一种氨燃料发动机润滑油及其制备方法与流程

本发明属于润滑油，具体涉及一种氨燃料发动机润滑油及其制备方法。

背景技术：

1、传统内燃机主要利用汽油、柴油和天然气等材料的燃烧热能转化为动能，进而输出动力。随着行业绿色低碳目标的提出，内燃机低碳化、零碳化势在必行。而氨作为零碳燃料，理所当然地成为新能源的热门选择之一。

2、氨燃料具有以下特点：(1)不排放co2，零碳燃料。与传统燃料相比，氨最显著的优点是燃烧后不排放co2，即使把约5％的引燃油计算在内，燃烧氨与传统能源相比，也可实现减排95％以上；(2)氨的能量密度大，易于储存。相比氢气，氨在20℃存储，氢气在-253℃存储，氨的可燃性极限比氢小，燃烧过程相较于氢更安全；(3)氨极易吸水，在发动机中易造成发动机油乳化，降低发动机油的润滑性。

3、发动机润滑油能对发动机起到润滑减磨、辅助冷却降温、密封防漏、防锈防蚀和减震缓冲等作用，是保障发动机正常运转的重要组成部分，常被誉为发动机的“血液”。而传统发动机润滑油由于接触氨后易发生乳化，或发生氨解，因此无法直接应用到氨燃料发动机中时，

4、因此，有待研发一种适用于氨燃料发动机的润滑油。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种氨燃料发动机润滑油及其制备方法。该润滑油具有良好的抗氨解性能，且接触氨气或氨水后不易乳化，能够在含氨环境中保持良好的润滑性能，适合用于氨燃料发动机中。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种氨燃料发动机润滑油，所述润滑油包括如下质量百分比的组分：

4、油性剂1.5-15％、润滑剂1-5％、清净分散剂1-5％、抗氧剂0.5-5％、摩擦改进剂0.1-5％和余量的基础油；

5、所述摩擦改进剂选自如下式i所示化合物中的一种或多种；

6、

7、r1为c8-c22烷基。

8、上述摩擦改进剂具有良好的抗氨解能力，能够提高润滑油的抗氨性能。

9、本发明中，所述油性剂的质量百分比可以为1.5-15％内的任意值，例如可以是1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、13％、14％或15％等。优选为5-12％。

10、所述润滑剂的质量百分比可以为1-5％内的任意值，例如可以是1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等。

11、所述清净分散剂的质量百分比可以为1-5％内的任意值，例如可以是1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等。

12、所述抗氧剂的质量百分比可以为0.5-5％内的任意值，例如可以是0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等。

13、所述摩擦改进剂的质量百分比可以为0.1-5％内的任意值，例如可以是0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等。优选为1-5％。

14、所述r1为碳数为8-22内(例如可以是8、9、10、12、13、15、16、18、20或22等)的任意直链或支链烷基。

15、油性剂

16、油性剂是润滑油在边界润滑条件下起增强润滑性和防止磨损及擦伤的添加剂。

17、在本发明一些实施方式中，所述油性剂选自油醇、季戊四醇脂肪酸酯、三羟甲基丙烷饱和脂肪酸酯和苯并三氮唑脂肪酸胺盐中的一种或多种，优选为三羟甲基丙烷c6-c18饱和脂肪酸酯。上述油性剂性能稳定，能够对氨产生一定的排斥作用，提高润滑油的抗氨性能。

18、润滑剂

19、润滑剂是抗磨添加剂和极压添加剂的统称。主要起到提升润滑油的润滑性，降低摩擦副的摩擦阻力，减缓磨损的作用。

20、在本发明一些实施方式中，所述润滑剂选自硫磷酸含氮衍生物、磷酸三甲酚酯、磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯胺盐、硫代磷酸三苯酯和氨基硫代磷酸酯的一种或多种，优选为磷酸酯胺盐和/或硫代磷酸三苯酯。上述润滑剂的润滑性能好，且具有一定的抗氨解能力，能够提高润滑油的抗氨性能。

21、清净分散剂

22、清净分散剂的结构中大多含有亲油和亲水两个基团，结构的差异，会导致清净分散剂的性能表现有所不同。清净分散剂主要作用是使发动机内部保持清洁，防止生成油不溶物质，例如：积炭、漆膜或油泥的生成。其作用机理主要是通过：酸中和、增溶、吸附和洗涤起到抑制不溶物的生成与富集，并清洁发动机内表面。

23、在本发明一些实施方式中，所述清净分散剂选自高碱值磺酸钙、高碱值磺酸镁、烷基水杨酸钙、硫化烷基酚钙和烯基丁二酰亚胺的一种或多种，优选为高碱值磺酸钙和烯基丁二酰亚胺。上述清净分散剂能够对氨产生一定的排斥作用，提高润滑油的抗氨性能。

24、需要说明的是，所述高碱值磺酸钙、高碱值磺酸镁中“高碱值”是指碱值≥300mgkoh/g。

25、抗氧剂

26、抗氧剂是一种通过延缓或抑制有机物氧化，从而阻止其老化并延长其寿命的添加剂。为了防止润滑油中的部分易氧化物因长时间在高温下被氧化，少量有效的抗氧剂必不可少。

27、在本发明一些实施方式中，所述抗氧剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、二叔丁基混合酯、n-苯基-α萘胺、辛基二苯胺、位阻酚酯型抗氧剂和硫醚型抗氧剂的一种或多种，优选为2,6-二叔丁基对甲酚和/或辛基二苯胺。

28、缓蚀剂

29、由于发动机材料中含有铁、铜、铝及其合金等材料，而润滑油中的部分成分可能会对其产生一定的锈蚀和腐蚀作用，为了抑制这类锈蚀与腐蚀，本发明中所述润滑油优选还包括缓蚀剂。

30、在本发明一些实施方式中，所述缓蚀剂的质量百分比可以为0.01-1wt％；例如可以是0.01wt％、0.03wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。优选为0.05-0.5wt％。

31、在本发明一些实施方式中，所述缓蚀剂选自噻二唑衍生物、苯三唑衍生物、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑钠中的一种或多种，优选为噻二唑衍生物。

32、消泡剂

33、消泡剂是能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭的物质。为了润滑油在使用过程中产生气泡影响润滑性能，本发明中所述润滑油优选还含有消泡剂。

34、在本发明一些实施方式中，所述消泡剂的质量百分比可以为0.01-0.1wt％，例如可以是0.01wt％、0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％或0.1wt％等。

35、在本发明一些实施方式中，所述消泡剂选自甲基硅油、改性聚丙烯酸酯消泡剂和聚醚改性有机硅消泡剂中的一种或多种，优选为甲基硅油。

36、在本发明一些实施方式中，所述基础油选自聚α烯烃(pao)、加氢异构ⅲ类基础油和加氢异构ⅱ类基础油中的一种或多种，优选为聚α烯烃。

37、在本发明一些实施方式中，所述聚α烯烃的100℃运动黏度为5-15mm2/s；例如可以是5mm2/s、6mm2/s、7mm2/s、8mm2/s、9mm2/s、10mm2/s、11mm2/s、12mm2/s、13mm2/s、14mm2/s或15mm2/s等。

38、在本发明一些实施方式中，所述润滑油包括如下质量百分比的组分：

39、油性剂5-12％、润滑剂1-5％、清净分散剂1-5％、抗氧剂0.5-5％、摩擦改进剂1-5％、缓蚀剂0.05-0.5％、消泡剂0.01-0.1％和余量的基础油。

40、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的润滑油的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

41、将各组分按配比混合至澄清透明，得到所述润滑油。

42、在本发明一些实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：

43、(1)将基础油加热到50-55℃，加入油性剂、润滑剂、抗氧剂和摩擦改进剂，搅拌至溶液澄清透明；

44、(2)向步骤(1)得到的混合溶液中加入清净分散剂、任选地缓蚀剂、任选地消泡剂，搅拌至溶液澄清透明，得到所述润滑油。

45、需要说明的是，上述步骤(2)中所述“任选地”是指添加或不添加，添加与否取决于第一方面所述的润滑油中是否含有该组分。

46、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

47、本发明中通过选择合适的油性剂、润滑剂、清净分散剂和摩擦改进剂相互配合，提高了润滑油的抗氨解能力，和在接触氨气或氨水后抗乳化的能力，使得到的润滑油能够在含氨环境中保持良好的润滑性能，从而适合用于氨燃料发动机中。