一種含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑及其制備方法與流程
1.本發明涉及機油技術領域，具體涉及一種含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑及其制備方法。
背景技術：
2.基于國際“雙碳”目標和環保法規的實施，燃氣汽車成為當之無愧清潔運輸的選擇。其以天然氣為燃料，采用當量或稀薄燃燒方式，結合先進廢氣再循環和三元催化技術，幾乎可以實現零污染。天然氣儲量大，燃燒熱值高，價格低廉，已經成為稀缺化石能源的替代燃料。
3.燃氣發動機燃燒室溫度較高，不利于潤滑油膜的形成，還常常引發機油氧化、硝化，形成積碳，造成部分零部件的早期磨損與腐蝕，最終潤滑失效。傳統的汽、柴機油已經不能保證燃氣發動機的正常工作，需要專用的燃氣發動機油保駕護航。
4.截至目前，燃氣發動機油還沒有統一的分類、模擬評價手段以及發動機臺架試驗評定方法，主要通過發動機或道路行車驗證其使用性能。
5.我國天然氣汽車保有量已超過100萬輛以上，其中的燃氣重卡主要用于危險品、物流運輸以及市政用車。這些以氣體為燃料的發動機，燃燒溫度高，nox增加，除了要求潤滑油具備良好的抗硝化性能外，還應控制硫酸鹽灰分，灰分過高，可能導致閥門燭燃，缸套擦傷，燃燒室和活塞沉積物，早燃和火花塞沉積物；灰分過低，可能導致氣閥門嵌入和回縮，閥系磨損。燃氣發動機油在高溫工作狀態下還必須具有優異的抗氧化，高溫清凈性能以及超強的堿值儲備能力，以確保對發動機的良好保護，進一步延長在用油的壽命。
6.申請號202010763486.x名為《一種萘胺抗氧劑的燃氣機潤滑油及其制備方法》的發明專利公開了一種采用萘胺抗氧劑的制備方法，該實施例燃氣機油除基礎油外還含有清凈劑，分散劑、抗氧劑，其中抗氧劑總量占比1.5％～2.5％，大大超出了行業添加水平，更重要的萘胺抗氧劑多為固體狀態，在潤滑油大規模生產時受調和設備限制較多，大大增加了調合難度，復合劑的攪拌均勻性得不到保障，不利于工業化。
7.申請號201610181416.7名為《一種節能燃氣發動機油及其制備方法》的發明專利公開了一種由75％～95％酯類基礎油調制的具有優異的清凈分散性、抗磨損、抗氧化性燃氣機油，其生產成本較高，未能滿足大多數潤滑油公司的需求。
8.申請號201410322579.3名為《一種長壽命燃氣汽車發動機潤滑油》的發明專利公開了一種使用壽命長，可達4萬公里換油的燃氣機油，未滿足眾多主機廠，尤其最具代表性的cummins最新燃氣專用機油ces20092規定6萬公里換油期的要求。
9.基于對上述現有技術的分析，本領域仍需開發更為適合的燃氣發動機油或復合劑，以滿足其具備優異的抗磨性、抗氧化性、堿保持性，且成本合適、符合相關機油標準的要求。
5.00％。
35.酚酯型是無灰高溫抗氧劑，有利于抑制氧化、高溫沉積物或油泥。當酚酯型抗氧劑與二烷基二苯胺復合后，發揮更好的協同作用，延緩在用油的氧化變質。
36.進一步，所述抗氧抗腐劑為硫磷雙辛伯烷基鋅鹽和硫磷二仲烷基鋅鹽；所述硫磷雙辛伯烷基鋅鹽和所述硫磷二仲烷基鋅鹽的質量比為1-1.5：0.8-1.3；所述硫磷雙辛伯烷基鋅鹽中的p含量為7.5％-8.8％，所述硫磷二仲烷基鋅鹽中的p含量為7.5％-8.7％。
37.硫磷雙辛伯烷基鋅鹽更適合于在高溫、磨損等苛刻環境中工作，硫磷二仲烷基鋅鹽往往表現出優異的抗磨性能，伯仲混合后，既防止在用油黏度增長，還可有效保護凸輪挺桿磨損。
38.第二方面，本發明還提供上述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法，包括：向調合釜中加入分散劑、高堿值硼酸鹽和抗氧劑；攪拌升溫至55-65℃，在500-700rpm下攪拌至均勻；然后在60-65℃下加入抗氧抗腐劑和基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到所述燃氣發動機油復合劑。
39.第三方面，本發明提供一種燃氣發動機油，包括如下質量百分比的組分：
40.10.0％上述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法制備的燃氣發動機油復合劑；
41.6.8％-7％粘度指數改進劑；
42.0.2％-0.3％抗凝劑；
43.余量為基礎油。
44.進一步，所述燃氣發動機油，包括如下質量百分比的組分：
45.10.0％上述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法制備的燃氣發動機油復合劑；
46.6.8％粘度指數改進劑t614；
47.0.3％抗凝劑viscoplex 1-248；
48.82.9％ⅰ類或ⅱ類基礎油。
49.本發明的有益效果在于：
50.1、本發明提供的燃氣發動機油復合劑、燃氣發動機油具有優異的抗磨性能，可以有效降低設備磨損，延長燃氣發動機使用壽命；
51.2、本發明提供的燃氣發動機油復合劑、燃氣發動機油具有優異的抗氧化性能，有效抑制油品老化，延長燃氣發動機換油周期；
52.3、本發明提供的燃氣發動機油復合劑、燃氣發動機油具有優異的堿保持性能，也可適用于極為苛刻的工況，為發動機的正常運行保駕護航；
53.4、本發明提供的燃氣發動機油復合劑、燃氣發動機油不使用含鋇、含氯等對環境污染嚴重的添加劑，屬于環境友好型添加劑；
54.5、本發明提供的燃氣發動機油，其中抗氧劑在成品油中的質量占比為0.6％-2％，較現有燃氣發動機油更符合標準；
55.6、本發明提供的含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑、燃氣發動機油較相關現有技術成本更低，且符合燃氣專用機油ces20092規定的6萬公里換油期要求。
具體實施方式
56.下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
57.需要說明的是，這些實施例僅用于說明本發明，而不是對本發明的限制，在本發明的構思前提下本方法的簡單改進，都屬于本發明要求保護的范圍。
58.本發明提供一種含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，燃氣發動機油復合劑由如下質量百分比的組分制得：
59.35％-70％的分散劑；
60.15％-35％的高堿值硼酸鹽；
61.6％-20％抗氧劑；
62.6％-14％抗氧抗腐劑；
63.2％-5％基礎油；
64.更優的，可為：
65.35％-60％的分散劑；
66.20％-30％的高堿值硼酸鹽；
67.8％-20％抗氧劑；
68.8％-10％抗氧抗腐劑；
69.3％-5％基礎油。
70.其中：分散劑優選為單烯基聚異丁烯丁二酰亞胺和高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺；單烯基聚異丁烯丁二酰亞胺與所述高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺的質量比為2.5-3：2-2.5；單烯基丁二酰亞胺中n含量為2.1％，所述高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺中n含量為1.1％；
71.高堿值硼酸鹽優先為硼化高堿值烷基水楊酸鎂；
72.抗氧劑優選為丁基-辛基二苯胺和酚酯型抗氧劑；丁基-辛基二苯胺和酚酯型抗氧劑的質量比為0.5-1.0：1.0-1.5；丁基-辛基二苯胺中的n含量為4.30％-5.00％。
73.抗氧抗腐劑優選為硫磷雙辛伯烷基鋅鹽和硫磷二仲烷基鋅鹽；硫磷雙辛伯烷基鋅鹽和所述硫磷二仲烷基鋅鹽的質量比為1-1.5：0.8-1.3；硫磷雙辛伯烷基鋅鹽中的p含量為7.5％-8.8％，硫磷二仲烷基鋅鹽中的p含量為7.5％-8.7％。
74.上述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法，包括：向調合釜中加入分散劑、高堿值硼酸鹽和抗氧劑；攪拌升溫至55-65℃，在500-700rpm下攪拌至均勻；然后在60-65℃下加入抗氧抗腐劑和基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到所述燃氣發動機油復合劑。
75.一種燃氣發動機油，包括：(所占比例均由質量比表示)
76.10.0％上述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑；
77.6.8％粘度指數改進劑；
78.0.3％抗凝劑；
79.82.9％基礎油。
80.本發明采用以下組分制得的復合劑進行效果說明：
81.組分實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5分散劑70％60％50％40％35％
硼化高堿值烷基水楊酸鎂15％20％25％28％35％抗氧劑6％8％12％16％20％抗氧抗腐劑6％8％10％14％10％基礎油3％4％3％2％-[0082][0083][0084]
實施例一
[0085]
向調合釜中加入70.0％分散劑、15.0％硼化高堿值烷基水楊酸鎂和6.0％抗氧劑；
攪拌升溫至55-℃，在600rpm下攪拌至均勻；然后在65℃下加入6.0％抗氧抗腐劑和3.0％基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到燃氣發動機油復合劑。
[0086]
實施例二
[0087]
向調合釜中加入60.0％分散劑、20.0％硼化高堿值烷基水楊酸鎂和8.0％抗氧劑；攪拌升溫至65℃，在500rpm下攪拌至均勻；然后在65℃下加入8.0％抗氧抗腐劑和4.0％基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到燃氣發動機油復合劑。
[0088]
實施例三
[0089]
向調合釜中加入50.0％分散劑、25.0％硼化高堿值烷基水楊酸鎂和12.0％抗氧劑；攪拌升溫至65℃，在600rpm下攪拌至均勻；然后在60℃下加入10.0％抗氧抗腐劑和3.0％基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到燃氣發動機油復合劑。
[0090]
實施例四
[0091]
向調合釜中加入40.0％分散劑、28.0％硼化高堿值烷基水楊酸鎂和16.0％抗氧劑；攪拌升溫至55℃，在500rpm下攪拌至均勻；然后在60℃下加入14.0％抗氧抗腐劑和2.0％基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到燃氣發動機油復合劑。
[0092]
實施例五
[0093]
向調合釜中加入35.0％分散劑、35.0％硼化高堿值烷基水楊酸鎂和20.0％抗氧劑；攪拌升溫至65℃，在500rpm下攪拌至均勻；然后在65℃下加入10.0％抗氧抗腐劑，繼續攪拌至均勻，過濾得到燃氣發動機油復合劑。
[0094]
實施例六
[0095]
利用實施例1-5以及對比實施例1-8基于下表，配置成品油：
[0096]
組分sae 15w-40復合劑10.0％ⅱ類基礎油82.9％粘度指數改進劑t6146.8％viscoplex 1-2480.3％
[0097]
對上述成品油進行抗氧化性能、抗銅腐蝕性能、高溫抗氧清凈性能、實際應用等評價。
[0098]
高溫銅腐蝕對比
[0099]
按照sh/t 0754—柴油機油在135℃下腐蝕性能評定法，試驗條件為135℃、168h，測試樣品的高溫銅腐蝕情況，銅片評級越低且銅含量越低，油品的抗銅腐性越好。實驗結果見下表：
[0100][0101][0102]
重負荷燃氣車輛主要用于遠距離貨物運輸，長期處于高負荷、高轉速的狀態，對軸瓦材料機械性能要求比較嚴格。另外，隨著發動機功率的不斷提高，傳統的錫鉛合金軸瓦已經不再適用，目前更受歡迎的是機械強度好的銅鉛合金。經過在實驗室模擬實施例以及對比例的高溫銅腐時情況，并通過表中的試驗結果可以得出：實施例1-5和對比例5-8中不僅含有硼化高堿值烷基水楊酸鎂，還含單烯基聚異丁烯丁二酰亞胺與高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺的復合分散劑，使得其抗鉛、銅腐蝕的綜合性能較好；而對比例1-2中雖然也是聚異丁烯丁二酰亞胺與高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺的復合分散劑，但是清凈劑分別為高堿值磺酸鎂、高堿值水楊酸鎂，其抗鉛、銅腐蝕的綜合性能降低。對比例3-4中雖然含有硼化高堿值烷基水楊酸鎂，但是分別只含單烯基聚異丁烯丁二酰亞胺、高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺一種分散劑，其抗鉛、銅腐蝕性能也降低，尤其是抗鉛腐蝕性能最差。
[0103]
高溫氧化清凈性對比
[0104]
按照nb/sh/t 0834—發動機油適度高溫活塞沉積物的測定(熱氧化模擬試驗法mht)，試驗條件為285℃、24h，測試樣品的高溫氧化清凈性，沉積物質量越小，油品抗氧化清凈性越好。實驗結果見下表：
[0105][0106][0107]
我們將利用teost mht-4實驗裝置在實驗室進行氧化清凈性評價，由表中實驗數據可以得出：實施例1-5和對比例3-4、7-8中不僅含有硼化高堿值烷基水楊酸鎂，還含有丁基-辛基二苯胺與酚酯型復合抗氧劑，使得其高溫氧化清凈性較優。對比例1-2中雖然也含有丁基-辛基二苯胺與酚酯型的復合抗氧劑，但是清凈劑分別為高堿值磺酸鎂、高堿值水楊酸鎂，導致其高溫清凈性能降低。對比例5-6中雖然使用硼化高堿值烷基水楊酸鎂，但是分別只含丁基-辛基二苯胺與酚酯型一種抗氧劑，其高溫清凈性并不突出。
[0108]
抗磨性對比
[0109]
根據sh/t 0189潤滑油抗磨損性能測定法(四球機法)對樣品進行抗磨性評價(實驗條件為：392n、75℃、1200r/min、60min)，實驗結果為磨斑直徑，磨斑直徑越小，表示試樣抗磨性能越好具體結果見下表：
[0110][0111][0112]
由表中的磨損數據可以得出：實施例1-5和對比例1-6中含有硫磷雙辛伯烷基鋅鹽與硫磷二仲烷基鋅鹽的復合抗氧抗腐劑，均體現出良好的抗磨損性能。而對比例7-8中僅分別含有硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、硫磷二仲烷基鋅鹽一種抗氧抗腐劑，其抗磨損性能并不理想。其原因可能是硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、硫磷二仲烷基鋅鹽復合后能抑制發動機油漆膜、油泥、環槽黏附物的生成，減緩氣缸、環槽、凸輪和閥桿的磨損，還能預防軸承腐蝕。
[0113]
實際應用(道路行車試驗)
[0114]
按照gb/t7607—柴油機油換油指標。
[0115][0116]
申請號201410322579.3名為《一種長壽命燃氣汽車發動機潤滑油》的發明專利公開了一種使用壽命長，可達4萬公里換油的燃氣機油，未滿足眾多主機廠，尤其最具代表性的cummins最新燃氣專用機油ces20092規定6萬公里換油期的要求。通過表中試驗結果可以得出實施例3燃氣發動機油道路行車試驗換油期可延長至6萬公里。
[0117]
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。
技術特征：
1.一種含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述燃氣發動機油復合劑由如下質量百分比的組分制得：35％-70％的分散劑；15％-35％的高堿值硼酸鹽；6％-20％抗氧劑；6％-14％抗氧抗腐劑；0％-5％基礎油。2.根據權利要求1所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述燃氣發動機油復合劑由如下質量百分比的組分制得：35％-60％的分散劑；20％-30％的高堿值硼酸鹽；8％-20％抗氧劑；8％-10％抗氧抗腐劑；3％-5％基礎油。3.根據權利要求1所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述燃氣發動機油復合劑由如下質量百分比的組分制得：50％的分散劑；25％的高堿值硼酸鹽；12％抗氧劑；10％抗氧抗腐劑；3％基礎油。4.根據權利要求1所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述分散劑為單烯基聚異丁烯丁二酰亞胺和高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺；所述單烯基聚異丁烯丁二酰亞胺與所述高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺的質量比為2.5-3：2-2.5；所述單烯基丁二酰亞胺中n含量為2.1％，所述高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺中n含量為1.1％。5.根據權利要求1所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述高堿值硼酸鹽為硼化高堿值烷基水楊酸鎂。6.根據權利要求1所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述抗氧劑為丁基-辛基二苯胺和酚酯型抗氧劑；所述丁基-辛基二苯胺和酚酯型抗氧劑的質量比為0.5-1.0：1.0-1.5；丁基-辛基二苯胺中的n含量為4.30％-5.00％。7.根據權利要求1所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑，其特征在于，所述抗氧抗腐劑為硫磷雙辛伯烷基鋅鹽和硫磷二仲烷基鋅鹽；所述硫磷雙辛伯烷基鋅鹽和所述硫磷二仲烷基鋅鹽的質量比為1-1.5：0.8-1.3；所述硫磷雙辛伯烷基鋅鹽中的p含量為7.5％-8.8％，所述硫磷二仲烷基鋅鹽中的p含量為7.5％-8.7％。8.權利要求1-7任一所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法，其特征在于，包括：向調合釜中入分散劑、高堿值硼酸鹽和抗氧劑；攪拌升溫至55-65℃，在500-700rpm下攪拌至均勻；然后在60-65℃下加入抗氧抗腐劑和基礎油，繼續攪拌至均勻，過濾得到所述燃氣發動機油復合劑。
9.一種燃氣發動機油，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：10.0％權利要求8所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法制備的燃氣發動機油復合劑；6.8％-7％粘度指數改進劑；0.2％-0.3％抗凝劑；余量為基礎油。10.根據權利要求9所述燃氣發動機油，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：10.0％權利要求8所述含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑的制備方法制備的燃氣發動機油復合劑；6.8％粘度指數改進劑t614；0.3％抗凝劑viscoplex 1-248；82.9％ⅰ類或ⅱ類基礎油。
技術總結
本發明涉及機油技術領域，具體涉及一種含高堿值硼酸鹽的燃氣發動機油復合劑及其制備方法，本發明燃氣發動機油復合劑由如下質量比的組分制得：35％-70％的分散劑、15％-35％的高堿值硼酸鹽、6％-20％抗氧劑、6％-14％抗氧抗腐劑和0％-5％基礎油；本發明方法通過向調合釜中加入分散劑、高堿值硼酸鹽和抗氧劑，攪拌升溫至55-65℃，在500-700rpm下攪拌至均勻，然后在60-65℃下加入抗氧抗腐劑和基礎油，攪拌均勻、過濾得到燃氣發動機油復合劑；本發明燃氣發動機油復合劑、燃氣發動機油具有良好的抗磨性、抗氧化性、堿保持性和環境友好性，且成本低，符合燃氣專用機油CES20092規定的6萬公里換油期要求。里換油期要求。
