RU2697863C2

RU2697863C2 - Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания

Info

Publication number: RU2697863C2
Application number: RU2017124391A
Authority: RU
Inventors: Мао УЭДА; Киёси ХАНЮДА; Коити КУБО
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2019-08-21
Also published as: BR112017012384A2; EP3230417A1; RU2017124391A3; CN107001972A; US20170349855A1; EP3230417B1; JP2016113497A; WO2016091926A1; RU2017124391A; CN107001972B; JP6655284B2; US10465142B2

Abstract

Изобретение описывает композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, содержащую следующие компоненты: (a) базовое масло смазочного масла, имеющее кинематическую вязкость при 100°C от 2 до 12 мм/с, которое представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3 по API, имеющее индекс вязкости 95 или выше, содержание серы 0,03 мас.% или ниже и значение %CA 1 или ниже, или их комбинацию, (b) азотсодержащий беззольный диспергирующий агент в количестве 0,01-0,3 мас.% в пересчете на содержание азота от общего количества композиции, (c) металлсодержащий детергент, который содержит кальций и/или магний в качестве щелочноземельного металла, в количестве 0,05-0,3 мас.% в пересчете на содержание щелочноземельного металла от общего количества композиции, (d) диалкилдитиофосфат цинка в количестве 0,05-0,13 мас.% в пересчете на содержание фосфора от общего количества композиции и (e) маслорастворимое полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, представленное химической формулой (1), где R обозначает прямоцепную или разветвленную алкильную группу или прямоцепную или разветвленную алкенильную группу, содержащую 7-20 атомов углерода, в количестве 0,015-0,040 мас.% в пересчете на содержание бора от общего количества композиции. Технический результат заключается в получении композиции смазочного масла, обладающей низким коэффициентом трения и хорошими очищающими свойствами при высоких температурах. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.(1)

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла. В частности, настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, обладающей низким коэффициентом трения и хорошими очищающими свойствами при высоких температурах.

Уровень техники

Ранее было предложено множество композиций смазочных масел для двигателей внутреннего сгорания. Например, японский патент № JP 2003-073685 описывает композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, которая обеспечивает высокую износостойкость двигателя и обладает хорошими очищающими свойствами при высоких температурах.

Для повышения экономии топлива важно предотвратить потери энергии на трение в двигателе при движении автомобиля. То есть уменьшение коэффициента трения скользящих частей путем добавления модификатора трения, как описано в патенте № JP 2003-073685, является эффективным для повышения экономии топлива. Кроме того, добавление улучшителя индекса вязкости эффективно для снижения кинематической вязкости при низких температурах, для сохранения кинематической вязкости при высоких температурах и для снижения вязкостного сопротивления при низких температурах масла.

Однако модификаторы трения и улучшители индекса вязкости на основе полиметакрилата, которые значительно улучшают индекс вязкости, легко подвергаются термическому разложению, неблагоприятно влияют на очищающие свойства моторных масел и, как полагают, ускоряют образование осадка. В частности, имеются опасения, что улучшители индекса вязкости и модификаторы вязкости подвергаются термическому разложению и вызывают накопление осадка вокруг поршневых колец, а также во внутренних полостях поршня, которые подвергаются воздействию высоких температур. В частности, если осадок вокруг поршневых колец приводит к заклиниванию поршневого кольца, невозможно надежно изолировать сжигаемые газы посредством цилиндра и поршневого кольца, и это приводит к уменьшению экономии топлива и аномальному износу в области между цилиндром и кольцом. Кроме того, если осадок накапливается во внутренней полости поршня, ухудшается теплопроводность, при этом тепло не может отводиться из камеры сгорания, из-за высоких температур происходит аномальное тепловое расширение и может произойти растрескивание поршня и повреждение других деталей двигателя внутреннего сгорания.

Следовательно, с целью предотвращения окисления масла, подавления образования осадка и повышения эффективности защиты двигателя, необходимо, чтобы масло обладало высокой окислительной стабильностью и хорошими очищающими свойствами. Для улучшения очищающих свойств при высоких температурах используют модифицированные бором диспергирующие агенты.

Однако использование модифицированных бором диспергирующих агентов неэффективно для снижения трения, что приводит к ухудшению термической и окислительной стабильности и коррозии металлов, а также приводит к увеличению кислотного числа масла и коррозии цветных металлов.

Следовательно, целью настоящего изобретения является получение композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, обладающей более низким коэффициентом трения и улучшенными очищающими свойствами, не вызывающей ухудшения термической и окислительной стабильности и коррозии металлов.

Раскрытие изобретения

В результате тщательных исследований, направленных на решение вышеуказанной проблемы, авторы настоящего изобретения обнаружили, что при добавлении маслорастворимого полуполярного органического борсодержащего поверхностно-активного вещества снижается коэффициент трения и улучшаются очищающие свойства без ухудшения термической и окислительной стабильности и коррозии металлов, и, таким образом, создали настоящее изобретение.

Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, содержащую следующие компоненты:

a) базовое масло смазочного масла, имеющее кинематическую вязкость при 100ºC от 2 до 12 мм²/с, которое представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3 по классификации Американского нефтяного института (API), имеющее индекс вязкости 95 или выше, содержание серы 0,03 мас.% или ниже и значение %CA 1 или ниже, или их комбинацию,

(b) азотсодержащий беззольный диспергирующий агент в количестве 0,01-0,3 мас.% в пересчете на содержание азота от общего количества композиции,

(c) металлсодержащий детергент, который содержит кальций и/или магний в качестве щелочноземельного металла, в количестве 0,05-0,3 мас.% в пересчете на содержание щелочноземельного металла от общего количества композиции,

(d) диалкилдитиофосфат цинка в количестве 0,05-0,13 мас.% в пересчете на содержание фосфора от общего количества композиции, и

(e) маслорастворимое полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, представленное химической формулой 1,

(1),

где R обозначает прямоцепную или разветвленную алкильную группу или прямоцепную или разветвленную алкенильную группу, содержащую 7-20 атомов углерода, в количестве 0,015-0,040 мас.% в пересчете на содержание бора от общего количества композиции,

Согласно настоящему изобретению возможно получение композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, обладающей более низким коэффициентом трения и улучшенными очищающими свойствами, не вызывающей ухудшения термической и окислительной стабильности.

Осуществление изобретения

Ниже будут приведены подробные пояснения в отношении композиции (конкретные компоненты и количества компонентов при составлении смеси), физических свойств и предполагаемых применений композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания при существующем режиме работы, при этом настоящее изобретение этим не ограничивается.

Сначала будут приведены пояснения в отношении компонентов в композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению и количества указанных компонентов при составлении смеси.

Базовое масло согласно настоящему изобретению представляет собой:

a) базовое масло смазочного масла, имеющее кинематическую вязкость при 100ºC от 2 до 12 мм²/с, которое представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3 по API, имеющее индекс вязкости 95 или выше, содержание серы 0,03 мас.% или ниже и значение %CA 1 или ниже, или их комбинацию.

Кинематическая вязкость при 100ºC предпочтительно составляет от 2 до 12 мм²/с, более предпочтительно от 3 до 12 мм²/с, и еще более предпочтительно от 5 до 12 мм²/с. Если кинематическая вязкость при 100ºC менее 2 мм²/с, для достижения требуемой вязкости композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания становится необходимым использовать большое количество улучшителя индекса вязкости, что приводит к появлению проблем, связанных с сопротивлением сдвигу. При этом если кинематическая вязкость при 100ºC превышает 12 мм²/с, кинематическая вязкость при более низких температурах возрастает, вязкое сопротивление увеличивается, что делает затруднительным снижение трения в двигателе. Кроме того, кинематическая вязкость при 40°C может составлять от 5 до 150 мм²/с, а более предпочтительно, от 5 до 120 мм²/с.

Индекс вязкости предпочтительно составляет 95 или выше, а более предпочтительно 100 или выше. Если индекс вязкости ниже 95, вязкость при низких температурах возрастает, из-за увеличения вязкого сопротивления трение в двигателе увеличивается, при этом возникают требующие разрешения вопросы, касающиеся ухудшения в экономии топлива.

Содержание серы предпочтительно составляет 0,03 мас.% или ниже, более предпочтительно, 0,01 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно, 0,005 мас.% или ниже. Если содержание серы превышает 0,03 мас.%, возникают проблемы, связанные с ухудшением окислительной стабильности.

Значение %CA предпочтительно составляет 1 или ниже, а более предпочтительно 0,5 или ниже. Если значение %CA превышает 1, количество ненасыщенных связей в молекулах базового масла увеличивается, что приводит к проблемам, связанным с термической и окислительной стабильностью. Значение %СА (содержание ароматических компонентов) базового масла в настоящем изобретении измеряется посредством анализа n-d-M в соответствии с ASTM D3238.

Согласно настоящему изобретению базовое масло представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3, которое удовлетворяет вышеупомянутым условиям, или их комбинацию.

Настоящее изобретение может содержать базовые масла, отличные от вышеупомянутого базового масла, при условии, что это не наносит ущерба эффекту, достигаемому изобретением. Например, можно вводить базовое масло группы 1, имеющее кинематическую вязкость при 100°C от 2 до 12 мм²/с, значение %CA 5 или ниже и содержание серы менее 0,8 мас.%, или базовое масло группы 4 или группы 5, имеющее кинематическую вязкость при 100°C 2-12 мм²/с, в количестве до 10 мас.% от общего количества композиции.

Согласно настоящему изобретению азотсодержащий беззольный диспергирующий агент представляет собой общеизвестную присадку к смазочному маслу. Содержание азотсодержащего беззольного диспергирующего агента предпочтительно составляет 0,01-0,3 мас.%, более предпочтительно 0,05-0,3 мас.%, и еще более предпочтительно 0,05-0,2 мас.% в пересчете на содержание азота от общего количества композиции. Если данное содержание ниже 0,01 мас.%, имеются опасения, что требуемые показатели диспергирования не могут быть достигнуты, и если данное содержание превышает 0,3 мас.%, имеются опасения, что вязкость будет повышаться, а текучесть при низкой температуре будет снижаться.

Для увеличения эффекта, достигаемого настоящим изобретением, предпочтительно, чтобы азотсодержащий беззольный диспергирующий агент представлял собой присадку, выбранную из группы, состоящей из борированного или неборированного алкилсукцинимида или алкенилсукцинимида, борированного или неборированного эфира алкилянтарной кислоты или эфира алкенилянтарной кислоты, борированного или неборированного имида алкилянтарной кислоты или имида алкенилянтарной кислоты, борированного или неборированного амида алкилянтарной кислоты или амида алкенилянтарной кислоты или их произвольную комбинацию.

Примеры беззольных диспергаторов на основе имида янтарной кислоты и беззольных модифицированных бором диспергаторов на основе имида янтарной кислоты включают в себя перечисленные ниже вещества. Примеры диспергирующих агентов на основе имида янтарной кислоты включают в себя азотсодержащие соединения, такие как имиды янтарной кислоты, содержащие алкенилгруппу или содержащие алкилгруппу, полученные из полиолефинов, бензиламина, полиаминов и оснований Манниха. Кроме того, диспергирующий агент на основе имида янтарной кислоты может быть производным, полученным путем воздействия на указанные азотсодержащие соединения соединений фосфора, таких как тиофосфорная кислота или тиофосфат, органической кислоты, гидроксиполиоксиалкиленкарбоната или тому подобных соединений. Примеры беззольных модифицированных бором диспергирующих агентов на основе имида янтарной кислоты включают в себя производные, полученные путем воздействия соединения бора, такого как борная кислота или борат, на указанные азотсодержащие соединения.

Диспергирующий агент в настоящем варианте осуществления должен быть образован из одного диспергирующего агента, произвольно выбранного из числа перечисленных выше, или двух или более их типов. Кроме того, особенно предпочтительно, чтобы беззольный диспергирующий агент представлял собой полибутенил имид янтарной кислоты бис-типа, производное полибутенил имида янтарной кислоты бис-типа или их смесь.

При этом вышеупомянутые алкенильные группы и алкильные группы могут быть прямоцепными или разветвленными. В частности, алкенильные группы и алкильные группы представляют собой алкенильные группы и алкильные группы, полученные из олигомеров олефинов, таких как пропилен, 1-бутен и изобутилен, и соолигомеров этилена и пропилена. Предпочтительно, чтобы разветвленные алкильные группы и разветвленные алкенильные группы были получены из полиизобутена, который представляет собой тип полибутена, имеющий среднечисленную молекулярную массу 500-5000, более предпочтительно 700-4000 и, еще более предпочтительно 900-3000. Молекулярные массы полимерных присадок могут быть получены, например, с использованием высокоэффективного жидкостного хроматографа Shodex GPC-101, произведенного Showa Denko Kabushiki Kaisha, при температуре 40°C с использованием детектора с дифференциальным показателем преломления (RI) в качестве детектора, с использованием THF (тетрагидрофурана) в качестве газа-носителя при скорости потока 1,0 мл/мин (газа-сравнения 0,3 мл/мин), при установленном количестве впрыскиваемого образца равным 100 мкл, с использованием комбинации {KF-G (Shodex) × 1 и KF-805L (Shodex × 2)} в качестве колонки, с использованием диапазона, который соответствует пиковой молекулярной массе, и вычисленной средней молекулярной массе (среднемассовой молекулярной массе и среднечисленной молекулярной массе в пересчете на полистирол).

Среднемассовая молекулярная масса беззольного диспергируюшего агента предпочтительно составляет от 1000 до 20000, более предпочтительно от 1500 до 10000 и еще более предпочтительно от 5000 до 10000. Если среднемассовая молекулярная масса беззольного диспергирующего агента ниже 1000, то молекулярная масса полибутенильных групп, которые являются неполярными группами, является низкой, следовательно, диспергирующий агент связывает большое количество осадка и невозможно достичь дисперсии в углеводородном базовом масле, которое является неполярным растворителем. Кроме того, если среднемассовая молекулярная масса беззольного диспергирующего агента превышает 20000, при низкой температуре увеличивается вязкость, следовательно, ухудшаются температурно-вязкостные характеристики композиции смазочного масла. Среднемассовая молекулярная масса беззольного диспергирующего агента может быть определена, например, посредством использования вышеупомянутого способа.

Металлсодержащий детергент согласно настоящему изобретению представляет собой общеизвестную присадку к смазочному маслу, которая содержит кальций и/или магний в качестве щелочноземельного металла. Содержание металлсодержащего детергента предпочтительно составляет от 0,05 до 0,3 мас.%, более предпочтительно от 0,1 до 0,3 мас.% и еще более предпочтительно от 0,2 до 0,3 мас.% в пересчете на содержание щелочноземельного металла от общего количества композиции. Если данное содержание ниже 0,05 мас.%, имеются опасения, что требуемые свойства щелочности и очищающие свойства не могут быть достигнуты, и если данное содержание превышает 0,3 мас.%, имеются опасения, что будет повышаться зольность, а также будет происходить засорение фильтра DPF (сажевого фильтра дизельного двигателя).

Предпочтительно, чтобы металлсодержащий детергент в качестве основного компонента содержал салицилат, карбоксилат или сульфонат.

Противоизносная присадка согласно настоящему изобретению представляет собой диалкилдитиофосфат цинка. Содержание диалкилдитиофосфата цинка предпочтительно составляет от 0,05 до 0,13 мас.%, и более предпочтительно от 0,06 до 0,13 мас.%, в пересчете на содержание фосфора от общего количества композиции. Если данное содержание ниже 0,05 мас.%, имеются опасения, что требуемая износостойкость двигателя не может быть достигнута, и если данное содержание превышает 0,13 мас.% требуется устранение проблем, связанных с отравлением катализатора фосфором и засорения фильтра DPF.

Диалкилдитиофосфат цинка может быть, например, соединением, представленным ниже химической формулой 3:

(3)

В вышеприведенной химической формуле 3: R1, R2, R3 и R4, каждый независимо обозначает углеводородную группу, имеющую 3-24 атома углерода. Указанные углеводородные группы предпочтительно выбирают из числа прямоцепных или разветвленных алкильных групп, содержащих 3-24 атома углерода, прямоцепных или разветвленных алкенильных групп, содержащих 3-24 атома углерода, циклоалкильных групп или прямоцепных или разветвленных алкилциклоалкильных групп, содержащих 5-13 атомов углерода, арильных групп или прямоцепных или разветвленных алкиларильных групп, содержащих 6-18 атомов углерода, арилалкильных групп, содержащих 7-19 атомов углерода и тому подобного. Кроме того, алкильные группы и алкенильные группы могут быть первичными, вторичными или третичными группами.

Предпочтительные примеры диалкилдитиофосфата цинка включают в себя диизопропилдитиофосфат цинка, диизобутилдитиофосфат цинка, ди-втор-бутилдитиофосфат цинка, ди-втор-пентилдитиофосфат цинка, ди-н-гексилдитиофосфат цинка, ди-втор-гексилдитиофосфат цинка, диоктилдитиофосфат цинка, ди-2-этилгексилдитиофосфат цинка, ди-н-децилдитиофосфат цинка, ди-н-додецилдитиофосфат цинка, ди-изо-тридецилдитиофосфат цинка и их произвольные комбинации. Можно использовать одну из указанных противоизносных присадок по отдельности или комбинацию двух или более их типов.

Полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, согласно настоящему изобретению представляет собой сложноэфирное соединение, представленное ниже химической формулой 1. Содержание полуполярного органического соединения, представляющего собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, предпочтительно составляет от 0,015 до 0,040 мас.%, и более предпочтительно, от 0,018 до 0,040 мас.%, в пересчете на содержание бора от общего количества композиции. Если данное содержание ниже 0,015 мас.%, требуемые очищающие свойства и фрикционные свойства не могут быть достигнуты, и если указанное содержание превышает 0,040 мас.%, имеются опасения, что полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, не будет равномерно растворяться в масле, что приводит к появлению белой мути.

(1)

R обозначает прямоцепную или разветвленную алкильную группу или прямоцепную или разветвленную алкенильную группу, содержащую 7-20 атомов углерода

Для увеличения эффекта, достигаемого настоящим изобретением, полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты, и глицерина, предпочтительно представляет собой глицеринмоноолеил глицерин борат, представленный ниже химической формулой 2, глицеринмонопальмитил глицерин борат или глицеринмонолинолеат глицерин борат.

(2)

При необходимости композиция смазочного масла согласно настоящему изобретению может содержать улучшители индекса вязкости, антиоксиданты, модификаторы трения, ингибиторы образования ржавчины, ингибиторы коррозии, пеногасители и тому подобное. Кроме того, можно использовать пакет присадок, который получен посредством смешивания соответствующим образом и упаковывания присадок, таких как беззольный диспергатор, металлсодержащий детергент, диалкилдитиофосфат цинка и антиоксидант, в зависимости от заранее определенных требований, при этом возможно использование комбинации вышеупомянутых присадок и пакета.

Ниже будут приведены пояснения физических свойств композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению.

Физические свойства композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению оценивают с точки зрения следующих характеристик.

Фрикционные свойства оценивают посредством измерительной системы для ультратонких пленок EHD2, произведенной PCS (доступна в Японии от Shima Trading Co., Ltd.). Коэффициент трения оценивали с использованием стального шара диаметром 3/4 дюйма и стального диска диаметром 100 мм при температуре масла 120°C, скорости вращения диска 10 мм/с, коэффициенте скольжения шар/диск 20% и нагрузке 20 Н. При использовании композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению можно достичь очень хороших фрикционных свойств и коэффициента трения менее 0,05.

Очищающие свойства при высоких температурах оценивают путем проведения испытания в раскаленной трубе (JPI-5S-55-99). Оценку проводили при температуре испытания 290°C. При использовании композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению можно достичь очень хороших очищающих свойств при высоких температурах и оценочного показателя 7 или выше.

Термическую и окислительную стабильность оценивали по изменению кинематической вязкости при 40°C и увеличению кислотного числа (мг КОН/г) после испытания на окислительную стабильность смазочного масла двигателя внутреннего сгорания, проведенного в соответствии с JIS K 2514 (ISOT) (165,5°С, 96 часов), а коррозию металлов оценивали по концентрации железа и меди, растворенных в масле. В частности, в некоторых современных дизельных двигателях большой мощности для грузовых автомобилей в подшипниках используют медные сплавы (см. Tribology Technology for Friction Reduction, Kikuchi and Ashida, Tribologist, Vol. 57, No. 9 (2012), стр. 605-611), и желательно, чтобы количество меди, элюированной в масло, составляло менее 100 ч./млн. При использовании композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению можно снизить ухудшение термической и окислительной стабильности, если изменение кинематической вязкости при 40°С составляет менее ± 10% и увеличение общего кислотного числа составляет 1,5 мг КОН/г или менее, а также желательно, чтобы количество меди, элюированной в масло, составляло менее 100 ч./млн.

Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению представляет собой смазочное масло, предназначенное для смазывания компонентов подшипников, клапанных механизмов, поршней и цилиндров в двигателях внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение будет более подробно описано посредством использования рабочих примеров и сравнительных примеров, но не ограничивается указанными примерами.

Примеры

Исходными материалами, используемыми в рабочих примерах 1-7 и сравнительных примерах 1-12, являются следующие.

Базовые масла

Базовое масло 1. Базовое масло, относящееся к группе 3 категорий базовых масел по API, полученное посредством синтеза Фишера-Тропша, кинематическая вязкость 4,1 мм²/с (при 100°C) и 17,9 мм²/с (при 40°C), индекс вязкости 130, содержание серы менее 0,01 мас.% (определенное в соответствии с JIS K 2541-4: способ возбуждения излучением). Потери от испарения методом NOACK (пониженное давление 20 мм H₂O, 1 час, ASTM D5800) 13,2 мас.%, значение %CA, определяемое посредством n-d-M кольцевого анализа, 0%, значение %CN 7,9%, значение %CP 92,1% (ASTM D3238), температура вспышки, определенная в соответствии с JIS K 2265-4 COC, 220°C, температура застывания, определенная в соответствии с JIS K 2269, -37,5°C.

Базовое масло 2. Базовое масло, относящееся к группе 3 категорий базовых масел по API, полученное посредством синтеза Фишера-Тропша, кинематическая вязкость 7,6 мм²/с (при 100°C) и 43,7 мм²/с (при 40°C), индекс вязкости 143, содержание серы менее 0,01 мас.% (определенное в соответствии с JIS K 2541-4: способ возбуждения излучением). Потери от испарения методом NOACK (пониженное давление 20 мм H₂O, 1 час, ASTM D5800) 4,6 мас.%, значение %CA, определяемое посредством n-d-M кольцевого анализа, 0%, значение %CN 12%, значение %CP 88% (ASTM D3238), температура вспышки, определенная в соответствии с JIS K 2265-4 COC, 248°C, температура застывания, определенная в соответствии с JIS K 2269, -15°C.

Базовое масло 3. Базовое масло, относящееся к группе 1 категорий базовых масел по API, полученное посредством депарафинизации растворителями, кинематическая вязкость 4,6 мм²/с (при 100°C) и 24,3 мм²/с (при 40°C), индекс вязкости 104, содержание серы 0,5 мас.% (определенное в соответствии с JIS K 2541-4: способ возбуждения излучением). Потери от испарения методом NOACK (пониженное давление 20 мм H₂O, 1 час, ASTM D5800) 17,9 мас.%, значение %CA, определяемое посредством n-d-M кольцевого анализа, 2,5%, значение %CN 30,5%, значение %CP 67% (ASTM D3238), температура вспышки, определенная в соответствии с JIS K 2265-4 COC, 216°C, температура застывания, определенная в соответствии с JIS K 2269, -17,5°C.

Базовое масло 4. Базовое масло, относящееся к группе 2 категорий базовых масел по API, полученное с помощью гидроочистки посредством каталитической депарафинизации, кинематическая вязкость 5,4 мм²/с (при 100°C) и 30,5 мм²/с (при 40°C), индекс вязкости 110, содержание серы менее 0,01 мас.% (определенное в соответствии с JIS K 2541-4: способ возбуждения излучением). Потери от испарения методом NOACK (пониженное давление 20 мм H₂O, 1 час, ASTM D5800) 13,8 мас.%, значение %CA, определяемое посредством n-d-M кольцевого анализа, 0%, значение %CN 31,7%, значение %CP 68,3% (ASTM D3238), температура вспышки, определенная в соответствии с JIS K 2265-4 COC 228°C, температура застывания, определенная в соответствии с JIS K 2269, -20°C.

Азотсодержащий беззольный диспергирующий агент.

В качестве азотсодержащего беззольного диспергирующего агента использовали имид алкилянтарной кислоты с содержанием азота 1,2 мас.%.

Беззольный диспергирующий агент A: Неборированный имид янтарной кислоты, имеющий среднемассовую молекулярную массу приблизительно 5000-10000, произведенный Infineum. В качестве азотсодержащего беззольного диспергируюшего агента использовали имид янтарной кислоты с содержанием азота 1,2 мас.%.

Беззольный диспергирующий агент B: Борированный имид янтарной кислоты, имеющий среднемассовую молекулярную массу приблизительно 3000-6000, произведенный Infineum. В качестве азотсодержащего беззольного диспергатора использовали борированный имид алкилянтарной кислоты с содержанием азота 1,2 мас.%.

Металлсодержащий детергент

В качестве детергента использовали сверхосновный салицилат кальция, обычно используемый в смазочных маслах для двигателей внутреннего сгорания, имеющий основное число 230 мг КОН/г и содержание Са 8,0 мас.%.

Диалкилдитиофосфат цинка

При этом в качестве противоизносных присадок использовали вторичный диалкилдитиофосфат цинка, содержащий алкильные группы с 3 и 6 атомами углерода (противоизносная присадка 1) и первичный диалкилдитиофосфат цинка, содержащий алкильные группы с 4 и 5 атомами углерода (противоизносная присадка 2). Противоизносной присадкой 1 был Lz-1371, произведенный Lubrizol Corporation, который является типичным диалкилдитиофосфатом цинка, имеющим вторичные алкильные группы, с содержанием фосфора 10,0 мас.%, содержанием цинка 10,7 мас.% и содержанием серы 21,0 мас.%, при этом противоизносной присадкой 2 был Lz-1395, произведенный Lubrizol Corporation, который является типичным диалкилдитиофосфатом цинка, имеющим первичные алкильные группы, с содержанием фосфора 9,6 мас.%, содержанием цинка 10,5 мас.% и содержанием серы 20,0 мас.%.

Полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина

Глицеринмоноолеил глицерин борат (масляный агент 2) использовали в качестве полуполярного органического соединения, представляющего собой сложный эфир борной кислоты и глицерина. Использовали соединение с содержанием бора 2,4 мас.%.

Другие компоненты

Антиоксиданты

Антиоксидант 1. Фенольный антиоксидант, 3,5-бис (1,1-диметилэтил)-4-гидроксиалкилбензолпропаноат (7-9 атомов углерода в боковой цепи).

Антиоксидант 2. Аминосодержащий антиоксидант, алкилированный дифениламин.

Раствор улучшителя индекса вязкости.

Молекулярная масса была получена с использованием высокоэффективного жидкостного хроматографа Shodex GPC-101, произведенного Showa Denko Kabushiki Kaisha, при температуре 40°C с использованием детектора с дифференциальным показателем преломления (RI) в качестве детектора, с использованием тетрагидрофурана (THF) в качестве газа-носителя при скорости потока 1,0 мл/мин (образцового газа 0,3 мл/мин), при установленном объеме впрыскиваемого образца равным 100 мкл, с использованием комбинации {KF-G (Shodex) × 1 и KF-805L (Shodex × 2)} в качестве колонки, с использованием диапазона, который соответствует пиковым молекулярным массам 2600-690000, и вычисленной средней молекулярной массе (среднемассовой молекулярной массе, среднечисленной молекулярной массе и Z-средней молекулярной массе в пересчете на полистирол).

Раствор улучшителя индекса вязкости 1. Сополимер стирола и дивинилбензола недисперсного типа, среднечисленная молекулярная масса 430000, среднемассовая молекулярная масса 440000, Z-средняя молекулярная масса 440000.

Раствор улучшителя индекса вязкости 2. Полимер на основе полиметакрилата дисперсного типа, среднечисленная молекулярная масса 220000, среднемассовая молекулярная масса 230000, Z-средняя молекулярная масса 240000.

Пеногаситель

В качестве пеногасителя использовали 3 мас.% раствор DCF, полученный растворением 3 мас.% полиметилсилоксана (силиконового масла), имеющего среднемассовую молекулярную массу приблизительно 30000 в керосине JIS No.1.

Масляные вещества

Масляное вещество 1. Глицеринмоноизостеарат

Масляное вещество 2. Вышеупомянутое полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина.

Композиции смазочного масла в соответствии с рабочими примерами 1-7 и сравнительными примерами 1-12 были получены путем смешивания и перемешивания компонентов в соответствии с составами, приведенными ниже в таблицах 1-2.

Композиции смазочного масла, приготовленные с использованием исходных материалов и вышеупомянутого способа получения, оценивали с точки зрения фрикционных свойств, высокотемпературных очищающих свойств, термической и окислительной стабильности и коррозии металлов в соответствии с упомянутыми выше методами оценки, при этом результаты приведены ниже в таблицах 1-2. Кроме того, способы оценки фрикционных свойств, высокотемпературных очищающих свойств, термической и окислительной стабильности и коррозии металлов заключаются в следующем:

Коэффициент трения < 0,05: ○ (пройдено)

Коэффициент трения > 0,07: × (не пройдено)

Очищающие свойства при высоких температурах:

Оценочный показатель ≥ 7,0: ○ (пройдено)

Оценочный показатель < 1,0: × (не пройдено)

Термическая и окислительная стабильность

Увеличение кислотного числа (мг KOH/г) ≤ 1,5: ○ (пройдено)

Увеличение кислотного числа (мг KOH/г > 1,5: × (не пройдено)

-10 < изменение кинематической вязкости при 40°C (%) < 10: ○ (пройдено)

Изменение кинематической вязкости при 40°C (%) ≤ -10 или ≥ 10: × (не пройдено)

Коррозия металлов

Концентрация Cu в масле (ч./млн) < 100: ○ (пройдено)

Концентрация Cu в масле (ч./млн) ≥ 100: × (не пройдено)

Как проиллюстрировано в таблицах 1 и 2, рабочие примеры 1-7 были оценены как

○ (пройдено) по фрикционным свойствам, показателям очищающих свойств при высоких температурах, термической и окислительной стабильности и коррозии металлов, и было определено, что композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению является превосходной с точки зрения фрикционных свойств, очищающих свойств при высоких температурах, термической и окислительной стабильности и коррозии металлов.

Claims

1. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, содержащая следующие компоненты:

(a) базовое масло смазочного масла, имеющее кинематическую вязкость при 100°C от 2 до 12 мм²/с, которое представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3 по API, имеющее индекс вязкости 95 или выше, содержание серы 0,03 мас.% или ниже и значение %CA 1 или ниже, или их комбинацию,

(d) диалкилдитиофосфат цинка в количестве 0,05-0,13 мас.% в пересчете на содержание фосфора от общего количества композиции и

(e) маслорастворимое полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, представленное химической формулой (1)

, (1)

где R обозначает прямоцепную или разветвленную алкильную группу или прямоцепную или разветвленную алкенильную группу, содержащую 7-20 атомов углерода, в количестве 0,015-0,040 мас.% в пересчете на содержание бора от общего количества композиции.

2. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в которой азотсодержащий беззольный диспергирующий агент содержит присадку, выбранную из группы, состоящей из борированного или неборированного алкилсукцинимида или алкенилсукцинимида, борированного или неборированного эфира алкилянтарной кислоты или эфира алкенилянтарной кислоты, борированного или неборированного имида алкилянтарной кислоты или имида алкенилянтарной кислоты, борированного или неборированного амида алкилянтарной кислоты или амида алкенилянтарной кислоты, или их произвольную комбинацию.

3. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в которой металлсодержащий детергент в качестве основного компонента содержит салицилат, карбоксилат или сульфонат.

4. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания по любому из пп. 1-3, в которой диалкилдитиофосфат цинка содержит первичную или вторичную алкильную группу, имеющую 3-8 атомов углерода.

5. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания по любому из пп. 1-4, в которой полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, представляет собой глицеринмоноолеил глицерин борат, представленный химической формулой (2)

. (2)