船用发动机润滑的制作方法
【专利摘要】二冲程十字头船用压缩点火发动机系统润滑通过一种组合物进行，所述组合物包含主要量的具有润滑粘度的油，所述油包含至少50质量%的含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物，和分别次要量的油溶性过碱性烷基水杨酸金属盐清净剂和油溶性聚链烯基取代的羧酸酐或油溶性烷基化苯酚。酐或苯酚的存在在润滑剂中改进沥青质分散性。
【专利说明】船用发动机润滑
发明领域
[0001]本发明涉及二冲程十字头船用压缩点火发动机的系统油润滑。本发明涉及用于二冲程十字头船用压缩点火发动机的系统油。
[0002]发明背景
[0003]二冲程船用柴油发动机为其中各活塞杆通过十字头轴承连接在曲柄轴上的压缩点火发动机。它们通过两种分开的润滑剂润滑:汽缸油和系统油。汽缸油为在燃烧室中燃烧的“单程”润滑剂，其中过量的汽缸油借助汽缸油管道排出。发动机的曲轴箱通过系统油润滑，系统油润滑轴承和轴颈以及冷却活塞顶部底面(undercrown)。
[0004]由于施加于其上的低应力，系统油不改变。需要它能够应对由通过填料箱(stuffing box)的汽缸漏油产生的污染；与组I基油混合的系统油能够应对该污染。然而，较高饱和物基油(例如组II)已经显示在浙青质分散性方面是有害的，所述浙青质可沉积于活塞顶部底面和曲轴箱上。这构成与较高饱和物基油混合的多种系统润滑剂中的问题。
[0005]W02008/119936A1 ( ‘936)描述了系统润滑并提到用于系统油的组I和组II基本油料。它还描述了烷基水杨酸钙清净剂皂在系统油中的用途。然而，它没有例举组II基本油料的用途，它也没有提到关于组II基本油料的以上问题。
[0006]发 明概沭
[0007]本发明 涉及通过将聚链烯基取代的羧酸酐或烷基化苯酚并入与较高饱和物基本油料混合的含水杨酸盐系统油中而改善以上问题。‘936中没有描述这类酐或苯酚的使用。W02008/021737A2( ‘737)描述了这类酐在船用润滑剂中的用途，但没有提到系统润滑。它提到水杨酸盐清净剂，但仅例举了磺酸盐/酚盐清净剂。
[0008]本发明第一方面为用于二冲程十字头船用压缩点火发动机的系统润滑油组合物(即系统油)，所述组合物具有小于18，优选小于15，优选5-9的TBN，且包含以下物质，或者通过将如下物质混合而制备:
[0009](A)主要量的具有润滑粘度的油，其含有50质量％或更多的含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物；
[0010](B)次要量的油溶性过碱性烷基水杨酸金属盐清净剂；和
[0011](C)次要量的油溶性聚链烯基取代的羧酸酐，所述聚链烯基或至少一个聚链烯基衍生自数均分子量为200-3,000的聚烯烃，或油溶性烷基化苯酚，优选衍生自腰果壳液(cashew nut shell liquid, CNSL)的油溶性烷基化苯酌.。
[0012]本发明的第二方面为向二冲程十字头船用压缩点火发动机提供系统润滑的方法，所述方法包括用本发明第一方面的系统润滑油组合物润滑发动机的曲轴箱。
[0013]本发明的第三方面为二冲程十字头船用压缩点火发动机的曲轴箱与本发明第一方面的系统润滑油组合物的组合。
[0014]本发明的第四方面是分别次要量的如本发明第一方面所定义的清净剂(B)与如本发明第一方面中定义的聚链烯基取代的羧酸酐或烷基化苯酚(C)组合在用于二冲程十字头船用压缩点火发动机的系统润滑油组合物中的用途，所述组合物包含主要量的具有润滑粘度的油并包含50质量％或更多的含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物，以在以重燃料油为燃料并通过组合物系统润滑的发动机操作期间与在不存在(C)下使用相同量(B)时的类似操作相比，改进浙青质分散性。
[0015]在本文中，如果使用以及当使用时，以下措辞和表述具有以下所述含义:
[0016]“活性成分”或“(a.1.) ”指不为稀释剂或溶剂的添加剂材料；
[0017]“包含”或任何同类措辞表示所述特征、步骤或整数或组分的存在，但不排除一种或多种其它特征、步骤、整数、组分或其基团的存在或加入；表述“由……组成”或“基本由……组成”或类似表述包括在“包含”或类似表述内，其中“基本由……组成”容许包括不本质地影响它适用的组合物的性质的物质；
[0018]“主要量”意指50质量％或更多的组合物；
[0019]“次要量”意指小于50质量％的组合物；
[0020]“TBN”意指如通过ASTM D2896测定的总碱值。
[0021]此外，在本说明书中，如果使用以及当使用时:
[0022]“钙含量”通过ASTM4951测定；
[0023]“磷含量”通过ASTM D5185测定；
[0024]“硫酸盐灰含量”通过ASTM D874测定；
[0025]“硫含量”通过ASTM D2622测定；
[0026]“KV100”意指如通过ASTM D445测定在100°C下的运动粘度。
[0027]还应当理解，必须地以及最佳和常用地使用的各种组分可在配制、储存或使用的条件下反应且本发明还提供由于任何这种反应可得到或得到的产物。
[0028]另外，应当理解本文所述量、范围和比的任何上限和下限可独立组合。
[0029]发明详沭
[0030]现在在下面更详细地讨论本发明的特征。
[0031]具有润滑粘度的油(A)
[0032]润滑油在粘度方面可从轻馏分矿物油至重质润滑油变化。通常，如在10(TC下测量，油的粘度为2-40mm2/sec。
[0033]天然油包括动物油和植物油(例如蓖麻油、猪油)；液体石油以及链烷烃、环烷烃和混合链烷烃-环烷烃型的加氢精制、溶剂处理或酸处理矿物油。衍生自煤或页岩的具有润滑粘度的油也用作有用的基油。
[0034]合成润滑油包括烃油和卤素取代的烃油，例如聚合和共聚烯烃(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-异丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯))；烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二(2-乙基己基)苯)；聚苯(例如联苯、三联苯、烷基化多酌.);和烷基化二苯酿和烷基化二苯硫及其衍生物、类似物和同系物。
[0035]其中末端羟基已通过酯化、醚化等改性的氧化烯聚合物和共聚物及其衍生物构成另一类已知的合成润滑油。这些通过如下例证:通过氧化乙烯或氧化丙烯聚合制备的聚氧化烯聚合物，和聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如分子量为1000的甲基-聚异丙二醇醚或分子量为1000-1500的聚乙二醇二苯基醚)；及其单-和多羧酸酯，例如四乙二醇的乙酸酯、混合C3-C8脂肪酸酯和C13含氧酸二酯。 [0036]另一类适合的合成润滑油包括二羧酸(例如邻苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和链烯基琥珀酸、马来酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富马酸、己二酸、亚油酸二聚物、丙二酸、烷基丙二酸、链烯基丙二酸)与各种醇(例如丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己基醇、乙二醇、二乙二醇单醚、丙二醇)的酯。这种酯的具体实例包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二 -正己基酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二异辛基酯、壬二酸二异癸基酯、邻苯二甲酸二辛基酯、邻苯二甲酸二癸基酯、癸二酸二-二十烷基酯、亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯，和通过I摩尔癸二酸与2摩尔四乙二醇和2摩尔2-乙基己酸反应形成的混合酯。
[0037]用作合成油的酯还包括由C5-C12单羧酸和多元醇和多元醇酯如新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇制备的那些。
[0038]硅基油如聚烷基_、聚芳基_、聚烷氧基-或聚芳氧基硅油和硅酸酯油包括另一类有用的合成润滑剂；这种油包括硅酸四乙酯、硅酸四异丙酯、硅酸四-(2-乙基己基)酯、硅酸四-(4-甲基-2-乙基己基)酯、硅酸四_(对-叔丁基-苯基)酯、六-(4-甲基-2-乙基己基)二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其他合成润滑油包括含磷酸的液体酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛基酯、癸基膦酸的二乙基酯)和聚四氢呋喃。
[0039]未精制、精制和再精制油可用于本发明润滑剂中。未精制油为没有进一步提纯处理而直接由天然或合成来源得到的那些。例如，直接由干馏操作得到的页岩油；直接由蒸馏得到的石油；或直接由酯化得到的酯油，其无进一步处理而使用，为未精制油。精制油类似于未精制油，不同之处在于将该油在一个或多个提纯步骤中进一步处理以改善一种或多种性能。许多这类提纯技术，例如蒸馏、溶剂萃取、酸或碱萃取、过滤和渗滤是本领域技术人员已知的。再精制油通过类似于用于提供精制油的那些的方法，但起始于已用于使用的油得到。这类再精制油也称为回收或再加工油，且通常经受使用用于除去废添加剂和油分解产物的技术的另外加工。
[0040]American Petroleum Institute (API)出版物“Engine Oil Licensing andCertification System，，, Industry Services Department,第 14 版，1996 年 12 月，附录 I,1998年12月将基本油料如下分类:`[0041 ] (a)使用表E-1所述测试方法，组I基本油料含小于90%饱和物和/或大于0.03%硫，且具有大于或等于80且小于120的粘度指数。
[0042](b)使用表E-1所述测试方法，组II基本油料含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫，且具有大于或等于80且小于120的粘度指数。
[0043](c)使用表E-1所述测试方法，组III基本油料含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫,且具有大于或等于120的粘度指数。
[0044](d)组IV基本油料为聚α烯烃(PAO)。
[0045](e)组V基本油料包括不包含在组1、I1、III或IV中的所有其它基本油料。
[0046]表E-1
[0047]
SI I测试方法
饱和物~ ASTM D2007~
粘度指数ASTM D2270~
【权利要求】
1.用于二冲程十字头船用压缩点火发动机的系统润滑油组合物，所述组合物具有小于18，优选小于15的TBN，且包含以下物质或者通过将以下物质混合而制备: (A)主要量的具有润滑粘度的油，其包含50质量％或更多的含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物； (B)次要量的油溶性过碱性烷基水杨酸金属盐，例如烷基水杨酸钙清净剂；和 (C)次要量的油溶性聚链烯基取代的羧酸酐，其中所述聚链烯基或者至少一个聚链烯基衍生自数均分子量为200-3,000的聚亚烷基，或者油溶性烷基化苯酚，优选衍生自腰果壳液(CNSL)的油溶性烷基化苯酚。
2.根据权利要求1的系统润滑油组合物，其中具有润滑粘度的油包含大于60质量％的含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物。
3.根据权利要求1或2的系统润滑油组合物，其中基本油料为组I1、组III或组IV基本油料。
4.根据权利要求1-3中任一项的系统润滑油组合物，其中⑶为C9-C3tl烷基取代的。
5.根据权利要求1-4中任一项的系统润滑油组合物，其中(C)中的聚链烯基取代基具有8-400，例如12-100，尤其是16-64个碳原子。
6.根据权利要求1-5中任一项的系统润滑油组合物，其中(C)中的聚链烯基取代基具有350-1000，例如500-1000的数均分子量。
7.根据权利要求1-6中任一项的系统润滑油组合物，其中(C)中的聚链烯基取代的羧酸酐为琥珀酸酐。
8.根据权利要求7的系统润滑油组合物，其中(C)为聚丁烯琥珀酸酐。
9.根据权利要求1-4中任一项的系统润滑油组合物，其中(C)为氢化腰果酚。
10.根据权利要求1-4中任一项的系统润滑油组合物，其中(C)主要是C2Friede 1-Crafts 烷基化苯酌.。
11.根据前述权利要求中任一项的系统润滑油组合物，其中TBN为大于1，优选大于3，甚至更优选大于5。
12.根据前述权利要求中任一项的系统润滑油组合物，其中TBN为小于10。
13.将系统润滑供入二冲程十字头船用压缩点火发动机中的方法，其包括用根据权利要求1-12中任一项的系统润滑油组合物润滑发动机的曲轴箱。
14.二冲程十字头船用压缩点火发动机的曲轴箱与根据权利要求1-12中任一项的系统润滑油组合物的组合。
15.分别次要量的如权利要求1中所定义的清净剂(B)与如权利要求1中所定义的聚链烯基取代的羧酸酐或烷 基化苯酚(C)的组合在用于二冲程十字头船用压缩点火发动机的系统润滑油组合物中的用途，用于在以重燃料油为燃料并通过该组合物系统润滑的发动机操作期间，与在不存在(C)下使用相同量(B)时的类似操作相比改进浙青质分散性，所述组合物具有小于18，优选小于15的TBN，且包含主要量的具有润滑粘度的油，其包含50质量％或更多的含有大于或等于90%饱和物和小于或等于0.03%硫的基本油料或其混合物。
【文档编号】C10N30/04GK103805311SQ201310535074
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】R·J·格拉斯, H·毕肖普, A·谢辛斯卡 申请人:英菲诺姆国际有限公司