船用發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑的制作方法
【專利摘要】二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)潤(rùn)滑通過(guò)一種組合物進(jìn)行，所述組合物包含主要量的具有潤(rùn)滑粘度的油，所述油包含至少50質(zhì)量%的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物，和分別次要量的油溶性過(guò)堿性烷基水楊酸金屬鹽清凈劑和油溶性聚鏈烯基取代的羧酸酐或油溶性烷基化苯酚。酐或苯酚的存在在潤(rùn)滑劑中改進(jìn)瀝青質(zhì)分散性。
【專利說(shuō)明】船用發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)油潤(rùn)滑。本發(fā)明涉及用于二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)油。
[0002]發(fā)明背景
[0003]二沖程船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為其中各活塞桿通過(guò)十字頭軸承連接在曲柄軸上的壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。它們通過(guò)兩種分開的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑:汽缸油和系統(tǒng)油。汽缸油為在燃燒室中燃燒的“單程”潤(rùn)滑劑，其中過(guò)量的汽缸油借助汽缸油管道排出。發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱通過(guò)系統(tǒng)油潤(rùn)滑，系統(tǒng)油潤(rùn)滑軸承和軸頸以及冷卻活塞頂部底面(undercrown)。
[0004]由于施加于其上的低應(yīng)力，系統(tǒng)油不改變。需要它能夠應(yīng)對(duì)由通過(guò)填料箱(stuffing box)的汽缸漏油產(chǎn)生的污染；與組I基油混合的系統(tǒng)油能夠應(yīng)對(duì)該污染。然而，較高飽和物基油(例如組II)已經(jīng)顯示在浙青質(zhì)分散性方面是有害的，所述浙青質(zhì)可沉積于活塞頂部底面和曲軸箱上。這構(gòu)成與較高飽和物基油混合的多種系統(tǒng)潤(rùn)滑劑中的問(wèn)題。
[0005]W02008/119936A1 ( ‘936)描述了系統(tǒng)潤(rùn)滑并提到用于系統(tǒng)油的組I和組II基本油料。它還描述了烷基水楊酸鈣清凈劑皂在系統(tǒng)油中的用途。然而，它沒(méi)有例舉組II基本油料的用途，它也沒(méi)有提到關(guān)于組II基本油料的以上問(wèn)題。
[0006]發(fā) 明概沭
[0007]本發(fā)明 涉及通過(guò)將聚鏈烯基取代的羧酸酐或烷基化苯酚并入與較高飽和物基本油料混合的含水楊酸鹽系統(tǒng)油中而改善以上問(wèn)題。‘936中沒(méi)有描述這類酐或苯酚的使用。W02008/021737A2( ‘737)描述了這類酐在船用潤(rùn)滑劑中的用途，但沒(méi)有提到系統(tǒng)潤(rùn)滑。它提到水楊酸鹽清凈劑，但僅例舉了磺酸鹽/酚鹽清凈劑。
[0008]本發(fā)明第一方面為用于二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物(即系統(tǒng)油)，所述組合物具有小于18，優(yōu)選小于15，優(yōu)選5-9的TBN，且包含以下物質(zhì)，或者通過(guò)將如下物質(zhì)混合而制備:
[0009](A)主要量的具有潤(rùn)滑粘度的油，其含有50質(zhì)量％或更多的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物；
[0010](B)次要量的油溶性過(guò)堿性烷基水楊酸金屬鹽清凈劑；和
[0011](C)次要量的油溶性聚鏈烯基取代的羧酸酐，所述聚鏈烯基或至少一個(gè)聚鏈烯基衍生自數(shù)均分子量為200-3,000的聚烯烴，或油溶性烷基化苯酚，優(yōu)選衍生自腰果殼液(cashew nut shell liquid, CNSL)的油溶性烷基化苯酌.。
[0012]本發(fā)明的第二方面為向二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)提供系統(tǒng)潤(rùn)滑的方法，所述方法包括用本發(fā)明第一方面的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱。
[0013]本發(fā)明的第三方面為二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱與本發(fā)明第一方面的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物的組合。
[0014]本發(fā)明的第四方面是分別次要量的如本發(fā)明第一方面所定義的清凈劑(B)與如本發(fā)明第一方面中定義的聚鏈烯基取代的羧酸酐或烷基化苯酚(C)組合在用于二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物中的用途，所述組合物包含主要量的具有潤(rùn)滑粘度的油并包含50質(zhì)量％或更多的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物，以在以重燃料油為燃料并通過(guò)組合物系統(tǒng)潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間與在不存在(C)下使用相同量(B)時(shí)的類似操作相比，改進(jìn)浙青質(zhì)分散性。
[0015]在本文中，如果使用以及當(dāng)使用時(shí)，以下措辭和表述具有以下所述含義:
[0016]“活性成分”或“(a.1.) ”指不為稀釋劑或溶劑的添加劑材料；
[0017]“包含”或任何同類措辭表示所述特征、步驟或整數(shù)或組分的存在，但不排除一種或多種其它特征、步驟、整數(shù)、組分或其基團(tuán)的存在或加入；表述“由……組成”或“基本由……組成”或類似表述包括在“包含”或類似表述內(nèi)，其中“基本由……組成”容許包括不本質(zhì)地影響它適用的組合物的性質(zhì)的物質(zhì)；
[0018]“主要量”意指50質(zhì)量％或更多的組合物；
[0019]“次要量”意指小于50質(zhì)量％的組合物；
[0020]“TBN”意指如通過(guò)ASTM D2896測(cè)定的總堿值。
[0021]此外，在本說(shuō)明書中，如果使用以及當(dāng)使用時(shí):
[0022]“鈣含量”通過(guò)ASTM4951測(cè)定；
[0023]“磷含量”通過(guò)ASTM D5185測(cè)定；
[0024]“硫酸鹽灰含量”通過(guò)ASTM D874測(cè)定；
[0025]“硫含量”通過(guò)ASTM D2622測(cè)定；
[0026]“KV100”意指如通過(guò)ASTM D445測(cè)定在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度。
[0027]還應(yīng)當(dāng)理解，必須地以及最佳和常用地使用的各種組分可在配制、儲(chǔ)存或使用的條件下反應(yīng)且本發(fā)明還提供由于任何這種反應(yīng)可得到或得到的產(chǎn)物。
[0028]另外，應(yīng)當(dāng)理解本文所述量、范圍和比的任何上限和下限可獨(dú)立組合。
[0029]發(fā)明詳沭
[0030]現(xiàn)在在下面更詳細(xì)地討論本發(fā)明的特征。
[0031]具有潤(rùn)滑粘度的油(A)
[0032]潤(rùn)滑油在粘度方面可從輕餾分礦物油至重質(zhì)潤(rùn)滑油變化。通常，如在10(TC下測(cè)量，油的粘度為2-40mm2/sec。
[0033]天然油包括動(dòng)物油和植物油(例如蓖麻油、豬油)；液體石油以及鏈烷烴、環(huán)烷烴和混合鏈烷烴-環(huán)烷烴型的加氫精制、溶劑處理或酸處理礦物油。衍生自煤或頁(yè)巖的具有潤(rùn)滑粘度的油也用作有用的基油。
[0034]合成潤(rùn)滑油包括烴油和鹵素取代的烴油，例如聚合和共聚烯烴(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-異丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯))；烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯)；聚苯(例如聯(lián)苯、三聯(lián)苯、烷基化多酌.);和烷基化二苯釀和烷基化二苯硫及其衍生物、類似物和同系物。
[0035]其中末端羥基已通過(guò)酯化、醚化等改性的氧化烯聚合物和共聚物及其衍生物構(gòu)成另一類已知的合成潤(rùn)滑油。這些通過(guò)如下例證:通過(guò)氧化乙烯或氧化丙烯聚合制備的聚氧化烯聚合物，和聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如分子量為1000的甲基-聚異丙二醇醚或分子量為1000-1500的聚乙二醇二苯基醚)；及其單-和多羧酸酯，例如四乙二醇的乙酸酯、混合C3-C8脂肪酸酯和C13含氧酸二酯。 [0036]另一類適合的合成潤(rùn)滑油包括二羧酸(例如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和鏈烯基琥珀酸、馬來(lái)酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、鏈烯基丙二酸)與各種醇(例如丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己基醇、乙二醇、二乙二醇單醚、丙二醇)的酯。這種酯的具體實(shí)例包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富馬酸二 -正己基酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛基酯、壬二酸二異癸基酯、鄰苯二甲酸二辛基酯、鄰苯二甲酸二癸基酯、癸二酸二-二十烷基酯、亞油酸二聚物的2-乙基己基二酯，和通過(guò)I摩爾癸二酸與2摩爾四乙二醇和2摩爾2-乙基己酸反應(yīng)形成的混合酯。
[0037]用作合成油的酯還包括由C5-C12單羧酸和多元醇和多元醇酯如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇制備的那些。
[0038]硅基油如聚烷基_、聚芳基_、聚烷氧基-或聚芳氧基硅油和硅酸酯油包括另一類有用的合成潤(rùn)滑劑；這種油包括硅酸四乙酯、硅酸四異丙酯、硅酸四-(2-乙基己基)酯、硅酸四-(4-甲基-2-乙基己基)酯、硅酸四_(對(duì)-叔丁基-苯基)酯、六-(4-甲基-2-乙基己基)二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其他合成潤(rùn)滑油包括含磷酸的液體酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛基酯、癸基膦酸的二乙基酯)和聚四氫呋喃。
[0039]未精制、精制和再精制油可用于本發(fā)明潤(rùn)滑劑中。未精制油為沒(méi)有進(jìn)一步提純處理而直接由天然或合成來(lái)源得到的那些。例如，直接由干餾操作得到的頁(yè)巖油；直接由蒸餾得到的石油；或直接由酯化得到的酯油，其無(wú)進(jìn)一步處理而使用，為未精制油。精制油類似于未精制油，不同之處在于將該油在一個(gè)或多個(gè)提純步驟中進(jìn)一步處理以改善一種或多種性能。許多這類提純技術(shù)，例如蒸餾、溶劑萃取、酸或堿萃取、過(guò)濾和滲濾是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。再精制油通過(guò)類似于用于提供精制油的那些的方法，但起始于已用于使用的油得到。這類再精制油也稱為回收或再加工油，且通常經(jīng)受使用用于除去廢添加劑和油分解產(chǎn)物的技術(shù)的另外加工。
[0040]American Petroleum Institute (API)出版物“Engine Oil Licensing andCertification System，，, Industry Services Department,第 14 版，1996 年 12 月，附錄 I,1998年12月將基本油料如下分類:`[0041 ] (a)使用表E-1所述測(cè)試方法，組I基本油料含小于90%飽和物和/或大于0.03%硫，且具有大于或等于80且小于120的粘度指數(shù)。
[0042](b)使用表E-1所述測(cè)試方法，組II基本油料含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫，且具有大于或等于80且小于120的粘度指數(shù)。
[0043](c)使用表E-1所述測(cè)試方法，組III基本油料含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫,且具有大于或等于120的粘度指數(shù)。
[0044](d)組IV基本油料為聚α烯烴(PAO)。
[0045](e)組V基本油料包括不包含在組1、I1、III或IV中的所有其它基本油料。
[0046]表E-1
[0047]
SI I測(cè)試方法
飽和物~ ASTM D2007~

粘度指數(shù)ASTM D2270~
【權(quán)利要求】
1.用于二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，所述組合物具有小于18，優(yōu)選小于15的TBN，且包含以下物質(zhì)或者通過(guò)將以下物質(zhì)混合而制備: (A)主要量的具有潤(rùn)滑粘度的油，其包含50質(zhì)量％或更多的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物； (B)次要量的油溶性過(guò)堿性烷基水楊酸金屬鹽，例如烷基水楊酸鈣清凈劑；和 (C)次要量的油溶性聚鏈烯基取代的羧酸酐，其中所述聚鏈烯基或者至少一個(gè)聚鏈烯基衍生自數(shù)均分子量為200-3,000的聚亞烷基，或者油溶性烷基化苯酚，優(yōu)選衍生自腰果殼液(CNSL)的油溶性烷基化苯酚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中具有潤(rùn)滑粘度的油包含大于60質(zhì)量％的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中基本油料為組I1、組III或組IV基本油料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中⑶為C9-C3tl烷基取代的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中(C)中的聚鏈烯基取代基具有8-400，例如12-100，尤其是16-64個(gè)碳原子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中(C)中的聚鏈烯基取代基具有350-1000，例如500-1000的數(shù)均分子量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中(C)中的聚鏈烯基取代的羧酸酐為琥珀酸酐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中(C)為聚丁烯琥珀酸酐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中(C)為氫化腰果酚。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中(C)主要是C2Friede 1-Crafts 烷基化苯酌.。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中TBN為大于1，優(yōu)選大于3，甚至更優(yōu)選大于5。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物，其中TBN為小于10。
13.將系統(tǒng)潤(rùn)滑供入二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中的方法，其包括用根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱。
14.二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱與根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物的組合。
15.分別次要量的如權(quán)利要求1中所定義的清凈劑(B)與如權(quán)利要求1中所定義的聚鏈烯基取代的羧酸酐或烷 基化苯酚(C)的組合在用于二沖程十字頭船用壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)潤(rùn)滑油組合物中的用途，用于在以重燃料油為燃料并通過(guò)該組合物系統(tǒng)潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，與在不存在(C)下使用相同量(B)時(shí)的類似操作相比改進(jìn)浙青質(zhì)分散性，所述組合物具有小于18，優(yōu)選小于15的TBN，且包含主要量的具有潤(rùn)滑粘度的油，其包含50質(zhì)量％或更多的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物。
【文檔編號(hào)】C10N30/04GK103805311SQ201310535074
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】R·J·格拉斯, H·畢肖普, A·謝辛斯卡 申請(qǐng)人:英菲諾姆國(guó)際有限公司