專利名稱：潤滑油用抗磨節(jié)能劑及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及潤滑組合物用的添加劑，更具體地說，本發(fā)明涉及一種潤滑油用的抗磨節(jié)能劑及其制備方法和用途，國際專利分類為C10M。
背景技術(shù)：
眾所周知，相互接觸的物體在接觸面上會發(fā)生阻礙相對運動的現(xiàn)象即摩擦。自古以來，人們都在設法減少摩擦的負面影響，其中的方法之一是在接觸面上加入潤滑油。但是，直接在汽車或工業(yè)機械等使用潤滑油時，在多數(shù)情況下其實用性能欠佳。因此，根據(jù)潤滑油的種類、作用等的不同，需使用各種添加劑。其中，賦予潤滑油減少摩擦、降低磨損和防止燒結(jié)這些抗摩性能，是首先令人關注的。
WO95/07964公開了一種含抗磨添加劑的潤滑油組合物，它含有基礎油以及由無氮無磷有機鉬化合物與硫代磷酸鋅組成的混合物。由于有機鉬化合物在使用過程中被堵塞在過濾器和油路中，致使添加劑中的有鉬組數(shù)量減少，使?jié)櫥退嶂瞪仙g性增大，產(chǎn)生拉缸現(xiàn)象。
中國發(fā)明專利申請公開說明書93116652.7(公開號CN1083858A)公開了一種含有基礎油、航空煤油、硫磷丁辛基鋅鹽、聚異丁烯丁二酰亞胺等的多功能潤滑添加劑。但是這種添加劑難于抑制潤滑油在高溫下酸值增大，從而加速磨擦副被腐蝕。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的，正是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種具有優(yōu)良的降低摩擦、減少磨損、防銹防腐蝕和抗氧化功能，極強的清凈分散能力，良好的抗極壓性和長效潤滑性，與潤滑油有極好相溶性的優(yōu)秀抗磨節(jié)能劑，其減磨抗磨性、極壓性、抗腐蝕性、抑制溫升性等方面都遠遠高于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是通過深入研究，對添加劑組合物的成份和含量進行科學選擇而達到的。本發(fā)明的抗磨節(jié)能劑的特征之一在于除了含有精制礦物油、抗磨劑、防銹劑、防腐蝕劑、極壓劑、粘度指數(shù)改進劑、油性劑、清凈分散劑等之外，還含有減活化劑。
減活化劑是能減少其它物質(zhì)活潑作用的藥劑，在防腐蝕中，它指消除介質(zhì)中的腐蝕性物質(zhì)的添加劑，對金屬有防腐蝕及緩蝕作用。在本發(fā)明中使用的減活化劑是Vanlube 691，它是R.T.Vanderbilt Co.Inc.的產(chǎn)品，其成份未詳細指出，只說明是極性添加劑的增效混合物，用作金屬減活化劑、螯合劑、緩蝕劑。它能在金屬表面形成薄膜或絡合物，與被溶解的金屬銅形成螯合物，防止非鐵金屬如銅及其合金被活潑硫或硫化物腐蝕，還可以增強汽車發(fā)動機、渦輪機和液壓系統(tǒng)用油中的抗氧劑的效能。
本發(fā)明的另一特征在于還對本抗磨節(jié)能劑中的其他添加劑的品種和用量進行了科學的篩選和確定，從而使本抗磨節(jié)能劑具有最好的綜合性能，現(xiàn)分述如下1、擠磨劑一般把在邊界潤滑條件下能吸附在金屬表面且能與金屬表面起反應，形成吸附膜或反應膜，防止金屬表面磨損的添加劑稱作抗磨添加劑。本抗磨劑中使用了長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅(其在潤滑油添加劑中的統(tǒng)一符號為T203，下同)，伯烷基硫代磷酸鋅(T202)。
長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅(T203)和伯烷基硫代磷酸鋅(T202)還可以提高潤滑油在空氣中循環(huán)使用下的穩(wěn)定性，具有抗氧化作用。
為了進一步提高抗氧化性，在本發(fā)明的抗磨劑中還可以加入或包括2，6—二叔丁基對甲酚(T501)，其具有防鹽霧腐蝕作用。
2、油性劑油性劑中的極性基因被吸附在磨擦面上，形成分子定向的吸附膜，以阻止金屬相互間的接觸，起到減少摩擦和磨損的作用。本發(fā)明中使用了油酸乙二醇脂(T403)。
3、極壓劑為了防止油性劑在摩擦產(chǎn)生的高溫及負荷條件下脫附而失效，所以加入極壓劑作為有效的耐負荷添加劑，本發(fā)明中使用了長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅(T203)、伯烷基硫代磷酸鋅(T202)作為極壓劑。
4、清凈分散劑在活塞環(huán)、活塞裙等處的油受局部高溫的影響會生成油泥、漆膜，而混入曲軸箱中的氣體會使油變質(zhì)，生成沉積物，使被沉積處產(chǎn)生腐蝕。加入清凈劑和分散劑既能中和因氧化生成的酸性物質(zhì)和混入的腐蝕性物質(zhì)，防止腐蝕和不溶性聚合物的生成，又能防止因油的氧化和混入的氣體產(chǎn)生的不溶解組分分散在油中而形成油泥。本發(fā)明使用了高堿性合成磺酸鈣(T106)作為清凈劑，及使用了雙烯基丁二酰亞胺(T152，T152A，T154，T154B系列)作為分散劑。
5、防銹劑混入潤滑油中的水份會附在潤滑油系統(tǒng)的鐵質(zhì)表面上，于是鐵被電化學腐蝕而生銹，因此應加入防銹劑。本發(fā)明中使用了復合抗磨防銹劑二聚酸和磷酸酯(T1601或T746)。
二聚酸和磷酸酯(T1601或T746)還具有防腐蝕作用，因為潤滑油氧化時會生成活性硫，這會使Cu-Pb、Cu-Sn等合金軸承發(fā)生腐蝕。在此二聚酸和磷酸酯(T1601或T746)也作為防腐蝕劑。
6、粘度指數(shù)改進劑為了制取粘一溫特性優(yōu)良的多級發(fā)動機油和高粘度指數(shù)的液壓油等，需要加入粘度指數(shù)改性劑，它們通常是高分子化合物。本發(fā)明中使用了聚異丁烯(T603系列)。
本抗磨節(jié)能劑中所用的精制礦物油為25#變壓器油。
本發(fā)明的潤滑油用抗磨節(jié)能劑的具體組成為精制礦物油25#變壓器油，用量1-3重量份；抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅(T203)，用量0.5-2重量份；
抗磨劑伯烷基二硫代磷酸鋅(T202)，用量0.1-0.5重量份；減活化劑Vanlube 691，用量0.5-1.5重量份；防銹劑二聚酸和磷酸酯(T1601或T746))，用量1-3重量份；分散劑雙烯基丁二酰亞胺(T152，T152A，T154，T154B系列)，用量2-4重量份；油性劑油酸乙二醇酯(T403)，用量0.5-1重量份；清凈劑高堿值合成磺酸鈣(T106)，用量0.5-1.5重量份；粘度指數(shù)改進劑聚異丁烯(T603)，用量0.5-1.0重量份；本發(fā)明還提供了此抗磨節(jié)能劑的制備方法，此制備方法包括將25#變壓器油在40-60℃按一般方法進行脫靜電處理，處理時間為10-30分鐘，又將抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅(T203)、油性劑油酸乙二醇酯(T403)與經(jīng)脫靜電處理的變壓器油在50-100℃進行混合，混合時間為10-30分鐘，得混合物I。另外，又將分散劑雙烯基丁二酰亞胺(T152、T152A、T154、T154B系列)與防銹劑二聚酸和磷酸酯(T1601或T746)、抗磨劑劑伯烷基二硫代磷酸鋅(T202)、粘度指數(shù)改進劑聚異丁烯(T603)在50-90℃混合，混合時間為10-30分鐘，得混合物II。最后，將上面所得的混合物I和混合物II混到一起，再加入減活化劑Vanlube 691及清凈劑高堿值合成磺酸鈣(T106)，加熱至80-100℃，攪拌混合物10-30分鐘，冷卻，至50℃后放出，即為成品。
在形成上述成品后，還可以混入2，6—二叔丁基對甲酚(T501)，進一步提高防腐蝕作用。
本發(fā)明的抗磨節(jié)能劑具有優(yōu)異的磨擦化學性能和物理性能它在汽車汽缸上生成的分子排列整齊、物理化學性能穩(wěn)定的吸附膜賦予汽缸良好的密封性，提高了缸壓，改善了燃燒條件，使燃油燃燒充分、徹底，尾氣排放符合歐洲的EECII號標準。
在低溫重負荷下，它所含的帶極性的表面活性物質(zhì)能夠在金屬表面形成具有較強抗沖擊、抗極壓性的物理化學吸附膜，可以將磨擦副完全隔開。
在高溫高壓的條件下，其中的極性分子能夠迅速地向金屬表面的金相組織滲透，被吸附，深度可達10-20μm，使此吸附膜在金屬表面“內(nèi)外溶為一體”，實現(xiàn)相對意義上的“永不脫離”。
在使用本抗磨節(jié)能劑時，在高溫(約600-800℃)、高壓、高速I況條件下，磨擦副金屬的晶格在受熱時膨脹，導致抗磨劑中的極性分子更容易滲透到晶格中并被吸附，形成一層牢固吸附層，形成一對含油的摩擦副，獲得優(yōu)異的抗磨性，這與在約1200℃下進行的典型金屬熱處理相比，是另一種意義上的熱處理。
因此，使用加有這種抗磨節(jié)能劑的潤滑油，能使?jié)櫥偷恼扯戎笖?shù)提高(因而其粘—溫性能變好)，油性增強，極壓性提高，潤滑油膜的厚度增大且強度提高，潤滑油的清凈分散能力增強。
當本抗磨節(jié)能劑用作浸泡液時，若(1)用于浸泡橡膠油封、盤根橡膠油封、盤根材料在使用過程中受到礦物油的溶脹、運動表面的磨擦以及熱的作用，使密封材料被破壞、變形，以致泄漏。用本抗摩節(jié)能劑將橡膠油封、盤根浸泡后，能使它們永不變形，提高了密封效果，而且可以在設備往復運動時，防止金屬將橡膠油封及盤根劃傷，防止泄漏。
(2)用于浸泡金屬，例如新組裝的軸承，由于它能克服軸承在加工中產(chǎn)生的金相缺陷及加工誤差，故比用10#機油對軸承進行潤滑，使軸承的振動值平均降低了5分貝，在減摩、抗磨和防腐防銹方面也獲得改進。用它浸泡組裝前的內(nèi)燃機零件也獲得同樣效果。
具體地說，本抗磨節(jié)能劑產(chǎn)品在各領域的應用中能產(chǎn)生下列好效果●降低磨擦減少磨損3倍，降低機械噪音10分貝左右。
●抑制發(fā)動機溫升8-10℃。
●徹底清除尾氣黑煙，減少一氧化碳和氧化氮的排放量85％以上，減少有毒氣體對城市空氣的污染，有利于環(huán)保，造福子孫。
●節(jié)省燃油10％左右。
●提高機油質(zhì)量，延長換油周期2-5倍。
●即使在潤滑不良時，也可避免拉缸燒瓦，徹底解決了冷車起動時的機件無油磨損問題。
●新車無需磨合，老車煥發(fā)青春，動力增加，提速明顯加快20％以上。
●本抗磨節(jié)能劑，綜合了其它同類產(chǎn)品的優(yōu)點，并彌補了其中的不足不含鉛，不含樹脂，長期使用沒有任何副作用，是國內(nèi)外抗磨節(jié)能行業(yè)的升級換代產(chǎn)品。
本抗磨節(jié)能劑在汽車行業(yè)中的應用●本抗磨節(jié)能劑性能優(yōu)異、穩(wěn)定、油溶性好，可以與市場上銷售的任何品牌的發(fā)動機機油混合使用，無任何副作用。
●本抗磨節(jié)能劑抗氧化、防腐、防銹、防止炭渣積聚和清炭效果好。
經(jīng)4萬公里使用試驗后的發(fā)動機經(jīng)解體檢查，未發(fā)現(xiàn)任何異常。
●本抗磨節(jié)能劑能大幅度提高潤滑油粘度指數(shù)，改善潤滑油粘溫性能，減少了潤滑油粘度隨溫度的變化。
●抗磨損和降低磨擦功耗的效果顯著。對提高整車動力性、經(jīng)濟性、延長大修間隔期和車輛壽命有突出功效。對已行駛24萬公里車輛的初、復試對比結(jié)果動力性最高車速提高約9km/h，6.9％以上，直接檔加速時間，減少約3秒，提高14％左右。
經(jīng)濟性60km/h經(jīng)濟車速百公里油耗，節(jié)油9％左右，4萬公里發(fā)動機解體觀察，無磨損現(xiàn)象。
降低排污，改善環(huán)境，是汽車用的綠色產(chǎn)品。
潤滑油中添加本抗磨節(jié)能劑后，汽車尾氣經(jīng)測試CO含量降低85％左右，HC含量降低70％左右。
本抗磨節(jié)能劑在鐵路機車中的應用在我國鐵路機車車輛的車用潤滑油中采用本產(chǎn)品，將會大幅度提高機車車輛的可靠性和使用壽命，加快我國鐵路向高速、重載方向發(fā)展的步伐，節(jié)約燃油和機油，延長換油期和機車車輛大修期，降低鐵路運營成本，并且可以節(jié)約我國寶貴的石油資源，減少環(huán)境污染。
使用本產(chǎn)品將給鐵路帶來的巨大的技術(shù)經(jīng)濟意義●使用本產(chǎn)品可以大幅提高機車效率，節(jié)約能源●提高機車車功率，加快我國機車向高速重載方向發(fā)展的步伐●延長內(nèi)燃機車大修期1-2倍●延長機車潤滑油換油期2-3倍●降低鐵路運營成本20-30％本抗磨節(jié)能劑在機床業(yè)的應用本抗磨節(jié)能劑可修復主軸磨損，提高機床加工精度，保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。
●軸承加入本抗磨節(jié)能劑后，可以有效地減少磨擦、降低磨損、降低噪音。
●在馬達的潤滑劑中加入5％的本抗磨節(jié)能劑后，可使馬達的工作效率大幅度提高。
●在齒輪油中加入5％的本抗磨節(jié)能劑，它能與齒輪油溶為一體，被帶到齒輪表面，并在其表面形成極強的抗壓油膜(這種油膜一經(jīng)形成，很難脫落)，減少了摩擦，抑制了溫升。這種油膜的結(jié)合力很強，能使齒面在流體潤滑狀態(tài)下，油膜不被破壞，因而避免了齒輪表面直接接觸而防止擦傷和膠合，大大地降低了齒輪箱的噪音。而由于本抗磨節(jié)能劑粘度較低，因而減少了齒輪油運動的攪油阻力，防止了由于粘度大而使分子間劇烈摩擦生熱而造成動力損失。同時，由于金屬磨損減少，油料工作溫度低，燒蝕的廢物便會減少，齒輪油的污染也會減少。于是，齒輪油的換油周期相應延長了2-5倍。
具體實施例方式
下面，以制備實施例對本發(fā)明作進一步說明，但應該明白，此實施例不是對本發(fā)明的限制，而僅是對本發(fā)明進行解釋。在不背離本發(fā)明的精神實質(zhì)及不超出所附權(quán)利要求的范圍的情況下，任何人均可作出變更和改進。
本發(fā)明抗磨節(jié)能劑組成的實施例試驗表明，上述本發(fā)明的抗磨節(jié)能劑的各組份在其組成范圍內(nèi)(包括端值)均能夠使抗磨節(jié)能劑達到上述效果。
本發(fā)明的抗磨節(jié)能劑的優(yōu)選實施例是精制礦物油25#變壓器油 2重量份；抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅1.5重量份；抗磨劑伯烷基二硫代磷酸鋅1.0重量份；減活化劑Varlube 691 1.0重量份；防銹劑二聚酸和磷酸酯2重量份；分散劑雙烯基丁二酰亞胺 3重量份；油性劑油酸乙二醇酯 0.5重量份；清凈劑高堿值合成磺酸鈣 1.0重量份；粘度指數(shù)改進劑聚異丁烯 0.7重量份；
制備方法實施例將25#變壓器油按一般方法進行脫靜電處理，處理溫度為50℃，時間為10-30分鐘。把經(jīng)脫靜電處理的25#變壓器油與抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅(T203)及油性劑油酸乙二醇酯(T403)在90℃進行混合10-30分鐘，得混合物I。另外又將分散劑雙烯基丁二酰亞胺(T154)、防銹劑二聚酸和磷酸酯(T1601)、抗磨劑伯烷基二硫代磷酸鋅(T202)及粘度指數(shù)改進劑聚異丁烯(T603)在80℃混合10-30分鐘，得混合物II。最后，把混合物I、II混到一起，再加入減活化劑Vanlube 691及清凈劑高堿值合成磺酸鈣(T106)，加熱至90℃，攪拌混合10-30分鐘，冷卻至50℃后放出，即為成品。
權(quán)利要求
1.一種潤滑油用的抗磨節(jié)能劑，其特征在于它包括下列各組份精制礦物油25#變壓器油 1-3重量份；抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅 0.5-2重量份；抗磨劑伯烷基二硫代磷酸鋅 0.1-0.5重量份；減活化劑Vanlube6910.5-1.5重量份；防銹劑二聚酸和磷酸酯 1-3重量份；分散劑雙烯基丁二酰亞胺 2-4重量份；油性劑油酸乙二醇酯 0.5-1重量份；清凈劑高堿值合成磺酸鈣 0.5-1.5重量份；粘度指數(shù)改進劑聚異丁烯 0.5-1.0重量份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1的抗磨節(jié)能劑，其特征在于它包括下列各組份精制礦物油25#變壓器油 2重量份；抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅1.5重量份；抗磨劑伯烷基二硫代磷酸鋅1.0重量份；減活化劑Vanlube691 1.0重量份；防銹劑二聚酸和磷酸酯2重量份；分散劑雙烯基丁二酰亞胺 3重量份；油性劑油酸乙二醇酯 0.5重量份；清凈劑高堿值合成磺酸鈣 1.0重量份；粘度指數(shù)改進劑聚異丁烯 0.7重量份；
3.權(quán)利要求1所述的抗磨節(jié)能劑的制備方法，其特征在于它還包括2，6—二叔丁基對甲酚。
4.權(quán)利要求1所述的抗磨節(jié)能劑的制備方法，其特征在于它包括下列步驟將精礦物油25#變壓器油在40-60℃進行脫靜電處理，處理時間為10-30分鐘，又將抗磨劑長鏈伯烷基二硫代磷酸鋅、油性劑油酸乙二醇酯與經(jīng)脫靜電處理的變壓器油在50-100℃進行混合，混合時間為10-30分鐘，得混合物I；另外又將分散劑雙烯基丁二酰亞胺系列與防銹劑二聚酸和磷酸酯、抗磨劑伯烷基二硫代磷酸鋅及粘度指數(shù)改進劑聚丁二烯系列在50-90℃進行混合，混合時間為10-30分鐘，得混合物II；最后，將上面所得的混合物I和混合物II混合到一起，再加入減活化劑Vanlube 691及清凈劑高堿值合成磺酸鈣，加熱至80-90℃，攪拌混合10-30分鐘，冷卻到50℃后放出，即為成品。
5.權(quán)利要求1所述的抗磨節(jié)能劑在潤滑油方面作為抗磨節(jié)能添加劑的用途。
6.權(quán)利要求1所述的抗磨節(jié)能劑作為浸泡液使橡膠油封和盤根提高密封效果方面的應用。
7.權(quán)利要求1所述的抗磨節(jié)能劑作為浸泡液使金屬表面具有降噪、抗磨、防腐、防銹性能的應用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有精制礦物油、二烷基二硫代磷酸鋅及減活化劑等的潤滑油抗磨節(jié)能劑,它們具有優(yōu)良的降低摩擦、減少磨損、防銹、防腐蝕和抗氧化功能,極強的清凈分散能力,良好的抗極壓性和長效潤滑性,與潤滑油有極好相溶性,其減摩抗磨性、極壓性、抗腐性、抑制溫升性等方面都遠遠高于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。本發(fā)明還提供此了抗磨節(jié)能劑的制法及其在潤滑油和浸泡方面的應用。
文檔編號C10M161/00GK1329134SQ01123519
公開日2002年1月2日 申請日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者孫德貴, 臧玉蓉 申請人:北京海淀科保科技發(fā)展有限公司