压缩天然气发动机润滑油复合添加剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种压缩天然气发动机润滑油复合添加剂，其质量份组成为：基础油100份、硫化烷基酚钙30～70份、高碱值合成磺酸钙20～50份、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺130～170份、烷基化苯基-α-萘胺2～10份、对,对’辛基二苯胺2～8份、受阻酚型抗氧剂5～15份、二烷基二硫代氨基甲酸钼5～15份、纳米铜粒子抗磨添加剂0.5～2份、噻二唑多硫化物0.5～1.5份。该润滑油复合添加剂可用来调和不同质量级别的压缩天然气发动机油，特别是用来调配公交汽车重负荷压缩天然气发动机专用润滑油，用其调和的产品性能优异，具有更长的换油周期、更加优异的清净分散性、润滑性能、抗磨损性和抗氧化性，并且加剂量在6.0％～7.2％，低于行业平均添加水平。
【专利说明】压缩天然气发动机润滑油复合添加剂
【技术领域】
[0001] 本发明属于润滑油【技术领域】，具体涉及一种压缩天然气发动机润滑油复合添加 剂。
【背景技术】
[0002] 对于使用清洁能源的压缩天然气汽车，特别是城市公共交通汽车具有起步、停车 频繁，载荷变化大，并且平均行驶速度较低的特殊运行特点，频繁起步使发动机长期处于低 速高扭矩的运行工况，发动机转速从怠速升至高速再降至低速的运行时间增多，高温条件 下油品粘度变低，发动机摩擦磨损加速，热负荷提高，致使发动机易发生氧化，产生油泥，抗 氧化性、清净分散性有所降低，换油周期缩短。所以，公交汽车发动机油必须具有更好的清 净分散性、润滑性能、抗磨损性和抗氧化性，以及更长的换油周期。
[0003] 在润滑油成品油的生产过程中，润滑油复合添加剂具有添加方便、工艺简单、质量 稳定的特点而被广泛应用。市售的发动机润滑油复合添加剂大多以汽油机复合剂和柴油机 复合剂为主，针对压缩天然气发动机油的复合添加剂较少，而且技术水品不高，所调和的产 品质量层次不高。现有文献报道的润滑油复合添加剂一般由基础稀释油、清净剂、无灰分散 齐IJ、抗氧剂、辅助抗氧剂、抗氧抗磨剂、防锈剂等组成。但现有的复合添加剂组成仍然存在一 些缺点：总体加剂量较大；含有磷系抗磨剂，对汽车三元催化器有影响；对基础油的感受性 不强，需要特定的基础油；复合剂功能性不突出；为保证较高的碱值，清净剂的加量往往很 高，例如下述部分公开专利所述：
[0004] 中国专利CN 102994193A公开了一种低灰燃气发动机润滑油组合物，该组合物除 基础油外还含有清净剂、无灰分散剂、抗氧剂、辅助抗氧剂和抗氧抗磨剂，其中实施例1的 10W-40燃气发动机润滑油主要三种无灰分散剂的总量达到了 9%，三种抗氧剂加量达到 2. 4%，这三种主要添加剂加量大大超出行业添加水平，成本提高；粘度指数改进剂乙丙共 聚物加量达8. 5%，一般来说乙丙共聚物的加量小于6%，否则加量过大的乙丙共聚物在高 温条件下氧化会影响油品的抗氧化性能；二烷基二硫代磷酸锌为1. 4%，提高了油品中磷 含量，加大了对三元催化转化器的中毒影响。
[0005] 中国专利CN 102443474A公开了一种用于发动机油的复合添加剂，该添加剂中使 用了 14%?15%的二烷基二硫代磷酸锌作为抗氧化添加剂，增加了对三元催化转化器的 风险，另粘度指数改进剂加量达到5 %?6 %，剩余的基础油只有6 %?28 %，由于粘度指数 改进剂粘度特别高，各功能剂也增加了复合剂的粘度，在调和时，大大增加了调和难度，复 合剂的搅拌均匀性得不到保障。
[0006] 中国专利CN 102041141A公开了一种燃气汽车发动机油复合添加剂及发动机油， 所述复合添加剂的质量百分比为：抗氧剂5%?15%、清净剂10%?15%、分散剂30%? 50 %、抗磨极压添加剂10 %?30%、抗泡剂0. 03%?0. 1 %、基础油4%?30 %，将该复合 添加剂按8%?10% (质量）加入到合适粘度的基础油中，可以制备出低灰分燃气（LPG/ CNG)汽车专用发动机油。但其所使用的抗磨剂T203、T304、T306、T202均含有破坏三元催 化转换器的磷元素，且T304、T306在高温条件下易分解，发动机油长时间在高温条件下工 作，会使T304、T306功能下降，并且降低了发动机油的高温清净分散性，并且复合剂最高加 量达到10%，经济性较差。
[0007] 中国专利CN 102443477A公开了一种发动机润滑油的复合添加剂，10%?20%聚 异丁烯琥珀酸酯、11%?12%磷酸盐、6%?7%磷酸酯、13%?15%二硫代氨基甲酸盐、 4%?5%苯乙烯二烯共聚物、4%?5%乙烯基乙烯共聚物、6%?7%聚丙烯酸酯、7%? 8%聚烷氧基酚、1 %?3%氧化铜粉、1 %?2%金属镁粉组成，由于粘度指数改进剂乙烯基 乙烯共聚物的加入量较大，使复合剂的粘度大为增加，功能添加剂也难溶于基础油中，提高 了调和难度。另外，该发明清净剂和抗磨剂仍然使用磷系化合物，对汽车排放系统有较大影 响。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题在于针对公交汽车燃气发动机润滑油的工作特点，解 决现有压缩天然气发动机油所存在的问题，为其提供一种具有良好的清净分散性、润滑性 能、抗磨损性和抗氧化性的压缩天然气发动机润滑油复合添加剂。
[0009] 解决上述技术问题所采用的技术方案是该润滑油复合添加剂由下述质量份配比 的原料制成：
[0010] 基础油 100份 硫化烷基酚钙 30?70份 高碱值合成磺酸钙 20?50份
[0011] 删化聚异丁烯丁二酰擺胺 130?丨70份 焼基化苯接-a-茶胺 2?10份 对，对，辛基:......:苯胺 2?8份 受阻酚型抗氧剂 5?15份 -......:焼基-......:硫代氨基甲酸钼 5?15份 纳米铜粒子抗磨添加剂 0.5?2份 噻-......唑多硫化物 0.5-1.5 #
[0012] 上述润滑油复合添加剂的制备方法为：将硫化烷基酚钙和高碱值合成磺酸钙混合 均匀，得到混合物A ;将硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、烷基化苯基-a -萘胺、对，对'辛基二苯 胺、混合均匀，得到混合物B ;将受阻酚型抗氧剂、二烷基二硫代氨基甲酸钥、纳米铜粒子抗 磨添加剂混合均匀，得到混合物C ;将噻二唑多硫化物加入基础油中，混合均匀，然后依次 加入混合物A、B、C并搅拌均匀。
[0013] 本发明压缩天然气发动机润滑油复合添加剂优选由下述质量份配比的原料制 成：
[0014] mmm _ 份 mmmm 45 份 高雜値合威磺酸1! 40份 化聚异丁烯丁二酸翻I 〗50份 烷地化苯接-a-蔡胺 8份 敗对'辛抵V苯胺 5份 受阻It型抗氧剂 10份 二烷城m代m+wt1酸销 8份 纳米铜粒子抗磨添加剂 1.6份 嚷.：唑多硫化物 丨份
[0015] 上述的基础油为I类基础油、II类基础油、III类基础油、合成基础油中的至少一 种；硫化烷基酚钙和高碱值合成磺酸钙是润滑油清净剂，用来减少油泥的产生；硼化聚异 丁烯丁二酰亚胺是润滑油分散剂，使产生的发动机油泥和积碳能够尽快分解，其数均分子 量为600?2000 ;烷基化苯基-a -萘胺是润滑油高温抗氧化剂，使产生的发动机油泥和积 碳能够尽快分解，例如购自德国巴斯夫的丨R(jAN(.)X L06和高纯度烷基化苯基_ a _萘胺， 或者购自美国UNIRICHNOX APAN?:焼基化苯基-a -萘胺高温抗氧剂；对，对'辛基 二苯胺是无灰型高温抗氧防腐剂，用来提高油品的抗氧化抗腐蚀性能；受阻酚型抗氧剂用 来提高油品的抗氧化性能；二烷基二硫代氨基甲酸钥是润滑油抗磨剂，用来降低发动机摩 擦副的磨损，其特点是不含磷元素，对汽车三元催化转化器有保护作用；纳米铜粒子抗磨添 加剂是润滑油抗磨剂，其平均最大粒径小于30nm，用来提高润滑油抗磨损性能并对发动机 磨擦表面进行修复，延长机件使用寿命；噻二唑多硫化物是润滑油防锈剂，用来提高油品的 防锈性能。
[0016] 本发明压缩天然气发动机润滑油复合添加剂以硫化烷基酚钙和高碱值合成磺酸 钙为清净剂，两者复配具有一定增效作用，并且高碱值合成磺酸钙与对，对'辛基二苯胺抗 氧化剂复配，大大提高了油品的分散性，使高碱值合成磺酸钙的加量下降20% ;同时采用三 种不同的抗氧化添加剂烷基化苯基-a-萘胺、对，对'辛基二苯胺、受阻酚型抗氧剂，烷基 化苯基-a-萘胺和对，对'辛基二苯胺在发动机高温下运行时具有很好的抗氧化性能，受 阻酚型抗氧剂属于通用酚性抗氧化剂，三者复配表现出更好的抗氧化性能，使润滑油高、低 温抗氧化性得到全面保证，并且烷基化苯基-a -萘胺与二烷基二硫代氨基甲酸钥相互作 用可以有效降低l〇〇°C运动粘度变化率，降低抗氧化剂的加量；在抗磨性方面，二烷基二硫 代氨基甲酸钥与纳米铜粒子抗磨添加剂复配可以起到抗磨增效的作用，使极压抗磨性得到 很好地提商。
[0017] 本发明压缩天然气发动机润滑油复合添加剂不含磷元素，硫元素微量，很好地保 护了发动机排放系统；且本发明复合添加剂的加剂量在6. 0%?7. 2%之间，大大低于行业 平均加剂量水平，并且在调和成品油时，可与I类基础油、II类基础油、III类基础油及合成 基础油等有良好的适应性，性能稳定，具有优异的清净分散性和抗磨性；由于所使用的清净 剂之间有一定的增效作用，所以大大降低了清净剂的加量，减少了发动机油燃烧后产生的 灰分。
[0018] 本发明压缩天然气发动机润滑油复合添加剂可与I类、II类、III类、IV类及合成基 础油相调和，根据SAE粘度级别生产不同粘度等级的润滑油，例如0W/40、5W/30、10W/30、 10W/40、15W/40、20W/50、25W/40等不同粘度级别润滑油，并且按照不同的加量可以调和出 不同的符合API质量等级的润滑油，由于压缩天然气发动机油没有相关的API标准，在生产 调和压缩天然气发动机油时普遍采用汽油机油的标准。本发明润滑油复合添加剂可调和例 如SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM级别的燃气发动机润滑油。
[0019] 本发明压缩天然气发动机润滑油复合添加剂的特点在于：用本发明压缩天然气发 动机润滑油复合添加剂所调和的成品油能够适应公交汽车起步、停车频繁，载荷变化大，平 均行驶速度较低的特殊运行工况，且其生产成本比同级别天然气发动机油低，性能优越，降 低了磨损和故障发生的频率，延长了压缩天然气发动机的使用寿命，可使大负荷公交车天 然气发动机换油周期延长至25000公里，并且与其他燃气发动机油相比，具有更好的抗磨 性和表面修复作用，对三元催化转换器更好的保护能力。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实 施例。
[0021] 实施例1
[0022] 以制备压缩天然气发动机润滑油复合添加剂所用基础油250N 100g为例，其原料 组成及制备方法如下：
[0023] 基石出油250N l?)g 硫化烷綱}钙了瞧 45g 高鑛倍-合成磺_丐T106D 4% 数均分子S为1000的翻化聚异丁烯丁:_______:11亚胺T154C 15% 烷基化苯#?萘胺T531 gg 对，对呼基-.......:苯胺L_ 5g 受阻_型抗氧剂了 501 10g -.......:烷基-......:硫代氨基甲酸钼 8g 纳米铜粒子抗磨添加剂 1.6g 噻二唑多硫化物T561 lg
[0024] 上述压缩天然气发动机润滑油复合添加剂的制备方法为：将硫化烷基酚钙和高碱 值合成磺酸钙混合均匀，得到混合物A ;将硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、烷基化苯基_ a _萘 胺、对，对'辛基二苯胺、混合均匀，得到混合物B;将受阻酚型抗氧剂、二烷基二硫代氨基 甲酸钥、纳米铜粒子抗磨添加剂混合均匀，得到混合物C ;将基础油倒入调和釜中，加热至 55?60°C，然后加入噻二唑多硫化物，混合均匀，再依次加入混合物A、B、C，搅拌1小时。
[0025] 实施例2
[0026] 以制备压缩天然气发动机润滑油复合添加剂所用基础油250N 100g为例，其原料 组成及制备方法如下：
[0027] 袪础油250N 100g 硫化烷抽酚钙TU5B 70g 高碱伉合成磺酸判T丨06D 20g 数均分/?苡为600的顆化聚异丁丁.：酰、jR胺T154C 170g 烷袪化苯墙-a-茶胺T53丨 4g 对,对'辛板：苯胺L_ 4g 受阻丨紛型抗氣剂T50丨 5g 二烷.板：硫代氨墙額IMoDTC I0g 纳米铜粒'抗磨添加剂 〇.5g 嗔.：唑多硫化物T56I 0.5g
[0028] 其制备方法与实施例1相同。
[0029] 实施例3
[0030] 以制备压缩天然气发动机润滑油复合添加剂所用基础油250N 100g为例，其原料 组成及制备方法如下：
[0031] 基础油250N 100g 硫化焼甚酚60g 高碱值合成磺酸f f T106D 30g 数均分子景为2000的硼化聚异丁烯丁二酰亚胺T154C 130g 烷雄化苯基-a-萘胺T531 10g 对，对'辛基，......:苯胺L101 2g 受阻酚型抗氧剂T501 5g -:烷基-:硫代氨+基中+酸fllMoOTC 6g 纳米铜粒子抗磨添加剂 1 g 鳴-多硫化物T561 0.5g
[0032] 其制备方法与实施例1相同。
[0033] 实施例4
[0034] 以制备压缩天然气发动机润滑油复合添加剂所用基础油250N 100g为例，其原料 组成及制备方法如下：
[0035] ill础油 25_ 100g 硫化焼M酚钥iTH5B 50g 高碱值合成磺酸钙T106D 40g 数均分子遣为1000的硼化聚异丁烯丁乂酰观胺1154(： 〗60g 烷基化苯基-a-萘胺T531 8g 对，对5辛甚:-:苯胺L101 8g 受阻酚型抗氧剂了 50〗 10g ―-.....:烷基---:魏氣柳_1 MoDTC 5g 纳米铜粒子抗磨添加剂 2g 噻:-:唑多硫化物T561 1.5g
[0036] 其制备方法与实施例1相同。
[0037] 实施例5
[0038] 以制备压缩天然气发动机润滑油复合添加剂所用基础油250N 100g为例，其原料 组成及制备方法如下：
[0039] 袪础油250>1 丨00g 硫化烷难酚钙T115B 30g 高碱值合成磺酸钙T106D 50g 数均分子苡为1000的翻化聚异丁烯丁.：酰€胺T154C I50g 烷柚化苯.維-a-茶胺T531 2g 对，对'辛麻：苯胺L丨01 4g 受阻酚型抗氣剂T50丨 15g 二烷.板：硫代氨M1!1酸钔MoDTC I5g 纳米铜粒子抗磨添加剂 I.8g 喧二吐多硫化物T56丨 0.5g
[0040] 其制备方法与实施例1相同。
[0041] 为了确定本发明的投料顺序，发明人采用实施例1的原料组成，按照表1中的不同 投料顺序分别制备成润滑油复合添加剂，将得到的润滑油复合添加剂以7. 2wt %的剂量加 入基础油250N中，制备成润滑油，对所得润滑油进行理化性能测试，具体试验情况如下：
[0042] 按照GB/T265 "石油产品运动黏度测定法"测定100°C运动黏度、SH/T0300 "曲轴 箱模拟测定法（QZX法）"测定成焦量、GB/T 12583和SH/T 0189 "四球试验机承载能力测 定法"测定PB值和磨痕直径（WSD)，测试结果见表2。
[0043] 表1投料顺序
[0044]
【权利要求】
1. 一种压缩天然气发动机润滑油复合添加剂，其特征在于它由下述质量份配比的原料 制成： 基础油 100份 硫化焼基30?70份 高碱值仓成磺酸妈 20?50份 碼化聚异丁烯丁_.......:酰ME胺 130?170份 烷基化苯基-α-萘胺 2?10份 对,对'辛基.......:苯胺 2?8份 受阻酚型抗氧剂 5?15份 _......:烷基_......:硫代氨基甲酸麵 5?15份 纳米铜粒子抗磨添加剂 0.5?2份 酿......:唑多硫化物 0.5?1.5份 上述润滑油复合添加剂的制备方法为：将硫化烷基酚钙和高碱值合成磺酸钙混合均 匀，得到混合物A;将硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、烷基化苯基-α-萘胺、对，对'辛基二苯胺 混合均匀，得到混合物B;将受阻酚型抗氧剂、二烷基二硫代氨基甲酸钥、纳米铜粒子抗磨 添加剂混合均匀，得到混合物C;将噻二唑多硫化物加入基础油中，混合均匀，然后依次加 入混合物A、B、C并搅拌均匀。
2. 根据权利要求1所述的压缩天然气发动机润滑油复合添加剂，其特征在于它由下述 质量份配比的原料制成： 基础油 100份 硫化烷基酚钓 45份 高碱值合成磺酸钓 40份 顆化聚异丁烯丁乂敵#:胺 丨50份 烷基化苯基-α-萘胺 8份 对，对'辛Μ.:苯胺 5份 受阻酚型抗氧剂 10份 .:烷基.：硫代氨ΜΦ酸钔 8份 纳米铜粒子抗磨添加剂 L6份 瞻-一:唑多硫化物 i份^
3. 根据权利要求1或2所述的压缩天然气发动机润滑油复合添加剂，其特征在于：所 述的基础油为I类基础油、II类基础油、III类基础油、合成基础油中的至少一种。
4. 根据权利要求1或2所述的压缩天然气发动机润滑油复合添加剂，其特征在于：所 述的硼化聚异丁烯丁二酰亚胺的数均分子量为600?2000。
5.根据权利要求1或2所述的压缩天然气发动机润滑油复合添加剂，其特征在于：所 述的纳米铜粒子抗磨添加剂的平均最大粒径小于30nm。
【文档编号】C10N30/10GK104449972SQ201410690509
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】王稳, 董元虎, 尹兴林, 杨超, 杨欣, 金瑞东 申请人:陕西通用石油化工有限公司