專利名稱:固—液綜合潤滑油減磨添加劑的制作方法
本發(fā)明涉及一種增進潤滑油的潤滑性和減磨性的添加劑，特別適用于柴油機，汽油機等內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)上的固-液綜合潤滑油減磨添加劑。
在日常應(yīng)用中，通常為了減少摩擦件的摩擦和磨損的辦法是潤滑。一般是用液體潤滑油或固體潤滑劑將兩個摩擦表面隔開以減少摩擦和磨損。但有它們的局限性，如用液體潤滑油，一般在摩擦面接觸壓力較低時或達到理想的流體潤滑狀態(tài)時，使用尚好。但在啟動、停止時和滑動速度降至零或低速運行形成邊界潤滑狀態(tài)時，摩擦力相應(yīng)增加并產(chǎn)生磨損;同時大量摩擦熱產(chǎn)生，使之摩擦面溫度升高。所以說，一般液體潤滑油還不是一種理想的潤滑劑。用固體潤滑劑，在金屬表面涂層處理，如聚四氟乙烯、石墨、二硫化鉬等都是優(yōu)良的潤滑劑，在低速運行時，優(yōu)于液體潤滑油。但往往會伴隨著接觸部件的磨損，而且價格較昂貴。
近年來國際市場上出現(xiàn)一系列減磨添加劑最新專利產(chǎn)品美國TMT(Total Moter Treatment)、日本NASA101(NASA SOPER OIL TREATMET)、美國TP(TRI-PAK公司)等一系列減磨添加劑，已成為八十年代新產(chǎn)品。美國專利U.S.Patent № 4349444(82年)，3933656(79年)和日本專利“公開特許公報昭53-34808”等對有關(guān)的技術(shù)作了報道。但美國專利僅介紹了主要原料(聚四氟乙烯)及主要穩(wěn)定劑(硅烷、含氟表面活性劑及硅烷衍生物)，至于它的配方組成、組份名稱及添加比例、工藝條件、實施效果等，均未見披露。而日本專利對工藝配方未見報道。八十年代初，國內(nèi)有些單位開始進口和試用TMT、TP等抗磨添加劑。試用后表明添加這些抗磨添加劑后，能減少內(nèi)燃機機械的磨損，降低油耗，延長機油更換期限和減少機器大修次數(shù)。但這類添加劑存在二個較大缺陷。其一是價格昂貴。每罐8盎司(OZS)＝236.6ml裝，售價TMT～TP＝19～42元(折合人民幣);其二是美國的TMT采用硅烷及其衍生物和含氟表面活性劑作為穩(wěn)定劑，它們屬易燃物品，而TP中含有苯類衍生物是有毒物品，它們這些不僅在使用、運輸均不利，並對人體健康、環(huán)境衛(wèi)生等方面都有毒有害的。
本發(fā)明的目的是要改進國內(nèi)外液體潤滑劑、固體潤滑劑和金屬抗磨劑存在的缺陷，取長補短，提供一種節(jié)能減磨，價廉易得，無毒無害的固-液潤滑油減磨添加劑。
本發(fā)明是以如下方法實現(xiàn)的以潤滑油或粘度相當(dāng)?shù)闹行曰A(chǔ)油為載體，添加聚四氟乙烯分散液和聚乙二醇、多元醇型非離子表面活性劑及聚甲基丙烯酸酯粘度指數(shù)改進劑等成份配制而成。具體配制方法如下1.取4～8份(重量比、下同)聚四氟乙烯分散液(濃度15%)，加入1～2份聚乙二醇非離子表面活性劑，搖勻后，將此液加入到20～25份粘度為10～16厘沲/100℃的潤滑油或粘度相當(dāng)?shù)闹行曰A(chǔ)油中混合攪拌均勻，為乳狀液。
2.取40～45份，粘度與上述相同的潤滑油加入2～3份油溶性多元醇非離子表面活性劑和0.5～1份水溶性多元醇非離子表面活性劑和0.5～1份聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，加熱使之完全溶解，再冷卻至室溫，為調(diào)制的中性基礎(chǔ)油。
3.將上述調(diào)制好的中性基礎(chǔ)油緩慢地拌入乳狀液中混合拌勻，即為本發(fā)明固-液綜合潤滑油減磨添加劑。
所說聚四氟乙烯固體潤滑劑，它是一種乳白色的膠狀液，含有60%粒徑為0.1～0.8微米的聚四氟乙烯微粒，這種膠體分散液，一般帶負電，極不穩(wěn)定，電荷不是均勻分布在粒子表面和粒子間，當(dāng)二極粒子相互吸引時就會發(fā)生凝聚，所以必須加穩(wěn)定劑，表面活性劑，粘度指數(shù)改進劑等。使聚四氟乙烯的微粒隨液體潤滑油的循環(huán)，它能在氣缸壁、活塞、活塞環(huán)及軸承的金屬摩擦表面上許多凹陷不平空隙浸透，填補和涂著作用，形成一層平滑、堅固、穩(wěn)定保護膜，使金屬與金屬之間不會相互接觸而發(fā)生焊合或微凸體互嵌，固體潤滑劑復(fù)蓋層在運行中又得到不斷更新和補充。
所說聚乙二醇型非離子表面活性劑是一種易流動膠狀液，它能降低聚四氟乙烯膠體分散液的表面張力，使聚四氟乙烯的微粒不發(fā)生凝聚，使之穩(wěn)定，得到一種乳狀液。
所說油溶性和水溶性的多元醇型非離子表面活性劑是一種粘稠膠狀液，水溶性多元醇型的顏色較淺些，且更粘稠些，它們能降低油水界面的界面張力，增加保護膜的強度，達到親水-憎水平衡，促進乳化。
所說聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑是一種接近無色透明膠狀液，它不僅能增加界面膜粘度阻礙界面上乳化分子的移位，不易凝聚;并能提高其粘度指數(shù)，擴大潤滑油的使用溫度范圍;而且對增進膠體溶液趨于穩(wěn)定亦有一定效果。
所說潤滑油或粘度相當(dāng)?shù)闹行曰A(chǔ)油是一種粘度為10～16厘沲/100℃普通潤滑油。它是配制本發(fā)明添加劑載體(即母液)。
本發(fā)明優(yōu)點(1)由于在金屬、機械的摩擦表面形成一層穩(wěn)定的固體保護膜，增進潤滑，減少摩擦功率損耗，延長內(nèi)燃機使用壽命，減少機油更換期限和機器大修次數(shù)，並減少缸套磨損82%;
(2)由于燃燒完全，降低油耗，節(jié)油率達2～5%;
(3)由于氣缸密封性能提高，氣缸壓力增加，燃燒完善，廢氣排放中一氧化碳、碳氫含量隨之下降，減少對大氣污染;
(4)本發(fā)明選用添加劑原料是價廉易得，無毒無害。
總之，本發(fā)明添加劑彌補了普通潤滑劑的不足之處，又優(yōu)于在金屬表面涂層處理的固體潤滑劑是一種固-液綜合潤滑劑，它尤其適用在內(nèi)燃機啟動、停止或低速運行時，甚至在機油供應(yīng)中斷的緊急情況下。
實施例1、(1)、取40克聚四氟乙烯分散液(濃度15%)，加入8克聚乙二醇型非離子表面活性劑，搖勻后，加入到200克粘度為10～16厘沲/100℃潤滑油(汽油機油或柴油機油)中，混合攪拌均勻，為乳狀液。
(2)、取400克上述潤滑油，加入24克油溶性多元醇非離子表面活性劑和6克水溶性多元醇非離子表面活性劑，再加入6克聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，加熱使之完全溶解，再冷卻至室溫，為調(diào)制的中性基礎(chǔ)油。
(3)、將上述調(diào)制好的中性基礎(chǔ)油分二次加入到乳狀液中混合拌勻，即為本發(fā)明的潤滑油減磨添加劑。
實施例2、(1)、取30克聚四氟乙烯分散液(濃度15%)，加入5克聚乙二醇型非離子表面活性劑，搖勻后，加入到200克實施例1所述的潤滑油中，混合攪拌均勻，為乳狀液。
(2)、取400克實施例1所述的潤滑油，加入20克油溶性多元醇非離子表面活性劑和4克水溶性多元醇型非離子表面活性劑，再加入4克聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，加熱使之完全溶解，再冷卻至室溫，為調(diào)制的中性基礎(chǔ)油。
(3)、將上述調(diào)制好的中性基礎(chǔ)油分二次加入到乳狀液中混合拌勻，即為本發(fā)明的潤滑油減磨添加劑。
實施例3、(1)、取50克聚四氟乙烯分散液(濃度15%)，加入10克聚乙二醇非離子表面活性劑，搖勻后，加入到250克實施例1所述的潤滑油中，混合攪拌均勻，為乳狀液。
(2)、取450克實施例1所述的潤滑油，加入30克油溶性多元醇非離子表面活性劑和9克水溶性多元醇非離子表面活性劑，再加入10克聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，加熱使之完全溶解，再冷卻至室溫，為調(diào)劑的中性基礎(chǔ)油。
(3)、將上述調(diào)制好的中性基礎(chǔ)油分二次加入到乳狀液中混合拌勻，即為本發(fā)明的潤滑油減磨添加劑。
本發(fā)明試用情況本發(fā)明作為內(nèi)燃機潤滑油的一種添加劑。取5%(重量比)上述配制好實施例1的添加劑，加入到汽油機油或柴油機油中，從不同角度進行性能對比試驗。
試?yán)?、實機臺架試驗。
實機臺架試驗、在上海船用柴油機研究所發(fā)動機試驗室進行。
試驗條件4135型柴油發(fā)動機，試驗時間為90小時，潤滑油14＃柴油機油，試驗采用相同工況、相同時間的對比方法。
(1)磨損試驗不加添加劑與加添加劑對比試驗結(jié)果如表1。
上表所示(1)燃油耗率在推進特性工況下，最多節(jié)油10克，一般在5克左右，即節(jié)油率在2%～5%，但在額定工況下不節(jié)油;
(2)排氣溫度在推進特性工況下，加添加劑的排溫，平均下降20℃;在負荷特性下，排溫下降幅度大一些，一般18～30℃;
(3)排氣分析加添加劑排氣中CO的含量一般下降0.15%，(絕對值)，CO2略有增加。
試?yán)?汽車道路試驗。
由上海汽車運輸科學(xué)技術(shù)研究所進行試驗。
試驗條件CA-15型解放牌汽車、燃料70＃汽油、潤滑油15＃汽油機油。
試驗地點上海龍華機場，行駛距離1000公里，試驗在滿載的工況下進行。
(1)燃料經(jīng)濟性對比試驗。
A、等速燃料經(jīng)濟性對比試驗，結(jié)果如表3。
B、百公里燃料經(jīng)濟性對比試驗、結(jié)果如表4。
(2)加速性能對比試驗(20～60公里/時)結(jié)果如表5。
上表所示加劑潤滑油加速時間相對縮短2.02%，加速距離減少2.91%。
(3)氣缸壓力測定，結(jié)果如表6。
上表所示加劑潤滑油的發(fā)動機各缸壓力普遍提高，氣缸壓力平均提高幅度為11.8%。
由此說明固液綜合潤滑油添加劑，對提高內(nèi)燃機動力性，改善燃料經(jīng)濟性與發(fā)動機潤滑性能有一定效果。
試?yán)?，磨耗對比試驗。
本發(fā)明添加劑與進口TMT添加劑磨耗對比試驗，由機械工業(yè)部上海市材料研究所進行MM-200磨耗試驗。
試驗條件對磨件為鋁和45＃鑄鋼，壓力30公斤，時間2小時，潤滑油-10＃汽油機油。添加劑用量均為5%(重量比)。
試驗結(jié)果表明在相同試驗條件下，加入本發(fā)明添加劑后，對磨件留下的磨痕寬度比添加相等量的進口TMT添加劑要小20～30%;而且對磨件的磨損量也比進口TMT添加劑要小得多。可見本發(fā)明添加劑具有明顯的減磨效果。
試?yán)?、載荷對比試驗。
本發(fā)明添加劑和進口TMT添加劑載荷對比試驗。由上海市石油商品應(yīng)用科學(xué)研究所進行歇爾四球機械載荷試驗。在10＃汽油機油中加5%進口TMT添加劑后，機件可承受的最大無卡咬負荷比10＃汽油機油增加了28%，油膜破裂的最大直徑可增加9.3%，而在10＃汽油機油中加5%本發(fā)明添加劑后，機件可承受的最大無卡咬可增加了40%左右，油膜破裂的最大直徑可增加了12%左右。結(jié)果表明本發(fā)明添加劑具有良好的載負性能。
上述兩例對比試驗表明本發(fā)明添加劑性能優(yōu)于進口TMT添加劑。
權(quán)利要求
1.一種用在內(nèi)燃機上潤滑油添加劑，其特征是以潤滑油(或粘度相當(dāng)?shù)闹行曰A(chǔ)油)為載體，添加聚四氟乙烯分散液和聚乙二醇，多元醇型非離子表面活性劑及聚甲基丙烯酸酯粘度指數(shù)改進劑等成份配制成固-液綜合潤滑油減磨添加劑；a、取4～8份(重量比，下同)聚四氟乙烯分散液(濃度15%)加入1～2份聚乙二醇型非離子表面活性劑，搖勻后，將此液加入到20～25份粘度為10～16厘沲/100℃的潤滑油(或粘度相當(dāng)?shù)闹行曰A(chǔ)油)中，混合攪拌均勻，為乳狀液；b、取40～45份，粘度為10～16厘沲/100℃的潤滑油(或粘度相當(dāng)?shù)闹行曰A(chǔ)油)中加入2～3份油溶性多元醇非離子表面活性劑和0.5～1份水溶性多元醇型非離子表面活性劑及0.5～1份聚甲基丙烯酸酯型粘度指數(shù)改進劑，加熱使之完全溶解，再冷卻至室溫，為調(diào)制的中性基礎(chǔ)油；c、將上述調(diào)制好的中性基礎(chǔ)油加入到乳狀液中混合拌勻，即為固-液綜合潤滑油添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述固-液綜合潤滑油添加劑，其特征是聚四氟乙烯分散液濃度15%或60%等百分濃度均可，但必須按濃度比例配制。
專利摘要
本發(fā)明提供一種增進潤滑油的潤滑性和減磨性的添加劑，特別適用于柴油機、汽油機等內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)上。以潤滑油為載體，加入聚四氟乙烯分散液和聚乙二醇型，多元醇型非離子表面活性劑及聚甲基丙烯酸酯粘度指數(shù)改進劑等配制而成。它能在內(nèi)燃機機件的表面，形成一層極為穩(wěn)定光滑的固體保護膜。它既能提高抗磨性能，減少缸套磨損82％，延長內(nèi)燃機使用壽命，又降低油耗，節(jié)油率達2～5％。并在性能上優(yōu)于進口TMT等抗磨添加劑。
文檔編號C10M157/00GK86102536SQ86102536
公開日1988年2月3日 申請日期1986年10月17日
發(fā)明者雷維文, 孫瑞鈞 申請人:上海市能源研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan