內燃機潤滑油組合物的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種內燃機潤滑油組合物，包括：A>低堿值清凈劑，占組合物總質量的0.1-5.0%；所述低堿值清凈劑的制備方法包括：將有機硫膦酸、堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水、烷基水楊酸與無機酸和/或芳基羧酸促進劑同時或先后發生皂化反應，收集產物；B>高堿值清凈劑，占組合物總質量的0.1-6.0%；C>分散劑，占組合物總質量的0.1-6.0%；D>抗氧化劑，占組合物總質量的0.1-2.0%；E>油性劑，占組合物總質量的0.01-5.0%；F>潤滑基礎油，構成組合物的主要成分。本發明內燃機潤滑油組合物的磷含量低，具有優良的清凈、分散、抗氧和防銹性能，能夠減少低溫油泥的產生，可以滿足API?5W/30SJ的規格要求。
【專利說明】內燃機潤滑油組合物
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內燃機潤滑油組合物，特別涉及一種用于汽油發動機的潤滑油組合物。
【背景技術】
[0002]目前，隨著我國汽車工業快速發展，我國汽車保有量快速增長。2011年6月底，我國汽車保有量達到2.17億輛，其中以汽油機為發動機的轎車數量大約在40%以上。這些汽車大多分布在全國各大城市中，造成城市交通的急劇擁堵、尾氣排放量增加等一系列問題。
[0003]與柴油機車不同 ，汽油機車發動機的工作溫度較低，在城市中長期處于開開停停的狀態，容易產生大量的低溫油泥，從而使得發動機油的粘度增加，油路堵塞，發動機不能正常工作。因此，汽油機油要求具有更好的低溫油泥分散性，另外，隨著尾氣排放要求的不斷升級，要求尾氣的磷含量低于0.08%以下。
[0004]CN 1282784A介紹了一種汽油機油組合物，該組合物中包括硫磷化聚異丁烯鋇鹽金屬清凈劑、聚異丁烯丁二酰亞胺無灰分散劑、抗氧劑、降凝劑、礦物基礎油。以3.8%總加劑量所調制的潤滑油組合物具有較好的潤滑性能、發動機清凈性能和抗氧化、抗腐蝕、抗磨損性能，可適用于單級SC級汽油機油的潤滑要求，滿足GB 11121規格指標要求。
[0005]CN 1345922A介紹了一種發動機潤滑油組合物，尤其是涉及一種用于汽油發動機的潤滑油組合物，其特點是含有大量加氫處理基礎油。該發明的組合物還含有適量的改性水楊酸鹽、磺酸鹽、雙酐型無灰分散劑、二烷基二硫代磷酸鋅及二壬基二苯胺。該潤滑油組合物可滿足GB 11121-1995 SF規格和API SF汽油機油的潤滑要求。
[0006]CN 101838575A介紹了一種潤滑油組合物，可以調制SL/GF-3汽油機油，所調制的油品可滿足較苛刻條件的汽油機的潤滑要求，該潤滑油組合物具有較好的潤滑性能、低溫油泥分散性能、活塞清凈性能、抗氧抗腐性能及抗磨性能和提高燃料經濟性改善節能的效果。該發動機油復合添加劑包括至少一種金屬清凈劑、一種無灰分散劑、一種抗氧抗腐劑、一種摩擦改進劑。
[0007]CN 101982534A介紹了一種節能型長壽命汽油機油，其配方組成有:合成基礎油、復合抗氧劑、金屬清潔劑、無灰分散劑、納米級摩擦改進劑、粘度指數改進劑、降凝劑。該發明具有以下優點SM、ILSAC GF-4及SAEJ300要求，使用壽命長；全合成基礎油，傾點低，粘度指數高，燃料經濟性好，具有降解性，減少對環境的危害；采用酚型抗氧劑與ZDDP復配，抗氧減磨作用強，防止尾氣處理裝置中催化劑中毒；酸中和能力高，清潔分散性好，抑制發動機中油泥和積碳的產生，添加納米級摩擦改進劑，摩擦系數低，油膜的承載能力高，可自行修復磨損表面，延長發動機的使用壽命。
[0008]CN 1183237C公開了一種磷含量低于0.1%的重型柴油機潤滑油組合物，其中包括無灰分散劑、中性苯酚鈣、油溶性高堿性磺酸鈣和高堿性磺酸鎂的混合物，二烷基二硫代磷酸鋅和無灰抗氧化劑，該組合物具有較好的高溫清凈性、抗磨性和抗氧化安定性。
[0009]CN 1746280A公開了一種低硫、低磷和低灰分的潤滑油組合物，其中硫含量小于0.3wt%，磷含量小于0.08wt%,灰分小于0.8wt%,配方中使用了含硼的添加劑和總堿值為200~400mgK0H/g的烷基水楊酸鹽，其中無灰分散劑中的氮與硼的質量比為3~5:1。該組合物具有降低潤滑油粘度和提高活塞清凈性的作用。
[0010]CN 101108994A公開了一種潤滑油組合物，其中磷含量小于0.9%，硫含量小于
0.3%，硫酸鹽灰分小于1.0%，采用熱“烯”反應制成的無灰分散劑，高堿性磺酸鈣作為潤滑油中唯一的清凈劑，烯烴共聚物粘度指數改進劑等原料制備潤滑油組合物，組合物具有較好的抗氧化性、抗磨性和高溫清凈性。
[0011]US 6569818公開了一種潤滑油組合物，組合物含有0.01~0.3%的硫，0.01~0.1%的磷，0.1~1%的硫酸鹽灰分， 0.2~7%的金屬鹽，其中基礎油的硫含量小于0.1%, 0.01~0.3%的無灰分散劑(以氮原子含量計)，金屬清凈劑選自堿值為10~350mgK0H/g的非硫化的堿金屬或堿土金屬的烷基水楊酸鹽，或非硫化的具有曼尼其(Mannich)堿結構的烷基酚衍生物的堿金屬或堿土金屬鹽，0.01~0.1%的二烷基二硫代鋅，0.01~5%的選自含有胺和酚化合物的抗氧化劑。
[0012]以上專利報道的組合物中，盡管能滿足各種油品規格的要求，但是有些技術使用含有鋇的有毒的金屬清凈劑，或者使用高分子量無灰分散劑，或者組合物的磷含量較高，目前還沒有一個配方能使用毒性較低的添加劑，同時還能滿足汽油機油低溫油泥分散性、清凈性、抗氧化性、抗磨性、防銹性和較低磷含量的要求。
【發明內容】
[0013]本發明提供了一種內燃機潤滑油組合物。
[0014]本發明的內燃機潤滑油組合物包括:
[0015]Α>低堿值清凈劑，占組合物總質量的0.1-5.0% ；
[0016]所述低堿值清凈劑的制備方法包括:將有機硫膦酸、堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水、烷基水楊酸與無機酸和/或芳基羧酸促進劑同時或先后發生皂化反應，收集產物；
[0017]B〉高堿值清凈劑，占組合物總質量的0.1-6.0% ；
[0018]O分散劑，占組合物總質量的0.1-6.0% ；
[0019]D>抗氧化劑，占組合物總質量的0.1-2.0% ；
[0020]E>油性劑，占組合物總質量的0.01-5.0% ；
[0021 ] F〉潤滑基礎油，構成組合物的主要成分。
[0022]所述有機硫膦酸的結構為:
[0023]
【權利要求】
1.一種內燃機潤滑油組合物，包括: A>低堿值清凈劑，占組合物總質量的0.1-5.0% ； 所述低堿值清凈劑的制備方法包括:將有機硫膦酸、堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水、烷基水楊酸與無機酸和/或芳基羧酸促進劑同時或先后發生皂化反應，收集產物； B〉高堿值清凈劑，占組合物總質量的0.1-6.0% ； O分散劑，占組合物總質量的0.1-6.0% ； D>抗氧化劑，占組合物總質量的0.1-2.0% ； E>油性劑，占組合物總質量的0.01-5.0% ； F〉潤滑基礎油，構成組合物的主要成分。
2.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述有機硫膦酸的結構為:<img/ > 其中R1為數均分子量在500-5000之間的烷基；X為O原子或者S原子，其中至少一個X為S原子。
3.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述的堿金屬和/或堿土金屬的氧化物選自氧化鈣、氧化鎂、氧化鍶和氧化鋇中的一種或多種。
4.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述烷基水楊酸的結構為:
<img/ > 其中R2為C4-C20烷基。
5.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述無機酸促進劑可以選用硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸中的一種或多種；所述芳基羧酸促進劑包括芳基一元酸和/或芳基二元酸，所述的芳基是苯基和/或萘基。
6.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述芳基羧酸選用苯甲酸、萘甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、鄰萘二甲酸、間萘二甲酸和對萘二甲酸中的一種或多種。
7.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，當有機硫膦酸、堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水、烷基水楊酸與無機酸和/或芳基羧酸促進劑同時發生皂化反應時，所述有機硫膦酸和烷基水楊酸之間的摩爾比是1:10-10:1 ;所述有機硫膦酸和所述堿金屬和/或堿土金屬的氧化物之間的摩爾比為1:0.2-1:10 ;所述堿金屬和/或堿土金屬的氧化物與水的摩爾比是1: 0.5-1:10 ;所述無機酸和/或芳基羧酸促進劑占有機硫膦酸和烷基水楊酸質量之和的0.1-10%。
8.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述反應的溫度為2(T200°C，所述反應的時間為l_20h。
9.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述有機硫膦酸、堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水、烷基水楊酸和無機酸和/或芳基羧酸促進劑先后發生皂化反應是按以下步驟進行: 1)將有機硫膦酸與堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水發生皂化反應； 2)將步驟(1)產物與烷基水楊酸反應，然后加入堿金屬和/或堿土金屬的氧化物、水、無機酸和/或芳基羧酸促進劑進一步發生皂化反應，收集產物。
10.按照權利要求9所述的組合物，其特征在于，步驟(1)中所述有機硫膦酸與步驟(I)中所述堿金屬和/或堿土金屬的氧化物之間的摩爾比為1:0.2-1:5，步驟(1)中所述堿金屬和/或堿土金屬的 氧化物與步驟⑴中水的摩爾比是1:0.5-1:10，優選1:0.8-1:5，最優選 1:1-1:3。
11.按照權利要求10所述的組合物，其特征在于，步驟(1)中所述皂化反應的溫度為2(T200°C，所述皂化反應的時間為l_20h。
12.按照權利要求11所述的組合物，其特征在于，步驟(2)中所述烷基水楊酸與步驟(1)中所述有機硫膦酸之間的摩爾比為1:10-10:1，步驟⑴產物與烷基水楊酸反應的溫度為20-200°C，反應的時間為5-50分鐘。
13.按照權利要求12所述的組合物，其特征在于，步驟(2)中所述烷基水楊酸與步驟(2)中所述堿金屬和/或堿土金屬的氧化物之間的摩爾比在1:0.2-1:2之間，步驟⑵中所述堿金屬和/或堿土金屬的氧化物與步驟⑵中水的摩爾比是1:0.5-1:10，步驟⑵中所述無機酸和/或芳基羧酸促進劑占有機硫膦酸和烷基水楊酸質量之和的0.1-10%。
14.按照權利要求13所述的組合物，其特征在于，步驟(2)中所述皂化反應的溫度為20-200°C，反應時間為1-10小時。
15.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述皂化反應中加入溶劑，所述溶劑為餾程在80-200°C之間的烴類溶劑，所述溶劑的加入量為有機硫膦酸質量的30-250%。
16.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，在所述皂化反應中或皂化反應后加入稀釋油，所述稀釋油是100°C運動粘度為2-10mm2/s的API 1、I1、II1、IV和V類潤滑基礎中的一種或多種，所述稀釋油的加入量為有機硫膦酸和烷基水楊酸質量之和的10-150%。
17.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述低堿值清凈劑占組合物總質量的0.2_3.0%。
18.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述高堿值清凈劑選自堿值大于300mgK0H/g的高堿值磺酸鹽、高堿值烷基酚鹽和高堿值水楊酸鹽中的一種或多種，占組合物總質量的1.0-4.0%。
19.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述分散劑為聚異丁烯丁二酰亞胺無灰分散劑，其中聚異丁烯部分的數均分子量在500-4000之間，所述分散劑占組合物總質量的 2.0-4.0%。
20.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述抗氧化劑選自胺型、硫代氨基甲酸酯型、酚型、ZDDP抗氧劑中的一種或多種，所述抗氧化劑占組合物總質量的0.2-1.0%。
21.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述油性劑選自硫化棉籽油、硫代氨基甲酸酯型和硫代氨基甲酸鹽中的一種或多種，所述油性劑占組合物總質量的0.05-3.0%。
22.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述潤滑基礎油為API1、I1、II1、IV和V類潤滑基礎油中的一種或多種。
23.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物中加入增粘劑，所述增粘劑的加入量為組合物總質量的1_20%。
24.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物中加入降凝劑，所述降凝劑的加入量為組合物總質 量的0.01%-5%。
【文檔編號】C10N30/12GK103725372SQ201210389113
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2012年10月15日
【發明者】劉依農, 段慶華, 李玲, 張耀 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院