柴油发动机润滑油组合物及其制备方法、用途技术

本发明专利技术提供了一种柴油发动机润滑油组合物及其制备方法、用途。本发明专利技术的柴油发动机润滑油组合物，包括以下组分：A＞式(I)所示结构的抗氧剂：(I)，B＞抗氧型聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；C＞聚异丁烯双丁二酰亚胺；D＞至少一种高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；E＞烷基水杨酸盐和硫化烷基酚盐的混合物；F＞至少一种二烷基二硫代磷酸锌；G＞至少一种二烷基二硫代氨基甲酸盐；H＞主要量的润滑油基础油。本发明专利技术的组合物具有质量分数不超过0.12％的磷含量，不超过0.4％的硫含量，不超过1％的硫酸盐灰分含量，能够满足CJ-4级别的高性能柴油发动机润滑油的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柴油发动机润滑油组合物，尤其涉及一种适用于重负荷柴油发动机的润滑油组合物。
技术介绍
环保和节能的要求促进了发动机技术的发展，也促进了内燃机油的不断升级换代，油品在抗氧、分散、抗磨和清净等各方面的性能要求也越来越高。现代柴油机功率提高，热负荷增大，以及采用EGR使机油温度升高，对油品抗氧化能力和高温清净性的要求也不断提高。API柴油发动机润滑油规格中评价其高温抗氧化能力的发动机试验从程序IIIE的64小时，发展到程序IIIF的80小时，到目前程序IIIG的100小时，而粘度增长的要求从不超过295％降低为275％、150％，对高温抗氧能力的要求大幅提高。柴油机采用直喷、延迟燃油喷入、高顶环活塞和废气再循环(EGR)等技术来满足高功率、低排放的要求，这些技术的采用提高了机油中的烟炱含量，容易造成油品黏度增加，堵塞油滤，同时造成缸套活塞环、阀组等摩擦副的磨损。随着柴油机油质量级别的提高，对油品的烟炱分散能力要求越来越高，在评价烟炱分散性的MackT-8E台架试验中，APICH-4要求在烟炱含量为4.8％条件下，油品相对粘度不大于2.1，APICI-4要求在烟炱含量为4.8％条件下，油品相对粘度不大于1.8。APICJ-4有更高的要求，在MackT-11台架试验中油品100℃粘度增加4mm2/s时的烟炱含量不小于3.5％，增加12mm2/s时的烟炱含量不小于6％，增加15mm2/s时的烟炱含量不小于6.7％。在烟炱条件下的抗磨性能方面，CH-4和CI-4各要求通过3个评价抗磨性的台架试验，CJ-4要求通过4个评价抗磨性的台架试验，涉及发动机不同部位的磨损。因此，高档柴油机油的烟炱分散和抗磨性能要求越来越苛刻。为了达到美国2007年和欧IV、欧V的排放标准，发动机生产商广泛采用了尾气后处理技术，因为仅靠改进发动机技术已无法满足要求。例如氧化催化剂(DOC)、微粒捕集器(DPF)、选择性催化还原系统(SCR)、稀燃氮氧化物捕集器(LNT)等，这些技术结合废气再循环(EGR)技术，使发动机来满足越来越严格的排放法规。尾气后处理技术的使用对柴油机油提出了新的挑战，特别是要求对油品的硫、磷和灰分进行限制，以减少其对发动机后处理装置的不良影响。欧美最新的重负荷柴油机油规格都对硫酸灰分和磷硫(SAPS)提出了限制，APICJ-4规格要求硫酸盐灰分质量分数不大于1.0％，磷含量质量分数不大于0.12％，硫含量质量分数不大于0.4％；ACEAE6-08规格要求硫酸盐灰分质量分数不大于1.0％，磷含量质量分数不大于0.08％，硫含量的质量分数不大于0.3％。柴油机油的抗氧性主要通过加入多功能添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和抗氧剂来解决，常用的抗氧剂主要分为胺类和酚类两类。酚类抗氧剂一般包括2,6-二叔丁基对甲酚，2,6-二叔丁基酚、酚酯等。胺类抗氧剂主要为烷基化二苯胺，或者烷基化的苯基-萘胺等，也可以加入抗氧型分散剂来改善抗氧性。柴油机油的烟炱分散问题主要通过加入聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂来解决，开发高效多功能的分散剂是本领域的一个研究重点，研究方向之一是在分散剂的结构中引入不同的抗氧性官能团，提高分散剂的分散性和抗氧性能，所选用的抗氧性官能团以酚类为主，而采用适宜的不同分散剂复配可以满足油品不断提高的分散性能要求。柴油机油的高温清净性问题主要通过提高抗氧性和加入金属清净剂改善清净性两方面来解决。柴油机油的抗磨问题主要通过加入多功能添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)及辅助抗磨剂来解决，ZDDP与清净分散剂存在相互作用，在烟炱条件下，通过ZDDP与适当的分散剂的优化复配，可以减少烟炱对抗磨油膜的破坏，提高抗磨性。对限制硫酸灰分和磷硫(SAPS)的柴油机油，需要使用代替或部分代替ZDDP的作用的添加剂。金属清净剂方面会更多地使用无硫的水杨酸盐。US2003/0148895A1、CN1497044A、US5965495采用一定水平的硼与其它功能添加剂的复配来起到减少ZDDP或金属清净剂的作用，可以使润滑油组合物具备满意的抗磨性能或抗氧、高温清净性能。硼来自含硼化合物如硼化无灰分散剂等。CN96106725公开了一种偶联的抗氧型丁二酰亚胺分散剂，是由对苯二酚、邻苯二酚和对甲酚的一种酚或其混合物将丁二酰亚胺分散剂偶联而成的。该添加剂具有优良的抗氧化性能、热氧化安定性和分散性。CN200410096315.7公开了一种润滑油添加剂组合物，该组合物的分散剂采用与CN96106725公开的酚偶联的丁二酰亚胺分散剂、硼化丁二酰亚胺分散剂和高分子丁二酰亚胺分散剂复配，该组合物具有优异的烟炱分散性能、良好的抗氧、抗腐蚀性能。CN00107484.9公开了一种含有甲氧酚的抗氧型分散剂，由甲氧酚与多烯多胺缩合后，再与烯基丁二酸酐反应而成。该添加剂具有良好的抗氧性、分散性和颜色稳定性。CN200410096314.2公开了一种含硼抗氧型分散剂与ZDDP的二元组合物，该组合物具有良好的抗磨性和分散性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种柴油发动机润滑油组合物及其制备方法、用途。本专利技术的柴油发动机润滑油组合物，包括以下组分：A＞式(I)所示结构的抗氧剂：B＞抗氧型聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；C＞聚异丁烯双丁二酰亚胺无灰分散剂；D＞至少一种高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；E＞烷基水杨酸盐和硫化烷基酚盐的混合物；F＞至少一种二烷基二硫代磷酸锌；G＞至少一种二烷基二硫代氨基甲酸盐；H＞主要量的润滑油基础油；在本专利技术的润滑油组合物中还可以存在其它添加剂，如降凝剂、黏度指数改进剂(VM)、抗泡剂等。具体来说，本专利技术的柴油发动机润滑油组合物包括下列组分：A＞为式(I)所示结构的抗氧剂：本专利技术的专利技术人在研究中发现，润滑油组合物中的添加剂含有式(I)所示结构的抗氧剂能够使润滑油组合物具有优良的抗氧化等性能。本专利技术中，式(I)所示结构的化合物的制备方法将在随后部分予以详细说明。组分A占本专利技术润滑油组合物总质量的0.1％-5％，优选0.2％-3％。B＞为抗氧型聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，是将聚烯烃基丁二酰亚胺上的氮原子与甲氧基苯酚中的苯环通过亚烃基相连而形成的偶联的丁二酰亚胺分散剂，制备方法是在甲氧基苯酚和多烯多胺的混合物中加入醛反应得到缩合胺，再与聚烯烃基丁二酸酐反应而成。所述聚烯烃优选C2-C4单烯烃的共聚或均聚物，可以是聚异丁烯、无规聚丙烯、乙丙共聚物，其数均分子量为850-5000，优选为1000-4000，最好为1000-2000；甲氧基苯酚选自对甲氧基苯酚、邻甲氧基苯酚、间甲氧基苯酚的一种或多种；醛选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和苯甲醛中的一种或多种，优选甲醛和/或多聚甲醛。组分B可以按专利CN00107484.9的方法制得。组分B占本专利技术润滑油组合物总质量的1.5％-8％，优选2％-6％。C＞聚异丁烯双丁二酰亚胺无灰分散剂，该组分可以选用但不限于无锡南方石油添加剂有限公司生产的T152，锦州石化分公司添加剂厂生产的T154，Lubrizol公司生产的LZ890，Infineum公司生产的C9233、C9236等。组分C占本专利技术润滑油组合物总质量的0.8％-5％，优选1％-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油发动机润滑油组合物，包括以下组分：A＞式(I)所示结构的抗氧剂：B＞抗氧型聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；C＞聚异丁烯双丁二酰亚胺；D＞至少一种高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；E＞烷基水杨酸盐和硫化烷基酚盐的混合物；F＞至少一种二烷基二硫代磷酸锌；G＞至少一种二烷基二硫代氨基甲酸盐；H＞主要量的润滑油基础油。

【技术特征摘要】
1.一种柴油发动机润滑油组合物，包括以下组分：A＞式(I)所示结构的抗氧剂：B＞抗氧型聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；C＞聚异丁烯双丁二酰亚胺；D＞至少一种高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂；E＞烷基水杨酸盐和硫化烷基酚盐的混合物；F＞至少一种二烷基二硫代磷酸锌；G＞至少一种二烷基二硫代氨基甲酸盐；H＞主要量的润滑油基础油。2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分A占所述润滑油组合物总质量的0.1％-5％。3.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分B为抗氧型聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，是将聚烯烃基丁二酰亚胺上的氮原子与甲氧基苯酚中的苯环通过亚烃基相连而形成的偶联的丁二酰亚胺分散剂。4.按照权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述聚烯烃为C2-C4单烯烃的共聚或均聚物，其数均分子量为850-5000；所述甲氧基苯酚选自对甲氧基苯酚、邻甲氧基苯酚、间甲氧基苯酚的一种或多种。5.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分B占所述润滑油组合物总质量的1.5％-8％。6.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分C占所述润滑油组合物总质量的0.8％-5％。7.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分D占所述润滑油组合物总质量的1％-10％。8.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分E为烷基水杨酸钙和硫化烷基酚钙的混合物。9.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分E是碱值为
\t(200-300)mgKOH/g的高碱值水杨酸钙和碱值为(200-400)mgKOH/g的高碱值硫化烷基酚钙的混合物，二者之间的质量比例在0.2～5：1之间。10.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分E占所述润滑油组合物总质量的1％-6％。11.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述二烷基二硫代磷酸锌中的烷基是含有2至12个碳原子的烷基。12.按照权利要求1所述的组合物，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，陈政，武志强，孙洪伟，张倩，徐未，段庆华，夏青虹，张峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11