内燃机用润滑油组合物的制作方法
【专利摘要】提供能在混合润滑条件下充分减少摩擦并提供优异的燃料节约性的内燃机用润滑油组合物。根据本发明的内燃机用润滑油组合物中，包含(A)具有2至8mm2/s的100℃动力粘度和10质量％以下的芳族含量的基础油，(B)具有金属比为1.01至3.3的碱土金属硼酸盐的过碱式金属系清洁剂，和(C)具有基于组合物总质量的以钼浓度换算为0.01质量％至0.2质量％的有机钼化合物。内燃机用润滑油组合物具有5.5mPa·s以下的100℃HTHS粘度。
【专利说明】内燃机用润滑油组合物
【技术领域】
[0001] 本发明涉及内燃机用润滑油组合物。
【背景技术】
[0002] 照惯例，润滑油已用于内燃机、变速机或其它机械装置以使其平稳运转（smooth operation)。特别地，内燃机用润滑油（机油（engine oil))需要有高水平的性能，因为内 燃机已经高性能化、高输出化，且在严苛运转条件下使用。因此，常规的机油已共混各种添 加剂如抗磨剂、金属系清洁剂（metallic detergent)、无灰分散剂和抗氧化剂以满足这些 必备的性能（例如参照下述专利文献1至3)。此外，近年来一直要求润滑油的燃料节约性 (fuel saving performance)越来越好，因此已经研究了高粘度指数基础油或各种摩擦调 整剂的应用（例如参照下述专利文献4)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利申请特开第2001-279287号公报
[0006] 专利文献2 :日本专利申请特开第2002-129182号公报
[0007] 专利文献3 :日本专利申请特开平第08-302378号公报
[0008] 专利文献4 :日本专利申请特开平第06-306384号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的问是页
[0010] 作为一般的燃料节约技术，已知减少润滑油的动力粘度并提高其粘度指数（低粘 度基础油和粘度指数改进剂的组合的多级化（multi-grading))。可选的技术为其中在发生 固体接触的润滑条件下，即，在混合润滑条件下摩擦降低的方法。对于发动机，这种类型的 润滑条件发生在驱动阀门的驱动阀体系（driving valve system),或在低速时活塞的上死 点或下死点。为了减少该摩擦，将添加剂吸附至固体间发生接触的部分，以减少接触。这种 添加剂一般称作"摩擦调整剂"。
[0011] 虽然各种化合物已用作摩擦调整剂，但它们具有在同一化合物中具有直链状烷基 或烯基和能够吸附至金属表面的极性基团的基本结构。极性基团的实例包括各种基团如羧 酸、胺、酰胺、羟基、磷酸、和亚磷酸等。存在大量化合物，其中各分子中存在多个相同或不同 类型的极性基团，且其结构非常复杂。已知有机钥化合物为高效的摩擦调整剂。
[0012] 为了进一步改进燃料节约性，除了添加摩擦调整剂，试图共混高性能基础油或添 加高性能粘度指数改进剂，且燃料节约性得以改进。然而，现实是要求进一步改进燃料节约 性。
[0013] 考虑到上述现状制成本发明，且本发明的目的是提供内燃机用润滑油组合物，其 在混合润滑条件下充分减少摩擦的同时，减少动力粘度及高温高剪切粘度以及低温粘度以 具有进一步优异的燃料节约性。
[0014] 用于解决问题的方案
[0015] 为了实现上述目的，本发明提供下述内燃机用润滑油组合物：
[0016] [1]内燃机用润滑油组合物，其包括（A)具有2至8mm2/s的100°C动力粘度和10 质量％以下的芳族含量的基础油，（B)具有金属比为1. 01至3. 3的碱土金属硼酸盐的过碱 式金属系清洁剂，和（C)具有基于组合物总质量的以钥浓度换算为0. 01质量％至0. 2质 量％的有机钥化合物，其具有5. 5mPa · s以下的100°C HTHS粘度；
[0017] [2]根据上述[1]的内燃机用润滑油组合物，其中⑶碱土金属硼酸盐的过碱式金 属系清洁剂为碱土金属水杨酸盐；
[0018] [3]根据[1]或[2]的内燃机用润滑油组合物，其中⑶金属系清洁剂为通过将 55质量％至100质量％的（B-1)具有8-19个碳原子的烷基或烯基的金属系清洁剂和0质 量％至45质量％的（B-2)具有20-40个碳原子的烷基或烯基的金属系清洁剂的混合物，用 碱土金属硼酸盐进行过碱化生产的金属系清洁剂；
[0019] [4]根据上述[1]至[3]任一项的内燃机用润滑油组合物，其中（B)碱土金属硼酸 盐的过碱式金属系清洁剂的含量为0. 01质量％至15质量％，基于润滑油组合物总质量；
[0020] [5]根据上述[1]至[4]任一项的内燃机用润滑油组合物，其中（C)有机钥化合物 为硫化二硫代氨基甲酸钥或硫化二硫代磷酸氧钥（oxymolybdenum dithiophosphate);且
[0021] [6]根据上述[1]至[5]任一项的内燃机用润滑油组合物，其中硫酸灰分 (sulfated ash content)为 0· 1 质量％至 1. 5 质量％。
[0022] 发明的效果
[0023] 根据本发明，可提供内燃机用润滑油组合物，其在混合润滑条件下充分减少摩擦 的同时，减少动力粘度及高温高剪切粘度以及低温粘度以具有进一步优异的燃料节约性。
[0024] 内燃机用润滑油组合物适合用于二轮车用、四轮车用、发电用、和热电联产 (cogeneration)用的汽油发动机、柴油发动机和燃气发电机，且进一步地不仅是使用具有 硫含量为50质量ppm以下的燃料的那些，还有船舶用、船外机用的各种发动机。特别地， 润滑油组合物用于自动内燃机，更优选用于自动汽油发动机，最优选用于混合驱动汽车 (hybrid vehicle)的汽油发动机。这是为了在处理最严厉的气体排放的监管的同时，处理 对燃料效率的需求。
【具体实施方式】
[0025] 以下将更详细描述本发明的适合的实施方案。
[0026] 根据本发明的内燃机用润滑油组合物包括（A)具有2至8mm2/s的100°C动力粘度 和10质量％以下的芳族含量的基础油、（B)具有金属比为1. 01至3. 3的碱土金属硼酸盐的 过碱式金属系清洁剂，和（C)具有基于组合物总质量的以钥浓度换算为0. 01质量％至0. 2 质量％的有机钥化合物，且具有5. 5mPa · s以下的100°C HTHS粘度。
[0027] 本发明的内燃机用润滑油组合物包含（A)具有2至8mm2/s的100°C动力粘度和10 质量％以下的芳族含量的润滑油基础油（下文中称为"本发明的润滑油基础油"）。
[0028] 本发明的润滑油基础油的实例包括选自链烷烃系矿物油、正链烷烃系基础油，和 异链烷烃系基础油的具有2至8mm 2/s的100°C动力粘度的那些，该链烷系矿物油可通过将 由常压蒸馏和/或真空蒸馏原油生产的润滑油馏分进行任一种或任意适合组合的选自溶 剂脱浙青、溶剂提取、加氢裂化、氢化异构化（hydroisomerizing)、溶剂脱錯、催化脱錯、力口 氢精制、硫酸处理（sulfuric acid treatment)和粘土处理（clay treatment)的精炼工序 而生产。
[0029] 优选的润滑油基础油的实例包括通过精制下述基础油（1)至（7)和/或从所给的 精制工序中由其回收的润滑油馏分，以回收润滑油馏分而生产的基础油：
[0030] (1)链烷烃基系原油和/或混合基系原油的常压蒸馏残渣油的减压蒸馏生产的馏 出油（whole vacuum gas oil，WVG0);
[0031] (2)由润滑油脱蜡工序生产的蜡（疏松石蜡）和/或通过气变液（GTL)工序生产 的合成錯（费托錯（Fischer-Tropsch wax)，GTL 錯）；
[0032] (3)选自上述基础油（1)和（2)的一种或多种类型的混合油和/或将该混合油温 和加氢裂化（mild-hydrocracking)生产的油；
[0033] (4)选自上述基础油⑴至（3)的两种或多种类型的混合油；
[0034] (5)链烷烃基系原油和/或混合基系原油的常压蒸馏残渣油的减压蒸馏残渣油通 过脱浙青生产的脱浙青油（DA0);
[0035] (6)基础油（5)温和加氢裂化（MHC)生产的油；
[0036] (7)选自上述基础油⑴至（6)的两种或多种类型的混合油；
[0037] 上述所给的精制工序优选为加氢精制如加氢裂化或加氢精制，溶剂精制如糠醛提 取，脱蜡如溶剂脱蜡和催化脱蜡，用酸性粘土或活性粘土或化学品（酸或碱）精制的粘土精 制如硫酸处理和氢氧化钠处理。本发明中，任一种或多种这些精制工序可以任意组合和顺 序使用。
[0038] 此外，本发明的润滑油基础油特别优选为通过将选自上述基础油（1)至（7)或从 基础油中回收的润滑油馏分进行所给的处理而生产的下述基础油（8):
[0039] (8)通过将选自基础油⑴至（7)或由其回收的润滑油馏分的基础油加氢裂化，并 可选在蒸馏之后使所得产品、或通过蒸馏由该产品回收的润滑油馏分进行脱蜡处理如溶剂 脱蜡或催化脱蜡而生产的加氢裂化矿物油。
[0040] 如果必要的话，溶剂精制工序和/或加氢精制工序可在生产润滑油基础油（8)时 在适当时机额外进行。
[0041] 本发明的润滑油基础油的粘度指数优选为100以上，更优选为120以上，最优选为 130以上且优选为160以下，更优选为150以下。低于100的粘度指数不仅会导致粘度温度 特性、热/氧化稳定性和耐蒸发性劣化（degrade)，而且可能会导致摩擦系数增加，并导致 耐磨耗性劣化。大于160的粘度指数会趋于恶化低温粘度特性。
[0042] 此处提到的粘度指数表示根据JIS K 2283-1993测量的粘度指数。
[0043] 本发明的润滑油基础油的饱和成分的含量，优选为90质量％以上，更优选为95质 量％以上，更优选为97质量％以上，最优选为99质量％以上，基于润滑油基础油总质量。
[0044] 低于90质量％的饱和成分含量会导致不充分的粘度温度特性、热/氧化稳定性和 摩擦特性。
[0045] 本发明的润滑油基础油的芳族的含量，必须为10质量％以下，优选为5质量％以 下，更优选为1质量％以下，特别优选为〇. 5质量％以上，基于润滑油基础油总质量。
[0046] 为了确保添加剂的溶解性，润滑油基础油包含芳族的量优选为0. 01质量％以上， 更优选为0. 05质量％以上，更优选为0. 1质量％以上,最优选为超过0. 1质量％。
[0047] 如果芳族的含量超过上述上限值，所得组合物会趋于劣化粘度温度特性、热/氧 化稳定性和摩擦特性，且此外趋于劣化耐挥发性和低温粘度特性，而且如果添加添加剂至 润滑油基础油中，会趋于劣化添加剂的效力。
[0048] 不特别限定本发明的润滑油基础油的％ CP，然而优选为70以上，更优选为80以 上，更优选为85以上，特别优选为88以上且优选为99以下，更优选为97以下特别优选为 95以下。如果润滑油基础油的％C P低于70,所得组合物会趋于劣化粘度温度特性、热/氧 化稳定性和摩擦特性，且此外如果添加添加剂至润滑油基础油中，会趋于劣化添加剂的效 力。如果润滑油基础油的％ CP超过99,会趋于劣化添加剂的溶解性。
[0049] 不特别限定本发明的润滑油基础油的％ CN，然而优选为3以上，更优选为5以上， 更优选为7以上且优选为30以下，更优选为20以下，特别优选为15以下。如果润滑油基础 油的％ CN超过30,所得组合物会趋于劣化粘度温度特性、热/氧化稳定性和摩擦特性。如 果润滑油基础油的％ CN低于3,会趋于劣化添加剂的溶解性。
[0050] 不特别限定本发明的润滑油基础油的％ CA，然而优选为5以下，更优选为2以下， 更优选为1. 5以下，特别优选为1以下。如果润滑油基础油的％ CA超过5,所得组合物会趋 于劣化粘度温度特性、热/氧化稳定性和摩擦特性。虽然本发明的润滑油基础油的％ (；可 能为〇,但是使用具有〇. 1以上的％ CA的润滑油基础油能进一步提高添加剂的溶解性。
[0051] 不特别限定本发明的润滑油基础油的％ CP和％ CN的比，然而优选为4以上，更优 选为6以上，更优选为7以上。如果％ CP/% CN小于4,所得组合物会趋于劣化粘度温度特 性、热/氧化稳定性和摩擦特性，且如果添加添加剂至润滑油基础油中，会趋于劣化添加剂 的效力。％ CP/% CN优选为35以下，更优选为20以下，更优选为15以下，特别优选为13以 下。使用具有35以下的％ CP/% CN的润滑油基础油能进一步提高添加剂的溶解性。
[0052] 本发明中提到的％ CP、％ CN和％ CA分别表示由根据ASTM D 3238-85的方法 (n-d-M环分析）确定的链烷烃碳数在总碳数的百分比、环烷碳数在总碳数的百分比，和芳 族碳数在总碳数的百分比。特别地，上述％ CP、％ (；和％ CA的优选范围是基于由上述方法 确定的值，且例如，即使润滑油基础油不包含环烷，％ CN可表示超过0的值。
[0053] 本发明的润滑油基础油的硫含量优选为100质量ppm以下，更优选为50质量ppm 以下，更优选为10质量ppm以下，特别优选为5质量ppm以下，且最优选为基础油不包含硫。
[0054] 本发明的润滑油基础油的100°C动力粘度必须为8mm2/s以下，优选为6mm 2/s以下， 更优选为5mm2/s以下，更优选为4. 5mm2/s以下。同时，100°C动力粘度必须为2mm2/s以上， 优选为2. 5mm2/s以上，更优选为3mm2/s以上，更优选为3. 5mm2/s以上。
[0055] 此处用的100°C动力粘度是指根据ASTM D-445确定的100°C动力粘度。如果润滑 油基础油成分的100°c动力粘度超过8mm2/s，所得组合物将劣化低温粘度特性，且可能无法 获得充分改进的燃料节约性。如果l〇〇°C动力粘度低于2mm 2/s。所得润滑油组合物由于在 润滑点的油膜形成不充分而润滑性差，且组合物的蒸发损失大。
[0056] 本发明的润滑油基础油可为具有2至8mm2/s的100°C动力粘度的合成系基础油。 合成系基础油的实例包括聚-α -烯烃及其氢化化合物，异丁烯低聚物及其氢化化合物，链 烧经，烧基苯，烧基萘，二元酸酯如二（十三烧基）戊二酸酯（ditridecyl glutarate)、己 二酸二-2-乙基己酯、己二酸二异癸酯、二（十三烧基）己二酸酯（ditridecyl adipate) 和二（2-乙基己基）癸二酸酯，多元醇酯如三轻甲基丙烧辛酯（trimethylolpropane caprylate)、三轻甲基丙烧壬酸酯（trimethylolpropane pelargonate)、季戊四醇 2_ 乙 基己酸酯（pentaerythritol 2-ethylhexanoate)、季戊四醇壬酸酯（pentaerythritol pelargonate),聚亚氧烧基二醇（polyoxyalkylene glycol),二烧基二苯基醚，和聚苯醚。 优选的合成润滑油基础油为聚-α -烯烃。聚-α -烯烃的典型实例包括具有2-32个碳原 子优选为6-16个碳原子的α-烯烃的低聚物或共低聚物（如1-辛烯低聚物、癸烯低聚物、 己烯-丙烯共低聚物）及其氢化化合物。
[0057] 上述润滑油基础油可单独使用或与一种或多种类型的其它基础油组合使用。当本 发明的基础油用于与其它基础油的组合时，本发明的基础油在混合基础油的比例优选为30 质量％以上，更优选为50质量％以上，更优选为70质量％以上。
[0058] 不特别限定用于与本发明的基础油组合的其它基础油。然而其它基础油的实例包 括矿物油系基础油和合成系基础油。
[0059] 矿物油系基础油的实例包括具有高于20mm2/s且200mm2/s以下的100°C动力粘度 的溶剂精制的矿物油、加氢裂化的矿物油、加氢精制的矿物油，和溶剂脱蜡的矿物油。
[0060] 合成系基础油的实例包括上述合成系基础油，然而其l〇〇°C动力粘度在2至8mm2/ s的范围外。
[0061] 用于本发明的成分（B)为具有金属比为1. 01至3. 3的碱土金属硼酸盐的过碱式 金属系清洁剂。
[0062] 碱土金属硼酸盐的过碱式金属系清洁剂的金属系清洁剂的实例包括碱土金属磺 酸盐、碱土金属水杨酸盐、碱土金属苯酚盐和碱土金属膦酸盐。
[0063] 碱土金属磺酸盐的实例包括碱土金属盐，优选镁盐和钙盐，特别优选为由磺化烷 基芳族化合物产生的烷基芳族磺酸的钙盐。
[0064] 烷基芳族磺酸的具体实例包括石油磺酸和合成磺酸。
[0065] 石油磺酸可为将包含于矿物油的润滑油馏分的烷基芳族化合物磺化产生的那些， 或制造白油时副生的石油磺酸。合成磺酸可为将具有直链状或分枝状烷基的烷基苯磺化 产生的那些（其生产为来自制造用作洗剂（detergent)原料的烷基苯的工厂的副产品，或 由聚烯经烧基化至苯产生的），或磺化烧基萘如二壬基萘（dinonylnaphthalene)产生的那 些。
[0066] 烷基优选为直链状的。
[0067]用于磺化这些烷基芳族化合物的磺化剂通常为发烟硫酸或硫酸酐。
[0068] 碱土金属苯酚盐的实例包括碱土金属盐，特别是具有烷基或烯基的烷基苯酚或硫 化烷基苯酚的镁盐和/或钙盐，和烷基苯酚的曼尼希（mannich)反应产物。特别优选为无 硫的碱土金属苯酚盐。
[0069] 烷基优选为直链状的。
[0070] 碱土金属水杨酸盐的实例包括具有碱土金属的烷基或烯基的水杨酸盐和/或其 (过碱式）碱式盐。碱土金属的实例包括镁、钡和钙。特别优选镁和钙。优选使用的是每个 分子具有一个碱土金属的烷基或烯基的水杨酸盐，和/或其（过碱式）碱式盐。例如，可使 用由式（1)表示的那些。
[0071]
【权利要求】
1. 一种内燃机用润滑油组合物，其包括： (A) 具有2至8mm2/s的100°C动力粘度和10质量％以下的芳族含量的基础油， (B) 具有金属比为1. 01至3. 3的碱土金属硼酸盐的过碱式金属系清洁剂，且 (C) 具有基于所述组合物总质量的以钥浓度换算为0. 01质量％至0. 2质量％的有机钥 化合物， 且所述组合物具有5. 5mPa · s以下的100°C HTHS粘度。
2. 根据权利要求1所述的内燃机用润滑油组合物，其中（B)所述碱土金属硼酸盐的过 碱式金属系清洁剂为碱土金属水杨酸盐。
3. 根据权利要求1或2所述的内燃机用润滑油组合物，其中（B)所述金属系清洁剂为 通过将55质量％至100质量％的（B-1)具有8-19个碳原子的烷基或烯基的金属系清洁剂 和0质量％至45质量％的（B-2)具有20-40个碳原子的烷基或烯基的金属系清洁剂的混 合物，用碱土金属硼酸盐进行过碱化产生的金属系清洁剂。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的内燃机用润滑油组合物，其中（B)所述碱土金属 硼酸盐的过碱式金属系清洁剂的含量为〇. 01质量％至15质量％，基于所述润滑油组合物 的总质量。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的内燃机用润滑油组合物，其中（C)所述有机钥化 合物为硫化二硫代氨基甲酸钥或硫化二硫代磷酸氧钥。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的内燃机用润滑油组合物，其中硫酸灰分为0. 1质 量％至1. 5质量％。
【文档编号】C10N10/12GK104204171SQ201280072244
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年2月7日
【发明者】矢口彰, 八木下和宏, 星野耕治, 松井茂树 申请人:吉坤日矿日石能源株式会社