[发明专利]无烟雾的二冲程发动机润滑剂

说明书

本申请书要求1995年8月22日提交的较早申请且共同未决的临时申请书60/002655的优先权。

本发明涉及二冲程汽油发动机润滑剂组合物以及涉及为润滑剂组分的酯类基本原料。本发明的二冲程汽油发动机润滑剂在二冲程汽油发动机中燃烧所排放的废气中产生较少数量的可见烟雾，它们不需要增加互溶性的溶剂以及它们任选是可生物降解的。

二冲程汽油发动机作为以下这样一些设备的能源已得到相当大的普及，这样的设备如船舷外装发动机、摩托车、机动自行车以及各种绿化设备，如剪草机、链锯、牵引修整机和鼓风机。二冲程汽油发动机的广泛应用主要是由于其设计简单和结构轻、在低温下能快速启动并得到高的功率输出以及相对低的价格。

二冲程汽油发动机使用预定比例的汽油和润滑剂混合物开动。因为燃料含汽油一润滑剂混合物，在废气中会产生和排放大量的烟雾。润滑剂必需在苛刻的操作条件下提供满意的性能特性。二冲程汽油发动机润滑剂通常由矿物油或合成基础油、性能添加剂和溶剂组成，溶剂通常为相当低沸点的石油馏分，用来提高汽油/润滑剂的互溶性。

到目前为减少四冲程小汽车和卡车汽油发动机的废气排放量所开发的各种技术还不能成功地适用于二冲程汽油发动机。因此，对从这些小型汽油发动机排放的高烃类含量排放物越来越受到普通的关注，因为烃类不易生物降解。

烃类排放物是这种汽油发动机基本设计产生的后果。具体地说，在典型的二冲程汽油发动机的做功冲程中，作为总进料被吸入曲轴箱的空气、油和燃料在活塞上方的空间被压缩。在排气冲程中，燃烧后的气体通过排气口排出，而新鲜的可燃进料从曲轴箱转移到活塞上方的空间。因为排气口在新鲜的可燃进料转移以前打开并在新鲜的可燃进料转移后关闭，因此多达20％的新鲜进料未经燃烧就与废气一起排出。因此，烃类排放量远远超过可比的四冲程发动机排放的水平。

水冷的船舷外装发动机直接排放到水中，从而造成水污染，而上述的其他装有空冷二冲程汽油发动机的设备产生造成空气严重污染的排放物。例如，California Air Research Board已确定，许多二冲程汽油发动机每马力小时产生的污染比卡车发动机高达50倍。

在二冲程汽油发动机的废气中可见的烟雾排放物近年也受到越来越多的详细研究和规范。此外，从美学的观点看，二冲程汽油发动机的烟雾排放物也正在成为一个问题。

在润滑剂中存在的挥发性有机溶剂加重了上述的污染和烟雾问题。而且，用作互溶性增加剂的某些溶剂如Sloddard溶剂有相当低的闪点，因此存在火灾隐患；在这样的产品的贮存和运输方面，这是特别值得关注的问题。

因此，需要配制这样一种二冲程汽油发动机润滑剂组合物，以便防止有害的烃类排放到环境中造成的污染，减少含溶剂的润滑剂潜在的危险以及至少减少烟雾排放量。但是，当需要同时满足各种严格的性能标准如良好的润滑性和清净性(特别是在活塞环上)、优良的防抱轴性和高的抗胶凝/絮凝性以及在整个操作条件使用范围内润滑剂和燃料有最佳互溶性时，这些目标就必需达到。

某些类型的酯类适用作二冲程汽油发动机润滑剂的基本原料。这些酯类在二冲程汽油发动机中燃料时产生较少数量的可见烟雾。

本发明的酯基本原料在下文中描述。

本发明的二冲程汽油发动机基本原料和润滑剂组合物适用于水冷的和空冷的二冲程汽油发动机。本发明的润滑剂组合物可配制成不含常规的溶剂，从而不仅大大减少了用它润滑的二冲程汽油发动机可能造成的污染，而且还大大减少了含溶剂的配方固有的火灾隐患。

本发明的二冲程汽油发动机润滑剂组合物由这里所述的酯基本原料和本专业已知的任何性能添加剂整套配方组成，添加剂整套配方如清净/分散剂、极压添加剂、防垢剂、降凝剂、防锈或防腐蚀剂以及抗氧化剂。本发明的酯基本原料的闪点通常至少为约100℃(如按ASTM D-92测定的)，100℃运动粘度为3.0-20.0厘沱(如按ASTM D-445测定的)以及倾点小于约0℃(如按ASTM D-97测定的)。本发明的这一基本原料在燃料/润滑剂体积比为10∶1至300∶1下与汽油有极好的互溶性。本发明的某些基本原料还是可生物降解的，如用Coordinating European Counsel标准试验方法，L-33-A-94(二冲程船舷外装汽油发动机油在水中的生物降解性，简称C、E、CL-33-A-94)，它是最常用的二冲程发动机润滑剂的生物降解性试验。