專利名稱：：與生物燃料相容的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于利用生物燃料的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑組合物。
背景技術(shù)：
：近些年來，由于降低全球環(huán)境中C02的貢獻(xiàn)，積極利用由植物衍生和通過生物質(zhì)技術(shù)生產(chǎn)的燃料存在越來越大的動(dòng)力。然而，在組成上它們不一定與現(xiàn)有的化石燃料相似，因此可以預(yù)期生物燃料可能產(chǎn)生許多問題。在內(nèi)燃機(jī)中使用的潤(rùn)滑油領(lǐng)域內(nèi)，在技術(shù)方面進(jìn)行了許多研究，以應(yīng)對(duì)這些問題。在主要用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的醇燃料的情況下，不能避免與水進(jìn)行混合，并且與汽油的情況下相比，發(fā)動(dòng)機(jī)部件受到更大的磨損。由此，已經(jīng)提出了這些問題的解決方案。參見日本特許公開專利5-70786(1993)。在一些情況下，用于機(jī)動(dòng)車輛中的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的生物燃料通過植物油甲酯化生產(chǎn)，在歐洲的法國(guó)、德國(guó)和意大利主要用菜籽油或葵花籽油作為它們的原料，和在美國(guó)主要用大豆油作為它們的原料。在許多情況下，這些燃料通過在輕油中混合約20%進(jìn)行使用。當(dāng)使用這些生物柴油燃料時(shí)，必須牢記有關(guān)這些生物柴油燃料的幾點(diǎn)。它們的一些方面僅從燃料的角度來看需要進(jìn)行改進(jìn)，這是因?yàn)樗鼈兊恼扯群蛢A點(diǎn)太高，和它們由于衍生自植物油而含有許多不飽和脂肪酸因而易于發(fā)生氧化。此外，這些生物柴油燃料可能直接與可食用植物油競(jìng)爭(zhēng)，因此它們不如上述作為汽油替代品的醇燃料研究得那么多，所以很少嘗試改進(jìn)與生物柴油燃料相關(guān)聯(lián)的潤(rùn)滑油。在上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，因?yàn)槭褂昧松锊裼腿剂吓c輕油的混合物，觀察到的現(xiàn)象是生物柴油燃料的未燃部分與潤(rùn)滑油混合，促進(jìn)了潤(rùn)滑油的老化。這導(dǎo)致難以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用潤(rùn)滑油。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使在與生物柴油燃料混合之后也能夠通過在潤(rùn)滑油組合物中組合不同種類的抗氧化劑即酚類抗氧化劑和胺基抗氧化劑，來抑制潤(rùn)滑油老化和特別是潤(rùn)滑油清凈劑性能的劣化。
發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明提供與生物燃料相容的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑組合物，所述潤(rùn)滑組合物包含屬于API基油分類第III類和/或第II類的基油、0.5-5質(zhì)量％的酚類抗氧化劑和0.5-5質(zhì)量％的胺基抗氧化劑，抗氧化劑的總含量為至少2質(zhì)量％。根據(jù)本發(fā)明，即使生物柴油燃料在潤(rùn)滑油中混合之后，也可能通過一起使用不同種類的抗氧化劑即酚類抗氧化劑和胺基抗氧化劑來抑制清凈劑性能的快速劣化和潤(rùn)滑油的加速老化，和因此可能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定使用潤(rùn)滑油。如上所述，機(jī)動(dòng)車輛的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的輕燃料油和生物柴油具有多種明顯的區(qū)別，和根據(jù)文獻(xiàn)(KagakuKogyoNippo[TheChemicalDaily]在2002-04-25出版的"Newbiomassliquidfuelsforthe21stcentury",該文獻(xiàn)的教導(dǎo)經(jīng)此引用并入本文)，它們可3以概述為表l中所示的區(qū)別。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>由表l明顯看出，在上述方面中，生物柴油與輕油明顯不同的是組分氧原子的含量。此外，據(jù)信由于它們含有源自不飽和脂肪酸的雙鍵，因此燃燒反應(yīng)本身不同。另外，可以提及的是，在物理性質(zhì)方面，閃點(diǎn)比輕油高，和它們更易于蒸發(fā)。當(dāng)作為燃料供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，反應(yīng)可能在完全燃燒過程中在基本過程中停止，和未反應(yīng)部分將通常與潤(rùn)滑油混合或未燃組分本身將與潤(rùn)滑油混合，導(dǎo)致潤(rùn)滑油中形成污泥和通過氧化加速潤(rùn)滑油的老化。考慮到這些事實(shí)，當(dāng)僅使用輕油作為燃料時(shí)，潤(rùn)滑油的特征將在于在甚至比暴露于高溫更為苛刻的條件下進(jìn)行使用。對(duì)于本發(fā)明的基油，可能使用任意適合的礦物油或合成油，和通?？赡軉为?dú)或以混合物形式使用屬于API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))基油分類的第III類和第II類的基油。這些第III類和第II類基油包括例如通過對(duì)由原油常壓蒸餾獲得的潤(rùn)滑油餾分進(jìn)行高度加氫精制獲得的鏈烷烴礦物油，通過Isodewax方法(該方法脫蠟并用異鏈烷烴取代通過脫蠟方法生產(chǎn)的蠟)精制的基油，通過Mobil蠟異構(gòu)化方法精制的基油，和通過費(fèi)_托方法合成之后溶劑脫蠟或催化劑脫蠟的所謂的GTL(天然氣制合成油)基油。它們還包括根據(jù)NAD(NationalAdvertisingDivision)的規(guī)則可以稱為"合成油"的那些，NAD負(fù)責(zé)美國(guó)的廣告裁定。酚類抗氧化劑和胺基抗氧化劑一起共混在這些基油中。作為這些酚類抗氧化劑的實(shí)例，可以提及的有2，6-二-叔-丁基苯酚，2，6-二-叔-丁基-p-甲酚，2，6-二-叔-丁基-4_乙基苯酚，2，2'-亞甲基雙(4-甲基-6-叔-丁基苯酚)，2，2'-亞甲基雙(4-乙基-6-叔-丁基苯酚)，4，4'-雙(2，6-二-叔-丁基苯酚)，4，4'-硫代雙(6-叔-丁基-0-甲酚)，和3-(4-羥基-3，5-二-叔-丁基-苯基)丙酸的烷基醇酯例如3-(4-羥基-3，5-二-叔-丁基-苯基)丙酸的6甲基庚醇酯。此外，作為這些胺基抗氧化劑的實(shí)例，可以提及的有二苯胺，p，p'-二辛基二苯胺，P，P'-二壬基二苯胺，P，P'_二(十二烷基)二苯胺，苯基-a-萘胺，p-辛基苯基_a_萘胺，P-壬基苯基_a_萘胺和p-十二烷基苯基-a-萘胺，和它們的混合物。上述二苯胺的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例是二苯胺，其是N-苯基苯胺和2，4，4-三甲基戊烯的反應(yīng)產(chǎn)物。上述酚類抗氧化劑的量為潤(rùn)滑油組合物總量的0.5-5.0質(zhì)量％，和優(yōu)選為0.5-2質(zhì)量％。上述胺基抗氧化劑的量為潤(rùn)滑油組合物總量的0.5-5.0質(zhì)量％，和優(yōu)選為0.5-2質(zhì)量％。對(duì)于上述酚類抗氧化劑和胺基抗氧化劑，如果含量小于0.5質(zhì)量％，則氧化穩(wěn)定性下降，這是不希望的，和如果它超過5質(zhì)量％，則活塞清凈性下降，這通常也是不希望的。酚類抗氧化劑和胺基抗氧化劑分別以上述量進(jìn)行使用，但是同時(shí)還要求兩種抗氧化劑的總量不小于2質(zhì)量％。如果二者的總量小于該值，則將得不到預(yù)期的效果。還可以向該潤(rùn)滑油組合物中按需加入適合的分散劑、極壓劑、清凈劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑和其它添加劑。在另一方面，本發(fā)明提供操作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括用本發(fā)明的潤(rùn)滑組合物潤(rùn)滑柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，和使用生物燃料作為燃料，所述生物燃料優(yōu)選衍生自菜籽油。實(shí)施例生物柴油燃料(BDF)是衍生自菜籽油的甲基酯，和制備該生物柴油燃料使之具有表2中顯示的性質(zhì)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以下組分材料用于制備本發(fā)明實(shí)施方案的實(shí)施例和對(duì)比例。(1)基油屬于API第III類的礦物油(2)酚類抗氧化劑3-(4-羥基-3，5-二-叔-丁基-苯基)丙酸的6甲基庚醇都(3)胺基抗氧化劑二苯胺，為N-苯基苯胺和2，4，4-三甲基戊烯的反應(yīng)產(chǎn)物(4)添加劑包含分散劑、ZnDTP和清凈劑的添加劑。實(shí)施例1-4,對(duì)比例1-6利用上述組分材料，根據(jù)表3和4制備實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-6的潤(rùn)滑油組合物。上述對(duì)比例6是機(jī)動(dòng)車輛中使用的含有JASO(EngineOilStandardsImplementationPanel)DH-2級(jí)別柴油燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)油的組合物。在每種情況下，共混的各組分的量以質(zhì)量％表示。MM為了觀察實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-6的潤(rùn)滑油組合物的性能，在28(TC下，在針對(duì)100質(zhì)量％的每種潤(rùn)滑油組合物加入5質(zhì)量％的生物柴油燃料的負(fù)載條件下，進(jìn)行熱管測(cè)試(根據(jù)JPI-5S-55-99;日本石油學(xué)會(huì)用于測(cè)定高溫沉積物的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試)。對(duì)熱管測(cè)試的評(píng)價(jià)分為0-10，0.5作為最小單位，7和7以上設(shè)定為合格。測(cè)試結(jié)果結(jié)果顯示在表3禾P4中。表3實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4基油868585.582酚類抗氧化劑1.01.51.52.0胺基抗氧化劑1.01.51.04.0添加劑包12121212總計(jì)100100100100混合的BDF5555熱管評(píng)分7.07.07.07.5表4對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4對(duì)比例5對(duì)比例6基油8885.584.585.586.588酚類抗氧化劑2.50.5胺基抗氧化劑2.53.51.06<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>評(píng)價(jià)當(dāng)一起使用酚類抗氧化劑和胺基抗氧化劑(如實(shí)施例1-4中所示)、各自的量不小于1質(zhì)量％和總量不小于2質(zhì)量％時(shí)，在所有情況下，在熱管測(cè)試中均獲得7或更高的評(píng)價(jià)，很明顯這些潤(rùn)滑油組合物在與生物燃料混合后不易老化。在對(duì)比例1的情況下沒有添加抗氧化劑，和熱管評(píng)分不好，為1.0。對(duì)比例2僅使用2.5質(zhì)量％的胺基抗氧化劑，雖然總量超過2質(zhì)量％，但是熱管評(píng)分不好，為2.0。對(duì)比例3中加入了比對(duì)比例2更多的胺基抗氧化劑，但是熱管評(píng)分僅上升至5.0。對(duì)比例4僅使用2.5質(zhì)量％的酚類抗氧化劑，雖然總量超過2質(zhì)量％，但是熱管評(píng)分不好，為3.0。對(duì)比例5一起使用了兩種抗氧化劑，但是總量小于2質(zhì)量％和因此熱管評(píng)分不好，為2.5。因此對(duì)于對(duì)比例1-5任一個(gè)來說，均沒有獲得令人滿意的效果。對(duì)比例6沒有混合生物燃料，和即使沒有使用酚類抗氧化劑或胺基抗氧化劑，熱管評(píng)分也為7.0，因此它可以視為獲得了令人滿意的效果。權(quán)利要求一種與生物燃料相容的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑組合物，所述潤(rùn)滑組合物包含屬于API基油分類第III類和/或第II類的基油、0.5-5質(zhì)量％的酚類抗氧化劑和0.5-5質(zhì)量％的胺基抗氧化劑，抗氧化劑的總含量為至少2質(zhì)量％。2.權(quán)利要求l的潤(rùn)滑組合物，其中所述酚類抗氧化劑是3-(4-羥基-3，5-二-叔-丁基-苯基)丙酸的6-甲基庚醇酯。3.權(quán)利要求1或2的潤(rùn)滑組合物，其中所述胺基抗氧化劑是二苯胺，該二苯胺為N-苯基苯胺和2，4，4-三甲基戊烯的反應(yīng)產(chǎn)物。4.權(quán)利要求l-3任一項(xiàng)的潤(rùn)滑組合物，其中柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的生物燃料衍生自菜籽油。5.權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)的潤(rùn)滑組合物在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的用途。6.權(quán)利要求5的用途，其中在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用生物燃料，優(yōu)選衍生自菜籽油的生物燃料。7.—種操作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括用權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)的潤(rùn)滑組合物潤(rùn)滑柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，和使用生物燃料作為燃料，所述生物燃料優(yōu)選衍生自菜籽油。全文摘要本發(fā)明提供一種與生物燃料相容的用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑組合物，所述潤(rùn)滑組合物包含屬于API基油分類第III類和/或第II類的基油、0.5-5質(zhì)量％的酚類抗氧化劑和0.5-5質(zhì)量％的胺基抗氧化劑，抗氧化劑的總含量為至少2質(zhì)量％。文檔編號(hào)C10M129/10GK101796171SQ200880100097公開日2010年8月4日申請(qǐng)日期2008年7月21日優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日發(fā)明者筱田憲明,長(zhǎng)富悅史申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司