PL166374B1 - Uniwersalny olej silnikowy - Google Patents

Abstract

Uniwersalny olej silnikowy przeznaczony do smarowania silników z zapłonem iskrowym i/lub samoczynnym, składający się z olejów bazowych uszlachetnionych modyfikatorami lepkości, depresatorami i ewentualnie związkami przeciwpiennymi, znamienny tym, że zawiera 95 do 80 części masowych olejów bazowych zestawionych z olejów podstawowych o lepkości kinematycznej 5 do 30 mm2/s w temperaturze 100°C, otrzymanych z frakcji ropy naftowej selektywnie rafinowanych, odparafinowanych, korzystnie hydrorafinowanych, uszlachetnionych modyfikatorami lepkości i/lub modyfikatorami lepkości o własnościach dyspergujących, depresatorami, i ewentualnie związkami przeciwpiennymi, i 5 do 20 częściami masowymi pakietu dodatków uszlachetniających, który zawiera dodatki detergentowo-dyspergujące w postaci związków metalicznych wapnia, i magnezu w mieszaninie z polibutenobursztynoimidami i/lub polibutenobursztynoestrami, ditiofosforanami cynku i/lub pochodnymi fenolowymi z rodnikami butylowymi, zawierającymi węgiel trzeciorzędowy i/lub pochodnymi aminowymi, zawierającymi drugorzędowy lub trzeciorzędowy azot przy czym związkami metalicznymi wapnia, i magnezu są normalne lub nadzasadowe wapniowe i magnezowe sole kwasu alkilosalicylowego, w których stosunek zawartości metalu w rezerwie alkalicznej do zawartości metalu w normalnych alkilosalicylanach wapnia, i magnezu wynosi 1,05 do 15, a zawartość przeciwjonu wapniowego 0,13 do 0,9 mola/kg, a magnezowego 0,2 do 0,7 mola/kg detergentu, i zawartych w pakiecie w ilości 10 do 30 części masowych alkilosalicylanów wapnia, i 5 do 20 części masowych alkilosalicylanów magnezu, dyspergatorami są polibutenobursztynoimidy i/lub polibutenobursztynoestry o zawartości azotu całkowitego w polibutenobursztynoimidach0,6 do 5,0% mas. istosunku azotu zasadowegodo azotu całkowitego, wynoszącym 0,1 do 0,8, które zawarte są w pakiecie w ilości 10 do 60 części masowych, ditiofosforany cynku są pochodnymi 0,0-diestrów kwasu ditiofosforowego, otrzymanymi z alkoholi pierwszorzędowych, zawierających 3 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkoksylowym i/lub alkoholi drugorzędowych, zawierających 3 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkoksylowym użytych w pakiecie w ilości 30 do 150 mmoli/kg, a pochodnymi fenolowymi z rodnikami butylowymi, zawierającymi węgiel trzeciorzędowy są 2,6-dibutylo-4-metylofenol i/lub 4,4'-metyleno-bis(2,6-dibutylofenol), i/lub 2,4-dimetylo-6- butylofenol i/lub 2,4,6-tributylofenol, i/lub 2,2 etylidenobis (4,6-dibutylofenol), i/lub 2,6-dibutylo-4-butylofenol użyte w ilości 0,1 do 10,0 części masowych, a pochodnymi amin, zawierających drugorzędowy lub trzeciorzędowy azot są p'p-dioktylodifenyloamina, i/lub N,N'-disecbutylo-p-fenylodiamina, i/lub N,N'-diizopropylo-p-fenylo-diamina, i/lub N,N'-di-beta-naftylo-p-fenylenodiaminą, i/lub N-fenyloalfanaftyloamina użyte w ilości 0,1 do 10,0 części masowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest uniwersalny olej silnikowy kategorii SF/CC przeznaczony do smarowania silników z zapłonem iskrowym i z zapłonem samoczynnym.

Nowe rozwiązanie konstrukcyjne silników spalinowych, uwzględniające zwiększone wymagania w zakresie energooszczędności, jak również uciążliwości dla otoczenia spowodowały zmianę parametrów technicznych silników. Silniki pracują na bardziej oszczędnych mieszankach paliwowo-powietrznych przy wysokim stopniu sprężania lub z turbodoładowaniem. Sprawia to, że wzrasta temperatura w komorze spalania jak również w górnej strefie pierścieni tłokowych i cylindra. Są to czynniki sprzyjające tworzeniu się szlamów i odkładaniu ich na częściach silnika.

Ponadto, przez wprowadzenie paliw bezołowionych wystąpiło niekorzystne zjawisko tworzenia się „czarnych szlamów. W takiej sytuacji wzrastają wymagania stawiane olejom smarowym, których zadaniem jest przeciwdziałanie tworzeniu się szlamów i odkładaniu na częściach silnika.

Silnikowe oleje smarowe o poprawionej zdolności działania zawierają nowe, skuteczniejsze kompozycje smarowe, zawierające w szczególności dodatki detergentowo-dyspergujące.

166 374

Olej silnikowy uniwersalny według wynalazku PRL Pat. 151 342 zawiera 0,1 do 0,5 części masowych antyutleniacza fenolowego otrzymanego w oparciu o 2,6-dialkilofenol i/lub jego pochodne i/lub antyutleniacza aminowego otrzymanego w oparciu o dwufenyloaminę i/lub jej pochodne i/lub fenylo-β-naftyloaminę i/lub jej pochodne i/lub ich mieszaniny w stosunku 1:1 i 0,8 do 1,4 części masowych ditiofosforanu cynku o rodnikach alkilowych zawierających od 3 do 8 węgli i/lub o rodnikach alkiloarylowych, i 74 do 92 części masowych oleju bazowego o lepkości nie niższej niż 6,0mm²/sek, o zawartości węglowodorów aromatycznych do 40 części masowych, żywic do 2,0 części masowych, siarki do 1,2 części masowych, który otrzymuje się w wyniku zmieszania 15 do 40 części masowych oleju podstawowego o lepkości 9 do 12 mm²/sek. w temperaturze 100°C, i zawartości węglowodorów aromatycznych do 40 części masowych, zawartości 2,0 części masowych żywic, zawartości do 1,5 części masowych siarki oraz 60 do 85 części masowych oleju podstawowego o lepkości 5 do 8 mm²/sek. w temperaturze 100°C, i zawartości węglowodorów aromatycznych do 30 części masowych, żywic 1,0 części masowych, siarki do 1,0 części masowych, przy czym oleje podstawowe otrzymane są na drodze selektywnej rafinacji, odparafinowane, i poddane procesom wykańczającym wodorem, olej zawiera także 5,5 do 10,0 części masowych znanych dodatków detergentowych popiołowych, i bezpopiołowych oraz 0,1 do 12 części masowych znanych dodatków lepkościowo-dyspergujących i/lub depresatorów, i do 0,01 części masowych inhibitorów pienienia, a dodatki są tak dobrane by liczba zasadowa oleju wynosiła od 5,5 do 7,5 mg KOH/g, a zawartość cynku nie przekraczała 0,14%.

W istocie wynalazku PRL 151 342 podkreśla się, że zastosowana mieszanina dodatków daje nieoczekiwany efekt synergetyczny w oleju zapobiegając powstawaniu szlamów, tworzeniu się laków na gorących częściach silnika, osadów na tłokach i rowkach. Ponadto podkreśla się fakt, że zastosowanie do oleju silnikowego dwóch antyutleniaczy zapewnia znacznie wyższą zdolność do zapobiegania tworzeniu się osadów niskotemperaturowych, a tworzące się osady w filtrze odśrodkowym są miękkie, pulchne, koloru szarego czego nie uzyskuje się w przypadku stosowania jednego antyutleniacza. Stosowanie inhibitorów utlenienia, zwiększa okres indukcyjny olejów bazowych, eliminuje konieczność stosowania syntetycznych olejów do formulacji oleju silnikowego, ale również zwiększa ilość produktów rozkładu tych produktów szczególnie w wysokiej temperaturze, co dodatkowo obciąża olej bazowy koniecznością rozpuszczenia produktów rozkładu i utrzymania ich w formie dyspersji.

Głównym celem wynalazku jest uzyskanie uniersalnego oleju silnikowego o ulepszonych własnościach detergentowo-dyspergujących, dobrej zdolności do przenoszenia „czarnego szlamu w porównaniu do oleju opisanego w patencie PRL 151342, wykazującego ponadto ulepszone własności przeciwutleniające i przeciwzużyciowe wynikające ze zjawiska synergizmu jaki występuje przy zastosowaniu pakietu dodatków z udziałem soli metalicznych, wapnia, i magnezu kwasu alkilosalicylowego.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że można uzyskać uniwersalny olej silnikowy do smarowania silników z zapłonem iskrowym i z zapłonem samoczynnym, który wykazuje dobre własności detergentowo-dyspergujące, odpowiednią zdolność do przenoszenia „czarnego szlamu, ulepszone własności przeciwutleniające i przeciwzużyciowe w szerokim zakresie temperatur przez zastosowanie 5 do 20 części masowych pakietu dodatków uszlachetniających, który zawiera dodatki detergentowo-dyspergujące w postaci związków metalicznych wapnia i magnezu w mieszaninie z polibutenobursztynoimidami i/lub polibutenobursztynoestrami, ditiofosforanami cynku i/lub pochodnymi fenolowymi z rodnikami butylowymi, zawierającymi węgiel trzeciorzędowy i/lub pochodnymi aminowymi, zawierającymi drugorzędowy lub trzeciorzędowy azot.

Jako związki metaliczne wapnia i magnezu zastosowano normalne lub nadzasadowe wapniowe, i magnezowe sole kwasu alkilosalicylowego, w których stosunek zawartości metalu w rezerwie alkalicznej do zawartości metalu w normalnych alkilosalicylanach wapnia, i magnezu wynosi 1,05 do 15. i zawartość przeciwjonu wapniowego 0,13 do 0,9 mola/kg, a zawartość przeciwjonu magnezowego 0,2 do 0,7 mola/kg detergentu.

Alikilosalicylanów wapnia jest w pakiecie 10 do 30 części masowych, alkilosalicylanów magnezu 5 do 20 części masowych.

Dyspergatorami są polibutenobursztynoimidy i/lub polibutenobursztynoestry, zawarte w pakiecie w ilości 10 do 60 części masowych. Polibutenobursztynoimidy zawierają 0,6 do 5,0%

166 374 masowych azotu całkowitego, a stosunek zawartości azotu zasadowego do zawartości azotu całkowitego wynosi 0,1 do 0,8.

Ditiofosforany cynku są pochodnymi 0,0'-diestrów kwasu ditiofosforowego, otrzymanymi z alkoholi pierwszorzędowych zawierających 3 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkoksylowym i/lub alkoholi drugorzędowych zawierających 3 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkoksylowym, użytych w pakiecie w ilości 30 do 150 mmoli/kg.

Jako pochodne fenolowe z rodnikami butylowymi, zawierającymi węgiel trzeciorzędowy są 2,6-dibutylo-4-metylofenol i/lub 4,4'-metyleno-bis(2,6-dibutylofenol), i/lub 2,4-dimetylo-6-butylofenol i/lub 2,4,6-tributylofenol, i/lub 2,2 etylidenobis(4,6-dibutylofenol) i/lub 2,6-dibutylo-4butylofenol użyte w ilości 0,1 do 10,0 części masowych.

Jako pochodne aminowe zawierające drugorzędowy lub trzeciorzędowy azot są p'pdioktylodifenyloamina i/lub N,N'-disecbutylo-p-fenylodiamina i/lub N,N'-diizopropylo-p-fenylodiamina, i/lub N,N'-di-beta-naftylo-p-fenylenodiamina i/lub N-fenylo-alfa-naftyloamina, użyte w ilości 0,1 do 10,0 części masowych.

Stwierdzono, że uniwersalny olej silnikowy do smarowania silników z zapłonem iskrowym i/lub samoczynnym zapobiega odkładaniu się produktów utlenienia oleju, rozkładu dodatków oraz produktów niecałkowitego spalania paliwa na gorących powierzchniach elementów silnika przez tworzenie warstewki adsorbcyjnej wykazującej działanie ochronne.

Nierozpuszczalne produkty utleniania rozkładu pirolitycznego oleju oraz zanieczyszczenia mechaniczne i pochodzące z rozkładu lub zużycia dodatków utrzymywane są w stanie dyspersji dzięki dobrym własnościom solibilizującym i peptyzującym. Olej silnikowy uniwersalny w składzie według wynalazku wykazuje odpowiednią reaktywność z kwasem siarkowym co gwarantuje dobre zdolności zobojętniające agresywne kwasy i chroni pierścienie tłoka, i tuleje cylindrową przed nadmiernym zużyciem korozyjnym.

Ponadto stwierdzono, że olej silnikowy uniwersalny według wynalazku zapobiega tworzeniu mikroemulsji wody i oleju, która w niedogrzanym silniku razem z zanieczyszczeniami stałymi, i ciekłymi nierozpuszczalnymi w oleju tworzy szkodliwe szlamy niskotemperaturowe, wykazuje bardzo dobre własności myjąco-dyspergująco-zobojętniające, przeciwutleniające, i przeciwzużyciowe wynikające z synergizmu zastosowanych alkilosalicylanów wapnia, i magnezu z pozostałymi dodatkami, i pełną kompatybilność tych dodatków. Te nieoczekiwane i nieoczywiste dobre własności użytkowe uniwersalnego oleju silnikowego, wynikające ze składu zastosowanego pakietu dodatków, synergizmu, i kompatybilności użytych w pakiecie dodatków stwierdzono, wykonując odpowiednie badania silnikowe.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w poniższym przykładzie ilustrującym skład i sposób wykonania oleju silnikowego uniwersalnego oraz ocenę własności użytkowych tego oleju w próbkach testowych silnikowych, nie można ich zatem traktować za ograniczenie wynalazku, ponieważ mają one charakter ilustrujący.

Przykład I. Z pakietem dodatków uszlachetniających charakteryzującym się własnościami:

- lepkość w temperaturze 100°C, mm²/s 130

- zawartość wapnia, % mas. 2,5

- zawartość magnezu, % mas. 1,0

- zawartość cynku, % mas. 1,8

- zawartość fosforu, % mas. 1,6

- całkowita liczba zasadowa, mg KOH/g 120,5

- popiół siarczanowy, % mas. 16,0

Zestawiono olej silnikowy klasy SF/CC SAE 15 W/40. Zmieszano w temperaturze 70°C w mieszalniku 55 części masowych oleju podstawowego o lepkości kinematycznej 5,3mm²/s w temperaturze 100°C, 45 części masowych oleju podstawowego o lepkości kinematycznej 11,06mm2/s w temperaturze 100°C, 1,0 części masowych dodatku lepkościowego kopolimeru styrenowo-izoprenowego, 7 części masowych pakietu dodatków uszlachetniających i 0,2 części masowe dodatku dyspergującego. Otrzymany według wynalazku olej silnikowy ma lepkość kinematyczną 14,1 mm2/s w temperaturze 100°C, wskaźnik lepkości 133, liczbę zasadową 7,8 mg KOH/g, popiół siarczanowy 1,0% mas. Wyniki badania własności użytkowych tego oleju podaje tabela 1.

166 374

Tabela

Wyniki oceny własności użytkowych oleju silnikowego uniwersalnego kategorii SF/CC SAE 15 W/40

	Olej silnikowy kat. CC	Olej wg wynalazku
1	2	3
Odporność na utlenianie i działanie korodujące w silniku gaźnikowym Petter W-1 - stopień zalakowania zewnętrznej powierzchni płaszcza tłoka punkty - stopień zanieczyszczenia kanałów pierścienia zgarniającego punkty - stopień zapieczenia lub zakleszczenia pierścieni uszczelniających punkty - strata masy panewek korbowych mg - przyrost lepkości kinematycznej w temp. 40°C po 36 godz. badania %	10 czyste pierścienie swobodne 13,6 18,1	10 czyste pierścienie swobodne 6,8 14,4

Własności myjące badane w doładowanym silniku czterosuwowym Petter AV-B

- stopień uruchomienia pierścieni uszczelniających	punkty	10	10
- stopień zanieczyszczenia kanałów pierścienia zgarniającego, punkty	10	10
- stopień zanieczyszczenia powierzchni tłoka x 10:7	punkty	72,5	78,5

Zdolność do zapobiegania tworzeniu się osadów niskotemperaturowych w silniku Zastawa 750 po 63 cyklach

- grubość warstwy osadów w filtrze odśrodkowym punkty	6,4	6,7
- masa osadów na filtrze odśrodkowym g	48	44
- wskaźnik dyspersji w oleju	0,91	0,86
Własności przeciwrdzewne w silniku Zastawa 750
- stopień skorodowania drążków popychaczy po 48 h pracy silnika punkty	7,6	7,8
Zdolność do zapobiegania tworzeniu się nadmiernych osadów wysokotemperatu-
rowych w silniku Fiat 115C.076
- stopień uruchomienia pierścieni tłokowych (średnio) punktów	10	10
- stopień zanieczyszczenia zewnętrznych płaszczy tłoków punkty	8,8	8,93

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,100 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Uniwersalny olej silnikowy przeznaczony do smarowania silników z zapłonem iskrowym i/lub samoczynnym, składający się z olejów bazowych uszlachetnionych modyfikatorami lepkości, depresatorami i ewentualnie związkami przeciwpiennymi, znamienny tym, że zawiera 95 do 80 części masowych olejów bazowych zestawionych z olejów podstawowych o lepkości kinematycznej 5 do 30 mm²/s w temperaturze 100°C, otrzymanych z frakcji ropy naftowej selektywnie rafinowanych, odparafinowanych, korzystnie hydrorafinowanych, uszlachetnionych modyfikatorami lepkości i/lub modyfikatorami lepkości o własnościach dyspergujących, depresatorami, i ewentualnie związkami przeciwpiennymi, i 5 do 20 częściami masowymi pakietu dodatków uszlachetniających, który zawiera dodatki detergentowo-dyspergujące w postaci związków metalicznych wapnia, i magnezu w mieszaninie z polibutenobursztynoimidami i/lub polibutenobursztynoestrami, ditiofosforanami cynku i/lub pochodnymi fenolowymi z rodnikami butylowymi, zawierającymi węgiel trzeciorzędowy i/lub pochodnymi aminowymi, zawierającymi drugorzędowy lub trzeciorzędowy azot przy czym związkami metalicznymi wapnia, i magnezu są normalne lub nadzasadowe wapniowe i magnezowe sole kwasu alkilosalicylowego, w których stosunek zawartości metalu w rezerwie alkalicznej do zawartości metalu w normalnych alkilosalicylanach wapnia, i magnezu wynosi 1,05 do 15, a zawartość przeciwjonu wapniowego 0,13 do 0,9 mola/kg, a magnezowego 0,2 do 0,7 mola/kg detergentu, i zawartych w pakiecie w ilości 10 do 30 części masowych alkilosalicylanów wapnia, i 5 do 20 części masowych alkilosalicylanów magnezu, dyspergatorami są polibutenobursztynoimidy i/lub polibutenobursztynoestry o zawartości azotu całkowitego w polibutenobursztynoimidach 0,6 do 5,0% mas. i stosunku azotu zasadowego do azotu całkowitego, wynoszącym 0,1 do 0,8, które zawarte są w pakiecie w ilości 10 do 60 części masowych, ditiofosforany cynku są pochodnymi 0,0-diestrów kwasu ditiofosforowego, otrzymanymi z alkoholi pierwszorzędowych, zawierających 3 do 12 atomów węgla w łańcuchu alkoksylowym i/lub alkoholi drugorzędowych, zawierających 3 do 8 atomów węgla w łańcuchu alkoksylowym użytych w pakiecie w ilości 30 do 150 mmoli/kg, a pochodnymi fenolowymi z rodnikami butylowymi, zawierającymi węgiel trzeciorzędowy są 2,6-dibutylo-4-metylofenol i/lub 4,4'-metyleno-bis(2,6dibutylofenol), i/lub 2,4-dimetylo-6-butylofenol i/lub 2,4,6-tributylofenol, i/lub 2,2 etylidenobis (4,6-dibutylofenol), i/lub 2,6-dibutylo-4-butylofenol użyte w ilości 0,1 do 10,0 części masowych, a pochodnymi amin, zawierających drugorzędowy lub trzeciorzędowy azot są p'p-dioktylodifenyloamina, i/lub N,N'-disecbutylo-p-fenylodiamina, i/lub N,N'-diizopropylo-p-fenylo-diamina, i/lub N,N'-di-beta-naftylo-p-fenylenodiaminą, i/lub N-fenyloalfanaftyloamina użyte w ilości 0,1 do 10,0 części masowych.