本發(fā)明屬于車用潤滑油技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種不含粘度指數(shù)改進劑的長壽命高性能柴油機油。
背景技術(shù)：
柴油機是20世紀最偉大的發(fā)明之一，給全球的科技、工業(yè)、生活帶來了巨大的變革。柴油機油作為柴油機工作中不可或缺的一部分從一開始就受到了人們的廣泛關(guān)注；并隨著柴油機的不斷發(fā)展，柴油機油也在不斷的更新。隨著全球各國對節(jié)能、環(huán)保、長換油周期的廣泛關(guān)注，對新型高性能柴油機油的呼聲也日漸高漲。
為更好地滿足柴油機的使用要求，傳統(tǒng)的柴油機油經(jīng)歷了從單級油到多級油的過渡。在多級柴油機油中加入了粘度指數(shù)改進劑，常用的粘度指數(shù)改進劑有：乙烯丙烯共聚物(ocp)、聚甲基丙烯酸酯(pma)、聚異丁烯(pib)、氫化苯乙烯-異戊二烯共聚物(hsd)，但粘度指數(shù)改進劑是一種高分子量的聚合物，在柴油機油使用的過程中由于剪切應(yīng)力的作用，粘度指數(shù)改進劑分子鏈會被剪斷從而使得粘度永久損失。當(dāng)油品粘度衰減到無法滿足機件正常潤滑要求時，我們就必須更換新的機油以確保柴油機的正常潤滑。
另外粘度指數(shù)改進劑在油品使用過程中也會對清凈性能產(chǎn)生不利影響，粘指劑加入量越大，對油品清凈性影響也越大。
理論研究及實踐經(jīng)驗表明，影響柴油機油換油周期的主要因素有：(1)油品的抗氧化性能；(2)油品在使用過程中的抗剪切性能；(3)油品的抗磨減摩性。
為了保證柴油機油彈性流體潤滑和混合潤滑時的潤滑要求，傳統(tǒng)的柴油機油調(diào)合中，往往會將100℃運動粘度調(diào)到國家標準的上限值，這樣對油品粘度保持會有所幫助，但是粘度高的柴油機油由于內(nèi)摩擦力增大，會導(dǎo)致油耗的增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種不含粘度指數(shù)改進劑的長壽命高性能柴油機油，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中柴油機油壽命短、油耗大的問題。
為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案獲得的。
本發(fā)明提供一種柴油機油，所述柴油機油由以下原料組分及重量百分含量組成：
美國api根據(jù)基礎(chǔ)油組成的主要特性把基礎(chǔ)油分成5類：ⅰ類為溶劑精制基礎(chǔ)油，有較高的硫含量和不飽和烴(主要是芳烴)含量；硫含量＞0.03％，飽和烴含量＜90％，粘度指數(shù)80～120。ⅱ類主要為加氫處理基礎(chǔ)油，其硫氮含量和芳烴含量較低；硫含量＜0.03％，飽和烴含量＞90％，粘度指數(shù)80～120。ⅲ類主要是加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油，不僅硫、芳烴含量低，而且粘度指數(shù)很高；硫含量＜0.03％，飽和烴含量＞90％，粘度指數(shù)＞120。ⅳ類為聚α-烯烴(pao)合成油基礎(chǔ)油；ⅴ類則是除上述ⅰ～ⅳ類以外的各種基礎(chǔ)油，如聚醚、磷酸酯等。
優(yōu)選地，所述的基礎(chǔ)油為選自apiⅱ類基礎(chǔ)油、ⅲ類基礎(chǔ)油和ⅳ類基礎(chǔ)油中的一種或多種。更優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)油為apiⅱ類基礎(chǔ)油、ⅲ類基礎(chǔ)油和ⅳ類基礎(chǔ)油三種的混合。優(yōu)選地，所述ⅱ類基礎(chǔ)油、ⅲ類基礎(chǔ)油和ⅳ類基礎(chǔ)油的質(zhì)量比為(70～80)：(10～15)：(10～15)。
更優(yōu)選地，所述的基礎(chǔ)油采用100℃運動粘度分別為11-11.5mm2/s的ⅱ類基礎(chǔ)油、5-6mm2/s的ⅲ類基礎(chǔ)油和145-155mm2/s的ⅳ類基礎(chǔ)油調(diào)制而成。更優(yōu)選地，所述ⅱ類基礎(chǔ)油為500n。500n是100℃運動粘度為11-11.5mm2/s的apiⅱ類基礎(chǔ)油，其粘度指數(shù)大于95，傾點不高于-12℃，開口閃點不低于250℃。更優(yōu)選地，所述ⅲ類基礎(chǔ)油為150n。150n是100℃運動粘度為5-6mm2/s的apiⅲ類基礎(chǔ)油，其粘度指數(shù)大于120，傾點不高于-25℃，開口閃點不低于230℃。更優(yōu)選地，所述ⅳ類基礎(chǔ)油為mpao150。mpao150是100℃運動粘度為145-155mm2/s的ⅳ類基礎(chǔ)油，其粘度指數(shù)大于200，傾點不高于-30℃，開口閃點不低于270℃。
更優(yōu)選地，所述500n、150n和mpao150的重量比為(70～80)：(10～15)：(10～15)。
優(yōu)選地，所述的金屬清凈劑為總堿值不小于400mgkoh/g的超堿值石油磺酸鎂、總堿值為20-40mgkoh/g的低堿值石油磺酸鈣及總堿值不小于160mgkoh/g的烷基水楊酸鈣的復(fù)合物。更優(yōu)選地，所述石油磺酸鎂的型號為t107。t107的石油磺酸鎂是由錦州石油化工公司生產(chǎn)。更優(yōu)選地，所述石油磺酸鈣的型號為t101。t101為上海海潤添加劑公司生產(chǎn)。更優(yōu)選地，所述烷基水楊酸鈣的型號為t109。t109為蘭煉添加劑廠生產(chǎn)。
更優(yōu)選地，上述石油磺酸鎂和石油磺酸鈣、烷基水楊酸鈣的重量比為(2～4)∶1∶1。
優(yōu)選地，所述的無灰分散劑為多烯基丁二酰亞胺。更優(yōu)選地，所述無灰分散劑的型號為t153。更優(yōu)選地，所述無灰分散劑由蘭煉添加劑廠生產(chǎn)。具有較好的分散性和優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，能將油品氧化后的油泥等產(chǎn)物分散于油中，避免引起過濾器的堵塞。
優(yōu)選地，所述的抗氧防腐劑為硫磷雙辛基堿性鋅鹽。更優(yōu)選地，所述抗氧防腐劑的型號為t203。更優(yōu)選地，所述抗氧防腐劑由蘭煉添加劑廠生產(chǎn)。其具有良好的抗氧防腐性及一定的抗磨極壓性能。
優(yōu)選地，所述的抗磨減摩劑為有機鉬酸酯和硫代氨基甲酸鉬的復(fù)合物。更優(yōu)選地，所述有機鉬酸酯不含硫、磷。更優(yōu)選地，所述硫代氨基甲酸鉬為高分枝硫代氨基甲酸鉬。優(yōu)選地，所述有機鉬酸酯和硫代氨基甲酸鉬的重量比為1:(0.9～1.2)。更優(yōu)選地，上述有機鉬酸酯和硫代氨基甲酸鉬的重量百分比為1:1。更優(yōu)選地，所述有機鉬酸酯的型號為vanderbilt855。所述高分枝硫代氨基甲酸鉬的型號為vanderbilt3000。這兩種有機鉬減摩劑復(fù)配，使油品具有較好的減摩效果。
優(yōu)選地，所述的抗氧補強劑為辛基化二苯胺和丁基化二苯胺混合物。更優(yōu)選地，所述抗氧補強劑的型號為vanlube961。加入抗氧補強劑能彌補有機鉬對油品抗氧化性能造成的負面影響。
優(yōu)選地，所述的堿值補強劑為堿值為250-260mgkoh/g的硫化烷基酚鈣。更優(yōu)選地，所述堿值補強劑的型號為oloa219。
優(yōu)選地，所述的降凝劑為聚甲基丙烯酸甲酯。更優(yōu)選地，所述降凝劑的型號為1-248。其是由rohmax生產(chǎn)。
優(yōu)選地，所述的抗泡劑為甲基硅油。更優(yōu)選地，所述抗泡劑的型號為t903。其是由蘭煉添加劑廠生產(chǎn)。主要用來改善油品的泡沫特性。
本發(fā)明還進一步公開了上述柴油機油的制備方法，包括如下步驟：按配比稱取各組分，混合并加熱到55～60℃并保溫，攪拌均勻。優(yōu)選地，所述保溫時間為60～70分鐘。更優(yōu)選地，本申請中上述柴油機油的制備方法包括以下步驟：
1)將ⅱ類基礎(chǔ)油與抗磨減摩劑和一部分無灰分散劑加熱混合；
2)加入ⅲ類基礎(chǔ)油；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入；
3)加入金屬清凈劑、剩余無灰分散劑、抗氧防腐劑、抗氧補強劑、堿值補強劑和降凝劑；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入；
4)加入ⅳ類基礎(chǔ)油；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入；
5)加入抗泡劑后保溫攪拌均勻；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入。
上述加熱至溫度為55～60℃。保暖溫度為55～60℃。
本發(fā)明所提供的柴油機油適用于安裝柴油發(fā)動機的重載商用貨車及城市公共交通車輛上使用。
本發(fā)明還進一步公開了所述柴油機油在重型商用貨車及城市公共交通車輛上的柴油發(fā)動機上用途。
如上說述，本發(fā)明的高性能柴油機油具有以下有益效果：
根據(jù)重載商用運輸貨車和城市公共交通車輛負荷大、發(fā)動機長時間運行、剪切應(yīng)力大等工況特點，提供一種不含粘度指數(shù)改進劑的柴油機油，通過各原料組分的配合，達到了各種清凈劑的性能優(yōu)勢互補；更好的減摩抗磨性能，在滿足油品低溫要求的基礎(chǔ)上，使油品具有更好的剪切穩(wěn)定性能，在長時間使用過程中，油品粘度保持性很好，避免油品受剪切引起粘度衰減而影響機件潤滑；同時該柴油機油具有很好的減摩抗磨性能和清凈分散性，能有效延長油品的使用壽命和發(fā)動機換油周期。
具體實施方式
以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
在進一步描述本發(fā)明具體實施方式之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的保護范圍不局限于下述特定的具體實施方案；還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明實施例中使用的術(shù)語是為了描述特定的具體實施方案，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。下列實施例中未注明具體條件的試驗方法，通常按照常規(guī)條件，或者按照各制造商所建議的條件。
當(dāng)實施例給出數(shù)值范圍時，應(yīng)理解，除非本發(fā)明另有說明，每個數(shù)值范圍的兩個端點以及兩個端點之間任何一個數(shù)值均可選用。除非另外定義，本發(fā)明中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的意義相同。除實施例中使用的具體方法、設(shè)備、材料外，根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對現(xiàn)有技術(shù)的掌握及本發(fā)明的記載，還可以使用與本發(fā)明實施例中所述的方法、設(shè)備、材料相似或等同的現(xiàn)有技術(shù)的任何方法、設(shè)備和材料來實現(xiàn)本發(fā)明。
本申請實施例中，所述的金屬清凈劑為總堿值不小于400mgkoh/g的超堿值石油磺酸鎂(如錦州石油化工公司生產(chǎn)的t107)、總堿值為20-40mgkoh/g的低堿值石油磺酸鈣(如上海海潤添加劑公司生產(chǎn)的t101)及堿值不小于160mgkoh/g的烷基水楊酸鈣(如蘭煉添加劑廠生產(chǎn)的t109)的復(fù)合物。不同堿值、不同種類及不同金屬鹽的清凈劑之間產(chǎn)生協(xié)合效應(yīng)，清凈劑的主要作用是提供較好的酸中和能力和高溫清凈性能；所述的無灰分散劑系多烯基丁二酰亞胺，如蘭煉生產(chǎn)的t153商品代號的無灰分散劑，其具有較好的分散性和優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，能將油品氧化后的油泥等產(chǎn)物分散于油中，避免引起過濾器的堵塞；所述的抗氧防腐劑為硫磷雙辛基堿性鋅鹽，如蘭煉添加劑公司生產(chǎn)的t203，其具有良好的抗氧防腐性及一定的抗磨極壓性能；所述的減摩抗磨劑為不含硫、磷的有機鉬酸酯(如vanderbilt855)和高分枝硫代氨基甲酸鉬(如vanderbilt3000)，精選這兩種有機鉬減摩劑復(fù)配，使油品具有較好的減摩效果，這兩種減摩劑的重量百分比為50：50；所述的抗氧補強劑為辛基化和丁基化二苯胺混合物，如vanlube961，加入抗氧補強劑能彌補有機鉬對油品抗氧化性能造成的負面影響；所述的堿值補強劑是硫化烷基酚鈣，如oloa219，其堿值為250-260mgkoh/g，具有清凈、抗氧防腐、抗磨等多重效能；所述的降凝劑是聚甲基丙烯酸酯，如rohmax生產(chǎn)的1-248降凝劑，主要作用是降低油品的傾點；所述的抗泡劑是甲基硅油，如蘭煉的t903，主要用來改善油品的泡沫特性。
本發(fā)明中使用的各種原料和試劑均購自商業(yè)供應(yīng)商，未經(jīng)進一步純化，除非另有說明。
實施例1
一種不含粘度指數(shù)改進劑的高性能柴油機油，所述柴油機油的原料組分重量百分比如下：
余量為500n、150n、mpao150基礎(chǔ)油，重量百分比分別為：75：11.3：13.7。
實施例2
一種不含粘度指數(shù)改進劑的高性能柴油機油，所述柴油機油的原料組分的重量百分比如下：
余量為500n、150n、mpao150基礎(chǔ)油，重量百分比分別為：75：11.3：13.7。
實施例1和實施例2的柴油機油的制備方法如下：
a首先向調(diào)合釜里注入基礎(chǔ)油500n；
b將減摩劑有機鉬酸酯、高分枝硫代氨基甲酸鉬與多烯基丁二酰亞胺混合均勻，然后用加熱到50度的150n進行溶解，直到混合液變清為止；
c將上述混合物加入到調(diào)合釜中，同時開啟攪拌。
d注入另一種基礎(chǔ)油150n；
e當(dāng)調(diào)合釜溫度升至50度時，按照配方比例分別加入金屬清凈劑、剩余無灰分散劑、抗氧抗腐劑、抗氧補強劑、堿值補強劑和降凝劑；
f當(dāng)上述添加劑攪拌5分鐘后，加入mpao150，最后加入抗泡劑50ppm，釜內(nèi)溫度保持在55-60度，持續(xù)攪拌60min。
根據(jù)11122-2006柴油機油國家標準對該柴油機油實施例1和實施例2以及市售國際知名品牌ch-420w50柴油機油(對比例)進行檢測，具體檢測結(jié)果見表1：
表1
實施例3：
行車試驗一：皖n90503大型油罐車分別使用本申請實施例1中不含粘指劑柴油機油和市售國際知名品牌ch-420w50數(shù)據(jù)對比見表2(0km、5000km、15000km、20000km、30000km車上采樣)：
表2
表2(續(xù)：本例油)
行車試驗二：鄂f1s793大型油罐車分別使用本申請實施例1中不含粘指劑柴油機油和市售國際知名品牌ch-420w50數(shù)據(jù)對比見表3(0km、5000km、15000km、20000km、30000km車上采樣)：
表3
表3(續(xù)：本例油)
gb/t7067-2010柴油機油換油指標見下表所示：
柴油機油換油指標的技術(shù)要求和試驗方法
江陰市煒強運輸公司所屬的皖n90503和鄂f1s793車輛先后用市售國際知名品牌、含增粘劑傳統(tǒng)配方的柴油機油以及不含增粘劑的本例柴油機油，經(jīng)過跟蹤監(jiān)測，并分別在0km、5000km、15000km、20000km及30000km行駛里程車上取樣檢測分析，發(fā)現(xiàn)市售國際知名品牌傳統(tǒng)配方柴油機油的換油周期，根據(jù)gb/t7067-2010“柴油機油換油指標”，視車輛行駛工況，一般在10000km到15000km之間，主要失效項目為油品100℃運動粘度下降幅度及酸值增加幅度超過了換油指標，兩輛油罐車在使用該油品行駛1.5萬公里后即終止測試。本例不含增粘劑的柴油機油在加入發(fā)動機分別行駛5000km、15000km、20000km及30000公里后，油品的各項指標都較正常，沒有超出gb/t7067-2010中所規(guī)定的換油指標，尤其是100℃運動粘度保持較好，變化率都不超過10％，遠低于gb/t7067-2010中規(guī)定的換油指標20％；酸值tan從新油的1.95增加到4.2，增加值為2.25(皖n90503)、鄂f1s793車輛行駛30000km后的酸值從1.95增加到4.39，增加值為2.44，低于換油指標中規(guī)定的2.5限值，但已接近換油指標。其他指標以及鐵、銅、鉛、硅元素的含量都較正常，說明該型柴油機油性能保持較好，發(fā)動機潤滑正常。換油周期的延長，為用戶節(jié)省了車輛運行成本，同時也增加了不可再生能源的利用效率，真正做到節(jié)能環(huán)保。
實施例4
一種不含粘度指數(shù)改進劑的高性能柴油機油，所述柴油機油的重量百分比如下：
余量為500n、150n、mpao150基礎(chǔ)油，重量百分比分別為70：15：15。
實施例5
一種不含粘度指數(shù)改進劑的高性能柴油機油，所述柴油機油的重量百分比如下：
余量為500n、150n、mpao150基礎(chǔ)油，重量百分比分別為：80：10：10。
本申請實施例4和實施例5中柴油機油按照如下方法進行制備：
1)將ⅱ類基礎(chǔ)油與抗磨減摩劑和一部分無灰分散劑加熱混合；
2)加入ⅲ類基礎(chǔ)油；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入；
3)加入金屬清凈劑、剩余無灰分散劑、抗氧防腐劑、抗氧補強劑、堿值補強劑和降凝劑；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入；
4)加入ⅳ類基礎(chǔ)油；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入；
5)加入抗泡劑后保溫攪拌均勻；優(yōu)選地，在加熱和攪拌條件下加入。
上述加熱至溫度為55～60℃。保暖溫度為55～60℃。
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。