一种复合抗氧抗磨型汽油发动机润滑油制造技术

本发明专利技术涉及一种以FeS2/碳复合纳米材料作为润滑油抗磨剂、以磺酸盐与水杨酸盐来提高清洁性能，二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)以及酚类无灰为抗氧剂，并且高分子聚合物的加入改善高低温性能，优化后的复合添加剂具有优异的性能，燃料消耗量减少约16‑20％。这样的结果表明优化配比后的润滑剂可以提供高效率的经济型发动机，对于车辆制造商和用户来说，它可能是在不同操作条件下抑制发动机燃料成本和发动机耐久性的合适方向。

A Compound Anti-oxidation and Anti-wear Lubricating Oil for Gasoline Engine

The invention relates to a kind of composite nano-material with FeS2/carbon as lubricating oil antiwear agent, sulfonate and salicylate to improve cleanliness, molybdenum dialkyl dithiocarbamate (MoDTC) and phenolic ashless as antioxidants, and the addition of macromolecule polymer to improve high and low temperature performance. The optimized composite additive has excellent performance, and fuel consumption reduces by about 16-20%. The results show that the optimized lubricant can provide an economical engine with high efficiency. For vehicle manufacturers and users, it may be an appropriate direction to restrain engine fuel cost and engine durability under different operating conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种复合抗氧抗磨型汽油发动机润滑油
本专利技术涉及复合润滑油添加剂的制备，特别涉及一种用于汽油发动机润滑油添加剂的应用，并对这种复合润滑剂对提高汽油发动机效率和燃油经济性做了性能测试。
技术介绍
随着对能源短缺和环境保护的日益关注，运输车辆每年约占世界能源消耗的19％。表面之间的摩擦是汽车发动机中能量耗散的主要原因。由于摩擦损失，发动机产生的总功率在17-19％的范围内减小。润滑油改善燃油经济性的能力在全球范围内至关重要。因此，对摩擦功率损失降低的研究作为燃油经济性汽油发动机性能的一个有希望的方向获得了极大的关注。减少车辆的总摩擦力损失可以使美国经济每年节省1200亿美元。为了解决这个问题，我们将发动机中的纳米摩擦学作为最小化摩擦功率损失，滑动表面磨损和过热产生的主要策略，最终将导致汽车发动机性能的提高。采用纳米复合材料的润滑剂添加剂被认为是一种广泛采用的有吸引力的润滑油改性技术，因为它不需要任何重大的硬件改造。为了提高发动机效率，需要探索新的方法来取代使用对环境有害的添加剂，这会导致不良排放(二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP))，而不会影响汽车发动机的摩擦性能，如环境友好的添加剂，如离子液体和纳米颗粒。纳米材料的研究由于其优异的性能已成为许多能源相关领域中发展最快的研究领域之一。Rameshkumar等人研究了添加氧化铁纳米颗粒对润滑油(SAE10W-30)的影响。结果表明使用纳米润滑剂可以提高燃油经济性。另一项研究还表明，使用钼可以在满负荷下将汽油发动机的燃油经济性提高3-5％。从润滑剂中获得燃料经济性的一个常用途径是降低其粘度并使边界摩擦系数最小化。使用MoS2纳米润滑剂，燃料经济性降低了5-10％。对汽车燃油消耗值下降的调查已成为不同国家的主要研究方向。从根本上说，发动机的制动比燃料消耗(BSFC)表明每单位工作所消耗的燃料量。BSFC随着负载的增加而减小，直到达到最小BSFC，然后在称为过度加油的现象中增加。此外，发动机负荷对发动机效率和BSFC有很大影响。机械效率通常随着发动机负荷而增加。科研人员早就通过优化发动机油(5W-30)的粘度特性来研究燃油经济性。结果表明润滑油粘度指数的增加提高了燃油经济性。此外，润滑油添加剂性能优化不仅取决于摩擦性能的提高，一个优良的润滑油添加剂必须各方名达到最优的条件。改善活塞沉积物、活塞清洁度、烟灰诱导粘度增稠以及氧化诱导粘度增稠等问题，所以复合优化的润滑油添加剂应运而生。一种汽油润滑油复合剂，它应具有优良的清洁性能、油泥分散性能、抗磨损抗氧化以及抗腐蚀性能，本设计属于复合添加剂类。
技术实现思路
本专利技术克服了现有条件的不足，提供了一种具有优良的清洁性能、油泥分散性能、抗磨损抗氧化以及抗腐蚀性能的复合添加剂类汽油润滑油复合剂。本专利技术通过如下技术方案实现一种复合抗氧抗磨型汽油发动机润滑油添加剂，以质量分数计包括清洁剂25-55％、无灰分散剂20-60％、抗氧剂5-25％和抗磨剂5-20％，其中所述抗磨剂为FeS2/碳复合材料。进一步，上述添加剂以质量分数计包括清洁剂30-50％、无灰分散剂35-55％、抗氧剂10-20％和抗磨剂5-15％。所述清洁剂为金属清洁剂，更具体为磺酸盐和烷基水杨酸盐二者组合物；无灰分散剂为高分子量丁二酰亚胺分散剂(T161)；抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)和/或酚类无灰抗氧剂；进一步优选为二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)占65％，酚类无灰抗氧剂占35％。进一步地，酚类无灰抗氧剂结构通式R3、R4：甲基、乙基、叔丁基；R5＝CmH2m+1(m＝5-20)。本专利技术还要求保护一种抗磨剂的制备方法，相对于有关专利专利技术的g-C3N4/FeS2复合物，本专利技术不再依附含有C3N4这种含氮化物，直接与多孔碳复合，更加简便高效，并且这种抗磨剂的制备更加的简单，原料易得，适合生产。制备步骤包括：第一步：碳的制备，将PEI(聚醚酰亚胺)溶解在去离子水中得到PEI溶液；将溴乙腈加入到乙醇中，其中，PEI(聚醚酰亚胺)与溴乙腈的质量比为2：1。搅拌至溶解制备溴乙腈与乙醇的混合液；将溴乙腈与乙醇的混合液缓慢滴加到PEI溶液中，制备前驱体PEI；取与前驱体PEI材料摩尔比为1：1的AgN(CN)2加入到前驱体PEI中，加水搅拌得到PEI-DCA；将PEI-DCA煅烧得到所需碳材料。其中煅烧是在N2氛围下烧至800℃；第二步：FeS2/碳复合材料制备，将第一步合成的碳材料添加到去离子水中，进行超声处理；然后将FeCl2·4H2O，PVP，硫粉，NaOH溶液(浓度为0.75mol/L)，分别添加到上述溶液中进行反应，其中，碳材料、FeCl2·4H2O、PVP、硫粉以及NaOH的质量比为4：5：7：5：3.5。由此获得FeS2/碳纳米复合材料。上述反应条件为密封，200℃水热反应20h。为了便于比较，在不添加FeCl2·4H2O和硫粉的情况下，用同样的方法制备了碳材料纳米片；在不添加碳的情况下制备了FeS2。本专利技术还要求保护一种复合抗氧抗磨型汽油发动机润滑油，加入上述润滑油添加剂。本专利技术的有效增益不同类型的清洁剂、分散剂、抗磨剂以及抗氧剂优化配置，使复合剂组合物达到最优的性能要求。其中，本专利技术最大的特点是采用FeS2/碳复合材料最为抗磨剂不仅抗磨性能好，而且类球状的FeS2颗粒在摩擦表面间起到纳米轴承的作用，从而降低摩擦，减少磨损作用。以6.5％的加剂量使汽油机组合物质量达到GB11121SE标准。附图说明本专利技术有如下附图：图1为本专利技术不同浓度的复合润滑油添加剂与基础油的摩擦系数；图2为本专利技术发动机制动功率(a)和扭矩(b)与节流阀开度在3000rpm下的函数关系；图3为本专利技术润滑油(5W-30)和复合润滑油复合物添加剂的燃料消耗与车速。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1抗磨剂：FeS2/碳复合材料的制备；FeS2/碳复合材料作为润滑油添加剂抗磨损剂制备第一步：碳的制备。将5gPEI(聚醚酰亚胺)溶解在15ml去离子水中，搅拌，待完全溶解转移单口瓶，继续搅拌备用；将2.4g的溴乙腈加入到10ml乙醇中，搅拌至溶解；用滴管将溴乙腈与乙醇的混合液缓慢滴加到PEI溶液中，搅拌36小时，45度旋蒸，乙醚洗涤，真空干燥。记为前驱体PEI。取与前驱体PEI材料摩尔比为1:1的AgN(CN)2加入到5g前驱体材料中，加水搅拌12小时，标号PEI-DCA，旋蒸，洗涤，真空干燥。将PEI-DCA材料放入管式炉N2氛围下烧至800℃，得到所需碳材料。第二步：FeS2/碳复合材料制备。首先将0.20g的碳材料添加到50ml的去离子水中，进行2h的超声处理。然后，将0.25gFeCl2·4H2O，0.35gPVP，0.25g硫粉，6mlNaOH溶液(浓度为0.75mol/L)分别添加到上述溶液中，磁力搅拌0.5h，然后将混合溶液分别放置到100mL不锈钢水热反应釜中(内衬材料为聚四氟乙烯)，并进行密封，反应条件为200℃水热反应20h。将所得产物水洗、醇洗，然后将洗净后的样品放在真空干燥60℃干燥12h，从而获得FeS2/碳纳米复合材料。为了便于比较，在不添加FeCl2·4H2O和硫粉的情况下，用同样的方法制备了碳材料纳米片；在不添加碳的情况下制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合抗氧抗磨型汽油发动机润滑油添加剂，其特征在于：以质量分数计包括清洁剂25‑55％、无灰分散剂20‑60％、抗氧剂5‑25％和抗磨剂5‑20％，其中所述抗磨剂为FeS2/碳复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种复合抗氧抗磨型汽油发动机润滑油添加剂，其特征在于：以质量分数计包括清洁剂25-55％、无灰分散剂20-60％、抗氧剂5-25％和抗磨剂5-20％，其中所述抗磨剂为FeS2/碳复合材料。2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于：以质量分数计包括清洁剂30-50％、无灰分散剂35-55％、抗氧剂10-20％和抗磨剂5-15％。3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述清洁剂为金属清洁剂，更具体为磺酸盐和烷基水杨酸盐二者组合物。4.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于：无灰分散剂为高分子量丁二酰亚胺分散剂(T161)；抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)和/或酚类无灰抗氧剂。5.根据权利要求4所述的添加剂，其特征在于：其中，二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)占65％，酚类无灰抗氧剂占35％。6.根据权利要求4所述的添加剂，其特征在于：酚类无灰抗氧剂结构通式为R3、R4：甲基、乙基、叔丁基；R5＝CmH2m+1(m＝5-20)。7.一种抗磨剂的制备方法，步骤包括：第一步：碳的制备，首先制备PEI(聚醚酰亚胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹玉梁，吕红军，李忠涛，
申请(专利权)人：浙江博沃新能源有限公司，中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：浙江,33