用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油組合物，所述內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油組合物設(shè)計(jì)用于燃料經(jīng)濟(jì)性 和包括羥基值不小于150mgK0H/g的甘油一酸酯（具有與甘油的三個(gè)羥基之一鍵合的脂肪 酸酯的甘油脂肪酸酯）作為摩擦調(diào)節(jié)劑，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)（這些在后文中也可以稱為"發(fā)動(dòng) 機(jī)"）中的燃料經(jīng)濟(jì)性。這為內(nèi)燃機(jī)提供了高性能的潤(rùn)滑油組合物，所述潤(rùn)滑油組合物導(dǎo)致 來自燃料燃燒產(chǎn)生的水蒸汽的冷凝水分散在油中，因此防止發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕或生銹。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗，現(xiàn)代車輛具有當(dāng)車輛在紅綠燈等停車時(shí)熄火的怠速 停止功能，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在城鎮(zhèn)駕駛過程中頻繁停止。因此在去商店等短途過程中發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn) 滑油的溫度不會(huì)充分升高，和在油中混合的水可能蒸發(fā)和排出之前行程結(jié)束。對(duì)于PHV(插 電式混合動(dòng)力）車輛等，由于所需要的開關(guān)轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)車輛在短的通勤或購(gòu)物行 程之后停車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)同樣不會(huì)達(dá)到足夠的溫度。因此通過燃料燃燒產(chǎn)生的水蒸汽與漏氣一 起進(jìn)入機(jī)油箱，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不夠熱，它在機(jī)油箱內(nèi)冷凝形成水滴和混入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中。
[0003] 此外，從降低二氧化碳排放以應(yīng)對(duì)全球變暖的角度來看，近幾年可再生生物燃料 越來越多地用于車用汽油和輕質(zhì)油中。
[0004] 例如，通過將這種可再生生物燃料加入車用汽油中按照日本能源供應(yīng)和安全法案 逐年降低溫室氣體（CO 2)來推行計(jì)劃。事實(shí)上，在2010年，210, 000KL/年的生物燃料（作 為原油當(dāng)量）用于車用汽油中，和計(jì)劃到2017年應(yīng)該使用500, 000KL/年的生物燃料（作 為原油當(dāng)量）。
[0005] 這些生物燃料，具體地說生物乙醇或生物ETBE (乙基叔丁基醚），是用于內(nèi)燃機(jī)的 包含甚至在用于燃料的烴中高比例的氫/碳（H/C)的燃料，和因此產(chǎn)生了比普通燃料更多 的與燃燒相關(guān)的水（水蒸汽）。商用高級(jí)汽油和普通汽油的H/C(氫/碳）比分別為1. 763 和1. 875,這是由石油工業(yè)促進(jìn)中心：2005汽車燃料研宄成果報(bào)告PEC-2005JC-16, 2-14的 表2. 4-1的碳濃度計(jì)算的。如果3%的所述高級(jí)汽油和普通汽油用（生物）乙醇或類似物 取代，則它們的H/C比分別約為1. 80和1. 91。因此，由于在汽油中使用生物燃料H/C提高 了，和盡管由于燃燒產(chǎn)生較少的二氧化碳，但是產(chǎn)生了更多的水蒸汽。類似地，著眼于商用 輕質(zhì)油的H/C比，對(duì)應(yīng)石油工業(yè)促進(jìn)中心：2008關(guān)于汽車燃料14多樣化和有效使用的研宄 和發(fā)展成果報(bào)告的表4. 1. 1-2中的商用輕質(zhì)油2的"基準(zhǔn)"的H/C為1. 91，和根據(jù)交通安 全環(huán)境實(shí)驗(yàn)室，論壇 2011 數(shù)據(jù)，"Adopting trends and traffic research on advanced automotive fuels in the International Energy Agency (IEA) " 的表 2，JIS2 柴油輕質(zhì) 油的H/C為1.927。如果5%的這些燃料用作為典型生物柴油的硬脂酸甲酯取代，則H/C將 提高至約1. 93和盡管燃燒可能產(chǎn)生較少的二氧化碳，但在另一個(gè)方面，將產(chǎn)生更多的水蒸 汽。
[0006] 對(duì)于利用具有高的氫-碳（H/C)比的天然氣、LPG或丙烷燃料運(yùn)行的車輛的發(fā)動(dòng) 機(jī)，情況是類似的。
[0007] 最近的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)（API-SN+RC (資源保護(hù)）和ILSAC GF-5標(biāo)準(zhǔn)）要求即 使使用包含生物乙醇的E85燃料的車輛也應(yīng)該有能力確保任何（冷凝）水或E85燃料乳化 和包含在發(fā)動(dòng)機(jī)油中，因此使來自燃燒的任何水和未燃的乙醇混合在發(fā)動(dòng)機(jī)油中和水滴不 會(huì)沉積在金屬表面上而在它們周圍引起生銹或腐蝕（ASTM D7563 :乳液保持度）。乳液保持 度（乳液穩(wěn)定性）是利用在ASTM D7563中規(guī)定的評(píng)價(jià)步驟的測(cè)試。針對(duì)與發(fā)動(dòng)機(jī)油混合 的任何（冷凝）水或E85燃料等是否不會(huì)沉積在表面上而是保持結(jié)合在乳液形式中沒有分 離出來，從而各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件不會(huì)生銹或腐蝕，該測(cè)試檢查和評(píng)價(jià)了發(fā)動(dòng)機(jī)油的穩(wěn)定性。
[0008] 此外，近幾年，無灰摩擦調(diào)節(jié)劑如脂肪酸酯已經(jīng)開始加入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中從而降 低發(fā)動(dòng)機(jī)中金屬間的摩擦和改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性（特開專利JP2004-155881A ;Trib〇l〇gist， Namiki N，第 48 卷，11 (2003)，903-909)。
[0009] 有機(jī)鉬化合物等通常用作摩擦調(diào)節(jié)劑。但不損害廢氣處理設(shè)備如廢氣催化劑或柴 油顆粒過濾器（DPF)和也不影響環(huán)境的無灰摩擦調(diào)節(jié)劑（即當(dāng)被燃燒時(shí)不留下灰分殘余， 因?yàn)樗鼈儾话厝缃饘倩蛄祝┰诮鼛啄晔莾?yōu)選的。
[0010] 由于加入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的這種無灰摩擦調(diào)節(jié)劑不包含金屬或元素如磷，已知它們 對(duì)廢氣催化劑或廢氣后處理系統(tǒng)的影響很小，和可以容易地用于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中。不利地， 它們具有表面活性劑效果，在一些情況下這可能增強(qiáng)在發(fā)動(dòng)機(jī)油中的抗乳化特性或水可分 離性和更容易地引起水沉積在表面上。令人擔(dān)心的是，通過與發(fā)動(dòng)機(jī)中各個(gè)部分接觸沉積 水將引起生銹或腐蝕。
[0011] 特別地，已知甘油一酸酯無灰摩擦調(diào)節(jié)劑對(duì)于降低摩擦高度有效和適合于發(fā)動(dòng)機(jī) 潤(rùn)滑油組合物，但是如前面所述，如果來自與發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料燃燒相關(guān)的水蒸汽的冷凝水進(jìn) 入發(fā)動(dòng)機(jī)油，這將提高抗乳化特性或水可分離性是令人擔(dān)心的。
[0012] 由于這個(gè)原因，正在尋求一種用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油組合物，這種潤(rùn)滑油組合物不 僅提供顯著的耐磨性和燃料經(jīng)濟(jì)性（低摩擦特征），而且還導(dǎo)致來自燃料燃燒產(chǎn)生的水蒸 氣的冷凝水在油中分散以防止發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕或生銹。
[0013] 本發(fā)明根據(jù)以上情況設(shè)計(jì)和尋求提供用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油組合物，除了提供顯著 的耐磨性和燃料經(jīng)濟(jì)性外，該潤(rùn)滑油組合物導(dǎo)致來自燃料燃燒產(chǎn)生的水蒸汽的冷凝水等分 散在油中，因此防止了發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕或生銹。
[0014] 在檢查作為無灰摩擦調(diào)節(jié)劑用于特定的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油{特別地，至少一種基油選 自API (美國(guó)石油協(xié)會(huì)）基油分類中第2、3和4組的具有在100°C下3-12mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度 和不小于100的粘度指數(shù)的基油}中的具有特定結(jié)構(gòu)的甘油一酸酯的抗乳化特性和水可分 離性時(shí)，本發(fā)明人確定當(dāng)來自與發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料燃燒相關(guān)的水蒸汽的冷凝水與發(fā)動(dòng)機(jī)油混 合時(shí)，具有所述特定結(jié)構(gòu)的甘油一酸酯提高了與前述特定發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油有關(guān)的抗乳化特性 或水可分離性和使得水更容易分離到表面上。因此他們確定使用具有所述特定結(jié)構(gòu)的甘油 一酸酯本身降低了耐生銹或耐腐蝕性，和前述包含具有所述特定結(jié)構(gòu)的甘油一酸酯的特定 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油組合物不符合最近的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)API-SN+RC和ILSAC GF-5。
[0015] 本發(fā)明人還對(duì)改進(jìn)前述特定發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中乳液穩(wěn)定性的方式進(jìn)行了廣范的學(xué) 習(xí)和研宄。他們發(fā)現(xiàn)如果包含至少兩種不同API (美國(guó)石油協(xié)會(huì)）分類的基油的基油混合 物與前述具有特定結(jié)構(gòu)的甘油一酸醋無灰摩擦調(diào)節(jié)劑一起使用，和前述基油混合物的特性 (存在于基油混合物的硫含量和基油混合物中的％ CA等）設(shè)定在特定范圍內(nèi)，則除了顯著 的耐磨性和燃料經(jīng)濟(jì)性以外，該潤(rùn)滑油還表現(xiàn)出改進(jìn)的乳液穩(wěn)定性。因此，他們完善了本發(fā) 明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 根據(jù)本發(fā)明，提供了用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油組合物，其特征在于它包括：
[0017] (A)基油混合物，所述基油混合物包括至少兩種不同API (美國(guó)石油協(xié)會(huì)）分類的 基油，所述基油混合物具有0. 14-0. 7質(zhì)量％的硫含量、根據(jù)ASTM D3238% CA為0. 9-5. 0和 根據(jù)ASTM D3238 % CP為60或更多，和
[0018] (B)甘油一酸酯，所述甘油一酸酯具有8-22個(gè)碳原子的烴基（具有與甘油的三個(gè) 羥基之一鍵合的脂肪酸酯的甘油脂肪酸酯），其中所述甘油一酸酯具有150-300mgK0H/g的 羥基值，和其中所述甘油一酸酯的存在量為0. 3-2. 0質(zhì)量％，以所述組合物的總質(zhì)量計(jì)。
[0019] 優(yōu)選基油混合物㈧包括由API (美國(guó)石油協(xié)會(huì)）分為第1組的基油，所述基油 在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度為3-12mm2/s、粘度指數(shù)為90-120、硫含量為0. 03-0. 7質(zhì)量％、根據(jù) ASTM D3238 % CA為5或更少和根據(jù)ASTM D3238 % CP為60或更多，和存在量為25-50質(zhì) 量％，以所述組合物的總質(zhì)量計(jì)。
[0020] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，這里甘油一酸酯（B)為甘油一油酸酯。
[0021] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，這里本發(fā)明潤(rùn)滑油組合物在l〇〇°C下的運(yùn)動(dòng)粘度為 5. 6_15mm2/s〇
[0022] 優(yōu)選地，本發(fā)明潤(rùn)滑油組合物應(yīng)用于使用H/C比為1. 93-4的燃料的內(nèi)燃機(jī)、裝配 有怠速停止設(shè)備的車輛的內(nèi)燃機(jī)或使用包含生物燃料或生物柴油的燃料的內(nèi)燃機(jī)。
[0023] 遵循本發(fā)明，獲得了用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油組合物，除了提供顯著的耐磨性和燃料 經(jīng)濟(jì)性以外，還有能力作為穩(wěn)定乳液使由于燃料燃燒產(chǎn)生的水蒸汽得到的冷凝水分散在油 中和因此防止發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕或生銹。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油組合物，其特征在于它包括：
[0025] (A)基油混合物，