專利名稱：船舶發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于中速四沖程壓縮點(diǎn)火的(柴油機(jī))船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的筒形活塞船舶發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑組合物和該發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑。
背景技術(shù)：
船舶筒形活塞發(fā)動(dòng)機(jī)通常使用重質(zhì)燃料油(“HF0”)進(jìn)行海上航行。重質(zhì)燃料油為石油餾出物的最重級(jí)分且包含各分子(包括至多15%浙青質(zhì))的復(fù)雜混合物，其定義為不可溶于過(guò)量脂族烴(例如庚烷)但可溶于芳族溶劑(例如甲苯)中的石油餾出物級(jí)分。 浙青質(zhì)會(huì)作為污染物經(jīng)由圓筒或燃料泵和注射器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑，然后浙青質(zhì)會(huì)發(fā)生沉淀，在發(fā)動(dòng)機(jī)中表現(xiàn)為“黑色漆”或“黑色淤渣”。在活塞表面上存在該類含碳沉積物可作為絕緣層起作用，這可導(dǎo)致形成然后沿著活塞擴(kuò)展的裂縫。如果裂縫穿過(guò)活塞，則熱燃燒氣體可進(jìn)入曲軸箱，可能導(dǎo)致曲軸箱爆炸。因此高度希望筒形活塞發(fā)動(dòng)機(jī)油(“ΤΡΕ0”)防止或抑制浙青質(zhì)沉淀?，F(xiàn)有技術(shù)描述了這樣做的方法。W096/26995公開(kāi)了在柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中使用烴基取代酚以減少“黑色漆”。 W096/26996公開(kāi)了在柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中將反乳化劑用于油包水乳狀液，例如聚氧化烯多元醇以減少“黑色漆”。US-B2-7, 053，027描述了在不含分散劑的TPEO中使用一種或多種高堿性金屬羧酸鹽清凈劑與耐磨添加劑的組合。浙青質(zhì)沉淀的問(wèn)題在較高基本原料飽和水平下更嚴(yán)重。W02008/128656描述了一種通過(guò)在船舶筒形活塞發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑中使用堿度指數(shù)小于2且碳酸飽和度為80%或更大的高堿性金屬烴基取代羥基苯甲酸鹽清凈劑的方案以減少浙青質(zhì)在該潤(rùn)滑劑中的沉淀。實(shí)例為包含第II組基本原料的潤(rùn)滑劑，其具有的基本原料飽和水平高于第I組基本原料。然而，上述方案限于特定種類的清凈劑。在本發(fā)明中現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)通過(guò)在第II組基本原料中與其組合采用烴基取代的羧酸、酐、酯或酰胺而用不同范圍的高堿性金屬羧酸鹽清凈劑解決了 W02008/U8656中的問(wèn)題。發(fā)明概述本發(fā)明第一方面為一種用于改善在浙青質(zhì)使用中，在操作用重質(zhì)燃料油作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中的浙青質(zhì)處理的筒形活塞船舶發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油組合物，該組合物包含主要量的含有 50質(zhì)量％或更多的第II組基本原料的潤(rùn)滑粘度的油和分別次要量的下列組分，或由主要量的該含有50質(zhì)量％或更多的第II組基本原料的潤(rùn)滑粘度的油和分別次要量的該下列組分混合而制備(A)高堿性金屬烴基取代羥基苯甲酸鹽清凈劑，而不是堿度指數(shù)小于2且碳酸飽和度為80%或更大的那種清凈劑，其中碳酸飽和度為相對(duì)于該清凈劑中的總過(guò)量堿以摩爾百分?jǐn)?shù)表示的高堿性金屬烴基取代羥基苯甲酸鹽清凈劑中存在的碳酸鹽的百分?jǐn)?shù)；和(B)烴基取代羧酸、或其酐、酯或酰胺，其中所述或至少一個(gè)烴基含有至少8個(gè)碳原子，所述酸、酐、酯或酰胺占潤(rùn)滑油組合物的至少1質(zhì)量％。本發(fā)明第二方面為筒形活塞船舶潤(rùn)滑油組合物中的本發(fā)明第一方面所定義的清凈劑(A)與羧酸、酐、酯或酰胺(B)以本發(fā)明第一方面所述量的組合在中速壓縮點(diǎn)火船舶發(fā)動(dòng)機(jī)中的用途，該組合物以主要量包含潤(rùn)滑粘度的并含有50質(zhì)量％或更多的第II組基本原料的油以改善在操作用重質(zhì)燃料油作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)程中的浙青質(zhì)處理，以及該組合物與在類似操作下在無(wú)⑶存在下使用相同量清凈劑㈧時(shí)相比較的潤(rùn)滑。本發(fā)明第三方面為一種操作筒形活塞中速壓縮點(diǎn)火船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括如下步驟(i)用重質(zhì)燃料油供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃料；和(ii)用本發(fā)明第一方面所定義的組合物潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱。本發(fā)明第四方面為一種在其潤(rùn)滑中速壓縮點(diǎn)火船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室表面和操作發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中將浙青質(zhì)分散于筒形活塞船舶潤(rùn)滑油組合物中的方法，該方法包括如下步驟(i)提供本發(fā)明第一方面所定義的組合物；(ii)在燃燒室中提供該組合物；(iii)在燃燒室中提供重質(zhì)燃料油；和(iv)在燃燒室中燃燒重質(zhì)燃料油。在該說(shuō)明書中，如果使用且在使用時(shí)，下列措辭和表述具有下述含義“活性成分”或“(a. i.)，，指不為稀釋劑或溶劑的添加劑物質(zhì)；“包含”或任何同源詞規(guī)定存在所述特征、步驟或整體或組分，但不排除存在或
加入一種或多種其他特征、步驟、整體、組分或其組合；表述“由......構(gòu)成”或“基本
由......構(gòu)成”或同源詞可包括在“包含”或同源詞中，其中“基本由......構(gòu)成”允許包
括不實(shí)質(zhì)影響該物質(zhì)所施用的組合物特征的物質(zhì)；“主要量”指超過(guò)組合物的50質(zhì)量％ ；“次要量”指小于組合物的50質(zhì)量％ ；“TBN”指按照ASTM D2896測(cè)量的總堿值。此外在該說(shuō)明書中“鈣含量”按照ASTM 4951測(cè)量；“磷含量”按照ASTM D5185測(cè)量；“硫酸鹽灰分含量”按照ASTM D874測(cè)量；“硫含量”按照ASTM D2622測(cè)量；"KVlOOl^ 按照ASTM D445在100°C下測(cè)量的運(yùn)動(dòng)粘度。還應(yīng)理解所用的、基本的以及最佳的和常規(guī)的各組分會(huì)在配制、儲(chǔ)存或使用條件下反應(yīng)且本發(fā)明還提供可由任意該反應(yīng)得到的產(chǎn)物或由任意該反應(yīng)得到的產(chǎn)物。此外，應(yīng)理解本文所述的任何上限和下限的量、范圍和比例可獨(dú)立組合。發(fā)明詳述 現(xiàn)將在下文更詳細(xì)地討論本發(fā)明特征。潤(rùn)滑粘度的油潤(rùn)滑油粘度范圍可從輕質(zhì)餾出物礦物油至重質(zhì)潤(rùn)滑油。通常該油在100°C下測(cè)得的粘度范圍為2-40mm2/sec。天然油包括動(dòng)物油和植物油(例如蓖麻油、豬油)；煤油和加氫精制、溶劑處理或酸處理的鏈烷烴、環(huán)烷烴和混合的鏈烷烴-環(huán)烷烴類型的礦物油。由煤或頁(yè)巖得到的潤(rùn)滑粘度的油還可用作基礎(chǔ)油。合成潤(rùn)滑油包括烴油和鹵素取代的烴油如聚合或共聚的烯烴(例如聚丁烯、聚丙烯、丙烯-異丁烯共聚物、氯化聚丁烯、聚ι-己烯、聚ι-辛烯、聚ι-癸烯)；烷基苯(例如十二烷基苯、十四烷基苯、二壬基苯、二 O-乙基己基)苯)；聚苯(例如聯(lián)苯、三聯(lián)苯、烷基化聚酚)；和烷基化二苯醚和烷基化二苯硫醚及其衍生物、類似物和同系物。其中端羥基已經(jīng)通過(guò)酯化、醚化等改性的氧化烯聚合物和共聚體及其衍生物構(gòu)成另一類已知合成潤(rùn)滑油。這些的實(shí)例為通過(guò)氧化乙烯或氧化丙烯的聚合而制備的聚氧化烯聚合物以及聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如分子量為1000的甲基聚異丙二醇醚或分子量為1000-1500的聚乙二醇的二苯醚)；及其單羧酸酯和多羧酸酯，例如四甘醇的乙酸酯、混合的C3-C8脂肪酸酯和C13含氧酸二酯。另一類合適的合成潤(rùn)滑油包括二羧酸(例如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸和鏈烯基琥珀酸、馬來(lái)酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚體、丙二酸、烷基丙二酸、鏈烯基丙二酸)與各種醇(例如丁醇、己醇、十二烷基醇、2-乙基己基醇、乙二醇、 二甘醇單醚、丙二醇)的酯。該類酯的具體實(shí)例包括己二酸二丁基酯、癸二酸二乙基己基)酯、富馬酸二正己基酯、癸二酸二辛基酯、壬二酸二異辛基酯、壬二酸二異癸基酯、鄰苯二甲酸二辛基酯、鄰苯二甲酸二癸基酯、癸二酸雙二十烷基酯、亞油酸二聚體的2-乙基己基二酯和通過(guò)使1摩爾癸二酸與2摩爾四甘醇和2摩爾2-乙基己酸反應(yīng)而形成的復(fù)合酯?？捎米骱铣捎偷孽ミ€包括由C5-C12單羧酸和多元醇以及多元醇酯制備的那些如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇。基于硅的油如聚烷基_、聚芳基_、聚烷氧基-或聚芳氧基硅氧烷油和硅酸酯油包括另一類可用的合成潤(rùn)滑劑；該類油包括硅酸四乙基酯、硅酸四異丙基酯、硅酸四O-乙基己基)酯、硅酸四(4-甲基-2-乙基己基)酯、硅酸四(對(duì)叔丁基苯基)酯、六(4-甲基-2-乙基己基)二硅氧烷、聚(甲基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其他合成潤(rùn)滑油包括含磷的酸的液體酯(例如磷酸三甲苯酯、磷酸三辛基酯、癸基膦酸二乙基酯)和聚合四氫呋喃。未精制、精制和再精制的油可用于本發(fā)明的潤(rùn)滑劑中。未精制油為直接由天然或合成來(lái)源得到且不進(jìn)行進(jìn)一步提純處理的那些。例如直接由干餾操作得到的頁(yè)巖油；直接由蒸餾得到的石油；或直接由酯化得到的酯油且不進(jìn)行進(jìn)一步處理而使用的為未精制油。 精制油類似于未精制油，不同的是該油在一個(gè)或多個(gè)提純步驟中進(jìn)一步處理以改善一種或多種性能。許多該類提純技術(shù)如蒸餾、溶劑萃取、酸或堿萃取、過(guò)濾和滲濾都是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知。再精制的油通過(guò)類似于用于提供精制油的那些方法得到，但由已經(jīng)使用過(guò)的油開(kāi)始。該類再精制的油還已知為回收或再加工的油類且通常使用除去廢添加劑和油分解產(chǎn)物的技術(shù)進(jìn)行另外的加工。本發(fā)明中對(duì)基本原料和基礎(chǔ)油的定義與在美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)出版物“Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department，第四片反， 1996年12月，附錄1，1998年12月中找到的那些相同。所述出版物將基本原料按照如下分類a)第I組基本原料含有小于90%飽合物和/或大于0. 03%硫，粘度指數(shù)大于或等于80且小于120 (使用表E-I中規(guī)定的測(cè)試方法)。b)第II組基本原料含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0. 03%硫，粘度指數(shù)大于或等于80且小于120 (使用表E-I中規(guī)定的測(cè)試方法)。c)第III組基本原料含有大于或等于90%飽和物和小于或等于0. 03%硫，粘度指數(shù)大于或等于120 (使用表E-I中規(guī)定的測(cè)試方法)。d)第IV組基本原料為聚α -烯烴(PAO)。e)第V組基本原料包括不包括在第I、II、III或IV組中的所有其他基本原料。基本原料的分析方法為下表所列
權(quán)利要求
1.一種用于改善在浙青質(zhì)使用中，在操作用重質(zhì)燃料油作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中的浙青質(zhì)處理的筒形活塞船舶發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油組合物，該組合物包含主要量的含有50質(zhì)量％或更多的第II組基本原料的潤(rùn)滑粘度的油和分別次要量的下列組分，或由主要量的該含有50質(zhì)量％或更多的第II組基本原料的潤(rùn)滑粘度的油和分別次要量的該下列組分混合而制備(A)高堿性金屬烴基取代羥基苯甲酸鹽清凈劑而不是堿度指數(shù)小于2且碳酸飽和度為 80%或更大的那種清凈劑，其中碳酸飽和度為相對(duì)于清凈劑中的總過(guò)量堿以摩爾百分?jǐn)?shù)表示的高堿性金屬烴基取代羥基苯甲酸鹽清凈劑中存在的碳酸鹽的百分?jǐn)?shù)；和(B)烴基取代羧酸、或其酐、酯或酰胺，其中所述或至少一個(gè)烴基含有至少8個(gè)碳原子， 所述酸、酐、酯或胺占潤(rùn)滑油組合物的至少1質(zhì)量％，例如至少1. 5質(zhì)量％。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中(A)具有如下性質(zhì)(Al)堿度指數(shù)為2或更大且碳酸飽和度為80%或更大；或(A2)堿度指數(shù)為2或更大且碳酸飽和度小于80% ；或(A3)堿度指數(shù)小于2且碳酸飽和度小于80%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中⑶如下所示R1其中R1為C8-Cltltl支化或線性烴基，如聚烯基、烷基或烷芳基；X和Y各自獨(dú)立地為OR2 和0R3，其中R2和R3各自獨(dú)立地為氫原子或烷基、芳基或芳烷基，或X和Y —起為-0-；和/ 或如下所示
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的組合物，其中(A)中的金屬為鈣。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的組合物，其中(A)中的烴基取代羥基苯甲酸鹽為水楊酸鹽。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的組合物，其中潤(rùn)滑粘度的油含有大于60質(zhì)量％第 II組基本原料。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的組合物，其中⑶中的烴基具有8-400個(gè)如12-100 個(gè)，尤其是16-64個(gè)碳原子。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的組合物，其中在酸或衍生物(B)中，烴基取代基衍生自聚烯烴。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的組合物，其中(B)為琥珀酸或琥珀酐。
10.如權(quán)利要求9所述的組合物，其中(B)為聚異丁烯琥珀酸或酐。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的組合物，其的TBN為20-60，例如25-55。
12.權(quán)利要求1所定義的清凈劑(A)與權(quán)利要求1所定義的羧酸、酐、酯或酰胺(B)，以權(quán)利要求1所定義的量的組合，在筒形活塞船舶潤(rùn)滑油組合物中用于中速壓縮點(diǎn)火船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的用途，該組合物包含主要量的潤(rùn)滑粘度的并含有50質(zhì)量％或更多的第II組基本原料的油，以改善在操作用重質(zhì)燃料油作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)程中的浙青質(zhì)處理，以及其與在類似操作下在無(wú)(B)存在下使用相同量清凈劑(A)時(shí)相比較通過(guò)該組合物的潤(rùn)滑。
13.一種操作筒形活塞中速壓縮點(diǎn)火船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括如下步驟(i)用重質(zhì)燃料油供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃料；和(ii)用權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所定義的組合物潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱。
14.一種在其潤(rùn)滑中速壓縮點(diǎn)火船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室表面和操作發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中將浙青質(zhì)分散于筒形活塞船舶潤(rùn)滑油組合物中的方法，其包括如下步驟(i)提供權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所定義的組合物； ( )在燃燒室中提供所述組合物；(iii)在燃燒室中提供重質(zhì)燃料油；和(iv)在燃燒室中燃燒重質(zhì)燃料油。
全文摘要
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)用重質(zhì)燃料油作燃料時(shí)，筒形活塞船舶發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑通過(guò)包含主要量的含有至少50質(zhì)量％第II組基本原料的潤(rùn)滑粘度的油和分別次要量的高堿性金屬烴基取代羥基苯甲酸鹽清凈劑而不是堿度指數(shù)小于2且碳酸飽和度為80％或更大的那種清凈劑和至少1質(zhì)量％烴基取代羧酸或其酐、酯或酰胺的組合物而進(jìn)行。防止或抑制由于存在污染的重質(zhì)燃料油而引起瀝青質(zhì)在潤(rùn)滑劑中沉淀。
文檔編號(hào)C10M169/04GK102365353SQ201080015493
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者J·哈特利, L·格雷戈里, P·瓦茨, T·加納 申請(qǐng)人:英菲諾姆國(guó)際有限公司