專利名稱：低灰分的燃氣發(fā)動機潤滑油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤滑油組合物，特別是具有優(yōu)良的潤滑性能、清凈性能、分散性能、抗硝化性能、抗氧抗腐性能和抗磨性能的低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物。
背景技術(shù)：
近年來，隨著對環(huán)境保護的關(guān)注，以液化石油氣LPG和壓縮天然氣CNG為燃料的燃氣發(fā)動機汽車發(fā)展很快。氣體燃料的一個顯著特點是燃燒溫度高，加速NOx的生成，而NOx隨發(fā)動機汽缸里的竄氣進入曲軸箱，使曲軸箱中的潤滑油更易被硝化，從而縮短潤滑油的使用壽命。另外，潤滑油在氣體燃料發(fā)動機中容易形成沉積物，而氣體燃料對發(fā)動機沉積物的清洗能力不足，當(dāng)潤滑油的灰分過高時，形成沉積物的趨勢更為明顯，大量的沉積物可以引起燃氣發(fā)動機的提前點火，造成發(fā)動機工作紊亂。所以適用于燃氣發(fā)動機的潤滑油應(yīng)當(dāng)具有良好的清凈分散性能、抗氧化性能、抗硝化性能和抗磨性能，同時油品的硫酸鹽灰分含量應(yīng)當(dāng)有所控制。一種根據(jù)油品中硫酸鹽灰分含量對燃氣發(fā)動機油所做的分類得到潤滑油研究開發(fā)者和生產(chǎn)銷售商的廣泛認(rèn)可，這種分類列于表1。
表1燃氣發(fā)動機油分類
燃氣發(fā)動機的選用主要根據(jù)燃料氣體的潔凈程度、道路狀況、發(fā)動機工作負(fù)荷等因素來確定，對于在城市中行駛的燃料潔凈的燃氣發(fā)動機汽車適宜選用無灰或低灰型油品。
美國專利US6,001,780介紹了一種包含聚烯烴或聚烯烴丁二酰亞胺分散劑、硼化聚烯烴或硼化聚烯烴丁二酰亞胺分散劑和少量的抗氧劑、抗磨劑的適用于天然氣發(fā)動機的無灰型(硫酸鹽灰分小于0.1％，重量比)潤滑油配方。
美國專利US5,726,133介紹了一種采用特定清凈劑組分的硫酸鹽灰分為0.1％-0.6％(重量比)的低灰型天然氣發(fā)動機油及其添加劑體系，其清凈劑組分中包含一種堿值不高于250mgKOH/g的堿金屬鹽和一種堿值更低的堿金屬鹽，二者的比例為1.2∶1到2.3∶1。
美國專利US6,191,081介紹了一種強化抗硝化性能的長壽命的中灰和高灰型的燃氣發(fā)動機油，配方包含由高堿值、中堿值和低堿值(或稱中性鹽)清凈劑復(fù)合組成的、并且至少一種中堿值或低堿值清凈劑是金屬水楊酸鹽的清凈劑組分。
中國專利中，目前沒有有關(guān)燃氣發(fā)動機潤滑油的專利。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對燃氣發(fā)動機本身的特點和氣體燃料燃燒產(chǎn)物的特點，提出了具有良好的清凈分散性能、抗硝化性能、抗氧化性能和抗磨性能的低灰分(硫酸鹽灰分在0.1％-0.6％，重量比)燃氣發(fā)動機專用潤滑油組合物。
該潤滑油組合物中包括具有潤滑性能的基礎(chǔ)油、特定的金屬清凈劑組分、聚烯烴丁二酰亞胺類無灰分散劑、抗氧抗腐劑、抗磨劑、抗泡劑、降凝劑、粘度指數(shù)改進劑等組分。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物中的主要組分是具有潤滑性能的基礎(chǔ)油，該基礎(chǔ)油可以是溶劑精制工藝基礎(chǔ)油、聚α烯烴合成油或二者的混合物。對粘度級別10W/30的潤滑油組合物，適宜的基礎(chǔ)油組分100℃時的運動粘度范圍在4-10mm2/s；對粘度級別15W/40的潤滑油組合物，適宜的基礎(chǔ)油組分100℃時的運動粘度范圍在5-15mm2/S?；A(chǔ)油組分在潤滑油組合物中的含量至少為70％(重量比)。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物中包含特定的金屬鹽清凈劑組分，該組分中包含(1)至少一種總堿值(TBN)范圍不低于270mgKOH/g的高堿值或超高堿值的金屬鹽清凈劑；(2)至少一種總堿值范圍20-180mgKOH/g的中堿值或低堿值的金屬鹽清凈劑。上述金屬鹽清凈劑可以是金屬的烷基水楊酸鹽、磺酸鹽、烷基酚鹽或硫化烷基酚鹽，其中至少一種是烷基水楊酸鹽；而金屬可以是鈉、鎂、鈣，其中至少含有一種高堿值或超高堿值的鎂鹽清凈劑。金屬鹽清凈劑其活性組分在潤滑油組合物中的含量范圍是0.3％-2.0％(重量比)。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機專用潤滑油組合物中包含聚烯烴丁二酰亞胺類無灰分散劑，該無灰分散劑可以是(1)單聚烯烴丁二酰亞胺、(2)雙聚烯烴丁二酰亞胺、(3)二者的混合物。上述無灰分散劑可以是硼化的聚烯烴丁二酰亞胺，也可以是大分子的聚烯烴丁二酰亞胺，分子量范圍在600-3000。無灰分散劑活性組分在潤滑油組合物中的含量范圍是1.0％-4.5％(重量比)。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物中包含一定的抗氧抗腐劑組分，該組分可以是(1))芳胺類抗氧劑、(2)屏蔽酚類抗氧劑、(3)二者的混合物?？寡蹩垢瘎┗钚越M分在潤滑油組合物中的含量范圍是0.05％-1.5％(重量比)。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物中包含抗磨劑組分，該組分可以是金屬鋅或鉬的二硫代磷酸鹽，如二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)，也可以是鋅鹽與鉬鹽的混合物?？鼓┗钚越M分在潤滑油組合物中的含量范圍是0.3％-2.0％(重量比)。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物中還包含下述常規(guī)添加劑(a)一種可用于潤滑油組合物的具有降低潤滑油組合物凝點效果的羧酸衍生物，如聚甲基丙烯酸酯，該組分在潤滑油組合物中的含量范圍是0.1％-0.7％(重量比)；(b)一種可用于潤滑油組合物的具有提高潤滑油組合物粘度指數(shù)性能的大分子聚合物，如乙烯-丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯等，該組分在潤滑油組合物中的含量范圍是2.5％-11.5％(重量比)；(c)一種抗泡劑，如甲基硅油等，該組分在潤滑油組合物中的含量范圍是0.001％-0.05％(重量比)。
本發(fā)明低灰分燃氣發(fā)動機潤滑油組合物用于車用燃氣發(fā)動機中，具有以下性能(1)有效改善發(fā)動機的潤滑，保證發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)，降低摩擦，減少摩擦功率損失；(2)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，特別是在停停開開或者怠速運轉(zhuǎn)工況下，能夠顯著減少油泥生成和漆膜的沉積，保持發(fā)動機潤滑部件的清潔，確保發(fā)動機正常供油；(3)低灰分特性能夠顯著減少發(fā)動機進氣門處有機金屬化合物的沉積，有效防止燃氣發(fā)動機提前點火；(4)有效延長發(fā)動機使用壽命。
有關(guān)資料表明，我國多數(shù)省份目前都致力于推廣以液化石油氣和壓縮天然氣為燃料的代用燃料汽車，特別是在直轄市、省會城市等大城市，政府計劃在城市公交車和出租車中大力推廣以汽油和液化石油氣或壓縮天然氣為燃料的雙燃料汽車，因此，本發(fā)明所涉及的燃氣發(fā)動機潤滑油產(chǎn)品有良好的市場前景。
具體實施方式
實施例1調(diào)制10W/30燃氣發(fā)動機潤滑油，組分含量見表2，由此得到的數(shù)據(jù)見表3。
表2


表3

注1 以試驗板上的焦重表示，焦重越小表示組合物的活塞清凈性越好。
2 以擴散的泥斑/油斑的百分率表示，此值越大，組合物的分散性能越好。
3 該試驗為發(fā)動機試驗，此項試驗結(jié)果表明，按該實施例的組合物在發(fā)動機上具有良好的使用性能。
實施例2調(diào)制15W/40燃氣發(fā)動機潤滑油，組分含量見表4，由此得到的數(shù)據(jù)見表5。
表4

表5

注見實施例1。
權(quán)利要求
1.一種低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于該組合物中含有(A)至少70％(重)的基礎(chǔ)油；(B)金屬鹽清凈劑混合物，在潤滑油組合物中含量為0.3％-2.0％(重)；(C)至少一種聚烯烴丁二酰亞胺類無灰分散劑，在潤滑油組合物中含量為1.0％-4.5％(重)；(D)至少一種抗氧抗腐劑，在潤滑油組合物中含量為0.05％-1.5％(重)；(E)抗磨劑，在潤滑油組合物中含量為0.3％-2.0％(重)；(F)羧酸衍生物降凝劑，在潤滑油組合物中含量為0.1％-0.7％(重)；(G)大分子聚合物粘度指數(shù)改進劑，在潤滑油組合物中含量為4.0％-10.0％；(H)抗泡劑，在潤滑油組合物中含量為10-15μg/g。
2.按照權(quán)利要求1所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于(A)是溶劑精制基礎(chǔ)油或聚α烯烴合成油或前述二者的混合物。
3.按照權(quán)利要求1所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于金屬鹽清凈劑混合物B中包含(1)至少一種具有高堿值或超高堿值的金屬鹽清凈劑，其總堿值范圍不低于270mgKOH/g；(2)至少一種中堿值或低堿值的金屬鹽清凈劑，其總堿值范圍20-180mgKOH/g。
4.按照權(quán)利要求3所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于金屬鹽清凈劑混合物中，清凈劑的金屬成分是金屬鈣或鈉或鎂，其中至少一種是高堿值或超高堿值的鎂鹽。
5.按照權(quán)利要求3所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于金屬鹽清凈劑混合物中，清凈劑是金屬的水楊酸鹽、磺酸鹽或酚鹽，其中至少一種是水楊酸鹽。
6.按照權(quán)利要求1所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于無灰分散劑C是單聚烯烴丁二酰亞胺或雙聚烯烴丁二酰亞胺或前述二者的混合物。
7.按照權(quán)利要求6所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于單、雙聚烯烴丁二酰亞胺是硼化的聚烯烴丁二酰亞胺或分子量范圍在600-3000的聚烯烴丁二酰亞胺。
8.按照權(quán)利要求1所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于抗氧抗腐劑D是芳胺類抗氧劑或屏蔽酚類抗氧劑或二者的混合物。
9.按照權(quán)利要求1所述的低灰分的燃氣發(fā)動機的潤滑油組合物，其特征在于抗磨劑E是金屬鋅的二硫代磷酸鹽或金屬鉬的二硫代磷酸鹽或二者的混合物。
全文摘要
本發(fā)明低灰分的燃氣發(fā)動機潤滑油組合物，包括基礎(chǔ)油、降凝劑、粘度指數(shù)改進劑、抗泡劑、金屬清凈劑組合物、聚烯烴丁二酰亞胺類無灰分散劑、抗氧抗腐劑和抗磨劑，該金屬清凈劑組合物是高堿值金屬鹽與中堿值金屬鹽或低堿值金屬鹽的混合物?？蓾M足以液化石油氣(LPG)和壓縮天然氣(CNG)為燃料的車用燃氣發(fā)動機的潤滑要求，該潤滑油組合物具有優(yōu)良的潤滑性能、清凈性能、分散性能、抗硝化性能、抗氧抗腐性能和抗磨性能，同時具有較低的灰分(硫酸鹽灰分0.1％－0.6％，重量比)，可有效防止燃氣發(fā)動機提前點火。
文檔編號C10M143/00GK1523088SQ03104808
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者李軍, 李桂云, 劉嵐, 李 軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司