一种发动机润滑油及其制备方法与流程

1.本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种发动机润滑油及其制备方法。


背景技术：

2.发动机是汽车和许多工业装备的心脏，其润滑油的消耗约占润滑油总量的50％，是润滑油行业最关注，也是更新换代最快的种类。发动机润滑油作为发动机的血液，其性能优劣直接影响发动机的动力性、安全性和可靠性，起到润滑、冷却、密封、清洗保洁和防锈防腐等作用，是保持发动机长寿命、高效运行的功能液体。
3.随着发动机的制造越来越精密，对润滑油的抗氧化性、密封性、耐高温性、活塞清净、抗磨损等性能的要求越来越高。发动机润滑油的氧化安定性是极其重要的一项控制指标。润滑油在使用过程中受操作温度、金属催化作用、燃烧产物及窜气等因素的影响，逐渐丧失抗氧化活性，易发生氧化变质；致使油品的清净性、分散性和抗磨损性等遭受破坏，粘度增加，酸性产物增多，形成漆膜和沉积物，对发动机部件造成危害。现有的发动机润滑油由于抗氧化性、耐高温性、抗磨损性、密封性等较差，导致发动机的磨损加重，活塞环和缸套的腐蚀严重，滤网堵塞，换油期变短。
4.因此，研究开发一种提高抗氧化性、密封性、耐高温性、清净性、抗磨损性的发动机润滑油，延长发动机的使用寿命，降低噪音，将具有非常重要的经济价值和社会价值。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种发动机润滑油及其制备方法。本发明的发动机润滑油具有突出的耐高温抗氧化能力；良好的抑制高温沉积物生成的能力；优异的抗腐防锈、抗磨损性能；能够延长设备的使用寿命；噪音较小。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了一种发动机润滑油，包含如下重量份的组分：
[0008][0009][0010]
作为优选，所述基础油包含重量比为30～35:35～45:10～25的pao6、pao10和合成酯类。
[0011]
作为优选，所述抗氧剂包含二烷基二硫代磷酸锌、烷基二苯胺和硫代酚酯型抗氧剂中的一种或几种。
[0012]
作为优选，所述摩擦改性剂包含二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼、黄原酸钼、钼酸酯、纳米硼酸盐和纳米硼酸中的一种或几种。
[0013]
作为优选，所述粘度指数改性剂包含聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯
‑
异戊二烯共聚物和乙烯丙烯共聚物中的一种或几种。
[0014]
作为优选，所述降凝剂包含聚α
‑
烯烃、聚甲基丙烯酸酯和烷基萘中的一种或几种；所述消泡剂为聚硅氧烷型消泡剂。
[0015]
作为优选，所述金属清净剂包含高碱值磺酸钙、硫化烷基酚钙和高碱值磺酸镁中的一种或几种；所述高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁的碱值均为300～450mgkoh/g。
[0016]
作为优选，所述无灰分散剂包含聚异丁烯单丁二酰亚胺、聚异丁烯双丁二酰亚胺和硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或几种；所述聚异丁烯单丁二酰亚胺、聚异丁烯双丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中，聚异丁烯部分的数均分子量为600～4500。
[0017]
本发明还提供了一种所述的发动机润滑油的制备方法，包含如下步骤：
[0018]
1)将基础油、抗氧剂和降凝剂混合，得到第一混合物；
[0019]
2)将第一混合物、摩擦改性剂、粘度指数改性剂和无灰分散剂混合，得到第二混合物；
[0020]
3)将第二混合物、消泡剂和金属清净剂混合，即得发动机润滑油。
[0021]
作为优选，步骤1)所述混合的温度为40～50℃，时间为1～2h；步骤2)所述混合的温度为45～55℃，时间为0.5～1.5h；步骤3)所述混合的温度为60～70℃，时间为0.5～1h。
[0022]
本发明的有益效果包括以下几点：
[0023]
1)本发明的润滑油闪点和起始氧化温度高，氧化诱导期长，具有突出的耐高温抗氧化能力；倾点低、挥发性小；高温下不易生成积炭，具有良好的抑制高温沉积物生成的能力。
[0024]
2)本发明的润滑油显著降低摩擦系数和磨斑直径，具有优异的抗腐防锈性能，减缓设备的磨损；延长设备的使用寿命。
[0025]
3)本发明的润滑油噪音较小；节省燃料，降低排放，污染性小；采用本发明润滑油的汽车行驶里程超过50万公里，无渗油现象。
具体实施方式
[0026]
本发明提供了一种发动机润滑油，包含如下重量份的组分：
[0027][0028]
本发明所述发动机润滑油包含75～90份基础油，优选为80～88份，进一步优选为82～85份。
[0029]
本发明所述基础油优选包含pao6、pao10和合成酯类，所述pao6、pao10和合成酯类的重量比优选为30～35:35～45:10～25，进一步优选为32～34:38～42:15～22，更优选为33:40:18～20；所述合成酯类优选为季戊四醇酯，所述季戊四醇的粘度优选为90℃粘度为7～9mm2/s。
[0030]
本发明所述基础油为全合成基础油，具有较高的粘度指数、优良的低温性能、抗氧化性和热稳定性；能够有效解决高功率密度润滑油的氧化问题，以及由于涡轮增压器带来高温沉积物而致发动机引起爆震的问题；本发明的基础油可有效提高发动机密封件的溶胀性，防止渗油，降低噪音，提高发动机运行时的油膜强度。
[0031]
本发明所述发动机润滑油包含0.5～4份抗氧剂，优选为1～3份，进一步优选为2份。
[0032]
本发明所述抗氧剂优选包含二烷基二硫代磷酸锌、烷基二苯胺和硫代酚酯型抗氧剂中的一种或几种；当抗氧剂同时包含几种组分时，所述组分以等质量比例混合；所述二烷基二硫代磷酸锌优选包含正丁基,2
‑
乙基己基二硫代磷酸锌和正丁基,4
‑
乙基
‑2‑
己基二硫代磷酸锌，所述正丁基,2
‑
乙基己基二硫代磷酸锌和正丁基,4
‑
乙基
‑2‑
己基二硫代磷酸锌的质量比优选为0.5～2:1，进一步优选为1～1.5:1；所述硫代酚酯型抗氧剂优选为2,2
′‑
硫代双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸乙酯]；所述烷基二苯胺优选为叔丁基二苯胺或异辛基二苯胺。
[0033]
本发明所述二硫代磷酸锌具有优良的抗氧、抗磨和抗腐蚀性能，一般情况下是通过捕捉自由基和分解氢过氧化物来起到抗氧作用的。硫代酚酯型抗氧剂与烷基二苯胺共同使用时具有明显的协合效应，可降低润滑油在实际使用过程中因机械搅拌生成泡沫的现象，避免因生成大量泡沫造成发动机机件部分油膜破裂发生磨损的问题。
[0034]
本发明所述发动机润滑油包含5～8份摩擦改性剂，优选为6～7份。
[0035]
本发明所述摩擦改性剂优选包含二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼、黄原酸钼、钼酸酯、纳米硼酸盐和纳米硼酸中的一种或几种；进一步优选包含二烷基二硫代氨基甲酸钼、纳米硼酸盐和纳米硼酸，所述二烷基二硫代氨基甲酸钼、纳米硼酸盐和纳米硼酸的重量比优选为4～5:2～3:0.5～1，进一步优选为4:2:1。
[0036]
本发明所述发动机润滑油包含0.3～13份粘度指数改性剂，优选为1～10份，进一
步优选为3～8份，更优选为5～7份。
[0037]
本发明所述粘度指数改性剂优选包含聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯
‑
异戊二烯共聚物和乙烯丙烯共聚物中的一种或几种；当粘度指数改性剂同时包含几种组分时，所述各组分以等质量比例混合。
[0038]
本发明所述发动机润滑油包含0.03～3份降凝剂，优选为0.1～2份，进一步优选为0.5～1.5份，更优选为1份。
[0039]
本发明所述降凝剂优选包含聚α
‑
烯烃、聚甲基丙烯酸酯和烷基萘中的一种或几种；当降凝剂同时包含几种组分时，所述各组分以等质量比例混合。
[0040]
本发明所述发动机润滑油包含0.03～0.8份消泡剂，优选为0.1～0.5份，进一步优选为0.2～0.4份，更优选为0.3份。
[0041]
本发明所述消泡剂优选为聚硅氧烷型消泡剂，进一步优选为硅油或聚二甲基硅氧烷。
[0042]
本发明所述发动机润滑油包含3～5份金属清净剂，优选为3.5～4.5份，进一步优选为4份。
[0043]
本发明所述金属清净剂优选包含高碱值磺酸钙、硫化烷基酚钙和高碱值磺酸镁中的一种或几种；进一步优选为包含高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁；当金属清净剂同时包含几种组分时，所述各组分以等质量比例混合；所述高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁的碱值均优选为300～450mgkoh/g，进一步优选为350～400mgkoh/g。
[0044]
本发明的高碱值磺酸钙和高碱值磺酸镁具有较高的碱值和优良的酸中和能力。由于一般发动机油中均含有硫，燃烧后生成的硫化物和水分混合后形成酸性物质，对金属排气管造成腐蚀。本发明的金属清净剂能够有效地中和发动机油燃烧时产生的酸性物质，从而显著降低酸性物质的形成，有效避免金属器件的腐蚀问题。本发明的金属清净剂在保证润滑油具备一定的碱值来中和酸性物质外，还具有较好的清净性和防锈性。
[0045]
本发明所述发动机润滑油包含6～9份无灰分散剂，优选为6.5～8.5份，进一步优选为7～8份。
[0046]
本发明所述无灰分散剂优选包含聚异丁烯单丁二酰亚胺、聚异丁烯双丁二酰亚胺和硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或几种；当无灰分散剂同时包含几种组分时，所述各组分以等质量比例混合；所述聚异丁烯单丁二酰亚胺、聚异丁烯双丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺中，聚异丁烯部分的数均分子量优选为600～4500，进一步优选为1000～3500，更优选为1500～2500。
[0047]
本发明所述无灰分散剂具有良好的分散性、热稳定性、抗氧化性、抗磨性和橡胶溶胀性。
[0048]
本发明还提供了一种所述的发动机润滑油的制备方法，包含如下步骤：
[0049]
1)将基础油、抗氧剂和降凝剂混合，得到第一混合物；
[0050]
2)将第一混合物、摩擦改性剂、粘度指数改性剂和无灰分散剂混合，得到第二混合物；
[0051]
3)将第二混合物、消泡剂和金属清净剂混合，即得发动机润滑油。
[0052]
本发明步骤1)所述混合的温度优选为40～50℃，进一步优选为42～47℃，更优选为44～45℃；所述混合的时间优选为1～2h，进一步优选为1.5h；步骤2)所述混合的温度优
选为45～55℃，进一步优选为48～52℃，更优选为50℃；所述混合的时间优选为0.5～1.5h，进一步优选为1h；步骤3)所述混合的温度优选为60～70℃，进一步优选为63～68℃，更优选为65～66℃；所述混合的时间优选为0.5～1h，进一步优选为0.75h；步骤1)～3)所述混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率优选为500～2500r/min，进一步优选为1000～2000r/min，更优选为1500r/min。
[0053]
本发明的润滑油中，磷含量不超过0.08wt％，硫含量不超过0.25wt％，硫酸盐灰分的含量不超过0.85wt％，氮含量不超过0.09wt％；碱值为8.5～10mgkoh/g；能够满足高性能发动机润滑油的要求。
[0054]
本发明的发动机润滑油具有突出的橡胶密封圈的相容适应性，能够防止发动机机油泄露和燃气的窜气，提高发动机的动力性；本发明的润滑油能够显著降低发动机的油耗，改善发动机的排放性，延长发动机油的换油期及发动机使用寿命。
[0055]
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0056]
实施例1
[0057]
将75kg基础油(基础油中，pao6、pao10和季戊四醇酯分别为30kg、35kg、10kg)、0.3kg正丁基，2
‑
乙基己基二硫代磷酸锌、0.2kg正丁基，4
‑
乙基
‑2‑
己基二硫代磷酸锌和0.03kg聚α
‑
烯烃加入反应釜中，在40℃、1000r/min的转速下混合2h。然后加入5kg二烷基二硫代磷酸钼、0.3kg聚甲基丙烯酸酯、3kg聚异丁烯单丁二酰亚胺、3kg聚异丁烯双丁二酰亚胺(聚异丁烯单丁二酰亚胺和聚异丁烯双丁二酰亚胺的聚异丁烯部分的数均分子量均为1500)，在45℃、1000r/min的转速下混合1.5h。最后加入0.03kg硅油和3kg硫化烷基酚钙，在60℃、1000r/min的转速下混合1h，得到发动机润滑油。
[0058]
实施例1的发动机润滑油磷含量为0.075wt％，硫含量为0.25wt％，硫酸盐灰分的含量为0.8wt％，氮含量为0.09wt％；碱值为8.5mgkoh/g。
[0059]
实施例2
[0060]
将90kg基础油(基础油中，pao6、pao10和季戊四醇酯分别为35kg、40kg、15kg)、2kg叔丁基二苯胺、2kg2,2
′‑
硫代双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸乙酯]和3kg聚甲基丙烯酸酯加入反应釜中，在50℃、2000r/min的转速下混合1h。然后加入4kg黄原酸钼、4kg钼酸酯、13kg苯乙烯
‑
异戊二烯共聚物、9kg聚异丁烯双丁二酰亚胺(聚异丁烯部分的数均分子量为4000)，在55℃、2000r/min的转速下混合0.5h。最后加入0.8kg聚二甲基硅氧烷、2.5kg高碱值磺酸镁和2.5kg高碱值磺酸镁，在70℃、2000r/min的转速下混合0.5h，得到发动机润滑油。
[0061]
实施例2的发动机润滑油磷含量为0.07wt％，硫含量为0.2wt％，硫酸盐灰分的含量为0.75wt％，氮含量为0.08wt％；碱值为9.5mgkoh/g。
[0062]
实施例3
[0063]
将80kg基础油(基础油中，pao6、pao10和季戊四醇酯分别为30kg、38kg、12kg)、1kg正丁基，2
‑
乙基己基二硫代磷酸锌、1kg正丁基，4
‑
乙基
‑2‑
己基二硫代磷酸锌、1kg聚α
‑
烯烃和0.5kg烷基萘加入反应釜中，在45℃、1500r/min的转速下混合1.5h。然后加入4kg二烷基二硫代氨基甲酸钼、2kg纳米硼酸盐、1kg纳米硼酸、2.5kg苯乙烯
‑
异戊二烯共聚物、2.5kg乙烯丙烯共聚物、7kg硼化聚异丁烯丁二酰亚胺(聚异丁烯部分的数均分子量为3000)，在50
℃、1500r/min的转速下混合1h。最后加入0.5kg聚二甲基硅氧烷、2kg高碱值磺酸镁和2kg高碱值磺酸镁，在65℃、1500r/min的转速下混合0.75h，得到发动机润滑油。
[0064]
实施例3的发动机润滑油磷含量为0.065wt％，硫含量为0.18wt％，硫酸盐灰分的含量为0.75wt％，氮含量为0.08wt％；碱值为9mgkoh/g。
[0065]
对实施例1～3的发动机润滑油进行如下性能测试：
[0066]
粘度指数的试验方法为gb/t1995；
[0067]
倾点的试验方法为gb/t3535；
[0068]
闪点的试验方法为gb/t3536；
[0069]
高温抗磨损试验采用高频往复摩擦试验机，试验条件为载荷1000g、频率40hz、温度150℃、持续时间60分钟；
[0070]
高温沉积物评定实验(teost
‑
mht)；
[0071]
起始氧化温度的测定采用ta5000
‑
dsc2910差热分析仪；
[0072]
氧化诱导期的测定采用高压差热扫描量法(pdsc)；
[0073]
噪音测定的试验方法为gb/t4214，12000，60km/h；
[0074]
性能测试结果如表1所示。
[0075]
表1实施例1～3的润滑油的性能测试值
[0076]
样品实施例1实施例2实施例3粘度指数132136139倾点/℃
‑
43
‑
45
‑
47闪点/℃250255260磨斑直径/μm230225220沉积物生成量/mg17.216.314.5起始氧化温度/℃250256260氧化诱导期/min6263.564.3噪音/分贝454342
[0077]
本发明的润滑油闪点和起始氧化温度高，氧化诱导期长，具有突出的耐高温抗氧化能力；倾点低、挥发性小；高温下不易生成积炭，具有良好的抑制高温沉积物生成的能力。
[0078]
本发明的润滑油显著降低摩擦系数和磨斑直径，具有优异的抗腐防锈性能，减缓设备的磨损；延长设备的使用寿命。
[0079]
本发明的润滑油噪音较小；节省燃料，降低排放，污染性小；采用本发明润滑油的汽车行驶里程超过50万公里，无渗油现象。
[0080]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。