润滑剂组合物和胍鎓基离子液体用作润滑剂添加剂的用途制造技术

胍鎓基离子液体在润滑剂组合物，尤其是用于润滑船用发动机的润滑剂组合物中用作洗涤剂的用途。润滑剂组合物包含胍鎓基离子液体。剂的用途。润滑剂组合物包含胍鎓基离子液体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】润滑剂组合物和胍鎓基离子液体用作润滑剂添加剂的用途
[0001]本专利技术涉及胍鎓基离子液体在用于船用发动机的润滑剂组合物中用作洗涤剂的用途。本专利技术还涉及一种使内燃发动机，特别是船用发动机的至少一个内部部件保持清洁(保持清洁)和/或清洁(清理)内燃发动机，特别是船用发动机的至少一个内部部件的方法。本专利技术还涉及一种包含胍鎓基离子液体的用于船用发动机的润滑剂组合物。

技术介绍

[0002]润滑剂的主要功能之一是减小摩擦。然而，通常，润滑油需要额外的特性才能有效地使用。例如，大型柴油发动机例如船用柴油发动机中使用的润滑剂常常处于需要特殊考虑的运行条件下。
[0003]低速二冲程十字头式发动机中使用的船用油有两种类型。一方面，气缸油确保气缸
‑
活塞组件的润滑，另一方面，系统油确保除了气缸
‑
活塞组件之外的所有活动部件的润滑。在气缸
‑
活塞组件内，含有酸性气体的燃烧残余物与润滑油接触。
[0004]酸性气体由燃料油的燃烧形成；这些酸性气体特别是硫氧化物(SO2、SO3)，其随后在与燃烧气体中和/或油中存在的水分接触时水解。该水解生成亚硫酸(HSO3)或硫酸(H2SO4)。
[0005]为了保护活塞衬套的表面并避免过度的腐蚀磨损，必须中和这些酸，这通常通过与润滑剂中包括的碱性位点反应来实现。
[0006]油的中和能力通过其BN或碱值来衡量，其特征在于其碱度。其根据标准ASTM D
‑
2896测量并表示为每克油的钾碱毫克当量(也称为“mg KOH/g”或“BN点”)。BN是一个标准规范，使得可以根据所用燃料油的硫含量来调节气缸油的碱度，以便能够中和燃料中所含的所有硫并能够通过燃烧和水解转化为硫酸。
[0007]因此，燃料油的硫含量越高，船用油的BN就需要越高。这就是为什么市场上可见到BN从5mg KOH/g到140mg KOH/g不等的船用油的原因。
[0008]该碱度通常由中性和/或因不溶性金属盐，特别是金属碳酸盐而高碱性的洗涤剂提供。主要为阴离子型的洗涤剂有例如水杨酸盐类、酚盐类、磺酸盐类、羧酸盐类等的金属皂，它们形成胶束，其中不溶性金属盐的颗粒保持悬浮。常见的中性洗涤剂固有地具有通常小于150mg KOH每克洗涤剂的BN，而常见的高碱性洗涤剂固有地具有在150mg KOH至700mg KOH每克洗涤剂之间的标准方式的BN。它们在润滑剂中的质量百分数随着期望的BN水平而确定。
[0009]在某些地区，特别是沿海地区，出于环境方面的考虑，已提出有关限制船舶所用燃料油中的硫水平的要求。因此，IMO(国际海事组织)发布的MARPOL附则6(防止船舶造成空气污染规则)于2005年5月生效。其对重质燃料油的硫含量设定了4.5％w/w的全球上限并建立了称为SECA(硫排放控制区)的硫氧化物排放控制区。进入这些区域的船舶必须使用最大硫含量为1.5％w/w的燃料油或旨在限制SOx排放以符合规定值的任何其他替代处理方法。符号w/w表示化合物相对于包含该化合物的燃料油或润滑剂组合物的总重量的重量百分数。
[0010]此后，MEPC(海上环境保护委员会)于2008年4月召开了会议并批准了对规则
MARPOL附则6的拟议修正案。从2012年起，对最大硫含量的限制变得更加严格，全球最大含量从4.5％w/w降低到3.5％w/w。从2010年起，SECA(硫排放控制区)变成ECA(排放控制区)，最大允许硫含量从1.5％w/w进一步降低到1.0％w/w并增加了有关NOx和颗粒物的含量的新限制。2020年，最大硫含量将进一步降低，详见下表。
[0011][0012]目前，在存在具有高硫含量(3.5％w/w以下)的燃料油时，使用BN为100或低于100的级别的船用润滑剂。在存在具有低硫含量(0.1％w/w)的燃料油时，使用BN为40或低于40的级别的船用润滑剂。在这两种情况下，由于达到了船用润滑剂的中性和/或高碱性洗涤剂所提供的碱性位点的必要浓度，故实现足够的中和能力。
[0013]此外，由于以下观察结果，这些润滑剂各自具有使用限制：在存在具有低硫含量(0.1w/w)的燃料油时并在固定的润滑水平下使用高BN气缸润滑剂会产生显著过量的碱性位点(高BN)和未使用的高碱性洗涤剂的含有不溶性金属盐的胶束失稳的风险。这种失稳会导致不溶性金属盐(例如，碳酸钙)的沉积物的形成，主要是在活塞顶上，并可最终导致衬套抛光类型过度磨损的风险。为此，在使用低硫燃料时，润滑剂的TBN应相对低，这也会导致洗涤剂浓度的降低。很明显，润滑剂配方设计师需要无灰分或灰分含量降低的其他种类洗涤剂。此外，在存在具有高硫含量的燃料油时，使用低BN气缸润滑剂的总中和能力是不够的并会因此引起严重的腐蚀风险。
[0014]需要一种船用洗涤剂，其能够在高硫燃料以及低硫燃料的存在下使用并具有良好的硫酸中和能力，同时保持良好的耐热性和因此较低的在发动机的热端部件中形成沉积物的风险。
[0015]还需要一种具有BN，尤其是具有低于或等于BN 70的船用润滑剂，其能够在高硫燃料以及低硫燃料的存在下使用并具有良好的硫酸中和能力，同时保持良好的耐热性和因此较低的在发动机的热端部件中形成沉积物的风险。
[0016]还需要一种具有改善的洗涤性能的船用润滑剂，所述改善的洗涤性能为：通过限制燃烧发动机的内部部件中的沉积物(“保持清洁”(“keep
‑
clean”)效应)或通过减少燃烧发动机的内部部件中已经存在的沉积物(“清理”(“clean
‑
up”)效应)而保持发动机清洁的能力。
[0017]本专利技术的一个目的是提供一种克服全部或部分上述缺点的润滑剂添加剂。本专利技术的另一个目的是提供一种润滑剂添加剂，其在润滑剂组合物内的配制易于实施。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种润滑船用发动机的方法，特别是润滑低硫燃料和高硫燃料均可使用的二冲程船用发动机的方法。
[0019]本专利技术的另一个目的是提供一种润滑船用发动机的方法，特别是用于使用极低硫燃料的二冲程船用发动机的方法。
[0020]本专利技术的另一个目的是提供一种减少船用发动机，尤其是二冲程船用发动机的热端部件中沉积物的形成的方法。
[0021]出人意料的是，申请人已发现，在气缸润滑剂的常规配方中引入某些类型的离子液体作为洗涤剂会导致所述常规润滑剂对二冲程船用发动机中硫含量低于4.5％的任何类型燃料油的燃烧过程中形成的硫酸的中和的有效性的显著增加。特别地，性能的改善与对所形成的硫酸的明显增加的中和速率或动力学有关。传统参考润滑剂与添加了洗涤剂的相同润滑剂之间的这种性能差异由使用下文的实施例中描述的焓测试测量的中和有效性指数表征。
[0022]现有技术中已述及一些离子液体在润滑剂中用作添加剂的用途，然而，不知道胍鎓基离子液体可用作船用发动机的润滑剂组合物中的洗涤剂添加剂。
[0023]US2012/178658公开了在润滑剂组合物中使用离子液体以减少航空涡轮机中的焦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.胍鎓基离子液体在润滑剂组合物中用作洗涤剂的用途。2.根据权利要求1所述的用途，其用于润滑船用发动机。3.根据权利要求1或2所述的用途，其中胍鎓基离子液体对应于式(I)：[CAT
+
][X
‑
](I)其中[X
‑
]表示一种或多于一种阴离子物种；[CAT
+
]选自式(II)的阳离子：其中：R1、R2各自独立地选自H、C1‑
C
30
直链或支链烷基基团、C3‑
C8环烷基基团、C6‑
C
12
芳基基团和C7‑
C
12
芳烷基基团，其任选地被包含氧和/或氮原子的官能团取代，R3、R4、R5、R6各自独立地选自C1‑
C
30
直链或支链烷基基团、C3‑
C8环烷基基团、C6‑
C
12
芳基基团和C7‑
C
12
芳烷基基团，其任选地被包含氧和/或氮原子的官能团取代，或者(R3、R4)或(R5、R6)中的任何两个一起形成亚甲基链
‑
(CH2)p
‑
，其中p为2至5的整数。4.根据权利要求3所述的用途，其中在式(II)中：R1、R2各自独立地选自H和C1‑
C6直链或支链烷基基团，R3、R4、R5、R6各自独立地选自C1‑
C6直链或支链烷基基团。5.根据权利要求4所述的用途，其中[CAT
+
]选自：6.根据权利要求3至5中任一项所述的用途，其中[X
‑
]选自：a)羧酸根Ra
‑
COO
‑
，其中Ra选自包含1至30个碳原子的烷基和烯基基团、包含6至30个碳原子的芳基基团、包含7至30个碳原子的芳烷基基团，其任选地被包含氧和/或氮原子的官
能团取代；b)醇/酚根RaRbHCO
‑
，其中Ra选自包含1至30个碳原子的烷基和烯基基团、包含6至30个碳原子的芳基基团、包含7至30个碳原子的芳烷基基团，Rb选自H、包含1至30个碳原子的烷基和烯基基团、包含6至30个碳原子的芳基基团、包含7至30个碳原子的芳烷基基团，其任选地被包含氧和/或氮原子的官能团取代；c)羟基羧酸根HO
‑
Rc
‑
COO
‑
，其中Rc选自包含1至30个碳原子的亚烷基和亚烯基基团、包含6至30个碳原子的亚芳基基团、包含7至30个碳原子的亚芳烷基基团，其任选地被包含氧和/或氮原子的官能团取代。7.根据权利要求6所述的用途，其中[X
‑
]选自：2
‑
乙基己酸根、2
‑
羟基丙酸根、叔戊基苯酚根、异辛基苯酚根和二辛基氨基苯酚根。8.一种润滑剂组合物，其包含：
·
30.0％至99.95％的至少一种基础油，
·
0.05％至15.0％的至少一种胍鎓基离子液体，所述百分数定义为组分的重量相对于组合物的总重量的百分数。9.根据权利要求8所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物包含至少一种洗涤剂(Det)，所述洗涤剂选自根据ASTM D2896具有20mg KOH/g至450mg KOH/g的总碱值的中性和高碱性洗涤剂。10.根据权利要求9所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物包含相对于所述润滑剂组合物的总重量的1重量％至35重量％的中性和高碱性洗涤剂。11.根据权利要求8至10中任一项所述的润滑剂组合物，其中胍鎓基离子液体相对于润滑剂组合物的总重量的重量百分数被选择为使得由油溶性胍鎓基离子液体提供的替代BN为润滑剂组合物的BN的至少3％。12.根据权利要求8至11中任一项所述的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物根据ASTM D2896具有高于5mg KOH/g的总碱值(TBN)。13.根据权利要求8至12中任一项所述的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物在100℃的运动黏度高于或等于5.6mm2/s并低于或等于21.9mm2/s。14.根据权利要求8至13中任一项所述的润滑剂组合物，其中胍鎓基离子液体对应于式(I)：[CAT
+
][X
‑
](I)其中[X
‑
]表示一种或多于一种阴离子物种，[CAT
+
]选自式(II)的阳离子：其中：R1、R2各自独立地选自H、C1‑
C
30
直链或支链烷基基团、C3‑
C8环烷基基团、C6‑
C
12
芳基基团
和C7‑
C
12
芳烷基基团，其任选地被包含氧和/或氮原子的官能团取代，R3、R4、R5、R6各自独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫代斯蒂诺，
申请(专利权)人：道达尔销售服务公司，
类型：发明
国别省市：