专利名称：芥酸酰胺和/或油酸酰胺制固液减摩剂的应用和所制减摩剂及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种芥酸酰胺和/或油酸酰胺的新用途，具体地说是芥酸酰胺和/或油酸酰胺在制备固液减摩剂中作为悬浮吸附剂的应用。
本发明还涉及一种润滑油添加剂，具体地说是一种固液减摩剂及其制备方法。
本发明还涉及固液减摩剂在液体润滑油中的使用方法。
背景技术：
国际工程机械行业及汽车工业的飞速发展，对润滑油性能不断提出更高要求。以往用于改进润滑油减摩性能的添加成分多为硫、磷类衍生物，其硫磷等元素最终将随着工程机械、车辆尾气及废机油的排放而进入大气，从而加重了环境污染。国际润滑油界已提出用固液减摩剂取代硫、磷衍生物的发展方向。然而，由于在技术上始终无法突破固、液相均化分散的难题，使得添加有固液减摩剂的液体润滑油在使用过程中，出现固液减摩剂成份析出并在发动机的空间内堆积，即堆积密度问题，进而导致发动机油道堵塞。
发明内容
本发明的目的就是要提供芥酸酰胺和/或油酸酰胺在制备固液减摩剂中作为悬浮吸附剂的应用，以使制成的固液减摩剂能克服堆积密度问题。
本发明的另一个目的就是要提供前述固液减摩剂及其制备方法，以解决原有固液减摩剂导致的发动机油道堵塞问题。
本发明的进一步的目的就是要提供一种将固液减摩剂用于液体润滑油时的使用方法，以降低发动机机件的摩擦，达到节油和延长发动机使用寿命的目的。
本发明中芥酸酰胺和/或油酸酰胺的应用是芥酸酰胺和/或油酸酰胺在制备固液减摩剂时作为悬浮吸附剂的加入量为固液减摩剂总重量的1.2-2.5％。
在制备本固液减摩剂时，加入芥酸酰胺和/或油酸酰胺是作为悬浮吸附剂，这是基于申请人发现芥酸酰胺、油酸酰胺在不同温度下具有不同的特性，即在低温时，芥酸酰胺、油酸酰胺可固着于固体微粒的表面，此时其具有的分散、悬浮作用可使固液减摩剂中的固体微粒分散并悬浮在基础润滑油当中，保持固液均相的状态。芥酸酰胺、油酸酰胺于76-84℃开始熔化，至100℃时全部熔化。此时，原固着于固体微粒表面的芥酸酰胺、油酸酰胺自固体微粒表面脱开，其对固体微粒的分散、悬浮作用随之消失，固体微粒自油液中析出并吸附在所触及的发动机机件内壁，形成移动膜。在本发明中，芥酸酰胺、油酸酰胺可单独使用，也可按任意比例混合使用。考虑所制固液减摩剂的使用性能及制造成本，芥酸酰胺和/或油酸酰胺在制备固液减摩剂时作为悬浮吸附剂的加入量为固液减摩剂总重量的1.2-2.5％，优选用量为1.5-2.2％。
本发明固液减摩剂由以下重量的组分组成粘度改进剂5-50份，机油抗氧剂20-30份，六方晶系微粉21-30份，悬浮吸附剂0.6-5份，聚甲基丙烯酸酯0-30份，超碱值石油磺酸镁0-40份，环烷酸镁0-15份；其中，粘度改进剂为苯乙烯-异戊二烯和/或乙丙共聚物，机油抗氧剂为T202抗氧抗腐剂、T203抗氧抗腐剂或M1289抗氧剂，六方晶系微粉为钼、钨或石墨，悬浮吸附剂为芥酸酰胺和/或油酸酰胺。
在本发明固液减摩剂中，六方晶系微粉选自钼、钨、石墨。在发动机运行时，本固液减摩剂中的六方晶系微粉可在金属表面上形成连续的转移润滑膜，将两磨擦金属偶件隔离开，当转移膜随着机件的运行而磨损时，润滑油中的固体微粒不断地定量地补充到该转移膜中，使这个转移膜始终保持着一定厚度，膜与膜的磨擦力显然比油润滑时金属间的磨擦力小，因此可显著减小机件表面的磨损，降低发动机工作噪音。而由于磨擦力的减小及汽缸与活塞间的密封性的提高，也使发动机燃料和润滑油的消耗量减小。本发明中也可选用其它的固体微粒来代替六方晶系微粉，如氧化钼，钼酸盐，氧化物-石墨混合物等常用的固体微粒。在本发明中，六方晶系微粉的加入量为21-30份，优选加入量为22-26份，最优选加入量为24份。对六方晶系微粉的粒径要求粒径＜3微米；其纯度要求含固定碳＞97.0，探发粉＞1.0，灰分＜3.0以下，指定不纯物SiO2＜1.0。
在本发明固液减摩剂中，悬浮吸附剂即为芥酸酰胺和/或油酸酰胺。其用量为0.6-5份，优选为1.5-4.2份。芥酸酰胺、油酸酰胺可单独应用，也可以任意比例混合使用。
在本发明固液减摩剂中，选用苯乙烯-异戊二烯和/或乙丙共聚物作为粘度改进剂。其中，苯乙烯-异戊二烯具有较好的高温剪切性和低温流动性；而乙丙共聚物具有较好的增粘效果。在本发明固液减摩剂中，粘度改进剂的用量为5-50份。苯乙烯-异戊二烯单独作粘度改进剂时的使用量为30-40份，乙丙共聚物单独作为粘度改进剂时的使用量为5-8份。本发明中还可将苯乙烯-异戊二烯聚合物与乙丙共聚物按3.75-8∶1的比例配成粘度改进剂，二者混合使用时的总加入量为35-48份。
机油抗氧剂可防止润滑油在高温下的氧化。本发明中，机油抗氧剂可选用T202抗氧抗腐剂、T203抗氧抗腐剂或M1289抗氧剂等多种抗氧剂产品，其用量为18-30份。从产品的性价比方面综合考虑，机油抗氧剂的较好用量为20-27份。
在本发明固液减摩剂中，聚甲基丙烯酸酯可进一步增加润滑油的粘度指数，还具有较好的清净、分散作用，可将发动机内壁上的油泥、积炭等杂质清除下来，并使其悬浮在基础润滑油中而不沉淀。其用量为0-30份。聚甲基丙烯酸酯的优选用量为15-30份，即可使所制产品有较好的粘度指数，当用量大于30份时，就会降低基础润滑油的剪切性能。
在本发明固液减摩剂中，超碱值石油磺酸镁可进一步改善润滑油的清净、分散效果。它可以软化积炭，从而提高对发动机的清洁效果。其用量为0-40份。从产品的性价比方面综合考虑，优选用量为33-40份。
在本发明的固液减摩剂中，环烷酸镁不仅可起到清洁发动机的作用，还具有一定的抗氧化性，可提高润滑油的抗氧化性能。其用量为0-15份，优选用量为8-15份。当用量超过15份时，会增大润滑油油品的灰分，使发动机内的积炭增多。
当本发明固液减摩剂加入到润滑油中之后，由于悬浮分散剂的分散作用，可使固液减摩剂中的固体微粒与液态润滑油形成固、液均相的稳定状态。当环境温度高于100℃时，悬浮分散剂熔化，其对固体微粒的分散、悬浮作用消失，固体微粒开始向机件表面附着并形成吸附膜。这层吸附膜不会因润滑油的回落而消失。在发动机运行过程中，工作温度逐渐升高。在气缸内，活塞在上止点爆发瞬间的温度可达1800-2000℃；在下止点时，活塞裙部的温度约为250℃，因此气缸内的温度高于200℃。这样，由于悬浮分散剂的熔化，对固体微粒分散、悬浮作用的消失，固体微粒就在气缸及活塞的表面附着，形成移动膜。这层移动膜可直接减小气缸与活塞之间的磨损，改善发动机气缸活塞间的密封性能，由此避免了气缸内因压缩压力不足所造成的窜油窜气现象，进而有效地减轻了因此所造成的排放污染，相应地也就减少了发动机燃油和润滑油的消耗。
发动机的磨损有三分之二是在启动瞬间造成的，而由本固液减摩剂形成的这层吸附膜固化在机件表面，不会因润滑油的回落而消失，即使在启动状态(包括冷启动)下也是如此。因而这种固化的吸附膜解决了启动边界摩擦对发动机造成的巨大磨损，可使发动机的使用寿命延长3倍以上，甚至于到报废期都不需解体维修。而由于发动机油道内的温度不会超过100℃，因此，在发动机油道内的润滑油，其所含的固液减摩剂中的悬浮分散剂就不会熔化，因而就一直维持着对固体微粒的悬浮、分散作用，所以也就不会有固体微粒在油道内吸附而产生堆积。在发动机中只有汽缸内的工作温度可以超过100℃，而其他部分的温度都在100℃以下，这样固体微粒只在汽缸内表面形成吸附膜。因此本发明巧妙地利用发动机内不同部位的温差，避免了固体微粒在发动机油道内的吸附和堆积，也就避免了由此引发的油道堵塞现象。这样，本发明固液减摩剂的使用，既可有效地降低发动机机件间的磨损，又不会导致发动机油道的堵塞。本发明的关键就在于此。经过多年试验，将本固液减摩剂加入润滑油中用于上万台次的车辆试验运行，均取得了很好的效果，长期使用的车辆在拆开发动机后检查，未造成任何因堆积密度产生的油道堵塞问题。
在各组分协同作用下，本发明固液减摩剂具有减摩性能优异、清洁效果显著及物理性能稳定的特点。其减摩性能优异，能使机件间的磨擦系数大大减小，不仅可延长发动机的使用寿命，还可使发动机机件因磨擦产生的温升显著降低，这样就有效避免了润滑油在高温下的快速氧化，从而延长润滑油的使用期限。本发明的固液减摩剂所具有的良好的清洁效果，使得使用本产品的发动机机件表面无积炭等污物附着。本发明固液减摩剂的物理性能稳定，不会与任何厂家生产的发动机润滑油发生化学反应，所以不会使润滑油的性能受到任何不利影响。本发明固液减摩剂还可在润滑油的润滑性能丧失后起到润滑作用，保持润滑性能不变，从而可靠地保证发动机的正常运转。
本发明固液减摩剂的制备方法如下a、首先将粘度改进剂、聚甲基丙烯酸酯混合加温至55-65℃，搅拌混匀后加入机油抗氧剂并继续搅拌均匀。
b、将上述所得混合液加温至90-110℃，在搅拌情况下加入悬浮吸附剂，待混匀后加入六方晶系微粉并搅拌均匀，再将所得混合液冷却至55-65℃以下。
c、向上述所得溶液加入超碱值石油磺酸镁及环烷酸镁搅拌均匀，再送入均质机加工，均质后冷却至常温下即可。
在上述制备方法中，b步中对混合液的加温温度，主要是由悬浮吸附剂的熔点温度所决定的。悬浮吸附剂在76-84℃开始熔化，当温度达到90-110℃时，在搅拌均匀的状态下，熔化了的悬浮吸附剂即可将六方晶系微粉包容。当混合液冷却到55-65℃以下时，悬浮吸附剂即固化在六方晶系微粉的表面，由此制成了使用性能突出的本发明固液减摩剂。
本发明固液减摩剂的使用方法是在3.5kg基础润滑油中加入4-6g该固液减摩剂。将本发明固液减摩剂加入到润滑油中-起使用后，汽车发动机的磨损明显变小，可延长发动机使用寿命，提高发动机有效功率，节省燃油，降低机械噪声。
本发明固液减摩剂在湖南省机械工程学会摩擦学学会发动机实验室进行了润滑油消耗节油率的实验室测试。
一、测试方法柴油机按负荷特性和螺旋推进特性运行。柴油机热力参数由W230发动机全自动检测系统控制和测量，润滑油消耗量采用重量法测量。
二、主要测试设备柴油机2135Ca(南通柴油机厂生产)发动机全自动检测系统W230 (德国申克公司制造)架盘天平JPT-50(江苏常熟衡量厂)三、测试数据
从上述测试结果可以看出润滑油消耗明显降低，润滑油节油率为29％。
本发明的润滑油减摩剂还由湖南省机械工程学会摩擦学学会发动机实验室测试了在EQ6100型发动机上的使用效果。
一、试验条件1、使用CD40润滑油，本发明的润滑油减摩添加剂；燃油用93号(MON)汽油。
2、性能试验按JB3743-84进行，控制条件按常规控制。
二、试验结果与原润滑油相比，使用加入本发明固液减摩剂的润滑油所测得如下的发动机指标1、发动机功率增加率为1.9％-6.6％，额定功率增加率为1.9％。
2、1600、2000、2400r/min负荷特性试验显示最低油耗率分别下降2.01％，3.4％，5.0％。
3、气缸压缩压力平均增加0.04MPa，平均增加率为4％，这是导致发动机性能提高的主要原因。
4、机油消耗量下降率为17％。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
实施例中的各原料分别自以下各公司购得。
苯乙烯-异戊二烯抚顺环平精细化工公司分散型乙丙共聚物OCP(T614) 大连石油添加剂厂聚甲基丙烯酸酯H2B 上海炼油厂添加剂厂超碱值石油磺酸镁(T107A)锦州石油化工公司环烷酸镁(T111) 独山子炼油化工总厂T202抗氧抗腐剂 兰州炼油化工总厂添加剂厂T203抗氧抗腐剂 兰州炼油化工总厂添加剂厂M1289抗氧剂贵阳市高新超能润滑油有限公司芥酸酰胺 沪天化(集团)有限责任公司油酸酰胺 沪天化(集团)有限责任公司钼 天津化学试剂厂钨 湖南株洲钨钼材料厂石墨 石家庄空军学院石墨制品厂实施例1在一个1000ml的烧杯中，加入苯乙烯-异戊二烯350g，分散型乙丙共聚物OCP(T614)50g，聚甲基丙烯酸酯H2B 150g，边搅拌边升温，升温至60℃，待搅拌均匀后加入M1289抗氧剂200g，并继续搅拌均匀。将上述所得混合液升温至100℃，在搅拌情况下加入悬浮吸附剂芥酸酰胺29g，待芥酸酰胺熔化并将溶液搅拌均匀后加入钼微粉240g，待搅拌均匀后，再将所得混合液冷却至60℃以下。向前述所得溶液内加入超碱值石油磺酸镁(T107A)350g及环烷酸镁(T111)100g并搅拌均匀，再送入均质机加工后冷却至常温即可。
本实施例所制固液减摩剂实施例2在一个1000ml的烧杯中，加入苯乙烯-异戊二烯400g，分散型乙丙共聚物OCP(T614)50g，聚甲基丙烯酸酯H2B 260g，边搅拌边升温，升温至55℃，待搅拌均匀后加入M1289抗氧剂260g，并继续搅拌均匀。将上述所得混合液升温至90℃，在搅拌情况下加入悬浮吸附剂油酸酰胺22g，待油酸酰胺熔化并将溶液搅拌均匀后加入石墨微粉300g，待搅拌均匀后，再将所得混合液冷却至55℃以下。向前述所得溶液内加入超碱值石油磺酸镁(T107A)400g及环烷酸镁(T111)150g并搅拌均匀，再送入均质机加工后冷却至常温即可。
实施例3在一个1000ml的烧杯中，加入苯乙烯-异戊二烯380g，分散型乙丙共聚物OCP(T614)60g，聚甲基丙烯酸酯H2B 300g，边搅拌边升温，升温至65℃，待搅拌均匀后加入T202抗氧抗腐剂250g，并继续搅拌均匀。将上述所得混合液升温至110℃，在搅拌情况下加入悬浮吸附剂芥酸酰胺42g，待芥酸酰胺熔化并将溶液搅拌均匀后加入钨微粉230g，待搅拌均匀后，再将所得混合液冷却至65℃以下。向前述所得溶液内加入超碱值石油磺酸镁350g及环烷酸镁100g并搅拌均匀，再送入均质机加工后冷却至常温即可。
本发明实施例4-13的组方如下表所示，其制备方法同实施例1，所有实施例所制备的固液减摩剂均能实现发明目的。
权利要求
1.芥酸酰胺和/或油酸酰胺在制备固液减摩剂中作为悬浮吸附剂的应用，芥酸酰胺和/或油酸酰胺的加入量为固液减摩剂总重量的1.2-2.5％。
2.一种固液减摩剂，其特征在于由以下重量的组分组成粘度改进剂5-50份，机油抗氧剂18-30份，六方晶系微粉21-30份，悬浮吸附剂0.6-5份，聚甲基丙烯酸酯0-30份，超碱值石油磺酸镁0-40份，环烷酸镁0-15份；其中，粘度改进剂为苯乙烯-异戊二烯和/或乙丙共聚物，机油抗氧剂为T202抗氧剂、T203抗氧剂或M1289抗氧剂，六方晶系微粉为钼、钨或石墨，悬浮吸附剂为芥酸酰胺和/或油酸酰胺。
3.根据权利要求2所述的固液减摩剂，其特征在于由以下重量的组分组成粘度改进剂5-50份，机油抗氧剂18-30份，六方晶系微粉21-30份，悬浮吸附剂0.7-3.5份，聚甲基丙烯酸酯15-30份。
4.根据权利要求2所述的固液减摩剂，其特征在于由以下重量的组分组成粘度改进剂5-50份，机油抗氧剂18-30份，六方晶系微粉21-30份，悬浮吸附剂1.1-4.5份，聚甲基丙烯酸酯15-30份，超碱值石油磺酸镁33-40份。
5.根据权利要求2所述的固液减摩剂，其特征在于由以下重量的组分组成粘度改进剂5-50份，机油抗氧剂20-27份，六方晶系微粉21-30份，悬浮吸附剂1.5-4.2份，聚甲基丙烯酸酯15-30份，超碱值石油磺酸镁33-40份，环烷酸镁8-15份。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的固液减摩剂，其特征在于所述的粘度改进剂为苯乙烯-异戊二烯聚合物30-40份。
7.根据权利要求2、3、4或5所述的固液减摩剂，其特征在于所述的粘度改进剂为乙丙共聚物5-8份。
8.根据权利要求2、3、4或5所述的固液减摩剂，其特征在于所述的粘度改进剂由苯乙烯-异戊二烯聚合物与乙丙共聚物按3.75-8∶1的比例组成，加入量为35-48份。
9.权利要求2所述的固液减摩剂的制备方法如下a、首先将粘度改进剂、聚甲基丙烯酸酯混合加温至55-65℃，搅拌混匀后加入机油抗氧剂并继续搅拌均匀。b、将上述所得混合液加温至90-110℃，在搅拌情况下加入悬浮吸附剂，待混匀后加入六方晶系微粉并搅拌均匀，再将所得混合液冷却至55-65℃以下。c、向上述所得溶液加入超碱值石油磺酸镁及环烷酸镁搅拌均匀，再送入均质机加工，均质后冷却至常温即可。
10.一种权利要求2所述固液减摩剂的使用方法，其特征在于在3.5kg基础润滑油中加入4-6g该固液减摩剂。
全文摘要
本发明公开了芥酸酰胺和/或油酸酰胺在制备固液减摩剂中作为悬浮吸附剂的应用及该固液减摩剂及其制备方法和使用方法。芥酸酰胺和/或油酸酰胺的加入量为固液减摩剂总重量的1.2－2.5％。固液减摩剂的制备是将粘度改进剂5－50份，聚甲基丙烯酸酯0－30份混合加温至55－65℃，搅拌混匀后加入机油抗氧剂20－30份并继续搅拌、加温至90－110℃，搅拌下加入悬浮吸附剂0.6－5份，混匀后加入六方晶系微粉21－30份并搅拌均匀，再冷却至55－65℃以下加入超碱值石油磺酸镁0－40份及环烷酸镁0－15份搅拌均匀，再送入均质机加工、冷却即可。使用该固液减摩剂可减摩节能，而且不会堵塞发动机油道。
文档编号C10M133/00GK1687335SQ200510012439
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者王宪中 申请人:王宪中