用于两冲程船用发动机的气缸润滑剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及气缸润滑剂，其具有至少15毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM?D–2896测定的BN，其包含：(a)一种或多种用于船用发动机的润滑剂基础油，(b)至少一种基于碱金属或碱土金属、用金属碳酸盐过碱化的清洁剂，(c)至少一种中性清洁剂，(d)一种或多种油溶性的烷氧基化的脂肪胺，其具有100-600毫克氢氧化钾/克的根据标准ASTM?D–2896测定的BN，其中将烷氧基化的脂肪胺相对于润滑剂总重量的重量百分数选择成使得由这些化合物提供的BN占2-8毫克氢氧化钾/克润滑剂的贡献，和其中由所述金属碳酸盐提供的BN占所述气缸润滑剂的总BN的至多65%的贡献，该总BN根据标准ASTM?D2896测量。所述润滑剂对于在具有高硫含量的燃料燃烧期间形成的硫酸具有足够的中和本领，同时在具有低硫含量的燃料使用期间限制沉积物的形成。其耐热性和其抗磨损性质被改善。
【专利说明】用于两冲程船用发动机的气缸润滑剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及与高硫燃料油和低硫燃料油均能够一起使用的用于两冲程船用发动机的气缸润滑剂。其更具体地涉及这样的润滑剂:其对于在高硫燃料油的燃烧期间形成的硫酸具有足够的中和本领，同时在低硫燃料油的使用期间限制沉积物形成。
【背景技术】
[0002]低速两冲程十字头型发动机中使用的船用机器润滑油(marine oil)为两种类型。一方面是气缸油，其确保气缸-活塞组件的润滑，和另一方面是系统润滑油(system oil),其确保除所述气缸-活塞组件之外的所有活动部件的润滑。在所述气缸-活塞组件内，包含酸性气体的燃烧残留物与所述润滑油接触。
[0003]所述酸性气体是由所述燃料油的燃烧形成的；它们特别是硫氧化物(S02、SO3)，其然后在与存在于燃烧气体中和/或所述油中的水分接触时被水解。该水解产生亚硫酸(HSO3)或硫酸(H2SO4)。
[0004]为了保护活塞衬套的表面和避免过度的腐蚀磨损，这些酸必须被中和，这通常通过与所述润滑剂中包含的碱性部位(basic site)的反应而进行。
[0005]油的中和能力通过其BN或碱值(base number)来度量,通过其碱性来表征。其是根据标准ASTM D-2896测量的并且表示为以氢氧化钾毫克数/克油(也称为“mg KOH/g”或“BN点”)计的当量。BN是这样的标准:其使得可针对所用燃料油的硫含量调节气缸润滑油的碱性，以便能够中和该燃料中包含的并且能够通过燃烧和水解而转化为硫酸的所有硫。
[0006]因此，燃料油的硫含量越高，则船用机器润滑油的BN需要越高。这是为何在市场上发现具有从5到IOOmg KOH/g变化的BN的船用机器润滑油的原因。该碱性是通过被不溶性金属盐特别是金属碳酸盐所过碱化(overbase)的清洁剂提供的。所述清洁剂(主要为阴离子型)例如为形成其中不溶性金属盐颗粒保持悬浮的胶束的水杨酸盐、酚盐、磺酸盐、羧酸盐类型等的金属皂。常用的过碱化清洁剂固有地具有150-700mg K0H/g清洁剂的标准形式的BN。它们在润滑剂中的质量百分数是作为期望的BN水平的函数而固定的。
[0007]BN的一部分也可通过具有典型地小于150的BN的非过碱化或“中性”清洁剂提供。然而，无法想象其中全部的BN由“中性”清洁剂提供的船用发动机气缸润滑剂配方的生产:事实上将它们过量引入将是必须的，这可对润滑剂的其它性质有害并且从经济观点来看是不现实的。
[0008]因此，所述过碱化清洁剂的不溶性金属盐，例如碳酸钙，对常用润滑剂的BN有显著贡献。可认为，气缸润滑剂的BN的大约至少50%、典型地75%因此是由这些不溶性盐提供的。
[0009]在所述中性和过碱化清洁剂两者中发现的实际的清洁剂部分或金属皂典型地提供剩余BN的大部分。
[0010]环境关注已经在某些地区并且特别是沿海地区中导致与限制船舶上使用的燃料油中的硫水平有关的要求。[0011 ] 因此，IMO (国际海事组织)颁布的规则MARPOL附则(Annex) 6 (Regulations forthe Prevention of Air Pollution from Ships (防止船舶造成空气污染规则))于 2005年5月生效。其设置了关于重燃料油的硫含量的4.5%m/m的全球上限，并且创立了硫氧化物排放控制区，称为SECA (Sulphur Emission Control Areas (硫排放控制区))。进入这些区域的船舶必须使用具有最大1.5%m/m的硫含量的燃料油，或者意图将SOx排放限制为符合规定值的任何其它替代处理。符号％m/m表示化合物相对于将它包括在其中的燃料油或润滑组合物的总重量的质量百分数。
[0012]最近，MEPC(Marine Environment Protection Committee (海洋环境保护委员会))在2008年4月集会并且批准了所提议的对规则MARPOL附则6的修正案。这些提议被总结在下表中。它们提出了这样的方案:其中，对最大硫含量的限制变得更严厉，其中将全球最大含量自2012年起从4.5%m/m减少为3.5%m/m。SECA(硫排放控制区)将变成ECA (Emission Control Areas (排放控制区))，其中将最大可允许的硫含量自2010年起额外地从1.5%m/m减少至1.0%m/m并且增加关于NOx和颗粒物含量的新限制。
【权利要求】
1.用于两冲程船用发动机的气缸润滑剂，其具有大于或等于15毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM D-2896测定的BN，其包含: (a)一种或多种用于船用发动机的润滑剂基础油， (b)至少一种基于碱金属或碱土金属、用金属碳酸盐过碱化的清洁剂， (C)至少一种中性清洁剂， (d) 一种或多种油溶性的烷氧基化的脂肪胺，其具有100-600毫克氢氧化钾/克的根据标准ASTM D-2896测定的BN， 其中将烷氧基化的脂肪胺相对于润滑剂总重量的质量百分数选择成使得由这些化合物提供的BN占2-8毫克氢氧化钾/克润滑剂的贡献， 并且其中由所述金属碳酸盐提供的BN占所述气缸润滑剂的总BN的至多65%的贡献，所述总BN根据标准ASTM D2896测量。
2.根据权利要求1的气缸润滑剂，其中根据标准ASTMD-2896测定的所述烷氧基化的脂肪胺的BN为120-500、优选150-400、优选200-300毫克氢氧化钾/克。
3.根据权利要求1-2之一的气缸润滑剂，其中将烷氧基化的脂肪胺相对于润滑剂总重量的质量百分数选择成使得由这些化合物提供的BN占3-7毫克氢氧化钾/克润滑剂、优选3.5-5毫克氢氧化钾/克润滑剂的贡献，其中所述气缸润滑剂的总BN根据标准ASTM D-2896测定。
4.根据权利要求1-3之一的气缸润滑剂，其具有大于或等于20、优选大于30、有利地大于40毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM D-2896测定的BN。
5.根据权利要求1-4之一的气缸润滑剂，其具有小于55毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM D-2896测定的BN。
6.根据权利要求1-5之一的气缸润滑剂，其具有40-50毫克氢氧化钾/克润滑剂、优选42-45毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM D-2896测定的BN。
7.根据权利要求1-5之一的气缸润滑剂，其具有50-55毫克氢氧化钾/克润滑剂、优选51-53毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM D-2896测定的BN。
8.根据权利要求1-7之一的气缸润滑剂，其中由所述金属碳酸盐提供的BN占所述气缸润滑剂的总BN的10%-60%、优选20%-55%、优选30%_50%的贡献。
9.根据权利要求1-8任一项的气缸润滑剂，其中所述油溶性的烷氧基化的脂肪胺是由棕榈、橄榄、花生、标准型或油酸型油菜籽、标准型或油酸型葵花籽、大豆或棉花油，由牛油，或由棕榈酸、硬脂酸、油酸或亚油酸获得的。
10.根据权利要求1-9任一项的气缸润滑剂，其中所述油溶性的烷氧基化的脂肪胺是由包含16-18个碳原子的脂肪酸获得的。
11.根据权利要求ι-?ο任一项的气缸润滑剂，其中所述烷氧基化的脂肪胺对应于通式
12.根据权利要求11的气缸润滑剂，其中:
?q=p=0,
?m+n 为 2-5、优选 3-4， ?m和η为非零。
13.根据权利要求1-12任一项的气缸润滑剂，其中所述过碱化清洁剂(b)和所述中性清洁剂(C)选自羧酸盐、磺酸盐、水杨酸盐、环烷酸盐、酚盐、以及组合这些类型清洁剂中的至少两种的混合清洁剂。
14.根据权利要求1-13之一的气缸润滑剂，其中至少一种过碱化清洁剂(b)为磺酸盐。
15.根据权利要求1-14之一的气缸润滑剂，其中至少一种中性清洁剂(c)为酚盐或磺酸盐，优选酚盐。
16.根据权利要求1-15之一的气缸润滑剂，其还包含0.1-10质量％、优选0.2-2%、优选0.3-1.5%、优选0.4-1%、优选0.5-1%的选自如下的一种或多种化合物: ?伯、仲或叔型脂肪一元醇，其烷基链为饱和的或不饱和的、线型或支化的，并且包含至少12个碳原子、优选12-24个碳原子、优选16-18个碳原子；优选具有饱和的线型烷基链的伯型一元醇， ?包含至少14个碳原子的饱和脂肪一元酸与包含至多6个碳原子的醇的酯，优选单酯和二酯，优选一元醇的单酯、和这样的二酯:从酯官能团的氧侧数起，其各酯官能团相距至多四个原子。
17.根据权利要求1-16任一项的气缸润滑剂，其根据标准ASTMD445测量的在100°C的运动粘度为 12.5-26.lcSt、优选 16.3-21.9cSt。
18.根据权利要求1-17任一项的润滑剂在两冲程船用发动机中作为与具有小于1.5%m/m的硫含量的燃料油和具有大于3.5%m/m的硫含量的燃料油均能够一起使用的单一气缸润滑剂的用途。
19.根据权利要求1-17任一项的润滑剂在两冲程船用发动机中作为与具有小于l%m/m的硫含量的燃料油和具有大于3%m/m的硫含量的燃料油均能够一起使用的单一气缸润滑剂的用途。
20.根据权利要求1-17任一项的润滑剂在两冲程船用发动机中作为与具有0.l%m/m-3.5%m/m的硫含量的所有燃料油均能够一起使用的气缸润滑剂的用途。
21.根据权利要求1-17之一的气缸润滑剂用于在两冲程船用发动机的气缸中在硫含量小于4.5%m/m的任何 类型燃料油的燃烧期间防止腐蚀和/或减少不溶性金属盐沉积物形成的用途。
22.用于制备具有大于或等于15、优选大于20、优选大于30、有利地大于40毫克氢氧化钾/克润滑剂的根据标准ASTM D-2896测定的BN的气缸润滑剂的添加剂浓缩物，所述浓缩物具有180-250的BN并且包含具有100-600mg氢氧化钾/g胺的根据标准ASTM D-2896的BN的一种或 多种烷氧基化的脂肪胺，所述浓缩物中的所述烷氧基化的脂肪胺的质量百分数选择成向所述浓缩物提供10-40、优选12-30、优选15-25、典型地约20毫克氢氧化钾/克浓缩物的根据标准ASTM D-2896测定的BN的贡献。
【文档编号】C10M163/00GK103649285SQ201280027824
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年4月13日 优先权日:2011年4月14日
【发明者】D.兰康, V.多延 申请人:道达尔销售服务公司