一种节能型长寿命汽油机油.doc

1、说 明 书100002 2010.21一种节能型长寿命汽油机油技术领域本发明涉及一种节能型长寿命汽油机油，具体是一种燃料经济性好，换油期长，且对环 境污染小，能有效降低发动机摩擦损失的全合成汽油机油，属车用发动机润滑油研究领域。技术背景随着汽车的飞速发展，人们对车速的追求和车的保养要求越来越高，汽车润滑油市场的竞争亦越演越烈，节能、环保、减排、长寿命将成为新一代汽车润滑油发展的新方向，合成润滑油也将因此更多的被用于发动机油的润滑保护。与矿物油相比，合成油具有优异的低温泵送性及流动性，抗高温氧化、抗剪切、抗磨损能力更强。合成油粘度变化受温度影响很小，既能在低温环境中流动顺畅，也能在高温环境中保持

2、适当的粘度，减少发动机磨损，延长发动机使用寿命。另外，合成油提炼纯度高，在发动机持续高温运作下，不易氧化分解生成油泥和积碳，其劣化速度比矿物油慢 50%，使用时效(换油期)更长，一般使用矿物油的车行驶50006000 公里就必须换油，而合成机油的换油里程可延至 800010000 公里，甚至更长。此外，相比于合成油，传统矿物油含有更多的非理想组分，如硫、活性物、不稳定的 烃类和其它污染物，这些组分无法通过原油的传统精炼工艺完全去除，对成品油的质量会造成极大的影响。合成润滑油因其显著的性能优势将成为了润滑油市场推广的重点，也将被越来越多的用户熟知并使用。为提高润滑油的使用性能，除选择优质的基础油

3、外，还需加入一定的功能添加剂以改善油品的质量。如向发动机油中加入适量二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)能有效改善发动机油的抗氧、抗腐、抗磨等多种性能，因此 ZDDP 是目前使用的最为普遍的多效添加剂。但 ZDDP 是机油中磷元素的主要来源，过高的磷含量会导致汽车尾气控制装置三元催化转化器中的活性物中毒而失效，丧失尾气净化功能，故 ZDDP 的使用量必须大幅度降低。在国际润滑剂标准化及审查委员会(ILSAC)制定的 GF-4 规格中，磷含量要求不超过 0.08%，而更为严格的 GF-5轿车发动机油中磷含量要求控制在 0.05%以内。因此开 发研制出新型无磷高效抗氧剂来代替或部分代替 ZDDP 迫在眉

4、睫，目前主要的 发展方向是酚型或胺型抗氧剂。纳米科技的发展也给润滑油添加剂的发展带来了新的研究领域。纳米物质由于量子尺寸效应和表面效应，在摩擦表面以纳米颗粒或纳米膜的形式存在，具有良好的润滑性能和减磨性能。在发动机油中加入纳米材料可显著减小接触面的摩擦系数，降低能耗，提高机油的承载能力，同时对已腐蚀破损的摩擦面可进说 明 书100002 2010.22行物理性修复，有效延长发动机引擎和机械寿命。已有科研人员开展了这方面的研究工作，如向发动机油中添加纳米金属粉、纳米金属氧化物、纳米金属氢氧化物、纳米氟化稀土等物质来改善机油的润滑保护效果。纳米材料作为润滑油添加剂的研究还处于起步阶段，它的应用对于

5、提高发动机油的使用性能，降低机械部件的磨损有着非常重要的意义。随着汽车拥有量的剧增，其引起的能源消耗和尾气排放对环境的污染十分惊人，各国均已制定相应的政策法规对此进行控制。随着国三标准的实施，我国车用润滑油又遇到新的挑战。向更低粘度、更苛刻的挥发性要求，更好的燃料经济性的节能型发展是目前发动机油的一个显著的发展趋势。发动机工作中燃料燃烧产生的有效能量 60%损失到汽缸冷却和排气过程中， 40%用作动力，而提供动力的有效能量中 25%均损失在摩擦中。由此可 见，提高发动机油性能，减少摩擦损失是提高燃料经济性的有效途径。同时为节约不可再生的石油资源，也需要提高机油的使用性能，延长其换油期。有专利：

6、一种节能环保润滑油，专利号200410013726.5，通过多种减磨剂的协同作用进一步降低摩擦系数，提高减磨增效协同作用温度来改进发动机油的性能，从而起到节能环保的作用。又如专利：节能减磨汽油机油，专利号：200810151216.2，在机油中加入聚六氟乙烯微粉，使机油产生超强的抗磨减磨保护，有效抵御冷启动磨损和高、低温磨损，使机件磨损降低 80%以上，延长发动机寿命 13 倍。从研制高性能发动机油入手，合理调配发动机油的配方组成，减少发动机各部件的摩擦阻力，提高燃料燃烧利用率，将是降低汽车能耗和环境污染的重要途径。尤其在当下提倡低碳经济的时代，节能型长寿命发动机油将受到人们越来越多的青睐，

7、拥有广阔的发展前景。发明内容本发明公开一种节能型长寿命汽油机油，属全合成机油，满足 API SM、 ILSAC GF-4 及 SAEJ300 规格指标要求，燃料经济性好，换油期长。采用聚 -烯烃(PAO)、多元醇 酯复配用作合成基 础油，倾 点低，粘度指数高，能 显著减少摩擦系数，高温抗氧化性、抗剪切安定性及低温流动性大大优于类、类基础油，同时具有一定的降解性，减少对环境的危害。采用酚型抗氧剂与 ZDDP 适当比例复配，能产生较好的协同配伍效应，不仅具有优异的抗氧减磨作用，而且部分替代 ZDDP，降低机油中的硫、磷含量，防止尾气处理装置中催化剂中毒；添加高碱值金属清洁剂及高分子无灰分散剂，能明

8、显提高机油的酸中和能力，使汽油机油具有优异的高、低温清洁分散性，有效抑制发动机中油泥和积碳的产生。添加纳米级摩擦改进剂，有效降低摩擦系数，增强油膜的承载能力，降低能耗，可自说 明 书100002 2010.23行修复磨损表面，延长发动机的使用寿命。本发明公开的一种节能型长寿命汽油机油，按各组分重量份配比如下：合成基础油 85.092.0 份复合抗氧剂 0.53.0 份金属清洁剂 0.51.5 份无灰分散剂 2.05.0 份纳米级摩擦改进剂 0.050.5 份粘度指数改进剂 2.08.0 份降凝剂 0.21.0 份所述的合成基础油按重量份配比为：聚 -烯烃多元醇酯=51515，其中聚 -烯烃为

9、PAO7、PAO8、PAO9 中的至少一种；多元醇酯为上海道普化学国际贸易有限公司提供的 PriEco 3000、PriEco 3004、PriEco 3009 中的至少一种；所述的复合抗氧剂按重量份配比为：酚型抗氧剂ZDDP=11015，其中酚型抗氧剂由北京泽华化学工程有限公司提供的多环屏蔽酚抗氧剂 Ethanox 4702、 多环 屏蔽酚抗氧剂 Ethanox 4710、受阻酚酯抗氧剂 Ethanox 4716 中的至少一种；ZDDP 为兰州路博 润兰炼添加剂有限公司提供的异丙基异辛基二硫代磷酸锌 LZL205；所述的金属清洁剂为高碱值烷基水杨酸钙、高碱值硫化烷基酚钙中的至少一种；所述的无

10、灰分散剂为双酐无灰分散剂 T157、高分子聚异丁烯基丁二酰亚胺T161A 中的至少一种；所述的纳米级摩擦改进剂为纳米铜摩擦改进剂、纳米镍摩擦改进剂、纳米钼摩擦改进剂中的至少一种；所述的粘度指数改进剂为润英联公司提供的氢化苯乙烯双烯共聚物SV260、SV261、SV277 的至少一种；所述的降凝剂为烷基萘 T801、聚丙烯酸酯 T814 中的至少一种；本发明公开的一种节能型长寿命汽油机油的制备方法如下：按重量份配比，将合成基础油投入调合釜中，启动搅拌，加热至 6070；依次投入降凝剂、粘度指数改进剂，复合抗氧剂、金属清洁剂、无灰分散剂，在400800r/min 的转速下 搅拌混合均匀；投入纳米级

11、摩擦改进剂，在6001000r/min 的转速下保持原来温度继续搅拌 3050 分钟；静置沉降 1 小时，即得成品。本发明公开的一种节能型汽油机油与市面上其他汽油机油相比，具有以下说 明 书100002 2010.24优势：1.聚 -烯烃(PAO)与多元醇酯复配作合成基础油，具有优异的高温抗氧化性、抗剪切性及低温流动性，粘温性好，挥发损失小，有效延长油品的时效性，同时具有一定的生物降解性，减少对环境的危害。2.采用酚型抗氧剂与 ZDDP 适当比例复配，能 产生很好的协同配伍效应，不仅具有优异的抗氧减磨作用，而且部分替代 ZDDP，降低机油中的硫、磷含量，防止尾气处理装置中催化剂中毒。3.添加高

12、碱值金属清洁剂及高分子无灰分散剂，能明显提高机油的酸中和能力，具有优异的高、低温清洁分散性，有效抑制发动机中油泥和积碳的产生。4.添加纳米级摩擦改进剂，有效降低摩擦系数，增强油膜的承载能力，降低能耗，可自行修复磨损表面，延长发动机的使用寿命。具体实施实施方式 1：按重量份配比，将合成基础油(PAO8PriEco 3004=52)88 份投入调合釜中，启动搅 拌，加 热至 65；依次投入 T801 0.45 份、SV260 5.4 份，复合抗氧剂(Ethanox 4702LZL205=31)2.0 份、高碱 值烷基水杨酸钙 1.0 份、T157 3.0 份，在 500r/min 的转速下 搅拌混

13、合均匀；投入纳米铜摩擦改进剂 0.15 份，在800r/min 的转速下保持原来温度继续搅拌 40 分钟；静置沉降 1 小时，即得成品。实施方式 2：按重量份配比，将合成基础油(PAO9PriEco 3009=32)90 份投入调合釜中，启动搅 拌，加 热至 70；依次投入 T814 0.3 份、SV261 5.5 份，复合抗氧剂( Ethanox 4710LZL205=41)1.5 份、高碱 值硫化烷基酚钙 0.9 份、T161A 1.5份，在 700r/min 的转速下 搅拌混合均匀；投入 纳米钼摩擦改进剂 0.3 份，在700r/min 的转速下保持原来温度继续搅拌 30 分钟；静置沉降

14、 1 小时，即得成品。实施方式 3：按重量份配比，将合成基础油(PAO7PriEco 3000=83)86 份投入调合釜中，启动搅 拌，加 热至 60；依次投入 T814 0.58 份、SV277 6.4 份，复合抗氧剂( Ethanox 4716LZL205=51)2.4 份、高碱值硫化烷基酚钙 1.3 份、T161A 3.1份，在 600r/min 的转速下 搅拌混合均匀；投入 纳米钼摩擦改进剂 0.22 份，在900r/min 的转速下保持原来温度继续搅拌 50 分钟；静置沉降 1 小时，即得成品。主要原材料技术指标1.PAO7说 明 书100002 2010.25运动粘度(100 ，c

15、st)：7.0倾点() ：-422.PAO8运动粘度(100 ，cst)：7.9倾点() ：-553.PAO9运动粘度(100 ，cst)：9.0倾点() ：-364.PriEco 3000上海道普化学国际贸易有限公司提供运动粘度(100 ，cst)：4.34.6粘度指数：135倾点() ：-405.PriEco 3004上海道普化学国际贸易有限公司提供运动粘度(100 ，cst)：18.2粘度指数：140倾点() ：-336.PriEco 3009上海道普化学国际贸易有限公司提供运动粘度(100 ，cst)：5.0粘度指数：134倾点() ：-587.LZL205兰州路博润兰炼添加剂有限公司

16、提供8.Ethanox 4702、 Ethanox 4710、Ethanox 4716北京泽华化学工程有限公司提供9.高碱值烷基水杨酸钙运动粘度(100 ，cst)：100160总碱值(mgKOH/g)：32010.高碱值硫化烷基酚钙运动粘度(100 ，cst)： 200总碱值(mgKOH/g)：28011.T157说 明 书100002 2010.26碱值(mgKOH/g)：32.5氮含量(%)：0.512.T161A碱值(mgKOH/g)：20氮含量(%)：1.013.纳米铜摩擦改进剂、纳米镍摩擦改进剂、纳米钼摩擦改进剂平均粒径(nm) ：40纯度(%)：99.014.SV260、SV26

17、1、SV277润英联公司提供15.T801水份(%)：0.2降凝度() ：1216.T814运动粘度(100 ，cst)： 300降凝度：15。调配一粘度级别为 5W30 的 SM/GF-4 汽油机油，经理化性能检测及模拟台架试验测试，其主要性能指标如下：检测项目 质量指标 检测结果 测试方法100运动粘度，mm 2/s 9.312.5 10.9 GB/T265倾点， 不大于 -35 -38 GB/T3535高温高剪切粘度(150， 106s-1)，mPas 不小于2.9 3.8 SH/T0703SH/T0751磷含量，% 0.060.08 0.073 ASTM机械 杂质(质量分数)，% 不大

18、于 0.01 无 GB/T511程序 V发动机试验轴瓦失重/mg 不大于剪切安定性，运转 10h 后的运动粘度26.49.312.520.110.1SH/T0788检测项目 质量指标 检测结果 测试方法程序G 发动机试验运动粘度增长(40，100h)/% 不大于活塞沉积物评分 不小于1503.51284.8ASTMD7320说 明 书100002 2010.27凸轮加挺杆磨损/mm 不大于热粘环0.060无0.039无程序 A 阀系磨损试验平均凸轮磨损/mm 不大于 0.090 0.083ASTMD6891程序 VG 发动机试验发动机油泥平均评分 不小于摇臂罩油泥评分 不小于活塞裙部漆膜平均评

19、分 不小于发动机漆膜平均评分 不小于机油滤网堵塞/% 不大于热粘环 7.88.07.58.920.0无8.99.38.59.510.7无ASTMD6593程序 B 发动机试验16h 老化后燃料经济性改进评价，FEI1/% 不小于96h 老化后燃料经济性改进评价，FEI2/% 不小于1.81.52.42.1ASTMD6837本发明公开的一种节能型长寿命汽油机油经过四球机模拟试验对比测试发现，加入纳米级摩擦改进剂后，可显著降低摩擦系数，提高机油抗磨能力，有效改善其燃油经济性。 测试结果如下：测试结果参比油 试验油试验方法四球试验最大无卡咬负荷，P B 1108 1212 GB/T3142抗磨性能D

20、392N，60min mm 0.466 0.432 SH/T0198摩擦系数 0.130 0.110 SH/T0072注：参比油中不含纳米级摩擦改进剂，试验油中含 0.15%(质量分数)的纳米铜摩擦改进剂。本发明公开的一种节能型长寿命汽油机油经过三辆金杯车(发动机型号：491Q)25000 公里不同路况实际行车试验发现，行驶过程中，发动机噪音小，运行平稳，各部件磨损小，油泥、 积碳生成速度慢，机油粘度变化小于 10%，碱值下降小于 7%，换油期长达 900012000 公里，路况平坦 时可达 1300014000 公里，油样试 验项 目说 明 书100002 2010.28平均油耗损失小于 0

21、.5L/1000 公里，机油燃料消耗比小于 0.5%。注 意 事 项100002 2010.29一、申请发明专利或者实用新型专利应当提交说明书，一式一份。二、说明书应当打字或者印刷，字迹应当整齐清晰，呈黑色，符合制版要求，不得涂改，字高在 3.5毫米至 4.5 毫米之间，行距在 2.5 毫米至 3.5 毫米之间。说明书首页用此页，续页可使用同样大小和质量相当的白纸。纸张应当纵向使用，只限使用正面，四周应当留有页边距：左侧和顶部各 25 毫米，右侧和底部各 15 毫米。三、说明书第一页第一行应当写明发明创造名称，该名称应当与请求书中的名称一致，并左右居中。发明创造名称与说明书正文之间应当空一行。说明书格式上应当包括下列五个部分，并且在每一部分前面写明标题：技术领域 背景技术 发明内容 附图说明 具体实施方式 说明书无附图的，说明书文字部分不包括附图说明及其相应的标题。说明书文字部分可以有化学式、数学式或者表格，但不得有插图。四、涉及核苷酸或氨基酸的申请，应当将该序列表作为说明书的一个单独部分，并单独编写页码。申请人应当在申请的同时提交与该序列表相一致的光盘或软盘，该光盘或软盘应符合国家知识产权局的有关规定。五、说明书应当在每页下框线居中位置顺序编写页码。