vajú hlavně styrénizoprénové kopolyméry, olefinické kopolyméry a polymetakryláty a z vý-konnostných přísad. Ako výkonnostně přísady sa bežne používajú ditíofosfáty zinku, kto-ré majú antíoxidačný účinok a zlepšujú protioderové vlastnosti oleja, sulfonáty, fenolá-ty, tiofosfáty a salicyláty kovov alkalických zemin s funkciou detergentu vzniklých ne-čistot a sukcínimidy alebo Mannichove bázy, ktoré dispergujú uvolněné nerozpustné látky.Pre zabezpečenie požadovaných vlastností sa do motorových olejov uvedené výkonnostněpřísady pridávajú-v množstve 5 až 15 % hmot,

Rovnakú úroveň užitkových vlastností motorového oleja pre motory vnútorného spalo-vanía možno dosiahnút pri nižšej celkovej ďozácii přísad, keS sa použije motorový olejzloženia podlá vynálezu, ktorého podstatou je synergický účinok antioxidačných přísad.

Za účelom spomalenia oxidácie ropných olejov sa používajú dva druhy přísad: vysoko-teplotně antioxidanty typu ditiofosfátov zínočnatých, ktoré posobia ako rozkladače pe-roxidov vzniklých v priebehu oxidačného procesu, a bezpopolné antioxidanty na báze fe-nolov a amínov, ktoré účinkují ako lapače radikálov. Zatial čo antioxidanty typu ditío-fosfátov zinočnatých sú obsiahnuté takmer v každom motorovom oleji, bezpopolnaté anti-oxídanty sa používajú v mazacích olejoch tepelne menej namáhaných, ako sú ložiskové,hydraulické, transformátorové a iné oleje.

Motorový olej podlá vynálezu pozostáva z ropného základového oleja, vyrobeného se-lektívnou rafináciou a dorafinovaného hydrogenacne alebo kontaktováním, s obsahom aroma-ticky viazaného uhlíka 2 až 12 % hmot. a z přísad antioxidačných: typu ditiofosfátuzinku o množstve 0,5 až 1,5 % hmot. a typu fenolov a amínov, pričom hmotnostný poměrditiofosfátov k fenolom a amínom je 1:0,1 až 1:0,6, z přísad detergentných: sulfonátovvápenatých v množstve 0,5 až 8 % hmot., fenolátov vápenatých a/alebo salicylátov kovovalkalických zemin v množstve 0,5 až 7 % hmot., z přísad disperzantných: sukcínimidova/alebo Mannichových báz v množstve 1 až 10 % hmot., z modifikátorov viskozity v množst-ve 0,5 až 15 % hmot., a z depresantu bodu tuhnutia v množstve 0,2 až 2 % hmot. Uvedenémnožstvá aditívov sa vztahujú na priemyselné produkty, ktoré obsahujú přibližné 50 %účinnéj látky rozpustenej v oleji. Výhodou motorového oleja podlá vynálezu proti motorovým olejom rovnakej úrovněúžitných vlastností vyrobených klasickou formuláciou je nižšia dozácia výkonnostnýchaditívov. Na druhej straně pri rovnakej celkovej dozácii výkonnostných přísad možnopostupom podlá vynálezu dosiahnút vyššiu úroveň užitkových vlastností motorového oleja.

Pre ilustráciu sú uvedené příklady prevedenia, ktoré dokumentujú synergický účinokkombinácie antioxidantov. Příklad 1

Motorový olej viskozity SAE 101V/40 a vlastností podlá API SD/CB bol připravenýaditiváciou selektívne rafinovaného a hydrogenačne dorafinovaného základového oleja, ktorý mal tieto vlastnosti: * 2 5,18 mm /s92 viskozita pri 100viskozitný indexbod vzplanutiabod tuhnutiaobsah C.

208 UC-12 °C 5,3 % hmot. CS 272626 B1

Na aditiváciu sa použilo 6,0 % hmot. zmesi přísad, ktorá pozostávala z 1,0 % hmot.dialkylditiofosfátu zinku, 0,1 % hmot. metylén-bis-alkylfenolu, 0,1 % hmot. alkyldife-nylamínu a 4,8 % hmot. detergentov a disperzantov, pozostávajúcich z 1,8 % hmot. sulfo-nátov vápenatých, 1,4 % hmot. fenolátu vápenatého, 0,8 % hmot. sukcínimidu a 0,8 % hmotMannichovej bázy. Motorový olej bol zahuštěný styrén-izoprénovým kopolymérom v množstve 1,5 % hmot. a ako depresant sa použil polymetakrylát v množstve 0,3 % hmot. čím sa zís-kal olej s týmito vlastnostami:

viskozita pri 100 °C 2 14,57 mm /s viskozita pri -20 °C 2,9 Pa.s viskozitný index 195 bod vzplanutia 206 °C bod tuhnutia -35 °C popol 0,92 % hmot. TBN 5,0 mgKOH/g Motorový olej podlá vynálezu bol podrobený skúške na vznetovom motore Petter AVI podía IP 175/77 a dosiahnuté výsledky sú uvedené v tabulke 1. V tabuíke sú tiež uvedenévýsledky skúšky referenčného motorového oleja, ktorý sa lišil od oleja podlá vynálezulen tým, že neobsahoval bezpopolné antioxidanty fenolového a aminového typu a obsah de-tergentov a disperzantov bol zvýšený na 5,0 % takže celková dozácia výkonnostných pří-sad bola rovnaká při zachovaní ich vzájomného poměru.

Tabulka 1: Výsledky skúšok Petter AVI motorového olejaSAE 10W/40

Olej Referenčný Podía vynálezu zapečenie krúžkov 10 10 karbon plniaci 9,6 9,9 1. drážka 2,1 6,0 2. drážka 2,9 7,0 3. drážka 5,4 9,0 4. drážka 8,3 9,6 / drážok 4,7 7,9 1. mostík 4,4 5,6 2. mostík 5,5 7,7 3. mostík 6,0 7,5 0 mostíkov 5,3 7,0 štrbina olejového krúžku 10 10 plášt piestu 9,5 9,9 vnútro piestu 9,9 10 dno piestu 7,5 7,3 zádery na koruně 8,8 8,0 úsady na róznych častiach 7,7 7,3 súčet 83,0 87,3 Výsledky motorových skúšok Petter AVI ukázali, že použitie kombinácie přísad di-tiofosfátu zinku a antioxidantov fenolového a aminového typu umožňuje výrazné zlepšitodolnost motorového oleja proti oxidácii čo sa prejavuje hlavně v oblasti prvej piest-nej drážky kde je teplota piestu najvyššia. 3 CS 272626 B1 Příklad 2

Motorový olej viskozity SAE 10W/30 a úžitných vlastností podía API SC/CB ból připra-vený aditiváciou selektívne rafinovaného a kontaktováním dorafinovaného základového ole- ktorý mal tieto vlastnosti: viskozita pri 100 °C 5,04 mm^/s viskozitný index 93 bod vzplanutia 202 °C bod tuhnutia -12 °C obsah CA 4,7 % hmot.

Na aditiváciu sa použilo 5,0 % hmot. zmesi přísad, ktorá pozostávala z 1,0 % hmot.dialkylditiofosfátu zinku, 0,1 % hmot. metylén-bis-alkylfenolu, 0,1 % hmot. alkyldife-nylamínu a 3,8 % hmot. detergentov a dísperzantov, pozostávajúcich z 1,2 % hmot. sulfo-nátov vápenatých, 1,2 % hmot. fenolátov vápenatých, 0,7 % hmot. sukcínimidov a 0,7 %hmot. Mannichovej bázy. Motorový olej bol zahuštěný styrénizoprénovým kopolymérom vmnožstve 1,2 % hmot. a ako depresant sa použil polymetakrylát v množstve 0,3 % hmot.čím sa získal olej SAE 10W/30 týchto vlastností: viskozita pri 100 Cviskozita pri -20 °Cviskozitný.indexbod vzplanutiabod tuhnutiapopol

TBN 12,14 mm /s2,4 Pa.s 146204-36 °C0,78 % hmot.4,2 mgKOH/g

Motorový olej podlá vynálezu bol podrobený skúške na motore Petter AVI podía IP175/77 a dosiahnuté výsledky sú uvedené v tabulke 2. Referenčný motorový olej uvedenýv tabulke sa lišil od oleja podía vynálezu tým, že neobsahoval bezpopolné antioxidantyfenolového a aminového typu, obsah dialkylditiofosfátov bol rovnaký 1,0 % hmot. a cel-ková dozácia výkonnostných přísad bola zvýšená na 6,0 % hmot. pri zachovaní ich vzájom-ného poměru.

Tabulka 2: Výsledky skúšok Petter AVI motorového olejaSAW 101V/30 Olej Referenčný Podlá vynálezu zapečenie krúžkov 10 10 plniaci karbon 9,8 10 1. drážka 4,3 7,4 2, drážka 3,1 8,4 3. drážka 4,1 9,0 4. drážka 9,0 6,3 ýf drážok 5,1 7,8 1. mostík 4,6 5,2 2. mostík 5,2 7,1 3. mostík 6,6 7,6 J2f mostíkov 5,8 6,6 štrbina olejového krúžku 10 10 plást piestu 9,7 9,9 vnútro piestu 9,9 9,9 dno piestu 6,8 5,0 zádery na koruně 8,5 8,2 úsady na roznych Častiach 7,8 8,0 súčet 83,4 85,4 CS 272626 B1 4 Výsledky motorových skúšok Petter AVI ukázali, že kombinácia popolných a bezpopol-ných antioxidantov významnéjsie vplýva na úžitnú hodnotu motorového oleja ako zvýšeniecelkovej dozácie detergentných a disperzantných přísad. Příklad 3

Motorový olej viskozity SAE 15W/5O a úžitných vlastností podfa API SD/CB bol při-pravený aditiváciou základového oleja, ktorý pozostával zo zmesi 15 % hmot. selektívnerafinovaného oleja s označením 874 W a 85 % vysokotlakového hydrogenátu s označenímOHSP 105.

Vlastnosti základového oleja a jeho komponent boli následovně:

Olej: základový 874 W OHSP viskozita pri 100 °C, mm2/s 6,702 16,17 6, viskozitný index 110 83 115 bod vzplanutia, °C 220 236 214 bod tuhnutia, °C -16 > -14 -16 obsah C^, % hmot. 3,7 10,1 2,

Na aditiváciu sa použilo 6,0 % hmot. zmesi přísad uvedených v příklade 1 a 10 %hmot. modifikátora viskozity polymetakrylátového typu, čím sa získal motorový olej svlastnostami: o„ 2 viskozita při 100 UCviskozita při -15 °Cviskozitný indexbod vzplanutiabod tuhnutiapopol

TBN 16,85 mm /s3,3 Pa. s174

222 °C-34 °C 0,94 % hmot.5,0 mg KOH/g

Motorový olej podlá vynálezu bol podrobený motorovej skúške Petter AVI podfa IP175/77 a výsledky sú uvedené v tab.3. V tabuíke sú tiež skúšky referenčného oleja, kto-rý sa lišil od oleja podlá vynálezu tým, že neobsahoval bezpopolné antioxidanty a obsahostatných přísad bol zachovaný. 5 CS 272626 Dl

Tabulka 3: Výsledok skúšok Petter AVI motorového olejaSAE 15W/40 Olej ReferenSný Podlá vynálezu zapečenie krúžkov 10 10 plniaci karbon 9,3 9,5 1. drážka 6,0 6,4 2. drážka 3,3 6,4 3. drážka 7,6 6,3 4. drážka 9,9 9,7 ýf drážok 6,7 7,2 1. mostík 5,1 5,9 2. mostík 9,2 9,0 3. mostík 9,8 8,3 / mostíkov 8,0 7,7 štrbina olejového krúžku 10 10 plást piestu 9,5 10 vnútro piestu 10 10 dno piestu 6,2 6,7 zádery na koruně 8,2 8,8 úsady na rozných Sastiach 5,7 5,8 súčet 83,6 85,7 Výsledky motorových skúšok Petter AVI potvrdili synergický efekt bezpopolných anti-oxidantov. Příklad 4

Motorový olej viskozity SAE 20W/40 a užitných vlastností podlá API SF/CD bol při-pravený aditiváciou selektívne rafinovaného a hydrogenačne dorafinovaného základovéhooleja, ktorý mal tieto vlastnosti: viskozita pri 100 °C 7,6 mm^/s viskozitný index 90

bod vzplanutía 224 °C

bod tuhnutia -12 °C obsah 7,3 % hmot.

Na aditiváciu sa použilo 15,1 % hmot. zmesi výkonnostných přísad, ktorá pozostáva-la z 0,9 % hmot. dialkylditiofosfátu zinku s alkylmi Οθ, z 0,5 % hmot. dialkylditio-fosfátu zinku s alkylmi C^, z 0,1 % hmot. metylén-bis-hexylfenólu, 0,1 % hmot. heptyl-difenylamínu, 1,5 % hmot. fenolátu vápenatého, 3,5 % hmot. salicylátu vápenatého, 3,5 % hmot. sulfonátu vápenatého, 5,0 % hmot. sukcínimidu a 3,3 % hmot. zmesi visko-zitných přísad pozostávajúcej z 0,3 % hmot. styrén-izoprénového kopolyméru a 3,0 %hmot. polymetakrylátu. Vlastnosti motorového oleja: viskozita pri 100 °C O 15,60 mm /s viskozita pri -10 °C 4,1 Pa.s viskozitný index 133 bod vzplanutia 226 °C bod tuhnutia -30 °C popol 1,22 % hmot, TBN 13,4 mgKOH/g

Claims (2)

1. CS 272626 B1 6 Motorový olej podlá vynálezu bol podrobený skúške na preplňovanom motore PetterAVII podlá IP 279/725 a dosiahnuté výsledky sú uvedené v tab.4. V tabuike sú uvedenétiež výsledky skúšky referenčného oleja, ktorý sa lišil od oleja podlá vynálezu_tým,že neobsahoval bezpopolné antioxidanty a dozácia ostatných přísad zostala zachovaná. Tabulka 4: Výsledky skúšok Petter AVC motorového olejaSAE 20W/40 Olej Referenčný Podía vynálezu 1. drážka 4,4 9,1 2. drážka 8,9 9,9 3. drážka 9,7 9,9 1. mostík 8,0 9,2 2. mostík 9,5 9,7 plást piestu 9,9 9,9 dno piestu 7,5 6,9 súčet 10/7 82,7 92,3 Výsledky motorových skúšok Petter AVB dokázali výhodu zloženia motorového olejapodlá vynálezu. PŘED MET VYNÁLEZU

   1. Vícestupňový motorový olej pre motory vnútorného spalovania na báze ropného oleja,antioxidnčných, detergentných, disperzantných a protipeniacich přísad a modifikátoraviskozity, vyznačujúci sa tým, že obsahuje ropný základový olej, vyrobený selektívnourafináciou a dorafinovaný hydrogenačne a/alebo kontaktováním, s viskozitou pri 100 °C 4.5 až 8 mm /s, s viskozitným indexom min. 90, s obsahom aromaticky viazaného uhlíka 2až 12 % hmot., přísady antioxidačné: typu dialkylditiofosfát zinku v množstve 0,5 až 1.5 % hmot. a typu alkylfenolov a alkylaromatických amínov, pričom hmotnostný poměr di-tiofosfátov k fenolom a amínom je 1:0,1 až 1:0,6, přísady detergentné: sulfonáty vápenatév množstve 0,5 až 8 % hmot., fenoláty vápenaté a/alebo salicyláty kovov alkalických ze-min v množstve 0,5 až 7 % hmot., přísady disperzantné: sukcínimidy s molekulovou hmot-nostou 800 až 4500 a/alebo Mannichove bázy s molekulovou hmótnostou 700 až 5000 v množst-ve 1 až 10 % hmot., modifikátory viskozity: styrén-diénové kopolyméry s molekulovouhmotnostou 50000 až 200000 a/alebo polymetakryláty s molekulovou hmotnostou 50000 až400000 a/alebo alkénové kopolyméry s molekulovou hmotnostou 10000 až 120000 v množstve0,5 až 15 % hmot. a depresant bodu tuhnutia v množstve 0,2 až 2 % hmot.
2. 2. Viacstupňový motorový olej podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, Že ropný základovýolej pozostáva zo zmesi oleja vyrobeného selektívnou rafináciou a oleja vyrobenéhohydrogenáciou při tlaku min. 10 MPa, pričom obsah selektívne rafinovaného oleja v zá- .kladovom oleji je 5 až 100 % hmot.