一种使用周期长的柴油发动机润滑油及其制备方法

摘要

本发明涉及一种使用周期长的柴油发动机润滑油及其制备方法，属于润滑油技术领域。包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂3～5%、无灰分散剂1～3.5%、抗氧剂0.6～1.2%、摩擦改进剂0.05～0.3%、粘度改进剂4～6%、降凝剂0.5～1.4%、抗泡剂0.05～0.2%、金属腐蚀抑制剂0.2～0.5%、抗氧剂0.3～0.6%、余量为加氢基础油。本发明通过对柴油发动机润滑油的组成成分进行改进，提高了润滑油的使用时间，减小更换频率。

权利要求

1.一种使用周期长的柴油发动机润滑油，其特征在于，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂3～5%、无灰分散剂1～3.5%、抗氧剂0.6～1.2%、摩擦改进剂0.05～0.3%、粘度改进剂4～6%、降凝剂0.5～1.4%、抗泡剂0.05～0.2%、金属腐蚀抑制剂0.2～0.5%、抗氧剂0.3～0.6%、余量为加氢基础油；

所述的抗氧剂为酚酯类抗氧剂、胺类抗氧剂、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂的混合物；

摩擦改进剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼和纳米颗粒按照重量比2：1的混合物；所述的粘度改进剂为乙烯丙烯共聚物；所述的降凝剂为聚α烯烃；所述的抗泡剂为甲基硅油；所述的金属腐蚀抑制剂为二烷基二硫代磷酸锌或二烷基二硫代胺基甲酸锌中的一种或两种的混合物；

所述的纳米颗粒是指表面改性的掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒，其制备方法是：S1：

按重量份计，将硝酸铁5份、硝酸钇0.5份、硝酸铋1份、硝酸铝2份混合后溶解于水120份中，作为前驱体溶液；再将前驱动体溶液缓慢滴加进70份的25wt%的氨水溶液中，滴加完毕后，再剧烈搅拌1h，悬浮液中沉淀物滤出后，用去离子水洗涤，再在无水乙醇中浸泡陈化，滤出沉淀物后，进行干燥，再将干燥后的粉体以5℃/min的升温速率加热至650℃的进行烧结3h后，自然冷却，再将烧结后的粉体与氯化钠、氯化钾按照重量比1：2：1进行混合，再以40r/min的速度在球磨罐中进行球磨2h，再将得到的球磨混合物在马弗炉中以5℃/min的升温速率加热至1150℃煅烧2h，再自然冷却至室温，混合物经过水洗、醇洗、干燥之后，得到掺Bi和Al的石榴石微粒；S2：将掺Bi和Al的石榴石微粒与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)按照重量比10： 2： 0.4混合，再加入溶剂甲苯，搅拌均匀后，在氮气气氛下加热至45℃，进行反应，直到溶剂中异氰酸酯的浓度不发生变化，停止反应，将颗粒滤出，用丙酮洗涤至清液中检测不到异氰酸酯，再将颗粒真空干燥后，得到表面改性的掺Bi和Al的石榴石微粒。

2.根据权利要求1所述的使用周期长的柴油发动机润滑油，其特征在于，所述的金属清净剂为烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙按照重量比2：1的混合物。

3.根据权利要求2所述的使用周期长的柴油发动机润滑油，其特征在于，所述的烷基苯磺酸钙是碳原子数为C10～C20之间直链或支链烷基的磺酸钙盐。

4.根据权利要求3所述的使用周期长的柴油发动机润滑油，其特征在于，所述烷基苯磺酸钙是碱值在500～600mgKOH/g之间的十八烷基苯磺酸钙。

5.根据权利要求1所述的使用周期长的柴油发动机润滑油，其特征在于，所述的无灰分散剂为双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物。

6.根据权利要求1所述的使用周期长的柴油发动机润滑油，其特征在于，所述的加氢基础油选自二类加氢基础油500SN、二类加氢基础油500N、三类加氢基础油500SN或者三类加氢基础油500N中的一种或者几种的混合。

7.权利要求1～6任一项所述的使用周期长的柴油发动机润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至60～70℃，搅拌均匀，即可。

说明书

一种使用周期长的柴油发动机润滑油及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种使用周期长的柴油发动机润滑油及其制备方法，属于润滑油技术领域。

背景技术

[0002] 柴油机工作时，各运动零件接触面间以很高的速度相对运动着，当两零件相对运动时产生摩擦。实践证明，减少摩擦的有效措施是：在零件接触表面加入润滑油保持一定的油膜，将两个表面隔开，将大大减少两表面间的摩擦。润滑油在柴油机运转过程中，有润滑、冷却、密封、防腐作用。只有合理的使用才能使润滑油的功能得到充分发挥。

[0003] 烟炱是由多种物质组成的混合物, 其主要成份为石墨化碳黑。 它在润滑油中是以固体不溶物的形式存在的, 其初始大小约 30nm 60nm。 烟炱的含量高低和结构状况直~接影响到发动机的可靠性和机油的耐久性。 准确及时监测润滑油中烟炱的含量水平, 适时掌握发动机状态和润滑油的质量状况, 就可以减少发动机, 特别是避免大型固定式柴油发动机因磨损、油路阻塞等造成的发动机非正常停机。

[0004] CN102086420A涉及一种船用中速筒状柴油机用润滑油组合物，其组分和含量按重量百分比计：高温清净剂12-22％、无灰分散剂1-3％、抗氧剂0.5-1.5％、抗泡剂0.002-0.005％，余量为基础油；其中高温清净剂按重量百分比计是由高碱值烷基水杨酸钙30-
70％和高碱硫化烷基酚钙30-70％复合构成；所述的无灰分散剂为双丁二酰亚胺；抗氧剂是二烷基二硫代磷酸锌；抗泡剂是甲基硅油。CN104450067A公开了一种柴油机用润滑油，由以下重量份数的原料制备而成：基础油80份～100份，磺酸盐清净剂5份～10份，分散剂3份～7份，抗氧化剂1份～8份，抗泡剂2份～5份，磷酸三甲酚酯2份～10份；其中，所述基础油为按API分类的I、Ⅱ类润滑油基础油，所述磺酸盐清净剂为碱值为380～400mgKOH/g的高碱值磺酸钙，所述分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺，所述抗氧化剂为对-二异辛基二苯胺，所述抗泡剂为甲基硅油。

[0005] 但是上述的润滑油在长期使用后仍然存在着烟炱较多，需要定期更换的问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是：对柴油发动机润滑油的组成成分进行改进，以提高润滑油的使用时间，减小更换频率，主要是通过对摩擦改进剂进行改进而得到。

[0007] 技术方案是：

[0008] 一种使用周期长的柴油发动机润滑油，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂3～5%、无灰分散剂1～3.5%、抗氧剂0.6～1.2%、摩擦改进剂0.05～0.3%、粘度改进剂4～6%、降凝剂0.5～1.4%、抗泡剂0.05～0.2%、金属腐蚀抑制剂0.2～0.5%、抗氧剂0.3～
0.6%、余量为加氢基础油。

[0009] 所述的金属清净剂为烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙按照重量比2：1的混合物。

[0010] 所述的烷基苯磺酸钙是碳原子数为C10～C20之间直链或支链烷基的磺酸钙盐，例如：碱值在500～600mgKOH/g之间的十八烷基苯磺酸钙。

[0011] 所述的无灰分散剂为双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物。

[0012] 所述的抗氧剂为酚酯类抗氧剂、胺类抗氧剂、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂的混合物，优选是T508（酚酯类抗氧剂）、T557（胺类抗氧剂）、T323（二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂）按照重量比4:3:1的混合物。

[0013] 摩擦改进剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼和纳米颗粒按照重量比2：1的混合物。

[0014] 所述的粘度改进剂为乙烯丙烯共聚物。

[0015] 所述的降凝剂为聚α烯烃；

[0016] 所述的抗泡剂为甲基硅油；

[0017] 所述的金属腐蚀抑制剂为二烷基二硫代磷酸锌或二烷基二硫代胺基甲酸锌中的一种或两种的混合物。

[0018] 所述的加氢基础油选自二类加氢基础油500SN、二类加氢基础油500N、三类加氢基础油500SN或者三类加氢基础油500N中的一种或者几种的混合。

[0019] 所述的纳米颗粒是指表面改性的掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒，在以下的实施例中，其制备方法是：S1：按重量份计，将硝酸铁5份、硝酸钇0.5份、硝酸铋1份、硝酸铝2份混合后溶解于水120份中，作为前驱体溶液；再将前驱动体溶液缓慢滴加进70份的25wt%的氨水溶液中，滴加完毕后，再剧烈搅拌1h，悬浮液中沉淀物滤出后，用去离子水洗涤，再在无水乙醇中浸泡陈化，滤出沉淀物后，进行干燥，再将干燥后的粉体以5℃/min的升温速率加热至650℃的进行烧结3h后，自然冷却，再将烧结后的粉体与氯化钠、氯化钾按照重量比1：2：1进行混合，再以40r/min的速度在球磨罐中进行球磨2h，再将得到的球磨混合物在马弗炉中以5℃/min的升温速率加热至1150℃煅烧2h，再自然冷却至室温，混合物经过水洗、醇洗、干燥之后，得到掺Bi和Al的石榴石微粒；S2：将掺Bi和Al的石榴石微粒与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)按照重量比10： 2： 0.4混合，再加入溶剂甲苯，搅拌均匀后，在氮气气氛下加热至45℃，进行反应，直到溶剂中异氰酸酯的浓度不发生变化，停止反应，将颗粒滤出，用丙酮洗涤至清液中检测不到异氰酸酯，再将颗粒真空干燥后，得到表面改性的掺Bi和Al的石榴石微粒。

[0020] 所述的润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至60～70℃，搅拌均匀，即可。

[0021] 有益效果

[0022] 本发明通过对柴油发动机润滑油的组成成分进行改进，提高了润滑油的使用时间，减小更换频率。

具体实施方式

[0023] 实施例1

[0024] 柴油发动机润滑油，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂(十八烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙T109按照重量比2：1的混合物)3%、无灰分散剂（双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物）1%、抗氧剂（酚酯类抗氧剂T508、胺类抗氧剂T557、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂T323按照重量比4:3:1的混合物）0.6%、摩擦改进剂(二烷基二硫代氨基甲酸钼和表面改性的掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒按照重量比2：1的混合物)0.05%、粘度改进剂乙烯丙烯共聚物4%、降凝剂聚α烯烃0.5%、抗泡剂甲基硅油0.05%、金属腐蚀抑制剂二烷基二硫代磷酸锌0.2%、抗氧剂0.3%、余量为二类加氢基础油500SN。

[0025] 所述的润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至60℃，搅拌均匀，即可。

[0026] 实施例2

[0027] 柴油发动机润滑油，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂(十八烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙T109按照重量比2：1的混合物) 5%、无灰分散剂（双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物）3.5%、抗氧剂（酚酯类抗氧剂T508、胺类抗氧剂T557、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂T323按照重量比4:3:1的混合物）1.2%、摩擦改进剂(二烷基二硫代氨基甲酸钼和表面改性的掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒按照重量比2：1的混合物) 0.3%、粘度改进剂乙烯丙烯共聚物6%、降凝剂聚α烯烃1.4%、抗泡剂甲基硅油
0.2%、金属腐蚀抑制剂二烷基二硫代磷酸锌0.5%、抗氧剂0.6%、余量为二类加氢基础油
500SN。

[0028] 所述的润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至70℃，搅拌均匀，即可。

[0029] 实施例3

[0030] 柴油发动机润滑油，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂(十八烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙T109按照重量比2：1的混合物)4%、无灰分散剂（双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物）2%、抗氧剂（酚酯类抗氧剂T508、胺类抗氧剂T557、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂T323按照重量比4:3:1的混合物）1.1%、摩擦改进剂(二烷基二硫代氨基甲酸钼和表面改性的掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒按照重量比2：1的混合物)0.2%、粘度改进剂乙烯丙烯共聚物5%、降凝剂聚α烯烃0.8%、抗泡剂甲基硅油0.1%、金属腐蚀抑制剂二烷基二硫代磷酸锌0.4%、抗氧剂0.5%、余量为二类加氢基础油500SN。

[0031] 所述的润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至60～70℃，搅拌均匀，即可。

[0032] 对照例1

[0033] 与实施例3的区别在于：掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒在制备中未加入硝酸铝，使得颗粒制备完成后，不含有铝元素。其制备方法是：S1：按重量份计，将硝酸铁5份、硝酸钇0.5份、硝酸铋1份混合后溶解于水120份中，作为前驱体溶液；再将前驱动体溶液缓慢滴加进70份的25wt%的氨水溶液中，滴加完毕后，再剧烈搅拌1h，悬浮液中沉淀物滤出后，用去离子水洗涤，再在无水乙醇中浸泡陈化，滤出沉淀物后，进行干燥，再将干燥后的粉体以5℃/min的升温速率加热至650℃的进行烧结3h后，自然冷却，再将烧结后的粉体与氯化钠、氯化钾按照重量比1：2：1进行混合，再以40r/min的速度在球磨罐中进行球磨2h，再将得到的球磨混合物在马弗炉中以5℃/min的升温速率加热至1150℃煅烧2h，再自然冷却至室温，混合物经过水洗、醇洗、干燥之后，得到掺Bi和Al的石榴石微粒；S2：将掺Bi和Al的石榴石微粒与
4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)按照重量比10： 2： 0.4混合，再加入溶剂甲苯，搅拌均匀后，在氮气气氛下加热至45℃，进行反应，直到溶剂中异氰酸酯的浓度不发生变化，停止反应，将颗粒滤出，用丙酮洗涤至清液中检测不到异氰酸酯，再将颗粒真空干燥后，得到表面改性的掺Bi的石榴石微粒。

[0034] 柴油发动机润滑油，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂(十八烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙T109按照重量比2：1的混合物)4%、无灰分散剂（双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物）2%、抗氧剂（酚酯类抗氧剂T508、胺类抗氧剂T557、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂T323按照重量比4:3:1的混合物）1.1%、摩擦改进剂(二烷基二硫代氨基甲酸钼和表面改性的掺Bi的石榴石复合纳米微粒按照重量比2：1的混合物)0.2%、粘度改进剂乙烯丙烯共聚物5%、降凝剂聚α烯烃0.8%、抗泡剂甲基硅油0.1%、金属腐蚀抑制剂二烷基二硫代磷酸锌0.4%、抗氧剂0.5%、余量为二类加氢基础油500SN。

[0035] 所述的润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至60～70℃，搅拌均匀，即可。

[0036] 对照例2

[0037] 与实施例3的区别在于：表面改性的掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒在制备中未在其表面包覆有机层。其制备方法是：S1：按重量份计，将硝酸铁5份、硝酸钇0.5份、硝酸铋1份、硝酸铝2份混合后溶解于水120份中，作为前驱体溶液；再将前驱动体溶液缓慢滴加进70份的25wt%的氨水溶液中，滴加完毕后，再剧烈搅拌1h，悬浮液中沉淀物滤出后，用去离子水洗涤，再在无水乙醇中浸泡陈化，滤出沉淀物后，进行干燥，再将干燥后的粉体以5℃/min的升温速率加热至650℃的进行烧结3h后，自然冷却，再将烧结后的粉体与氯化钠、氯化钾按照重量比1：2：1进行混合，再以40r/min的速度在球磨罐中进行球磨2h，再将得到的球磨混合物在马弗炉中以5℃/min的升温速率加热至1150℃煅烧2h，再自然冷却至室温，混合物经过水洗、醇洗、干燥之后，得到掺Bi和Al的石榴石微粒。

[0038] 柴油发动机润滑油，包括有按重量百分比计的如下组分：金属清净剂(十八烷基苯磺酸钙和烷基水杨酸钙T109按照重量比2：1的混合物)4%、无灰分散剂（双丁二酰亚胺和多丁二酰亚胺的质量比为1:1～4的混合物）2%、抗氧剂（酚酯类抗氧剂T508、胺类抗氧剂T557、二烷基二硫代氨基甲酸酯助抗氧剂T323按照重量比4:3:1的混合物）1.1%、摩擦改进剂(二烷基二硫代氨基甲酸钼和掺Bi和Al的石榴石复合纳米微粒按照重量比2：1的混合物)0.2%、粘度改进剂乙烯丙烯共聚物5%、降凝剂聚α烯烃0.8%、抗泡剂甲基硅油0.1%、金属腐蚀抑制剂二烷基二硫代磷酸锌0.4%、抗氧剂0.5%、余量为二类加氢基础油500SN。

[0039] 所述的润滑油的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，升温至60～70℃，搅拌均匀，即可。

[0040] 以上实施例和对照例的油品指标如下：

[0041]

[0042] 从上表中可以看到，本发明提供的润滑油具有较好的抗磨、清洁分散性，实施例3相对于对照例1来说，通过在抗磨剂的纳米颗粒中加入铝进行掺杂，合理地调整了纳米颗粒的表面物理性质，使抗磨性能更好；实施例3相对于对照例2来说，通过对纳米颗粒表面进行了有机层包覆，可以使颗粒的抗磨性能提高。

[0043] 为考察本发明润滑油组合物在涡轮增压直喷轻负荷柴油发动机上的实际使用性能，还进行了1200小时发动机耐久性试验（每200小时更换一次发动机油）。试验发动机最大功率(4000r/min时)为82Kw，最大扭矩(1800-2400r/min时)为235N.m，油底壳等部件密封良好，无渗油漏油现象，窜气正常。试验在全负荷、全速、高温苛刻工况条件下进行，其苛刻程度是耐久性试验1小时相当于实车行驶100公里。测试方法：GB/T265测定油品粘度，GB/T4945测定油品酸值，SH/T0251测定油品碱值，GB/T17476测定使用过的润滑油中磨损金属元素含量，SH/T0760测定油品烟炱含量，GB/T3536测定油品闪点，GB/T8926测定油品戊烷不溶物。1200小时测试完成后油品指标是：

[0044]

[0045] 从表中可以看出，本发明提供的润滑油在运行1200h仍然可以保持较好的油品性能，实施例3相对于对照例1来说，通过在抗磨剂的纳米颗粒中加入铝进行掺杂，可以提高抗磨和清灰性能，使润滑油的长期运行性能更好。