用于保护中速柴油发动机中的银轴承的润滑油组合物的制作方法

文档序号:9871376
用于保护中速柴油发动机中的银轴承的润滑油组合物的制作方法
【专利说明】用于保护中速柴油发动机中的银轴承的润滑油组合物 发明领域
[0001] 本发明通常涉及曲轴箱润滑油组合物和用于保护中速柴油发动机中的银轴承的 方法。
[0002] 发明背景
[0003] 重型柴油发动机需要含有添加剂以稳定化氧化,并且对包括银的轴承材料为非腐 蚀性的曲轴箱润滑油。氧化劣化是不合意的,因为这可导致发动机润滑剂的分解。润滑剂的 这种劣化具有诸如粘度提高、形成油泥和发动机沉积物增加的后果。当润滑剂氧化时,其变 得更加酸性,并可造成发动机金属组件如轴承材料的腐蚀。除了使用添加剂来控制氧化、油 泥等等之外,必须小心以确保添加剂本身在发动机运行过程中不会对金属组件具有腐蚀 性。
[0004]中速柴油发动机是特殊的,因为在美国和其它国家运行的显著量的铁路柴油发动 机含有银或银表面轴承组件。这提出了特殊的问题,因为许多在保护其它金属轴承表面(例 如铜-铅、青铜、铝)时有效的轴承保护添加剂对保护银轴承组件无效。在诸如二硫代磷酸锌 的材料的情况下,它们对银或镀银轴承腐蚀性非常高。
[0005] 需要润滑油中相对高的碱度以中和燃烧过程中生成的酸。但是,有助于高碱度的 一些添加剂,例如过碱性酚盐或磺酸盐,对银是侵蚀性的。这种侵蚀性质可导致发动机的含 银组件的过度腐蚀或磨损。因此,需要用于中速柴油发动机的独特的银润滑剂作为添加剂 错综复杂的平衡的一部分以防护润滑油对银轴承的不期望的影响。
[0006] 许多专利已经公开了用于银保护的润滑油组合物,但是尚未提供用本发明的润滑 油组合物观察到的增强的保护。
[0007] 美国专利号8,084,404公开了用于机车柴油发动机的银保护性润滑剂组合物,其 含有二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐与烷基酸式磷酸根的烃基胺盐的混合物。烷基酸式磷酸 根的烃基胺盐上的烃基可以是脂族的、脂环族的、芳族的或其混合物。但是,对于该胺是否 含有任何羟烷基基团并没有教导。
[0008] 美国专利号5,902,776公开了包含磷酸酯/盐化合物和具有特定结构的硫代氨基 甲酸酯/盐化合物的润滑油或功能流体组合物。该磷酸酯/盐化合物包含磷酸根的铵盐。该 组合物可用于提供润滑油组合物和功能流体,尤其是具有增强的抗磨损特性,并且在一个 实施方案中具有增强的抗氧化特性的发动机润滑油。
[0009] 美国专利申请号20080125336公开了一种用于所用油的改善的磷保留的润滑组合 物和降低发动机废气用催化体系中的催化剂失活的方法。通过基础油和含有含磷添加剂混 合物的添加剂组合物来提供润滑剂组合物。该含磷添加剂混合物包括含灰分的磷化合物和 无灰分的磷化合物。所述无灰分磷化合物包含磷酸根的胺盐。润滑剂组合物可用于发动机 (例如铁路柴油发动机)油基润滑剂。
[00?0] 德国专利号DE 2,357,199公开了由磷硫羰酸(phosphorothionic acid)三酯和磷 酸酯组成的润滑剂组合物。可以通过用具有特定分子式的一价含N碱中和磷酸的二酯来获 得该磷酸酯。该润滑剂添加剂具有抗磨损特性,并且不会腐蚀银或其合金。
[0011] 欧洲专利号1,299,509公开了包含用作润滑剂和功能流体(特别是动力变速器流 体,例如齿轮油,用于无级变速器的流体,以及自动变速器流体,尤其用于装配有电子控制 转换器的自动变速器)的组分的油溶性脂肪酰胺和油溶性脂肪胺的摩擦改性剂添加剂组 合。
[0012] 美国专利号5,286,394公开了含有摩擦改性剂和Na磺酸盐与Cu羧酸盐的曲轴箱润 滑剂组合物。该摩擦改性剂选自甘油单油酸酯、季戊四醇单油酸酯、油酰胺、双(2-羟乙基)-油胺和椰油二乙醇酰胺。
[0013] 美国专利申请号20060030498公开了用于配制曲轴箱发动机油中使用的润滑油组 合物的润滑油添加剂浓缩物,包含碱性金属络合物、聚烯基酰化剂和含有羟基或氨基的表 面活性剂。该表面活性剂包含乙氧基化牛脂胺,其为Ethomeen 0/12。
[0014] 美国专利号5,906,969公开了用于内燃机发动机的润滑剂组合物,该润滑剂组合 物包含具有特定化学式的二硫代氨基甲酸钼,水杨酸酯/盐、一种或多种磺酸盐/酯和烷基 化(烷氧基)胺的混合物。烷氧基胺可以是Ethomeen 0/12或Ethoduomeen T/13化合物。
[0015] 欧洲专利号0,638,117公开了包含具有特定化学式的烷氧基化胺和酚化合物以增 强润滑组合物的摩擦性质的润滑油组合物。所述胺可以是Ethomeen 0/12或Ethoduomeen T/13〇
[0016] 欧洲专利号0,649,458公开了用于汽车发动机和变速器的润滑油组合物,包含润 滑粘度的油与混合的摩擦改性剂。该混合的摩擦改性剂包含烷氧基化烃基胺和脂肪酸的多 元醇偏酯的混合物,其可以是Ethomeen 0/12或Ethoduomeen Τ/13 〇
[0017] 日本专利号2005146010公开了含有无灰抗氧化剂和/或特定类型的胺化合物的润 滑油组合物。该胺化合物可以是Ethomeen 0/12或Ethoduomeen T/13化合物。该组合物可用 于柴油发动机。
[0018] 因此需要保护中速柴油发动机中的银轴承的曲轴箱润滑油组合物。还需要用保护 银轴承的曲轴箱润滑油组合物润滑中速柴油发动机的方法。
[0019] 发明概述
[0020] 按照本发明的一个实施方案,提供了保护银轴承和减少中速柴油发动机中的摩擦 的润滑油组合物。还提供了用于减少中速柴油发动机中银轴承磨损与摩擦的方法。
[0021] 除其它因素外,本发明基于减少中速柴油发动机中银轴承磨损与摩擦的润滑油组 合物的令人惊讶的发现。
[0022]定义:
[0023]下列术语将在本说明书通篇中使用,并且除非另行说明将具有以下含义。
[0024] 本文中所用的术语"中速柴油发动机曲轴箱润滑油组合物"指的是用于中速柴油 发动机中使用的发动机油的润滑油添加剂组合物,所述中速柴油发动机通常可见于铁路机 车、海运拖船和固定式动力应用。
[0025] 本文中所用的术语"银保护"指的是本发明的中速曲轴箱润滑油组合物保护银和 镀银轴承免受中速柴油发动机曲轴箱中的磨损的能力。
[0026]术语"主要量"的基础油指的是其中基础油的量为该润滑油组合物的至少40重 量%。在一些实施方案中,"主要量"的基础油指的是该润滑油组合物的超过50重量%、超过 60重量%、超过70重量%、超过80重量%或超过90重量%的基础油的量。
[0027]在下面的说明书中,本文中公开的所有数值是近似值,无论是否与词语"大约"或 "约"联用。它们可以变化1 %、2%、5%或有时10至20%。
[0028] 发明详述
[0029] 通常,本文中提供的是一种中速柴油发动机曲轴箱润滑油组合物,包含:
[0030] (a)主要量的润滑粘度的油;
[0031 ] (b)0.1至5.0重量%的银润滑性添加剂,包含:
[0032] (i)烷氧基化脂肪胺或其盐;
[0033] (i i)烷氧基化脂肪二胺或其盐;或
[0034] (iii)上述(i)和(ii)的混合物。
[0035]还提供了通过用润滑油组合物润滑所述发动机来减少中速柴油发动机中银轴承 磨损与摩擦的方法,所述润滑油组合物包含以下成分:
[0036] (a)主要量的润滑粘度的油;
[0037] (b)0.1至5.0重量%的银润滑性添加剂,包含:
[0038] (i)烷氧基化脂肪胺或其盐;
[0039] (i i)烷氧基化脂肪二胺或其盐;或
[0040] (iii)上述(i)和(ii)的混合物。
[0041] 在一个实施方案中,中速柴油发动机选自铁路机车、海运拖船和固定动力发动机。 在另一实施方案中,中速柴油发动机是铁路机车发动机。在另一实施方案中,中速柴油发动 机是海运拖船发动机。在另一实施方案中,中速柴油发动机是固定式动力发动机。
[0042] 在一个实施方案中,中速柴油发动机以250rpm至lOOOrpm运行。
[0043] 在一个实施方案中,中速柴油发动机曲轴箱润滑油组合物减少中速柴油发动机中 的银轴承磨损与摩擦。
[0044] 在一个实施方案中,烷氧基化脂肪胺具有式1:
[0045] 式 1
[0046]
[0047] 其中心是08至C24的脂肪酸链;R2独立地为氢或C1至C8的烷基链;并且其中X和y独 立地各自为至少1,且x+y < 50。
[0048] 在一个实施方案中,X和y独立地各自为至少1,且x+y < 40。在其它实施方案中,x+y 为 <30、<20、< 10和 <5。
[0049] 在另一实施方案中,烷氧基化脂肪二胺具有式2;
[0050] 式 2
[0051]
[0052] 其中R3是C8至C24的脂族脂肪酸链;各个R4独立地为氢或Cl至C8的烷基;并且R5是 C1至C8的二价亚烷基;其中a+b+c独立地各自为至少1,且a+b+c < 50。
[0053] 在一个实施方案中,a和b独立地各自为至少1,且a+b+c < 40。在其它实施方案中,a +b+c为 <30、<20、< 10和 <5。
[0054]在另一实施方案中,烷氧基化脂肪胺盐具有式3;
[0055] 式 3
[0056]
[0057]其中R^C8至C24的脂族脂肪酸链;R2独立地为氢或C1至C8的烷基;其中X和y独立 地各自为至少1,且x+y< 50;并且其中Z是有机或无机酸的阴离子。
[0058]在一个实施方案中,X和y独立地各自为至少1,且x+y < 40。在其它实施方案中,x+y 为 <30、<20、< 10和 <5。
[0059]在一个实施方案中,Z选自磷酸根、亚磷酸根、二硫代磷酸根、硫酸根、磺酸根、碳酸 根和来自羧酸和脂肪酸的阴离子。
[0060] 在另一实施方案中,烷氧基化脂肪二胺盐具有式4:
[0061] 式 4
[0062]
[0063]其中R3是C8至C24的脂族脂肪酸链;各个R4独立地为氢或C1至C8的烷基;并且R5是 C1至C8的二价亚烷基;其中a+b+c独立地各自为至少1,且a+b+c < 50;并且其中Z是有机或无 机酸的阴离子。
[0064] 在一
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