专利名称：一种长寿命柴油发动机机油的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机润滑油领域，具体涉及一种长换油周期的柴油发动机机油。
背景技术：
润滑油在机械中的主要作用是降低摩擦和减缓磨损，以保证机械有效和长期的工 作，其次是冷却作用，润滑油能将机械摩擦时产生的热带走，保持一定的热平衡状态，控制 机械在一定的温度范围内工作，防止因温度不断升高而损坏零件；此外还有防护作用、密封 作用和清洗作用等。防护作用是防止金属受到空气和其他化学气体腐蚀。密封作用是指内 燃机用的润滑油，可以防止燃烧室的气体通过气缸壁与活塞之间的间隙窜入曲轴箱。清洗 作用是在循环式润滑系统中润滑油可将摩擦表面间的一些磨屑等污染物冲走，并将其携带 到油池经沉淀或过滤后除去。发动机润滑油，又称内燃机润滑油，简称机油，是发动机系统中各运动部件的润滑 介质，具有润滑、冷却、清洗和密封等作用。随着我国建设资源节约型和环境友好型社会步 伐的加快，节能和环保法规的日益苛刻，发动机向着高速、高压缩比、轻量化、风阻小等方向 发展，导致发动机工作温度和机械剪切速度不断提高，发动机的工作温度进一步升高，发动 机润滑油的工作条件日益苛刻，发生氧化、裂化、聚合等化学作用，产生积炭、漆膜和油泥等 沉积物，导致发动机油工作寿命缩短，如不及时换油会引起氧化腐蚀增大，积碳和磨损增 加，功率下降，燃油消耗和污染物排放增多等现象，严重时甚至会出现因发动机机油不能满 足要求而导致发动机损坏等事故。因此，发动机润滑油的性能直接影响发动机的工作效率、 油耗、输出功率、使用寿命和排放等。在柴油发动机机油的研究技术方面，我国目前多数仍采用API I类基础油(溶剂 精制的矿物油)，加上抗氧抗腐剂、清净分散剂、粘度指数改进剂、降凝剂等多种添加剂。由 于I类基础油精制程度较低，导致抗氧化性能较差，使用中容易产生积炭等沉积物，再加上 与之匹配的添加剂耐温性较差，换油期较短，难以满足现代高温高速发动机长时间使用的 要求。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种柴油发动机机油，使用寿命长，且各项指标能满 足现代发动机的使用要求。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种柴油发动机机油，包括基础油和添加剂；所述添加剂包括的重量百分比成分为清净剂4.0% -6.5%，分散剂3.0% _5.5%，抗腐剂0.2%-0.8%，抗氧剂0.1%-0.2%，
纳米抗磨剂粘度指数改进剂降凝剂
0. 01% -0. 15%, 5. 0% -9. 0%, 0. 3% -0. 5% ；余量为基础油，所述基础油为占基础油质量百分比为45 % 65 %的API III类基础 油和35% 55%的聚a烯烃合成油组成的半合成复合基础油。作为优选，所述分散剂为高相对分子量无灰分散剂。作为优选，所述高相对分子量无灰分散剂为分子量大于等于2000的高分子量聚 异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂。作为优选，所述清净剂为高碱值磺酸盐或高碱值硫化烷基酚盐中的一种或两种。作为优选，所述清净剂为重量百分比为3. 0% 4. 0%的高碱值磺酸盐和1. 0% 2. 5 %的高碱值硫化烷基酚盐。作为优选，所述高碱值磺酸盐为碱值大于等于300mgK0H/g的合成磺酸钙或镁盐。作为优选，所述高碱值硫化烷基酚盐为碱值大于等于300mgK0H/g的硫化烷基酚 钙或镁盐。作为优选，所述抗腐剂为二正辛基二硫代磷酸锌或二烷基二硫代氨基甲酸锌中的 一种或两种。作为优选，所述抗腐剂为重量百分比为0. 0. 5%的二正辛基二硫代磷酸锌 和0. 0. 3%的二烷基二硫代氨基甲酸锌。作为优选，所述抗氧剂为烷基或烷芳基胺。作为优选，所述纳米抗磨剂为经化学修饰的平均粒径为15nm 25nm的自制纳米
铜粒子。作为优选，所述粘度指数改进剂为SSI小于15的乙烯-丙烯共聚物或SSI小于20 的氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或两种。作为优选，所述粘度指数改进剂为重量百分比为2. 0% 4. 0%的SSI小于15的 乙烯_丙烯共聚物和3. 0% 5. 0%的SSI小于20的氢化苯乙烯双烯共聚物。作为优选，所述乙烯-丙烯共聚物的分子量为40000 80000。作为优选，所述氢化苯乙烯双烯共聚物的分子量为50000 80000。作为优选，所述降凝剂为聚a烯烃或聚甲基丙烯酸酯中的一种或两种。本发明提供的柴油发动机机油能够适应多种柴油发动机需要，其性能满足API CH-4柴油机油的指标要求，可以保证在各种气候条件和操作状况下发动机始终处于良好的 润滑状态，使用寿命长，且成本较低。
具体实施例方式为了进一步了解本发明，下面结合实例对本发明优选实施方案进行描述，但是应 当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限 制。本发明提供的柴油发动机机油包括基础油和添加剂，其中添加剂包括的重量百分 比成分为分散剂4. 0% -6.5%,清净剂3. 0% -5.5%,抗氧抗腐剂0. 2% -0.8%,抗氧剂0. 1% _0.2%，纳米抗磨剂0.01% -0. 15%，粘度指数改进剂5.0% -9.0%，降凝剂 0. 3% -0. 5% ；余量为基础油，基础油为半合成复合基础油，包括的成分为API III类基础油占 基础油质量的45% 65%，聚a烯烃合成油占基础油质量的35% 55%。API III类基 础油是用全加氢工艺制得，在性能上远远超过I类基础油和II类基础油，尤其具有较高的 粘度指数和很低的挥发性。聚a烯烃合成油(PA0)作为基础油对添加剂有良好的相容性， 粘度指数高、倾点低、低温粘度小、高温热氧化安定性好，且价位较低。添加剂可以改善发动机机油的性能，按功能分主要分散剂、清净剂、抗腐剂、抗氧 剂、纳米抗磨剂、粘度指数改进剂、降凝剂。分散剂能有效抵制低温油泥的形成，分散发动机 油泥和积炭。本发明中分散剂优选为高相对分子量无灰分散剂，具体可以为分子量大于等 于2000的高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，具有优异的高温清净性和低温油泥 分散性。清净剂能够清除发动机机油在高温下形成的积炭、漆膜等。本发明中清净剂优选 为高碱值磺酸盐或高碱值硫化烷基酚盐中的一种或两种，具体可以为3.0% 4.0%的高 碱值磺酸盐和1. 0% 2. 5%的高碱值硫化烷基酚盐。高碱值磺酸盐优选为碱值大于等于 300mgK0H/g的合成磺酸钙或镁盐，能有效清除积炭和漆膜，同时具有优异的中和氧化生成 的酸性物质的能力，防锈性好，并有一定的分散作用；高碱值硫化烷基酚盐优选为碱值大于 等于300mgK0H/g的硫化烷基酚钙或镁盐，具有很好的酸中和能力和高温清净性，并具有较 好的抗氧化、抗磨和抗腐蚀性能，与其它添加剂复合时协同作用好。抗腐剂能防止金属氧化、延缓发动机油对发动机零部件的腐蚀。本发明中抗腐剂 优选为二正辛基二硫代磷酸锌或二烷基二硫代氨基甲酸锌中的一种或两种，具体可为重量 百分比为0. 1% 0. 5%的二正辛基二硫代磷酸锌和0. 1% 0. 3%的二烷基二硫代氨基甲 酸锌。二正辛基二硫代磷酸锌具有良好的抑制油品氧化、防止腐蚀的能力，同时抗磨损效果 好；二烷基二硫代氨基甲酸锌(ZDTC)具有良好的抑制油品氧化、防止腐蚀的能力，同时抗 极压能力强，耐高温性能优异，不含磷，不会造成发动机催化转化器中毒。抗氧剂能抑制油品的氧化，钝化金属对氧化的催化作用，延长油品的使用寿命，保 护发动机。本发明的抗氧剂优选为烷基或烷芳基胺，后者具有更好的抗氧化性能。纳米抗磨剂优选为粒径为15nm 25nm的纳米铜粒子，纳米铜粒子具有良好的抗 磨抗氧化能力，对发动机磨损部位的修复能力尤其突出。粘度指数改进剂能够提高油品的粘度指数，改进其粘温性能。本发明的粘度指数 改进剂优选为剪切稳定性系数(SSI)小于15的乙烯-丙烯共聚物或SSI小于20的氢化苯 乙烯双烯共聚物中的一种或两种，具体可以为重量百分比为2. 0% 4. 0%的SSI小于15 的乙烯_丙烯共聚物和3. 0% 5. 0%的SSI小于20的氢化苯乙烯双烯共聚物。乙烯-丙 烯共聚物优选分子量为40000 80000，具有优异的剪切稳定性、热稳定性和较好的增稠能 力；氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)优选分子量为50000 80000，对基础油的增稠能力强， 耐机械剪切效果好，高低温性能优异，使油品在发动机中生成积炭等沉积物少。降凝剂用于降低润滑油的凝固温度，提高油品低温下的流动性。本发明中降凝剂 优选为聚a烯烃或聚甲基丙烯酸酯中的一种或两种。实施例1
6
添加剂的重量百分比成分为3%的T161高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，3. 5%的T106A高碱值线 型烷基苯合成磺酸钙，2-3 %的T115C高碱值硫化烷基酚钙，0. 3 %的二正辛基二硫代磷酸 锌，0.2%的二烷基二硫代氨基甲酸锌，0. 的二烷基单硫代磷酸烷基胺，0. 的粒径为 15nm 25nm的纳米铜粒子，4. 0%的分子量为60000的乙烯-丙烯共聚物，4. 0%的分子量 为80000的氢化苯乙烯双烯共聚物，0. 3%的聚a烯烃降凝剂；83. 5%的基础油，基础油由45%的API III类基础油和55%的聚a烯烃合成油组 成。实施例2 添加剂的重量百分比成分为5%的T161高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，5%的T107超碱值合成磺 酸镁，0.4%的二正辛基二硫代磷酸锌，0. 2 %的二烷基二硫代氨基甲酸锌，0. 2 %的烷基化 二苯胺，0. 05%的粒径为15nm 25nm的纳米铜粒子，7. 0%的分子量为80000的氢化苯乙 烯双烯共聚物，0. 5%的聚甲基丙烯酸酯；81. 65%的基础油，基础油由60%的API III类基础油和40%的聚a烯烃合成油组 成。实施例3 添加剂的重量百分比成分为6%的T161高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，4. 5%的T106D长链线型烷 基苯高碱值合成磺酸钙，0.5%的二烷基二硫代氨基甲酸锌，0. 15%的仲二芳基胺，0. 15% 的粒径为15nm 25nm的纳米铜粒子，3. 0%的分子量为50000的乙烯-丙烯共聚物，4. 0% 的分子量为60000的氢化苯乙烯双烯共聚物，0. 4%的聚a烯烃；81. 3%的基础油，基础油由65%的API III类基础油和35%的聚a烯烃合成油组 成。实施例4 添加剂的重量百分比成分为5. 5%的T161高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂，2. 5 %的T106Z高碱值 合成二烷基苯磺酸钙，1 %的T115C高碱值硫化烷基酚钙，0. 1 %的二正辛基二硫代磷酸锌， 0. 3 %的二烷基二硫代氨基甲酸锌，0. 1 %的二烷基单硫代磷酸烷基胺，0. 08 %的粒径为 15nm 25nm的纳米铜粒子，4. 0%的分子量为70000的乙烯-丙烯共聚物，0. 45%的聚a 烯烃；85. 97%的基础油，基础油由50%的API III类基础油和50%的聚a烯烃合成油组 成。以CH-4 15W/40作为参比油，对实施例制备的发动机机油和参比油的主要技术指 标进行测试，结果见表1:表1实施例的发动机机油与参比油的主要技术指标
7 可以看到本发明制备的柴油发动机机油与参比油相比，粘温性能明显提高。取实施例1制备的柴油发动机机油进行强化台架试验，将机油和参比油分别装入 两台完全相同的Mil柴油发动机，该Mil发动机是重庆康明斯发动机有限公司引进美国康 明斯技术生产的具有当代先进技术水平的柴油发动机。在试验中每隔一段时间对试验油进 行采样分析。表2实施例1的发动机机油柴油机油台架试验结果
61.2
由表中数据可见，运动粘度在试验时间内逐渐减小，未见上升，说明油品氧化不严 重。总碱值虽有一定下降，但仍在7. 33的较高水平，而此时参比油的总碱值只有2. 1，说明 本发明提供的机油具有很好的清净分散性和抗氧化性能。试验过程中机油中的金属含量有 所增加，特别是铁的含量逐渐增大，试验结束时接近120mg/Kg，而此时参比油的铁含量已达 188mg/Kg，说明纳米铜粒子和粘度指数改进剂的加入能提高油品的抗磨减摩性，减少发动 机摩擦磨损，保证发动机的润滑，延长发动机使用寿命。且该机油具有良好的粘温性、剪切 稳定性和低温性能，达到了 CH-4柴油机油的技术要求，陈本较低。试验后拆解发动机，发现 采用本发明提供的机油的发动机内部清洁干净，活塞上的油环和气环都十分灵活。实施例1制备的柴油发动机机油通过了美国康明斯(Cummins)柴油机公司CES 20078规格的认证，换油周期不小于30000公里。以上对本发明所提供的柴油发动机机油进行了详细介绍。本文中应用了具体个例 对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方 法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的 前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的 保护范围内。
权利要求
一种柴油发动机机油，其特征在于使用性能优异，抗氧化和抗磨损能力强，换油周期长，材料包括基础油和添加剂；所述添加剂包括的重量百分比成分为清净剂4.0％-6.5％，分散剂3.0％-5.5％，抗腐剂0.2％-0.8％，抗氧剂0.1％-0.2％，纳米抗磨剂0.01％-0.15％，粘度指数改进剂5.0％-9.0％，降凝剂0.3％-0.5％；余量为基础油，所述基础油为占基础油质量百分比为45％～65％的API Ⅲ类基础油和35％～55％的聚α烯烃合成油组成的半合成复合基础油。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述分散剂为高相对分子量 无灰分散剂。
3.根据权利要求2所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述高相对分子量无灰分散 剂为分子量大于等于2000的高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂。
4.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述清净剂为高碱值磺酸盐 或高碱值硫化烷基酚盐中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述清净剂为重量百分比为 3. 0% 4. 0%的高碱值磺酸盐和1. 0% 2. 5%的高碱值硫化烷基酚盐。
6.根据权利要求4或5所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述高碱值磺酸盐为碱值 大于等于300mgK0H/g的合成磺酸钙或镁盐。
7.根据权利要求4或5所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述高碱值硫化烷基酚盐 为碱值大于等于300mgK0H/g的硫化烷基酚钙或镁盐。
8.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述抗腐剂为二正辛基二硫 代磷酸锌或二烷基二硫代氨基甲酸锌中的一种或两种。
9.根据权利要求8所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述抗腐剂为重量百分比为 0. 0. 5%的二正辛基二硫代磷酸锌和0. 0. 3%的二烷基二硫代氨基甲酸锌。
10.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述抗氧剂为烷基或烷芳基胺。
11.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述纳米抗磨剂为化学修饰 的粒径为15nm 25nm的纳米铜粒子。
12.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述粘度指数改进剂为SSI 小于15的乙烯一丙烯共聚物或SSI小于20的氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或两种。
13.根据权利要求12所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述粘度指数改进剂为重 量百分比为2. 0% 4. 0%的SSI小于15的乙烯-丙烯共聚物和3. 0% 5. 0%的SSI小 于20的氢化苯乙烯双烯共聚物。
14.根据权利要求12或13所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述乙烯_丙烯共聚 物的分子量为40000 80000。
15.根据权利要求12或13所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述氢化苯乙烯双烯 共聚物的分子量为50000 80000。
16.根据权利要求1所述的柴油发动机机油，其特征在于，所述降凝剂为聚a烯烃或聚 甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
全文摘要
本发明提供了一种长寿命的柴油发动机机油，包括基础油和添加剂；所述添加剂包括的重量百分比成分为4.0％-6.5％的清净剂，3.0％-5.5％的分散剂，0.2％-0.8％的抗腐剂，0.1％-0.2％的抗氧剂，0.01％-0.15％的纳米抗磨剂，5.0％-9.0％的粘度指数改进剂，0.3％-0.5％的降凝剂；余量为基础油，所述基础油为占基础油质量百分比为45％～65％的API Ⅲ类基础油和35％～55％的聚α烯烃合成油组成的半合成复合基础油。本发明提供的柴油发动机机油能够适应多种柴油发动机需要，其性能满足API CH-4柴油机油的质量要求，可以保证发动机始终处于良好的润滑状态，发动机油使用寿命长，对环境污染小且成本较低。
文档编号C10N30/06GK101851548SQ201010216770
公开日2010年10月6日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者陈立功 申请人:中国人民解放军后勤工程学院