CN111575085A - Cf级柴油机油组合物、制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CF级柴油机油组合物、制备方法及其用途。主要解决了现有技术中在高温下抗氧化性能与清净性能不足的技术问题。提供一种CF级柴油机油组合物，以重量份数计，包括以下组分：金属清净剂1～6份；分散剂1～6份；抗磨防腐剂0.5～2份；复合抗氧剂0.1～3份；基础油75～95份；其中，所述金属清净剂由以下组分组成：碱值为290～310mgKOH/g的超高碱值酚盐、碱值为380～420mgKOH/g的超高碱值磺酸盐与碱值为25～35mgKOH/g的低碱值磺酸盐，以及对应的制备方法及其在车辆柴油机系统中的应用，较好地解决了该问题。适用于车辆柴油机系统的工业应用中。
Description
技术领域
本发明涉及一种CF级柴油机油组合物、制备方法及其用途。
背景技术
如今，效率、节能和环保受到了人们的日益重视，政府制定了相关的条例对润滑油提出更高的要求，同时内燃机技术日新月异，发动机向小型化、大功率、高速度方向发展，其工况日益苛刻，对机油使用性能的要求也逐渐提高。为了有效地阻止燃料燃烧及车用机油在使用工况下生成有害物质，清净剂在机油中的作用显得尤为重要。清净剂可以有效中和燃料燃烧及机油氧化生成的酸性物质，并通过胶溶和增溶作用使生成的油泥及固体颗粒较均匀稳定地分散在润滑油中，降低氧化物质在发动机表面的成焦倾向，提高柴油机油的抗氧化性能、清净性能，从而达到减缓油品衰败、维持油品使用寿命和防止发动机腐蚀的目的。
对于柴油机而言，由于燃油直喷技术的开发和发动机功率的增加，旧的CD级柴油机油已无法满足实际工况需求，也无法通过活塞环区沉积物、活塞环磨损，大负荷变速状态下粘度变化，腐蚀实验三项台架试验，因此，开发出CF级柴油机油来取代CD级，其不仅适用于以往的重负荷柴油机，同时也能应用于直喷、增压和低排放柴油车，因此应用广泛。但在实际行驶过程中，由于车辆进行高低速交叉行驶，会同时造成高温积炭及低温油泥，这些氧化物质会导致油路堵塞、活塞环磨损等等问题，造成机油使用寿命较短和设备的正常运转，因此CF级柴油机油的抗氧化性和清净性亟待提升。
中国发明专利CN107312593A公开了一种CF级柴油机油组合物，专利CN103710084A公开了一种钙镁复配的CF级柴油机油组合物。上述专利公开的CF级柴油机油组合物的模拟实验结果，均说明其仍存在高温下抗氧化性能与清净性能不足的问题。
文献《CF-415W-40柴油机油在HC4132UPS型柴油机上的考核性研究》、《CF-4和CH-4柴油机油在装载机发动机上的使用性能比较》以及《国产CF-4、CH-4高档柴油机油使用性能的研究》中均说明柴油机油的抗氧化性和清净性仍需进一步提高来增强自身使用性能，从而更好地适应实际应用中的需求。
文献《柴油机油清净性评定台架活塞沉积物生成及对试验运行影响》的实验结果说明，清净性较差的柴油机油会有较高的沉积物生成倾向，出现活塞环失去弹性、气缸表面拉伤以及曲轴箱窜气等现象，在台架试验中造成控制参数异常，在实际应用中则会导致发动机运行异常，因此需要提高CF级柴油机油抗氧化性和清净性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中CF级柴油机油组合物在高温下抗氧化性能与清净性能不足的技术问题，提供一种新的CF级柴油机油组合物，在高温下具有更好的氧化抗氧化性能与清净性能。本发明所有解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的CF级柴油机油组合物的制备方法。本发明所有解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的CF级柴油机油组合物的新用途。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：
一种CF级柴油机油组合物，以重量份数计，包括以下组分：金属清净剂1～6份；分散剂1～6份；抗磨防腐剂0.5～2份；复合抗氧剂0.1～3份；基础油75～95份；其中，所述金属清净剂由以下组分组成：碱值为290～310mgKOH/g的超高碱值酚盐、碱值为380～420mgKOH/g的超高碱值磺酸盐与碱值为25～35mgKOH/g的低碱值磺酸盐。
优选地，所述分散剂为选自丁二酰亚胺分散剂、硼化无灰分散剂或高分子无灰分散剂中的至少一种；和/或所述抗磨防腐剂为选自二烷基二硫代磷酸盐或二烷基二硫代氨基甲酸盐中的至少一种；和/或所述复合抗氧剂为选自胺型抗氧剂、酚型抗氧剂、噻二唑型抗氧剂或氨基甲酸盐类抗氧剂中两种或两种以上的混合物。
上述技术方案中，分散剂可选自T151、T161、T154、T154A、T152等，抗磨防腐剂可选自T202、T203、T205、T323等，复合抗氧剂可选自T501、T512、T534、T535、T552、T536、AZ等。
优选地，所述基础油为选自溶剂精制矿物基础油、加氢精制矿物基础油、聚α-烯烃合成油或聚酯类合成油中的至少一种，例如HVI 150、HVI 500、II4、II6、150SN。
优选地，所述金属清净剂中的超高碱值烷基酚盐、超高碱值磺酸盐与低碱值磺酸盐的质量份数之比为(0.5～1.5)∶(1～4)∶(0.1～1)。
优选地，所述CF级柴油机油组合物，以重量份数计，还包括：黏度指数改进剂5～15份；所述黏度指数改进剂为选自聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物或聚异丁烯中的至少一种。
优选地，所述CF级柴油机油组合物，以重量份数计，还包括：降凝剂0.1～1.0份；所述降凝剂为选自聚甲基丙烯酸酯、烷基萘或聚α-烯烃中的至少一种。
优选地，所述CF级柴油机油组合物，以重量份数计，还包括：抗泡剂0.001～0.2份；所述抗泡剂为选自硅油型抗泡剂、非硅型抗泡剂或复合抗泡剂中的至少一种。
优选地，所述CF级柴油机油组合物，以重量份数计，包括以下组分：金属清净剂3～5份；分散剂3～5份；抗磨防腐剂1～2份；复合抗氧剂0.1～1份；基础油80～91份。
为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：
一种前述的CF级柴油机油组合物的制备方法，包括以下步骤：按所需量取各组份在50～65℃温度下加入基础油中，搅拌0.5～5小时，使其全部溶解，得到所述CF级柴油机油组合物。
为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：
一种前述的CF级柴油机油组合物在车辆柴油机系统中的应用。
本发明提供的一种CF级柴油机油组合物、制备方法及其用途，能够带来以下有益效果：
本发明中的CF级柴油机油组合物采用碱值为290～310mgKOH/g的超高碱值酚盐、碱值为380～420mgKOH/g的超高碱值磺酸盐以及碱值为25～35mgKOH/g的低碱值磺酸盐复配，明显改善CF级柴油机油组合物的抗氧、清净性能，延长油品使用寿命并降低油品在金属表面的结焦倾向，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
【实施例1】
实施例1公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：3份T154；
抗磨防腐剂：1.5份T203；
复合抗氧剂：0.5份T512、0.5份T534；
基础油：55.9份HVI 150与34.1份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T154、T203、T512、T534在60℃温度下加入HVI 150与HVI500基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例2】
实施例2公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.3份；
分散剂：4份T154；
抗磨防腐剂：1.5份T203；
复合抗氧剂：0.5份T512、0.5份T534；
基础油：55.9份HVI 150与33.3份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T154、T203、T512、T534在60℃温度下加入HVI 150与HVI500基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例3】
实施例3公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：5份T154；
抗磨防腐剂：1.5份T203；
复合抗氧剂：0.5份T512、0.5份T534；
基础油：54.9份HVI 150与33.1份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T154、T203、T512、T534在55℃温度下加入HVI 150与HVI500基础油中，搅拌2小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例4】
实施例4公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：3份T154；
抗磨防腐剂：1.5份T203；
复合抗氧剂：0.5份T512、0.5份T534；
黏度指数改进剂：8份T614；
降凝剂：0.2份T814；
抗泡剂：0.01份T901；
基础油：51.7份HVI150与30.1份HVI500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T154、T203、T512、T534、T614、T814以及T901在55℃温度下加入HVI 150与HVI 500基础油中，搅拌3小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例5】
实施例5公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：3份T154A；
抗磨防腐剂：1.5份T202；
复合抗氧剂：0.3份T512、03份T536、0.3份AZ；
基础油：54.9份HVI 150与35.2份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T154A、T203、T512、T534、AZ在60℃温度下加入HVI 150与HVI 500基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例6】
实施例6公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：3份T161；
抗磨防腐剂：1.5份T205；
复合抗氧剂：0.5份T501、0.5份AZ；
基础油：55.9份HVI 150与34.1份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T161、T205、T501、AZ在65℃温度下加入HVI 150与HVI 500基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例7】
实施例7公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：3份T151；
抗磨防腐剂：1.5份T202；
复合抗氧剂：0.5份T552、0.5份T535；
基础油：55.9份HVI 150与34.1份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T151、T202、T552、T535在65℃温度下加入HVI 150与HVI500基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【实施例8】
实施例8公开了一种CF级柴油机油组合物的具体实施方式，以重量份数计，由以下组分组成：
金属清净剂4.5份；
分散剂：3份T152；
抗磨防腐剂：1.5份T205；
复合抗氧剂：0.5份T536、0.5份T501；
基础油：55.9份HVI 150与34.1份HVI 500。
其中，金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值记载于表1中，CF级柴油机油组合物的各个组分与重量份数记载于表2中。
本实施例的CF级柴油机油组合物的制备方法具体如下：
按所需量金属清净剂、T152、T205、T536、T501在65℃温度下加入HVI 150与HVI500基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解，得到CF级柴油机油组合物。
上述制备方法中的金属清净剂是采用表1中各个组分按照比例混合制得。
【对比例1】
同【实施例1】，只是将配方中的超高碱值硫化烷基酚钙等剂量替换为高碱值硫化烷基酚钙，其碱值为250mgKOH/g，具体见表3。
【对比例2】
同【实施例1】，只是将配方中的超高碱值磺酸钙等剂量替换为高碱值磺酸钙，其碱值为300mgKOH/g，具体见表3。
【对比例3】
根据专利CN107312593A，挑选其中抗氧化性能最好的实施例3作为比较例，具体见表3。
【对比例4】
根据专利CN103710084A，挑选其中抗氧化性能最好的实施例7作为比较例，具体见表3。
【实施例9】
实施例9将实施例1～8的CF级柴油机油组合物应用于车辆柴油机系统系统，并对实施例1～8的CF级柴油机油组合物以及对比例1～4的油品进行试验，采用的试验具体如下：
TEOST实验：按照ASTM D7097-06a《发动机油适度高温活塞沉积物的测定热氧化模拟试验法(TEOST MHT)》方法对CF级柴油机油组合物进行18～24小时的氧化实验，试验温度为200～400℃。生成的沉积物质量越小，证明CF级柴油机油组合物的抗氧化性能越好。
曲轴箱模拟实验：按照SH/T 0300-06《曲轴箱模拟试验法》对CF级柴油机油组合物在200～400℃板温、100～200℃油温条件下进行2～3小时试验。成焦板增重量越小，证明CF级柴油机油组合物的清净性能越好。
采用上述方法得到的实施例1～8与对比例1～4的试验数据在下表4中。
表1金属清净剂的各个组分、相应的重量份数以及碱值
其中，金属清净剂的碱值按照SH/T 0251-1993《石油产品碱值测定法(高氯酸电位滴定法)》进行测定。
表4实施例1～8以及对比例1～4的试验结果
| 项目 | TEOST，mg | 曲轴箱模拟试验，mg |
| 实施例1 | 13.4 | 10.8 |
| 实施例2 | 15.7 | 12.1 |
| 实施例3 | 16.5 | 12.4 |
| 实施例4 | 13.4 | 10.7 |
| 实施例5 | 17.2 | 12.9 |
| 实施例6 | 16.8 | 12.5 |
| 实施例7 | 17.1 | 12.5 |
| 实施例8 | 16.9 | 12.6 |
| 比较例1 | 20.4 | 19.5 |
| 比较例2 | 23.2 | 25.6 |
| 比较例3 | 25.4 | 18.6 |
| 比较例4 | 31.5 | 39.3 |
对比表4中的数据可以看出，实施例1～8的TEOST试验的沉积物质量均小于对比例1～4的沉积物质量，实施例1～8的曲轴箱模拟试验的成焦板增重量均小于对比例1～4的成焦板增重量，从而证明本发明的清净性能和抗氧化性能更好。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种CF级柴油机油组合物，以重量份数计，包括以下组分：
金属清净剂1～6份；
分散剂1～6份；
抗磨防腐剂0.5～2份；
复合抗氧剂0.1～3份；
基础油75～95份；
其中，所述金属清净剂由以下组分组成：碱值为290～310mgKOH/g的超高碱值酚盐、碱值为380～420mgKOH/g的超高碱值磺酸盐与碱值为25～35mgKOH/g的低碱值磺酸盐。
2.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于：
所述分散剂为选自丁二酰亚胺分散剂、硼化无灰分散剂或高分子无灰分散剂中的至少一种；
和/或
所述抗磨防腐剂为选自二烷基二硫代磷酸盐或二烷基二硫代氨基甲酸盐中的至少一种；
和/或
所述复合抗氧剂为选自胺型抗氧剂、酚型抗氧剂、噻二唑型抗氧剂或氨基甲酸盐类抗氧剂中两种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于：
所述基础油为选自溶剂精制矿物基础油、加氢精制矿物基础油、聚α-烯烃合成油或聚酯类合成油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于：
所述金属清净剂中的超高碱值烷基酚盐、超高碱值磺酸盐与低碱值磺酸盐的质量份数之比为(0.5～1.5)：(1～4)：(0.1～1)。
5.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于，以重量份数计，还包括：
黏度指数改进剂5～15份；
所述黏度指数改进剂为选自聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物或聚异丁烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于，以重量份数计，还包括：
降凝剂0.1～1.0份；
所述降凝剂为选自聚甲基丙烯酸酯、烷基萘或聚α-烯烃中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于，以重量份数计，还包括：
抗泡剂0.001～0.2份；
所述抗泡剂为选自硅油型抗泡剂、非硅型抗泡剂或复合抗泡剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的CF级柴油机油组合物，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：
金属清净剂3～5份；
分散剂3～5份；
抗磨防腐剂1～2份；
复合抗氧剂0.1～1份；
基础油80～91份。
9.一种权利要求1所述的CF级柴油机油组合物的制备方法，包括以下步骤：
按所需量取各组份在50～65℃温度下加入基础油中，搅拌0.5～5小时，使其全部溶解，得到所述CF级柴油机油组合物。
10.一种权利要求1所述的CF级柴油机油组合物在车辆柴油机系统中的应用。
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- 2020-05-27 CN CN202010464732.1A patent/CN111575085A/zh active Pending
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