[发明专利]润滑油组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于重型柴油机(HDD)发动机的SAE 0W和SAE 5W多级曲轴箱润滑剂，其具有少于50质量％的IV类和V类基础油，含有磷基抗磨剂，磷基抗磨剂的量在所述润滑剂中的引入不大于1200ppm的磷，并且所述润滑剂满足API CJ-4、API CI-4和/或ACEA E7规范的磨损性能要求。

背景技术

曲轴箱润滑剂包含基础油和延迟基础油降解并改善其性能的添加剂。这种添加剂通常包括分散剂、有机酸的高碱性和中性盐、腐蚀抑制剂、抗磨剂、抗氧化剂、摩擦改性剂、消泡剂和破乳剂。可以将这些添加剂组合成套装，有时称作清净剂抑制剂(或DI)套装。这种套装中的添加剂可以包括官能化聚合物，但这些聚合物具有相对短的链，数均分子量M_n通常不超过7000。

多级润滑剂在宽的温度范围内发挥作用。通常，它们通过两个数字来标识，例如10W-30或5W-30。多级名称中的第一个数字与对于多级油的安全启动温度(例如-20℃)粘度要求相关，该粘度在高剪切速率(ASTMD5293)下通过冷启动模拟器(CCS)测量。一般地，具有低CCS粘度的润滑剂使得发动机可以更容易地在较低的温度下起动，并因此提高了在那些室温下的发动机启动性能。

多级名称中的第二个数字与润滑剂在正常操作温度下的粘度相关，并且以100℃下的动态粘度(kV，ASTM D445)来量度。高温粘度要求包括最小和最大的100℃下的动态粘度。高温下的粘度是理想的，其能防止因在发动机运行过程中润滑剂变得过稀而导致的发动机磨损。但是润滑剂不应太粘，因为过高的粘度可能带来不必要的粘性阻力，并对润滑剂的泵送发生作用，而这又会增加燃料消耗。一般地，润滑剂100℃下的动态粘度越低，在燃料经济性测试中润滑剂就越能获得好的分数。

因此，为了与给出的多级油命名相吻合，特定的多级油必须同时满足SAE规范(例如SAE J300)设定的严格的低温和高温粘度要求。目前SAEJ300设定的粘度限度如下：

SAE粘度等级

在SAE J300方案中，多级油既满足低温和又满足高温性能要求。例如，SAE 5W-30多级油的粘度特性满足5W和30粘度等级要求，即-25℃下3500×10^-3Pa·s的最大CCS粘度，9.3mm²/s的最小kV_100℃，和小于12.5mm²/s的最大kV_100℃。

润滑剂的粘度特性主要取决于基础油的粘度特性，并取决于粘度改性剂的粘度特性。在润滑剂常用的其它添加剂中，仅高分子量分散剂已被认为影响了粘度测量，并且它们的影响与基础油和粘度改性剂相比被认为较小。

基础油(润滑油以其为基础)的粘度特性通常用该油的中间值(neutralnumber，例如S150N)来表示，较高的中间值与在给定温度下的较高粘度相关。该值定义为在赛氏通用秒(Saybolt Universal Seconds)中测得的基础油在40℃下的粘度。将基础油掺混是改变所得润滑油粘度性质的一种方式。例如，完全由S100N配制的润滑剂与完全由S150N基础油配制的润滑剂相比，具有较低的kV100和较低的CCS。由S100N和S150N的掺混物组成的基础油具有在这些直接馏分的CCS之间的CCS。直接馏分掺混物的平均基础油中间值(平均BSNN)可以按照下面公式来确定：

BSR_n＝基础油n的基础油比率＝(基础油n的重量％/全部基础油在油中的重量％)×100％

BSNN_n＝基础油n的基础油中间值

仅仅将不同粘度特性的基础油混合可能并不能够使配制物满足对某些多级油的低温和高温粘度要求。配制者实现此目标的主要工具是常规称作粘度改性剂或粘度指数(VI)改善剂的添加剂。通常，为达到所要求的最小高温粘度，必须加入显著量的粘度改性剂。但是，使用增加量的粘度改性剂导致低温润滑粘度增加。对于配制在燃料经济性测试中显示改进性能的曲轴箱润滑剂的需求日益增长，驱使工业追求较低粘度等级的HDD发动机润滑剂，如0W20、0W30、5W20和5W30。