技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗硝化性好的天然氣發(fā)動機(jī)用潤滑油的制備方法，屬于潤滑油技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的出現(xiàn)，尋找一種既節(jié)能又環(huán)保的新能源是迫切需要解決的問題。醇類燃料的清潔性以及可再生性受到了人們的青睞，然而由于天然氣燃料的特性，其中的一些含氮化合物進(jìn)入發(fā)動機(jī)后，對發(fā)動機(jī)油的氧化性等各項性能產(chǎn)生影響，且發(fā)動機(jī)油在使用過程中，隨著發(fā)動機(jī)功率的增大和運行溫度的提高不可避免地被氧化，導(dǎo)致油品變質(zhì)，造成金屬的腐蝕和磨損，影響發(fā)動機(jī)油的使用壽命。尤其發(fā)動機(jī)油的高溫硝化性能，它與磨損性能有著密切的關(guān)系，由于硝化使其顏色變深、粘度增加和酸性增大，并析出沉淀物。

CN103282471A公開了一種天然氣發(fā)動機(jī)潤滑油組合物，其包含(a)主要量的潤滑粘度油，(b)一種或多種含磷抗磨損添加劑，(c)一種或多種油溶性過堿性的含堿土金屬的清凈劑；和(d)一種或多種油溶性中性的含堿金屬的清凈劑，其中所述天然氣發(fā)動機(jī)潤滑油組合物含有基于該天然氣發(fā)動機(jī)潤滑油組合物總重量計不大于約0.03wt.%的磷。CN104804812A公開了一種重負(fù)荷液化天然氣發(fā)動機(jī)專用潤滑油，該潤滑油由基礎(chǔ)油、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、聚甲基丙烯酸酯、高堿值合成磺酸鎂、硼化聚異丁烯丁二酰亞胺、對,對′辛基二苯胺、液態(tài)受阻酚型抗氧劑、二烷基二硫代磷酸氧鉬、硫代磷酸復(fù)脂鹽、甲基硅油、噻二唑多硫化物組成，其中粘度指數(shù)改進(jìn)劑是將乙丙共聚物T604、T613、T614、T615、T618中的任意一種、乙烯與α-烯烴的無規(guī)共聚物按質(zhì)量比為1:1～8:1混合而成。

天然氣發(fā)動機(jī)燃燒特性對機(jī)油性能的要求與常規(guī)的機(jī)油不同，由于天然氣發(fā)動機(jī)排氣溫度比柴油機(jī)高100～150℃，要求機(jī)油有更高的抗硝化性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：天然氣發(fā)動機(jī)使用的潤滑油存在的易被硝化的問題，采用的是經(jīng)過環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑，通過將粘度指數(shù)改性劑的結(jié)構(gòu)羥基化，可以利用潤滑油在天然氣發(fā)動機(jī)中提高抗硝化性能。

具體的技術(shù)方案是：

一種抗硝化性好的天然氣發(fā)動機(jī)用潤滑油的制備方法，包括如下步驟：

第1步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油10～18份、苯乙烯50～60份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)2～4份、叔丁醇鉀0.5～1.2份、有機(jī)溶劑80～150份攪拌均勻，然后加入有機(jī)鋰引發(fā)劑1～5份，升溫至50～70℃時進(jìn)行聚合反應(yīng)；

第2步，在第1步得到的反應(yīng)物中加入丁二烯，再在55～65℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)；

第3步，在第2步得到的反應(yīng)器中通入二氧化碳，繼續(xù)反應(yīng)；

第4步，在第3步得到的反應(yīng)物中加入乙醇15～25份中止反應(yīng)，出料后減壓除溶劑，得到環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑；

第5步，將基礎(chǔ)油70～80份、環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑5～8份、抗氧劑0.05～1份、防銹劑0.05～1份、金屬減活劑0.05～1份、無灰系清潔分散劑0.05～1份、消泡劑0.05～0.3份混合均勻，加熱至70～120℃，冷卻，得到潤滑油組合物。

所述的第1步中，有機(jī)溶劑為苯、甲苯、乙苯、二甲苯、戊烷、 己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷、混二甲苯、抽余油中的一種或幾種烴類有機(jī)溶劑的混合物。

所述的第1步中的反應(yīng)時間是30～50min。

所述的第2步中的反應(yīng)時間是40～60min。

所述的第3步中，二氧化碳的壓力0.2～0.4Mpa，反應(yīng)溫度是55～70℃，反應(yīng)時間是15～20h。

所述的第3步中，抗氧化劑是酚系抗氧化劑，例如：2，6-二叔丁基-4-甲基苯基、2，6-二叔丁基-4-乙基苯基、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯等單苯酚系化合物、4，4’-亞甲基雙-(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2’-亞甲基雙-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)等二苯酚系化合物。

所述的第3步中，防銹劑可列舉金屬系磺酸鹽、鏈烯基丁二酸酯等。

所述的第3步中，作為金屬減活劑(銅防腐蝕劑)，可以列舉，例如：苯并三唑系、甲苯基三唑系、噻二唑系、咪唑系和嘧啶系化合物等。

所述的第3步中，無灰系清潔分散劑可以列舉，例如：琥珀酰亞胺類、含硼琥珀酰亞胺類、芐胺類、含硼芐胺類、丁二酸酯類、脂肪酸或丁二酸所代表的一元或者二元羧酸酰胺類等。

所述的第3步中，消泡劑優(yōu)選高分子硅酮系消泡劑、聚丙烯酸酯系消泡劑，通過混合該高分子硅酮系消泡劑等可有效地發(fā)揮消泡性。

基礎(chǔ)油為聚α烯烴全合成基礎(chǔ)油，更優(yōu)選PAO6、PAO10或者PAO20。

有益效果

針對天然氣發(fā)動機(jī)使用的潤滑油存在的易被硝化的問題，本發(fā)明采用的是經(jīng)過環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑，通過將粘度指數(shù)改性劑的結(jié)構(gòu)羥基化，可以利用潤滑油在天然氣發(fā)動機(jī)中提高抗硝化性能。

具體實施方式

實施例1

第1步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油10份、苯乙烯50份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)2份、叔丁醇鉀0.5份、甲苯80份攪拌均勻，然后加入有機(jī)鋰引發(fā)劑1份，升溫至50℃時進(jìn)行聚合反應(yīng)30min；

第2步，在第1步得到的反應(yīng)物中加入丁二烯，再在55℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)40min；

第3步，在第2步得到的反應(yīng)器中通入二氧化碳，二氧化碳的壓力0.2Mpa，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度是55℃，反應(yīng)時間是15h；

第4步，在第3步得到的反應(yīng)物中加入乙醇15份中止反應(yīng)，出料后減壓除溶劑，得到環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑；

第5步，將PAO6聚α烯烴全合成基礎(chǔ)油70份、環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑5份、酚系抗氧劑0.05份、金屬系磺酸鹽防銹劑0.05份、苯并三唑系金屬減活劑0.05份、琥珀酰亞胺類無灰系清潔分散劑0.05份、硅酮系消泡劑0.05份混合均勻，加熱至70℃，冷卻，得到潤滑油組合物。

實施例2

第1步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油18份、苯乙烯60份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)4份、叔丁醇鉀1.2份、甲苯150份攪拌均勻，然后加入有機(jī)鋰引發(fā)劑5份，升溫至70℃時進(jìn)行聚合反應(yīng)50min；

第2步，在第1步得到的反應(yīng)物中加入丁二烯，再在65℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)60min；

第3步，在第2步得到的反應(yīng)器中通入二氧化碳，二氧化碳的壓力0.4Mpa，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度是70℃，反應(yīng)時間是20h；

第4步，在第3步得到的反應(yīng)物中加入乙醇25份中止反應(yīng)，出料后減壓除溶劑，得到環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑；

第5步，將PAO6聚α烯烴全合成基礎(chǔ)油80份、環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑8份、酚系抗氧劑1份、金屬系磺酸鹽防銹劑1份、苯并三唑系金屬減活劑1份、琥珀酰亞胺類無灰系清潔分散劑1份、硅酮系消泡劑0.3份混合均勻，加熱至120℃，冷卻，得到潤滑油組合物。

實施例3

第1步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油15份、苯乙烯55份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)3份、叔丁醇鉀0.8份、甲苯120份攪拌均勻，然后加入有機(jī)鋰引發(fā)劑3份，升溫至56℃時進(jìn)行聚合反應(yīng)40min；

第2步，在第1步得到的反應(yīng)物中加入丁二烯，再在60℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)50min；

第3步，在第2步得到的反應(yīng)器中通入二氧化碳，二氧化碳的壓力0.3Mpa，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度是60℃，反應(yīng)時間是17h；

第4步，在第3步得到的反應(yīng)物中加入乙醇22份中止反應(yīng)，出料后減壓除溶劑，得到環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑；

第5步，將PAO6聚α烯烴全合成基礎(chǔ)油76份、環(huán)氧蓖麻油改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑7份、酚系抗氧劑0.6份、金屬系磺酸鹽防銹劑0.3份、苯并三唑系金屬減活劑0.2份、琥珀酰亞胺類無灰系清潔分散劑0.3份、硅酮系消泡劑0.1份混合均勻，加熱至80℃，冷卻，得到潤滑油組合物。

對照例1

與實施例3的區(qū)別在于：粘度指數(shù)改進(jìn)劑未經(jīng)過環(huán)氧蓖麻油改性，其重量由苯乙烯代替。

第1步，按重量份計，將苯乙烯70份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)3份、叔丁醇鉀0.8份、甲苯120份攪拌均勻，然后加入有機(jī)鋰引發(fā)劑3份，升溫至56℃時進(jìn)行聚合反應(yīng)40min；

第2步，在第1步得到的反應(yīng)物中加入丁二烯，再在60℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)50min；

第3步，在第2步得到的反應(yīng)器中通入二氧化碳，二氧化碳的壓力0.3Mpa，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度是60℃，反應(yīng)時間是17h；

第4步，在第3步得到的反應(yīng)物中加入乙醇22份中止反應(yīng)，出料后減壓除溶劑，得到改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑；

第5步，將PAO6聚α烯烴全合成基礎(chǔ)油76份、改性的粘度指數(shù)改進(jìn)劑7份、酚系抗氧劑0.6份、金屬系磺酸鹽防銹劑0.3份、苯并三唑系金屬減活劑0.2份、琥珀酰亞胺類無灰系清潔分散劑0.3份、硅酮系消泡劑0.1份混合均勻，加熱至80℃，冷卻，得到潤滑油組合物。

對照例2

市售通用普通發(fā)動機(jī)潤滑油。

檢測方法：

按照GB/T265“石油產(chǎn)品運動黏度測定法”測定100℃運動黏度；

按照GB/T 3536“石油產(chǎn)品閃點和燃點測定法(克利夫蘭開口杯法)”測定閃點；

按照GB/T 3535“石油傾點測定法”測定傾點；

按照SH/T 0300“曲軸箱模擬測定法(QZX法)” 測定成焦量；

SH/T 0251“石油產(chǎn)品堿值測定法(高氯酸電位滴定法)”測定堿值；

GB/T 12583和 SH/T 0189“四球試驗機(jī)承載能力測定法”測定PB值和磨痕直徑；

ASTM D6595“在用潤滑油或在用液壓油磨損金屬污染物測試法(原子發(fā)射光譜法)”測定鋅含量和磷含量；

GB/T 2433-2001“添加劑和含添加劑潤滑油硫酸鹽灰分測定法”測定油品中的硫酸鹽灰分；

黏度變化率(黏度變化率的計算公式[(舊油100℃運動黏度-新油100℃ 運動黏度)/新油100℃運動黏度]×100％)。

硝化值的測定參照SH/T 0070 -91的試驗方法（用過的內(nèi)燃機(jī)油中硝化值的測定采用紅外光譜法）。采用紅外光譜儀為W QF-5 10型傅立葉變換紅外光譜儀，掃描分辨率4 cm^-1，掃描次數(shù)設(shè)為8次。

理化性能試驗

從上表中可以看出：本發(fā)明提供的潤滑油具有較好的耐磨性和潤滑性。特別是耐硝化性較好。經(jīng)過硝化試驗后，硝化值增加不明顯，實施例3相對于對照例1來說，通過將粘度指數(shù)改進(jìn)劑進(jìn)行了改性之后，阻止了其在高溫下的分解，避免硝化反應(yīng)的發(fā)生，有助于提高發(fā)動機(jī)的使用壽命。