船用發(fā)動機潤滑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物，包含主要量的潤滑粘度的油，和與其共混的：(A)一種或多種添加劑，各自為次要量；和(B)呈以下形式的粘度改進劑：(i)包含核和多個從核伸出的聚合物臂的聚合物，或(ii)烯烴共聚物，所述粘度改進劑分散在具有6-15范圍內(nèi)的100℃運動粘度的稀釋油中，其中所述二沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有10-100的使用ASTM?D2896測定的TBN，所述四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有25-60的使用ASTM?D2896測定的TBN。
【專利說明】船用發(fā)動機潤滑

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及二沖程和四沖程船用柴油內(nèi)燃發(fā)動機的潤滑，前者通常稱為十字頭發(fā) 動機，后者通常稱為筒式活塞發(fā)動機。用于它們的各潤滑劑通常稱為船用柴油機氣缸潤滑 劑（"MDCL，s"）和筒式活塞發(fā)動機油（"ΤΡΕ0's"）。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 十字頭發(fā)動機是具有高至非常高功率范圍的低速發(fā)動機。它們包括兩個分開潤滑 的部件：以全損耗潤滑通過高粘性油（MDCL)潤滑的活塞/氣缸組件；和通過較不粘的潤滑 劑（通常稱為系統(tǒng)油）潤滑的曲軸箱。
[0004] 筒式活塞發(fā)動機可用于海運、發(fā)電和鐵路牽引應用中并可具有比十字頭型發(fā)動機 更高的速度。單一潤滑劑（ΤΡΕ0)用于曲軸箱和氣缸潤滑。發(fā)動機的所有主要移動部件，即 主要和大端軸承、凸輪軸和閥動齒輪通過泵送循環(huán)系統(tǒng)潤滑。汽缸套部分地通過飛濺潤滑 以及部分地通過來自循環(huán)系統(tǒng)的油潤滑，所述來自循環(huán)系統(tǒng)的油經(jīng)由連桿和活塞銷通過活 塞裙中的孔到達汽缸壁。
[0005] 本領域中已知MDCL's和TPEO's中包含光亮油，光亮油為經(jīng)高度精煉和脫蠟且由 殘渣油料或塔底油料產(chǎn)生的高粘度油。它可例如具有大于25臟 2^，通常大于30臟2^的 100°C運動粘度，例如得自通常具有28-36_2^的100°C運動粘度的減壓渣油的溶劑萃取、 脫浙青產(chǎn)物。
[0006] 然而，光亮油貴且現(xiàn)有技術(shù)描述了替代它的方式。W099/64543描述了不用光亮油 而配制的MDCL's，US2008/0287329描述了含有很少或不含光亮油的ΤΡΕ0。它們都使用液 態(tài)、油混溶性聚異丁烯（'PIB'）。
[0007] 不含光亮油的MDCL's和TPEO's的問題是它們產(chǎn)生蒸發(fā)損失（即潤滑油蒸發(fā)和消 耗）。如US2008/0287329中論述的那樣，聚異丁烯的降解導致形成揮發(fā)性產(chǎn)物，從發(fā)動機中 逸出，這導致潤滑油消耗。
[0008] 本發(fā)明目標是克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題。特別地，本發(fā)明目標是減少滑油消耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，分散在重質(zhì)稀釋油中的星形聚合物（例如無定形的苯乙烯-二烯共聚 物）或烯烴共聚物（例如乙烯-丙烯共聚物）在MDCL或ΤΡΕ0中的使用使得上述問題能得 以克服。
[0010] 因此，本發(fā)明提供二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物，包含主要量的潤滑 粘度的油，和與其共混的：
[0011] (A) -種或多種添加劑，各自為次要量；和
[0012] (B)呈以下形式的粘度改進劑：（i)包含核和多個從核伸出的聚合物臂的聚合物， 或（ii)烯烴共聚物，所述粘度改進劑分散在l〇(TC運動粘度在6-15,例如范圍 內(nèi)的重質(zhì)稀釋油中，
[0013] 其中所述二沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有10-100,例如40-100的使用ASTM D2896測定的TBN，所述四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有25-60的使用ASTM D2896測 定的TBN。
[0014] 在另一個方面中，本發(fā)明包括：
[0015] 制造二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物的方法，包括將主要量的潤滑粘度 的油與以下組分共混：
[0016] (A) -種或多種添加劑，各自為次要量；和
[0017] (B)呈以下形式的粘度改進劑：（i)包含核和多個從核伸出的聚合物臂的聚合物， 或（ii)烯烴共聚物，所述粘度改進劑分散在具有6-15,例如7-14臟 2^的100°C運動粘度的 重質(zhì)稀釋油中，其中所述二沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有10-100,例如40-100的使用 ASTM D2896測定的TBN，所述四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有25-60的使用ASTMD2896 測定的TBN。
[0018] 可通過本發(fā)明的上述方法獲得的二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物。
[0019] 潤滑十字頭船用柴油發(fā)動機的方法，包括向所述發(fā)動機的活塞/氣缸組件供應本 發(fā)明的組合物。
[0020] 潤滑筒狀活塞船用柴油發(fā)動機的方法，包括向所述發(fā)動機供應所述組合物。和
[0021] 本發(fā)明第一個方面中所定義的粘度改進劑（B)用來改進具有10-100,例如40-100 的使用ASTM D2896測定的TBN的船用柴油機汽缸潤滑劑或具有25-60的使用ASTM D2896 測定的TBN的筒式活塞發(fā)動機油的碳沉積性能的用途。
[0022] 在本說明書中，以下詞語（如果和當使用時）具有下面給出的意義：
[0023] "活性成分"或"（a. i.) "是指不是稀釋劑或溶劑的添加材料；
[0024] "包含"或任何同類語言表明存在指明的特征、步驟或整體或組分，但是不排除存 在或添加一種或多種其它的特征、步驟、整體、組分或它們的組合；表達"由…構(gòu)成"或"主要 由…構(gòu)成"或同類表達可以包括在"包含"或同類表述內(nèi)，其中"主要由…構(gòu)成"允許包括不 顯著影響其所應用的組合物的特性的物質(zhì)；
[0025] "主要量"是指占組合物的40或50質(zhì)量％或更多，優(yōu)選60質(zhì)量％或更多，甚至更 優(yōu)選70質(zhì)量％或更多；
[0026] "次要量"是指占組合物的少于50質(zhì)量％，優(yōu)選少于40質(zhì)量％，甚至更優(yōu)選少于30 質(zhì)量％ ;
[0027] "TBN"是指通過ASTM D2896測量的總堿值。
[0028] 另外，在本說明書中，如果使用和當使用時：
[0029] "鈣含量"是通過ASTM4951測量的；
[0030] "磷含量"是通過ASTM D5185測量的；
[0031] "硫酸鹽灰分含量"是通過ASTM D874測量的；
[0032] "硫含量"是通過ASTM D2622測量的；
[0033] "KV100"是指通過ASTM D445測量的100°C運動粘度。
[0034] 此外，應當理解，所使用的各種組分（基本的以及最佳的和常用的組分）可能在配 制、儲存或使用條件下反應，本發(fā)明還提供由任何此類反應可獲得或獲得的產(chǎn)物。
[0035] 另外，應該理解的是，本文給出的任何上限和下限量、范圍和比例可以獨立地結(jié) 合。
[0036] 發(fā)明詳述
[0037] 下面將更詳細地論述本發(fā)明的特征。
[0038] 潤滑粘度的油
[0039] 潤滑劑組合物含有主要含量的潤滑粘度的油。此種潤滑油在粘度方面可以從輕 質(zhì)餾分礦物油到重質(zhì)潤滑油。一般而言，油的粘度在100°c下測量為2-40mm 2/sec，例如 3-15mm2/sec，并具有80-100,例如90-95的粘度指數(shù)。潤滑油可占組合物的大于60質(zhì)量％， 通常大于70質(zhì)量％。
[0040] 天然油包括動物油和植物油（例如蓖麻油、豬油）；液體石油和鏈烷、環(huán)烷和混合 鏈烷-環(huán)烷烴類型的加氫精制、溶劑處理或酸處理的礦物油。源自煤炭或頁巖的潤滑粘度 的油也用作有用的基礎油。
[0041] 合成潤滑油包括烴油和鹵代的烴油，例如聚合和互聚合烯烴（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，十二燒基苯、十四燒基苯、二壬基苯、二（2-乙基己基）苯）；聚苯（例如，聯(lián)苯、三 聯(lián)苯、燒基化的多酌);和燒基化的-苯釀和燒基化的-苯硫釀及其衍生物、類似物和同系 物。
[0042] 其中末端羥基已經(jīng)通過酯化、醚化等改性的氧化烯聚合物和互聚物和它們的衍生 物構(gòu)成另一類已知的合成潤滑油。它們的實例包括由氧化乙烯或氧化丙烯的聚合而制備的 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的聚乙二醇的二苯基醚）；和它們的單和多元羧酸酯（例 如乙酸酯、混合的c 3-c8脂肪酸酯和四乙二醇的c13含氧酸二酯）。
[0043] 另一類適合的合成潤滑油包括二元羧酸（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、烯基丙二酸）與各種醇（例如丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己醇、乙二醇、二乙二 醇單醚、丙二醇）的酯。這類酯的具體實例包括己二酸二丁酯、癸二酸二（2-乙基己基）酯、 富馬酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰 苯二甲酸二癸酯、癸二酸二（二十烷基）酯、亞油酸二聚體的2-乙基己基二酯，和由1摩爾 的癸二酸與2摩爾的四乙二醇和2摩爾的2-乙基己酸反應而形成的復合酯。
[0044] 可用作合成油的酯還包括由C5_C12 -元羧酸和多元醇以及多元醇酯制成的那些， 所述多元醇例如為新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇。
[0045] 基于硅的油如多烷基、多芳基、多烷氧基或多芳氧基硅酮油和硅酸酯油構(gòu)成另一 類有用的合成潤滑劑；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-乙基已基）酯、硅酸四（對叔丁基苯基）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。其它合成潤滑油包括含磷的酸的 液態(tài)酯（例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸基膦酸的二乙基酯）和聚四氫呋喃。
[0046] 未精制的、精制和再精制的油可用于本發(fā)明的潤滑劑中。未精制的油是直接從天 然或者合成源得到而未經(jīng)進一步純化處理的那些。例如，由干餾操作直接獲得的頁巖油、由 蒸餾直接獲得的石油或由酯化方法直接獲得的酯油、未經(jīng)進一步處理的、是未精制的油。
[0047] 美國石油協(xié)會（API)出版物"Engine Oil Licensing and Certification System"，Industry Services Department，第十四版，1996 年 12 月，附錄 1,1998 年 12 月 將基礎油料分類如下：
[0048] a)第1組基礎油料包含小于90%的飽和物和/或大于0. 03%的硫，并且粘度指數(shù) 大于或等于80且小于120,使用表E-1中指明的試驗方法。
[0049] b)第II組基礎油料包含大于或等于90%的飽和物和小于或等于0. 03%的硫，并 且粘度指數(shù)大于或等于80且小于120,使用表E-1中指明的試驗方法。
[0050] c)第III組基礎油料包含大于或等于90%的飽和物和小于或等于0. 03%的硫，并 且粘度指數(shù)大于或等于120,使用表E-1中指明的試驗方法。
[0051] d)第IV組基礎油料是聚α -烯烴（ΡΑ0)。
[0052] e)第V組基礎油料包括所有其它未包括在第I、II、III或IV組內(nèi)的基礎油料。
[0053] 基礎油料的分析方法示于下表：
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物，包含主要量的潤滑粘度的油，和與其共 混的： (A) -種或多種添加劑，各自為次要量；和 (B) 呈以下形式的粘度改進劑：（i)包含核和多個從核伸出的聚合物臂的聚合物，或 (ii)烯烴共聚物，所述粘度改進劑分散在具有6-15,優(yōu)選范圍內(nèi)的100°C運動粘 度的稀釋油中， 其中所述二沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有10-100,優(yōu)選40-100的使用ASTM D2896測定的TBN，所述四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有25-60的使用ASTM D2896測 定的TBN。
2. 制造二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物的方法，包括將主要量的潤滑粘度的 油與以下組分共混： (A) -種或多種添加劑，各自為次要量；和 (B) 呈以下形式的粘度改進劑：（i)包含核和多個從核伸出的聚合物臂的聚合物，或 (ii)烯烴共聚物，所述粘度改進劑分散在具有6-15,優(yōu)選范圍內(nèi)的100°C運動粘 度的稀釋油中， 其中所述二沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有10-100,優(yōu)選40-100的使用ASTM D2896測定的TBN，所述四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物具有25-60的使用ASTM D2896測 定的TBN。
3. 可通過權(quán)利要求2的方法獲得的二沖程或四沖程船用發(fā)動機潤滑油組合物。
4. 權(quán)利要求1-3中任一項的組合物或方法，其中所述組合物含有少于0. 5質(zhì)量％，優(yōu)選 少于〇. 1質(zhì)量％的光亮油，更優(yōu)選完全或基本上不合光亮油。
5. 權(quán)利要求1-4中任一項的組合物或方法，其中所述粘度改進劑（B)按0. 01-40質(zhì) 量％的量存在于組合物中。
6. 權(quán)利要求1-5中任一項的組合物或方法，其中所述粘度改進劑（B)包含聚合物（i)， 該聚合物的臂包含氫化異戊二烯-丁二烯共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯-丁二烯共聚物、 氫化異戊二烯-苯乙烯共聚物或氫化丁二烯-苯乙烯共聚物，例如線性二嵌段共聚物。
7. 權(quán)利要求1-5中任一項的組合物或方法，其中所述粘度改進劑（B)包含烯烴共聚物 (ii)，其為兩種或更多種C2-C3(l烯烴單體的共聚物，例如乙烯與C3-C 3(l烯烴例如丙烯的共聚 物。
8. 權(quán)利要求1-7中任一項的組合物或方法，其中所述組合物呈船用柴油機汽缸潤滑劑 形式。
9. 權(quán)利要求1-7中任一項的組合物或方法，其中所述組合物呈筒式活塞發(fā)動機油形 式。
10. 權(quán)利要求1中所述的粘度改進劑（B)用來改進具有10-100,優(yōu)選40-100的使用 ASTM D2896測定的TBN的船用柴油機汽缸潤滑劑或具有25-60的使用ASTM D2896測定的 TBN的筒式活塞發(fā)動機油的碳沉積性能的用途。
11. 潤滑十字頭船用柴油發(fā)動機的方法，包括向所述發(fā)動機的活塞/氣缸供應權(quán)利要 求1-8中任一項的組合物。
12. 潤滑筒狀活塞船用柴油發(fā)動機的方法，包括向所述發(fā)動機供應權(quán)利要求1-7或9中 任一項的組合物。
13. 權(quán)利要求1-12中任一項的組合物、用途或方法，其中所述潤滑粘度的油含有50% 或更多，例如基本上全部的含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0. 03%硫的基礎油 料。
14. 權(quán)利要求1-12中任一項的組合物、用途或方法，其中所述潤滑粘度的油含有50% 或更多，例如基本上全部的含有少于90%飽和物和/或大于0. 03%硫的基礎油料。
【文檔編號】C10M143/12GK104059730SQ201410098009
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月21日
【發(fā)明者】D·格貝爾丹, J·施密茨 申請人:英菲諾姆國際有限公司