專利名稱：用于十字頭型柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于十字頭柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物，以及用該組合物潤(rùn)滑十 字頭柴油機(jī)的氣缸的方法。
背景技術(shù)：
十字頭柴油機(jī)用作船用柴油機(jī)，使用氣缸油對(duì)氣缸和活塞進(jìn)行潤(rùn)滑，并且使用系 統(tǒng)油對(duì)其它部件進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑。用于潤(rùn)滑氣缸和活塞(活塞環(huán))的氣缸油必須具有合適 的粘度，同時(shí)為了保證活塞和活塞環(huán)的正常運(yùn)動(dòng)，氣缸油必須具有保持清凈的功能。出于經(jīng)濟(jì)原因，該型發(fā)動(dòng)機(jī)通常使用硫含量高的高硫燃料，但是這將因燃燒而產(chǎn) 生的酸性成分例如硫酸引起氣缸腐蝕的問(wèn)題。為了避免該問(wèn)題，氣缸油也必須具有中和該 酸性成分以及防腐的功能。十字頭柴油機(jī)的性能最近已進(jìn)一步改進(jìn)，例如擴(kuò)大氣缸直徑，使其內(nèi)徑大于70cm， 增加活塞沖程以實(shí)現(xiàn)用平均活塞速度計(jì)超過(guò)8m/s的超長(zhǎng)沖程，和增加燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)壓力使其 大于1. 8MPa，用制動(dòng)有效平均壓力(BMEP)計(jì)。此類改善性能的改進(jìn)引起活塞和氣缸的壁溫 的增加。增加燃燒壓力產(chǎn)生硫酸，這將使露點(diǎn)升高，因此會(huì)加劇氣缸的硫酸腐蝕。為了防止 這樣的硫酸腐蝕，例如，將氣缸壁溫度上升超過(guò)250°C。此外，出于經(jīng)濟(jì)效益考慮，近來(lái)傾向 于減少氣缸潤(rùn)滑油的使用量。在這種方式下，氣缸的潤(rùn)滑環(huán)境正變得更苛刻，這要求氣缸潤(rùn)滑油比以前具有特 別更高的耐熱性。傳統(tǒng)的船用柴油機(jī)潤(rùn)滑油常常以低成本制造，通過(guò)使用普通的高堿性金屬清凈劑 作為主要成分加入基礎(chǔ)油以保持抗磨特性。最近開(kāi)發(fā)的柴油機(jī)油含有各種類型的金屬清凈 劑作為主要成分，例如水楊酸鹽、磺酸鹽、酚鹽或它們的混合物，并同時(shí)加入極壓劑和分散 劑(專利文獻(xiàn)1-5)。對(duì)于最近的十字頭柴油機(jī)要求氣缸潤(rùn)滑油除了具有改善的抗磨性能和 抗咬粘性能以外，還要求其具有較低的成本。專利文獻(xiàn)1JP--2002--275491--A
專利文獻(xiàn)2JP--2002--515933--T
專利文獻(xiàn)3JP--2002--501974--T
專利文獻(xiàn)4JP--2002--500262--T
專利文獻(xiàn)5JP--2002--241780--A

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物，該組合物 具有特別優(yōu)異的耐熱性和良好的抗咬合性，并提供一種用該組合物潤(rùn)滑十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸 的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物，該組合物具有特別優(yōu)異的耐熱性，充分的流動(dòng)性以使?jié)櫥驮跉飧妆砻嫜杆贁U(kuò)散，并且具有優(yōu)異的 抗磨性和抗咬合性。解決上沭技術(shù)向題的手段根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于十字頭柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物，其含有潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，其由礦物油和合成油中的至少一種組成，和金屬酚鹽清凈劑(A)，其含有硫化烷基酚的金屬鹽，該金屬鹽在一分子中含有5個(gè) 或更多的烷基酚結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，也提供了一種潤(rùn)滑十字頭柴油機(jī)氣缸的方法，該方法包括向十字頭 柴油機(jī)氣缸中供給上述潤(rùn)滑油組合物。根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步提供了上述潤(rùn)滑油組合物在制備耐熱改進(jìn)劑中的用途，該改 進(jìn)劑改善了十字頭柴油機(jī)氣缸的耐熱性。本發(fā)明的技術(shù)效果根據(jù)本發(fā)明，含有金屬酚鹽清凈劑(A)的潤(rùn)滑油組合物具有優(yōu)異的耐熱性。當(dāng)除 了金屬酚鹽清凈劑(A)以外，進(jìn)一步含有其它金屬酚鹽清凈劑時(shí)，該潤(rùn)滑油組合物不僅耐 熱性優(yōu)異，而且在高溫下在滑動(dòng)表面的流動(dòng)性和擴(kuò)散性優(yōu)異。這樣，本發(fā)明的組合物就適合 作為用于十字頭柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物。本發(fā)明組合物作為用于潤(rùn)滑二沖程循環(huán)柴油 機(jī)的氣缸的氣缸潤(rùn)滑油組合物，可以提供特別優(yōu)異的性能，該二沖程循環(huán)柴油機(jī)滿足下述 任一項(xiàng)或全部條件增大的內(nèi)徑不小于70cm，用平均活塞速度計(jì)的超長(zhǎng)沖程不小于8m/s， 特別是不小于8. 5m/s，在用制動(dòng)有效平均壓力(BMEP)計(jì)的燃燒壓力不低于1. 8MPa，特別是 不低于1. 9MPa的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)；氣缸壁溫度不低于250°C，特別是不低于260°C，更特別是不 低于270 0C ο本發(fā)明潤(rùn)滑油組合物除了可用作用于十字頭柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油，也可以用作各 種船用或廢熱發(fā)電用柴油機(jī)油。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)闡述本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的用于十字頭柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物(下文簡(jiǎn)稱為本發(fā)明組合 物)含有潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油可以是任一基礎(chǔ)油，例如在普通潤(rùn)滑劑中使用的礦 物油和/或合成油。礦物油可以包括通過(guò)以下方法生產(chǎn)的那些經(jīng)常壓蒸餾原油，接著將常壓殘留物減 壓蒸餾，并且將得到的基礎(chǔ)油餾分經(jīng)由下面的一種或組合工藝精制，溶劑脫浙青、溶劑萃 取、加氫裂化、溶劑脫蠟、加氫精制等工藝而制得的礦物油；蠟異構(gòu)的礦物油；或通過(guò)將費(fèi) 托法生產(chǎn)的GTL蠟(氣體至液體蠟)異構(gòu)化而生產(chǎn)的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。礦物油的總芳香族成分含量沒(méi)有特別限制，并且優(yōu)選不高于40質(zhì)量％，更優(yōu)選不 高于30質(zhì)量％?？偡枷阕宄煞趾靠梢允?質(zhì)量％，但考慮到添加劑的溶解性，總芳香族 成分含量可以優(yōu)選不低于1質(zhì)量％，更優(yōu)選不低于5質(zhì)量％，而更優(yōu)選不低于10質(zhì)量％，并 且最優(yōu)選不低于20質(zhì)量％。當(dāng)總芳香族成分含量超過(guò)40質(zhì)量％，基礎(chǔ)油可能具有差的氧 化穩(wěn)定性。在此使用的總芳香族成分含量是指用ASTM D2549測(cè)定的芳香族成分餾分含量。芳香族成分餾分通常包括烷基苯和烷基萘，還有蒽、菲，以及它們的烷基化產(chǎn)物，通過(guò)冷凝獲 得的苯環(huán)數(shù)不少于4的化合物，和含有雜環(huán)芳香族的化合物，例如吡啶類、喹啉類、苯酚類 和萘酚類。礦物油的硫含量沒(méi)有特別限制，并優(yōu)選不高于1質(zhì)量％，更優(yōu)選不高于0. 5質(zhì) 量％。硫含量可以是0質(zhì)量％，但優(yōu)選不低于0. 1質(zhì)量％，更優(yōu)選不低于0.2質(zhì)量％。礦物 油中含有一定程度的硫可以促進(jìn)添加劑的全部溶解。合成油的例子可以包括聚丁烯或其氫化產(chǎn)物；聚α -烯烴，例如1-辛烯低聚物或 1-癸烯低聚物，或它們的氫化產(chǎn)物；二酯，例如戊二酸雙十三烷基酯，己二酸二 -2-乙基己 基酯，己二酸二異癸酯，己二酸雙十三烷基酯，或癸二酸二 -2-乙基己基酯；多元醇酯，例如 三羥甲基丙烷辛酸酯，三羥甲基丙烷壬酸酯，2-乙基己酸季戊四醇酯，或壬酸季戊四醇酯； 二羧酸例如馬來(lái)酸二丁酯，與碳原子數(shù)2-30的α-烯烴的共聚物；芳香族合成油，例如烷基 萘，烷基苯，或芳香族酯；以及上述物質(zhì)的兩種或多種混合物。本發(fā)明所用潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油可以是礦物油和/或合成油，例如，一種或多種礦物油， 一種或多種合成油，一種或多種礦物油和一種或多種合成油的混合物。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度沒(méi)有特別限制，在100°C條件下，可以優(yōu)選4-50mm2/s，更 優(yōu)選6-40mm2/S，最優(yōu)選8-35mm2/S。如果潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油在100°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度高于50mm2/ s,則該組合物的低溫粘度可能被損害。如果運(yùn)動(dòng)粘度低于4mm2/s，就不能在潤(rùn)滑部位形成 充分的油膜，這導(dǎo)致基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑性差和非常大的蒸發(fā)損失，這不是優(yōu)選的。本發(fā)明使用的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油含有在100°C的運(yùn)動(dòng)粘度是4-小于17mm2/S的潤(rùn)滑油 基礎(chǔ)油和/或在100°c的運(yùn)動(dòng)粘度是17-50mm2/s的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油在100°C的運(yùn)動(dòng)粘度是4-小于17mm2/S的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的例子可以 包括礦物基礎(chǔ)油和合成基礎(chǔ)油，例如SAE10-40。運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選不低于5. 6mm2/s,更優(yōu)選不 低于9. 3mm2/s，并且優(yōu)選不高于14mm2/s，更優(yōu)選不高于12. 5mm2/s。在100°C的運(yùn)動(dòng)粘度是17-50mm2/S的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的例子可以包括礦物基礎(chǔ)油和 合成基礎(chǔ)油，例如SAE50和光亮油。運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選不低于20mm2/S，更優(yōu)選不低于25mm2/s， 且優(yōu)選不高于40mm2/S，更優(yōu)選不高于35mm2/s。根據(jù)本發(fā)明，該潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油可以以一定量含有在100°C的運(yùn)動(dòng)粘度是4-小于 17mm2/s的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，例如，其含量不低于潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油總量的40質(zhì)量％，或不低于50 質(zhì)量％，且任選包含在100°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度是17-50mm2/S的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失用NOACK蒸發(fā)損失計(jì)優(yōu)選不大于20質(zhì)量％，更優(yōu)選不大 于16質(zhì)量％，更優(yōu)選不大于10質(zhì)量％。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的NOACK蒸發(fā)損失大于20質(zhì)量％時(shí)， 可能引起嚴(yán)重的蒸發(fā)損失，因此增加潤(rùn)滑油組合物的粘度。此處所指的NOACK蒸發(fā)損失是指根據(jù)ASTM D 5800方法測(cè)定的潤(rùn)滑油的蒸發(fā)量。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒(méi)有特別限制，考慮到從低溫到高溫的優(yōu)異的粘度特 性，可以優(yōu)選不低于80，更優(yōu)選不低于90，最優(yōu)選不低于100。最大粘度指數(shù)沒(méi)有特別限制， 其可以使用粘度指數(shù)約為135-180的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，例如，正鏈烷烴，疏松石蠟，GTL蠟，或 通過(guò)將其異構(gòu)化獲得的異鏈烷烴礦物油；或粘度指數(shù)為約150-250，例如復(fù)合酯基礎(chǔ)油或 高粘度指數(shù)聚α-烯烴(HVI-PAO)基礎(chǔ)油。考慮到添加劑的溶解性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性，最大粘 度指數(shù)可以優(yōu)選不高于120，更優(yōu)選不高于110。
本發(fā)明所用金屬酚鹽清凈劑(A)(下文有時(shí)稱作組分(A))含有硫化烷基酚的金屬 鹽，其在一分子中含有5個(gè)或更多的烷基酚結(jié)構(gòu)。金屬酚鹽清凈劑(A)的例子可以包括金 屬清凈劑，其主要含有用式(1)表示的硫化烷基酚的堿或堿土金屬鹽，或其高堿性鹽或堿 性鹽，其中用m表示的聚合度不小于4。堿金屬或堿土金屬可以是，例如鈉，鉀，鎂，鋇，或鈣，其中優(yōu)選鎂或鈣，并且最優(yōu)選 鈣。
權(quán)利要求
一種用于十字頭柴油機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物，其含有潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，其由至少一種礦物油和合成油組成，和金屬酚鹽清凈劑(A)，其含有硫化烷基酚的金屬鹽，該金屬鹽在一個(gè)分子中含有5個(gè)或更多的烷基酚結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其含有3-20%質(zhì)量的金屬清凈劑(A)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其進(jìn)一步含有不同于含有所述金屬清凈劑(A)的金 屬酚鹽清凈劑的金屬清凈劑(B)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中的金屬清凈劑(B)選自非所述金屬清凈劑(A) 的金屬酚鹽清凈劑、磺酸鹽清凈劑、水楊酸鹽清凈劑、羧酸鹽清凈劑和磷酸鹽清凈劑中的一 種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述金屬清凈劑(B)含有不同于所述金屬清凈 劑(A)的金屬酚鹽清凈劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其進(jìn)一步含有無(wú)灰分散劑(C)和極壓/抗磨劑(D) 中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述的無(wú)灰分散劑(C)包括含硼無(wú)灰分散劑。
8.一種潤(rùn)滑十字頭柴油機(jī)氣缸的方法，該方法包括向十字頭柴油機(jī)氣缸供給權(quán)利要求 1的組合物。全文摘要
本發(fā)明提供一種用于十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸潤(rùn)滑油組合物，該組合物具有優(yōu)異的耐熱性和抗咬合性。該組合物含有潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油和金屬酚鹽清凈劑(A)，金屬酚鹽清凈劑(A)含有硫化烷基酚的金屬鹽，其在一個(gè)分子中含有5個(gè)或更多的烷基酚結(jié)構(gòu)，并且該潤(rùn)滑油組合物可用于滿足下列任一個(gè)或所有條件的二沖程循環(huán)柴油機(jī)內(nèi)徑不小于70cm，超長(zhǎng)沖程用平均活塞速度計(jì)不低于8m/s，在燃燒壓力用制動(dòng)有效平均壓力(BMEP)計(jì)不低于1.8MPa的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，且氣缸壁的溫度不低于250℃。
文檔編號(hào)C10N30/08GK101952400SQ200880127419
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者有本直純, 白濱真一 申請(qǐng)人:新日本石油株式會(huì)社