專利名稱：柴油機(jī)用潤滑油的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于裝有再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)或裝有長壽命再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)系統(tǒng)中的潤滑油，和一種抑制沉積成分在柴油機(jī)系統(tǒng)的再生柴油微粒過濾器上積聚的方法。
背景技術(shù)：
由于環(huán)境問題，全世界每年對氣體排放的規(guī)定越來越嚴(yán)，尤其是強(qiáng)制減少柴油機(jī)尾氣中的NOx和顆粒物含量。為了減少柴油機(jī)的尾氣，現(xiàn)已發(fā)展了如高壓噴射、尾氣再循環(huán)系統(tǒng)等的燃燒改進(jìn)技術(shù)和如氧化催化劑、柴油微粒過濾器和NOx儲存-還原催化劑等的尾氣處理技術(shù)。
柴油微粒過濾器設(shè)有一個(gè)過濾器，以捕獲和去除尾氣中的顆粒物。柴油微粒過濾器具有各種結(jié)構(gòu)，如一種現(xiàn)有的壁流式柴油微粒過濾器的蜂窩狀單塊兩端就呈間隔堵塞設(shè)置。但是，該壁流式柴油微粒過濾器至少存在以下問題被捕獲的顆粒物積聚后會導(dǎo)致壓力損失增加、柴油機(jī)的功率和柴油的利用率降低。為了解決上述問題，需要在行駛一定里程后更換柴油微粒過濾器，或?qū)⒉裼臀⒘＿^濾器取下，通過氧化或燃燒去除顆粒物實(shí)現(xiàn)再生。最近，還研發(fā)了多種可安裝在車輛上并在行駛中連續(xù)再生的連續(xù)再生柴油微粒過濾器。
根據(jù)SOx、NOx和顆粒物的含量，機(jī)動車輛的柴油燃料已符合氣體排放的規(guī)定，硫的質(zhì)量含量也已逐漸從0.2％減少至0.05％。近來，硫的質(zhì)量含量為0.005％的柴油很流行。
柴油機(jī)用潤滑油包括潤滑油基礎(chǔ)油和混合于潤滑油基礎(chǔ)油中的各種添加劑，添加劑中含有各種活性成分，如金屬、硫、磷等。JP-6-49476-A、JP-7-10273-A、JP-8-48989-A、JP-2000-119680-A、JP-2000-256690-A和JP-3-62893-A等文獻(xiàn)均揭示了柴油機(jī)用低灰分潤滑油，低灰分潤滑油中金屬含量低，以減少顆粒物在柴油微粒過濾器上的積聚。
迄今為止，各種柴油機(jī)用低灰份潤滑油均可有效減少柴油微粒過濾器上的煙灰沉積。但是，有研究表明僅通過降低煙灰含量無法抑制柴油微粒過濾器上的煙灰沉積。再生時(shí)，柴油微粒過濾器上已沉積的煙灰也不能通過氣流反吹操作而輕易去除。沉積的煙灰會對柴油微粒過濾器，尤其是連續(xù)再生柴油微粒過濾器的壽命產(chǎn)生重要影響。因此，控制沉積煙灰的形成至關(guān)重要。但是，迄今為止，沉積煙灰形成細(xì)節(jié)方面的研究還不深入，關(guān)于燃料和潤滑油對裝有再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)影響的實(shí)際評價(jià)和優(yōu)化方面的報(bào)道也很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種裝有再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)用潤滑油，該潤滑油并非通過降低其中的煙灰含量來減少柴油微粒過濾器上積聚的顆粒物的絕對量，而是通過抑制易在再生柴油微粒過濾器內(nèi)壁上沉積的沉積成分的積聚，來延長柴油微粒過濾器的壽命。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種裝有長壽命再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)系統(tǒng)，以及一種抑制沉積成分在柴油機(jī)系統(tǒng)的柴油微粒過濾器上積聚的方法。其中，易沉積成分在柴油微粒過濾器內(nèi)壁上的積聚可得到抑制，已在再生柴油微粒過濾器上積聚的沉積成分可輕易去除。
為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人在做了深入的研究之后發(fā)現(xiàn)在裝有再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)中，當(dāng)以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料時(shí)，一種含一定成分且各成分比在一定比例范圍內(nèi)的潤滑油可顯著抑制沉積成分在柴油微粒過濾器上的積聚，并可方便去除已在柴油微粒過濾器上積聚的沉積成分。當(dāng)以硫的質(zhì)量含量超過10ppm的柴油作為燃料時(shí)，并未能觀察到上述顯著效果。
本發(fā)明提供了一種柴油機(jī)用潤滑油，該柴油機(jī)裝有一個(gè)再生柴油微粒過濾器且以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料，該柴油機(jī)用潤滑油包括一種潤滑油基礎(chǔ)油和各種添加劑，添加劑含有(A)一種金屬洗滌劑；(B)一種無灰分散劑；和(C)一種磷基抗磨劑；其中，所述柴油機(jī)用潤滑油滿足以下條件(1)至(4)的所有條件(1)硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為0.4％至2％；(2)來自成分(A)的金屬和全部磷的原子比(M/P)為0.2至3；(3)全部硼和來自成分(A)的金屬的原子比(B/M)為0.2至2；(4)全部硫和來自成分(A)的金屬的原子比(S/M)為0至4；根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)系統(tǒng)，該柴油機(jī)系統(tǒng)裝有一個(gè)再生柴油微粒過濾器并以前述柴油機(jī)用潤滑油作為柴油機(jī)系統(tǒng)的潤滑油。
根據(jù)本發(fā)明，還進(jìn)一步提供了一種抑制沉積成分在柴油機(jī)系統(tǒng)的再生柴油微粒過濾器上積聚的方法，該方法包括以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料運(yùn)行柴油機(jī)系統(tǒng)，以及用一種含前述柴油機(jī)用潤滑油成分的潤滑油操作該柴油機(jī)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種方便去除在柴油機(jī)系統(tǒng)的再生柴油微粒過濾器上積聚的沉積成分的方法，該方法包括以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料運(yùn)行柴油機(jī)系統(tǒng)，以及用一種含前述柴油機(jī)用潤滑油成分的潤滑油操作該柴油機(jī)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了前述柴油機(jī)用潤滑油的用途，該潤滑油可以潤滑裝有一個(gè)再生柴油微粒過濾器、并以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，還進(jìn)一步提供了前述柴油機(jī)用潤滑油的用途，該潤滑油可以抑制沉積成分在柴油機(jī)的再生柴油微粒過濾器上積聚，該柴油機(jī)以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油為燃料。
根據(jù)本發(fā)明，還進(jìn)一步提供了柴油機(jī)用潤滑油的用途，該潤滑油可以方便去除積聚在柴油微粒過濾器上的沉積成分，該柴油微粒過濾器安裝在以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)上。
根據(jù)本發(fā)明的柴油機(jī)用潤滑油含有(A)一種金屬洗滌劑、(B)一種無灰分散劑和(C)一種磷基抗磨劑，并且具有特定的特性。因此，當(dāng)該潤滑油使用于以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)中時(shí)，可以抑制易在再生柴油微粒過濾器的內(nèi)壁上沉積的沉積成分的積聚，方便去除已在再生柴油微粒過濾器上積聚的沉積成分，進(jìn)而延長柴油微粒過濾器的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的柴油機(jī)用潤滑油在裝有再生柴油微粒過濾器，尤其是在裝有連續(xù)再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)系統(tǒng)中，以及在一種抑制沉積成分在柴油微粒過濾器上積聚的方法中特別有用。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
根據(jù)本發(fā)明，柴油機(jī)用潤滑油(以下簡稱潤滑油)的潤滑油基礎(chǔ)油沒有特別限制，可以是用于普通潤滑油中的礦物油或合成油。
礦物油可以是一種經(jīng)石蠟異構(gòu)化獲得的礦物油，也可以是一種經(jīng)天然氣液化石蠟異構(gòu)化獲得的潤滑油基礎(chǔ)油，還可以是一種經(jīng)在大氣環(huán)境下蒸餾原油、減壓蒸餾大氣殘余物、通過至少一種溶劑脫瀝青精煉所得到的潤滑油分餾物、溶劑萃取、氫化裂解、溶劑脫蠟、加氫精制等步驟獲得的潤滑油基礎(chǔ)油。
只要能滿足本發(fā)明的各種條件，礦物油中的硫含量沒有特別限制，例如硫的質(zhì)量含量通常可以不超過1％，更好不超過0.2％，再好不超過0.1％，最好不超過0.005％。
礦物油通常含有質(zhì)量含量不低于70％的，更好不低于80％的，最好不低于90％的硫的質(zhì)量含量不超過0.001％的礦物油，或者僅含硫的質(zhì)量含量不超過0.001％的礦物油。通過減少礦物油中的硫含量，可以有效抑制沉積成分在柴油微粒過濾器上的形成，方便去除柴油微粒過濾器上已積聚的沉積成分。
礦物油中芳香劑的總含量沒有特別限制，一般質(zhì)量含量可以不超過50％，更好不超過15％，再好不超過10％，最好不超過8％，也可以使用芳香劑的總質(zhì)量含量約為0％的礦物油。但是，考慮到添加劑或沉淀物的溶解特性，芳香劑的總質(zhì)量含量通常不低于1％，更好不低于2％，再好不低于3％，最好不低于5％。如果礦物油中芳香劑總的質(zhì)量含量不超過15％，就可能獲得具有良好氧化穩(wěn)定性的潤滑油。
上述芳香劑總的含量指的是根據(jù)ASTMD2549測得的芳香劑餾分的含量，芳香劑餾分一般包括烷基苯、烷基萘、蒽、菲以及其烷化烴產(chǎn)品，通過濃縮含有不少于四個(gè)苯環(huán)的有機(jī)物獲得的化合物，或者芳香雜環(huán)化合物，如吡啶、喹啉、苯酚和萘酚。
合成油可以包括聚丁烯或聚丁烯的氫化物；聚-α-烯烴，如1-辛烯聚物、1-癸烯聚物以及1-辛烯聚物和1-癸烯聚物的氫化物；二酯，如雙十三烷基戊二酸、己二酸二辛酯、乙二酸二異癸酯、雙十三烷基己二酸或癸二酸二辛酯；多元醇酯，如辛戊二醇酯、三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯；芳香合成油，如烷基苯、烷基萘、芳香酯，或者兩種或兩種以上前述芳香合成油的混合物。
本發(fā)明的潤滑油基礎(chǔ)油可以是前述礦物油、前述合成油，或者兩種或兩種以上前述各種油的任意混合物。例如可以使用一種或多種礦物油，或者一種或多種合成油，或者由一種或多種礦物油和一種或多種合成油混合而成的混合油。
本發(fā)明使用的潤滑油基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度沒有特別限制，100℃時(shí)潤滑油基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度可以是不低于3mm2/s不超過20mm2/s，更好是不低于4mm2/s不超過10mm2/s，再好是不低于5mm2/s不超過7mm2/s，最好是不低于6mm2/s不超過7mm2/s。如果運(yùn)動粘度超過20mm2/s，低溫粘性就會惡化；如果運(yùn)動粘度低于3mm2/s，潤滑處就無法形成有效的油膜，從而導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的潤滑油基礎(chǔ)油潤滑性不良和蒸發(fā)損失高。
在NOACK蒸發(fā)損失中，潤滑油基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失的質(zhì)量比可以是不超過20％，更好是不超過16％，最好是不超過10％。如果潤滑油基礎(chǔ)油的NOACK蒸發(fā)損失的質(zhì)量比超過20％，不但潤滑油的蒸發(fā)損失很大，而且潤滑油中的硫、磷化合物和各種金屬也可能會隨著潤滑油基礎(chǔ)油一同沉積在柴油微粒過濾器上，這可能會對沉積成分的形成產(chǎn)生不利影響。這過程中，NOACK蒸發(fā)損失是根據(jù)CECL-40-T-87測得的。
潤滑油基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒有特別限制，一般可以不低于80，更好不低于100，再好不低于120，最好不低于130，以期在低溫和高溫范圍內(nèi)都可以獲得良好的粘度特性。低于80的粘度指數(shù)會對粘度特性產(chǎn)生不利影響，因此不可取。
本發(fā)明潤滑油的成分(A)是一種金屬洗滌劑，成份(A)可以含有金屬洗滌劑，如堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽等。
成分(A)可以是堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽洗滌劑，或者是堿金屬或堿土金屬的水楊酸鹽洗滌劑，最好可以是堿金屬或堿土金屬的水楊酸鹽洗滌劑。最好可以使用至少一種如化學(xué)式(1)所示的化合物的摩爾含量一般不低于55％，最好不低于60％的堿金屬或堿土金屬的水楊酸鹽，或者該水楊酸鹽的高堿值鹽或堿式鹽，以期獲得在潤滑油基礎(chǔ)油中有良好的溶解性和貯存穩(wěn)定性。
其中，R1代表一個(gè)含有1到40個(gè)碳原子的烷基；R2代表一個(gè)氫原子或一個(gè)含有1到40個(gè)碳原子的烷基；M代表一個(gè)堿金屬或堿土金屬原子，如鈉、鉀、鎂、鋇或鈣，最好可以是鎂或鈣；n代表1或2，取決于金屬M(fèi)的化合價(jià)。
含有1到40個(gè)碳原子的烷基可以是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、任基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基和三十烷基。這些烷基既可以是直鏈的，也可以是支鏈的。
在含有1到40個(gè)碳原子的烷基中，尤其是在含有10到40個(gè)碳原子的烷基中，含有10到40個(gè)碳原子的仲烷基來自乙烯、丙烯和1-丁烯等的聚合物或共聚物。含有10到40個(gè)碳原子的仲烷基最好是來自聚乙烯，仲烷基含有的碳原子數(shù)最好為14到18個(gè)。
成份(A)的堿金屬或堿土金屬的水楊酸鹽可以是分子式(1)所表示的化合物(A-1)或化合物(A-2)的堿金屬或堿土金屬的水楊酸鹽化合物(A-1)或化合物(A-2)的摩爾含量不低于55％，最好不低于60％，以期獲得良好的溶解性和貯存穩(wěn)定性?；衔?A-1)中，R1代表含有10到19個(gè)碳原子的仲烷基，R2代表氫原子?；衔?A-2)中，R1、R2均代表含有10到19個(gè)碳原子的仲烷基。此外，堿金屬或堿土金屬的水楊酸鹽最好可以含有摩爾含量不低于85％，最好不低于90％的堿金屬或堿土金屬的單烷基水楊酸鹽，以期獲得良好的低溫流動性。
化合物(A-1)和化合物(A-2)的摩爾含量一般不低于40％，化合物(A-1)的摩爾含量最好不低于50％，化合物(A-2)的摩爾含量一般不超過15％，最好不超過10％?；衔?A-2)和化合物(A-1)的摩爾比((A-2)/(A-1))沒有特別限制，可以不超過0.3，最好不超過0.2，以期獲得良好的低溫流動性。
成份(A)最好可以是一種含有高堿值鹽或堿式鹽，如碳酸鈣或硼酸鈣的高堿值金屬洗滌劑，其堿值一般為150至500mgKOH/g。當(dāng)使用水楊酸鹽洗滌劑時(shí)，成分(A)的堿值可以是150至400mgKOH/g，最好是150至200mgKOH/g；當(dāng)使用磺酸鹽洗滌劑或者苯酚鹽洗滌劑時(shí)，成分(A)的堿值可以為200至500mgKOH/g，最好是250至400mgKOH/g。這里所用的堿值，指的是根據(jù)7.in JIS K2501“Petroleumproducts and lubricants-Determination of neutralization number”中的高氯酸消解法測得的堿值。
本發(fā)明潤滑油中成分(A)的含量沒有特別限制，只要潤滑油中硫酸鹽灰分、M/P比值、B/M比值和S/M比值均落入本發(fā)明界定的范圍內(nèi)即可。成分(A)的堿金屬或堿土金屬占潤滑油總量的質(zhì)量含量通?？梢詾椴坏陀?.01％不超過0.5％，更好為不低于0.05％不超過0.3％，最好為不低于0.15％不超過0.2％。
本發(fā)明潤滑油的成分(B)是無灰分散劑，成分(B)的樣品可以包括一種含氮化合物或其衍生物，該含氮化合物的分子含有至少一個(gè)含40至400個(gè)碳原子，最好是60至350個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基。更具體地說，如琥珀酰亞胺、芐胺和聚胺等，或其通過硼代、磷代、硫代和有機(jī)酸代獲得的衍生物。使用時(shí)，可以將一種或多種樣品混合。
當(dāng)烷基或烯基含有的碳原子數(shù)小于40時(shí)，成分(B)在潤滑油基礎(chǔ)油中的溶解度較低；當(dāng)烷基或烯基含有的碳原子數(shù)超過400時(shí)，潤滑油的低溫流動性降低，也是不足取。烷基或烯基可以是直鏈或支鏈的，最好可以是源于烯烴低聚物，如丙烯、1-丁烯、異丁烯，或乙烯和丙烯的共寡聚合體，的烷基或烯基。
成分(B)最好可以是含硼無灰分散劑，如含硼聚異丁烯基琥珀酰亞胺。聚異丁烯基琥珀酰亞胺有單型和雙型兩種，最好可以使用雙型聚異丁烯基琥珀酰亞胺。
本發(fā)明潤滑油中，成分(B)的含量沒有特別限制，潤滑油中氮的質(zhì)量含量一般可以為不低于0.01％不超過0.4％，更好為不低于0.02％不超過0.2％，最好為不低于0.02％不超過0.15％。
本發(fā)明潤滑油中，來自成分(B)的硼的含量沒有特別限制，只要B/M的比值落入本發(fā)明界定的范圍內(nèi)即可。來自成分(B)的硼的質(zhì)量含量一般不低于0.015％不超過0.2％，更好不低于0.018％不超過0.1％，再好不低于0.018％不超過0.04％，最好不低于0.018％不超過0.03％。來自成分(B)的硼的質(zhì)量含量不低于0.015％時(shí)，可以獲得良好的效果；而當(dāng)來自成分(B)的硼的質(zhì)量含量不低于0.04％時(shí)，并未觀察到效果的顯著增進(jìn)。因此，綜合考慮增加硫酸鹽灰分或成本因素，硼的質(zhì)量含量最好不低于0.015％不超過0.04％。
成分(B)中最好加入不含硼的無灰分散劑，尤其是不含硼的琥珀酰亞胺無灰分散劑。無灰分散劑的含量并沒有特別限制，潤滑油中氮的質(zhì)量含量可以是不低于0.01％不超過0.08％，最好是不低于0.02％不超過0.07％。
此外，成分(B)中，硼原子和氮原子的質(zhì)量比B/N沒有特別限制，一般可以是不小于0.1不超過0.5，更好是不小于0.14不超過0.3，最好是不小于0.14不超過0.2。
本發(fā)明潤滑油中，成分(C)是一種磷基抗磨劑，可以是用于潤滑油中的常規(guī)磷基抗磨劑。
成分(C)的樣品可以包括磷酸鹽、亞磷酸鹽、硫代磷酸鹽和硫代亞磷酸鹽，或其衍生物、金屬鹽和胺鹽。這些樣品中，最好是單或雙烴基二硫代金屬磷酸鹽，或者單或雙烴基金屬磷酸鹽。
金屬鹽中的金屬可以是鋅、鉬、堿金屬或堿土金屬，最好是鋅。
胺鹽中的胺可以是含有1至30個(gè)碳原子，最好是含有8至20個(gè)碳原子的烴基的胺化合物，烴基最好可以是烷基或烯基。
烴基最好可以含一個(gè)含有1至30個(gè)碳原子，更好含有3至8個(gè)碳原子，最好含有3至6個(gè)碳原子的烷基。烷基最好可以是伯烯基或仲烯基，最好是仲烯基。
成分(C)最好可以用含有一個(gè)有3至8個(gè)碳原子的烷基的二烷基二硫代磷酸鋅，以使得潤滑油具有良好的抗磨性能，并抑制沉積成分在柴油微粒過濾器上的形成。此外，使用含有一個(gè)有3至8個(gè)碳原子的烷基的二烷基二硫代磷酸鋅不僅因?yàn)槠淇梢砸种瞥练e成分在柴油微粒過濾器上的形成，而且因?yàn)槠淞蚝康汀Q油期長，以及獲得低硫潤滑油的能力，可以將硫中毒對凈化尾氣的催化劑的影響降至最低。
本發(fā)明潤滑油中，成分(C)的含量并沒有特別限制，潤滑劑中磷的質(zhì)量含量一般不低于0.01％不超過0.2％，更好不低于0.04％不超過0.15％，再好不低于0.08％不超過0.15％，最好不低于0.1％不超過0.15％。
本發(fā)明潤滑油不僅需要含有前述成分(A)、(B)和(C)，而且還需要具備條件(1)至(4)所述的各項(xiàng)屬性(1)硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為0.4％至2％；(2)來自成分(A)的金屬和全部磷的原子比(M/P)為0.2至3；(3)全部硼和來自成分(A)的金屬的原子比(B/M)為0.2至2；(4)全部硫和來自成分(A)的金屬的原子比(S/M)為0至4。
條件(1)中，硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量可以是不低于0.8％不超過1.2％，更好是不低于0.9％不超過1.1％，最好是不低于1.0％不超過1.1％，取決于想要獲得的潤滑油的性能或者柴油的標(biāo)準(zhǔn)。在本實(shí)施方式中，條件(2)中的M/P值可以為0.2至3，更好是1至2.5，再好是1.2至2，最好是1.2至1.6。條件(3)中，B/M值為0.2至2，更好是0.25至1.2，再好是0.3至0.7，最好是0.3至0.6。條件(4)中，S/M值為0至4，更好是0.2至3，再好是1至2.2，最好是1.5至2。
根據(jù)想要獲得的潤滑油性能或柴油的標(biāo)準(zhǔn)，條件(1)中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量可以為0.4％至0.8％，更好是0.45％至0.6％，最好是0.5％至0.55％。本案條件(2)中，M/P的值可以為0.2至3，更好可以是0.4至2，再好是0.6至1.5，最好是0.6至1。條件(3)中，B/M的值是0.2至2，更好是0.5至1.5，再好是0.8至1.5，最好是0.8至1.2。條件(4)中，S/M的值是0至4，更好是0.5至3.8，再好是1.5至3.8，最好是3至3.8。
條件(1)中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量可以是不低于1.2％不超過2％，更好是不低于1.3％不超過1.6％，最好是不低于1.4％不超過1.5％，取決于想要獲得的潤滑油性能或柴油的標(biāo)準(zhǔn)。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，條件(2)中的M/P值可以是0.2至3，更好是1.5至3，最好是2至2.6。條件(3)中的B/M值可以是0.2至2，更好是0.2至1，再好是0.2至0.5，最好是0.2至0.4。條件(4)中的S/M值可以是0至4，再好是不低于0.21不高于2，最好是不低于0.8不高于1.5。
根據(jù)本發(fā)明，具有前述成分的柴油機(jī)用潤滑油可抑制沉積成分在再生柴油微粒過濾器，特別是連續(xù)再生柴油微粒過濾器上的積聚，可抑制再生后差壓的形成，因此可延長柴油微粒過濾器的壽命。否則，柴油微粒過濾器可能因堵塞而失效。但是，如果使用的柴油中硫的質(zhì)量含量超過10ppm，如約50ppm或更高，潤滑油的抑制效果無法充分顯示。因此，本發(fā)明的潤滑油需要用于以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm，最好不超過5ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)中。當(dāng)使用這樣的燃料時(shí)，沉積成分在柴油微粒過濾器上的形成可以得到顯著抑制。
硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油燃料并沒有特別限制，可以是通過脫硫高度精煉獲得的礦物油燃料，如硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的煤油或柴油；也可以是所謂的生物柴油，如飽和或非飽和脂肪酸的烷基酯；還可以是基本不含硫的燃料，如二甲醚、天然氣煤油或通過費(fèi)-托法等反應(yīng)獲得的合成天然氣柴油。
根據(jù)本發(fā)明，柴油機(jī)用潤滑油可以選擇性地含有潤滑油添加劑，如適當(dāng)選擇一種或多種抗氧化劑、摩擦調(diào)節(jié)劑、非成分(C)的抗磨劑、粘度指數(shù)改良劑、防蝕劑、防銹劑，反乳化劑、金屬活性抑制劑、防泡劑和著色劑。
抗氧化劑可以是傳統(tǒng)的酚類抗氧化劑或胺類抗氧化劑。
摩擦調(diào)節(jié)劑可以是鉬的有機(jī)化合物，如二硫代氨基甲酸鉬或二硫代磷酸鉬，或者無灰摩擦調(diào)節(jié)劑，如帶有一個(gè)含6至30個(gè)碳原子的烷基或烯基的脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸胺、脂肪酸醚和脂肪酸酰胺。
非成分(C)的抗磨劑可以是含硫抗磨劑，如硫化油和硫化脂肪、硫酸酯、硫化烯烴、多硫化物，二硫代氨基甲酸鹽和二硫代氨基甲酸鋅。
粘度指數(shù)改良劑可以是常用的平均分子量為1000至1000000的聚甲基丙烯酸酯、乙烯-α-烯烴共聚物、苯乙烯雙烯共聚物，或聚異丁烯粘度指數(shù)改良劑。
防蝕劑可以是苯并三唑、5-甲基苯并三氮唑，噻重氮或咪唑化合物。
防銹劑可以是硫化石油、烷基苯硫酸鹽、二任基萘磺酸鹽，烯基琥珀酸酯和多元醇酯。
反乳化劑可以是聚亞烴基乙二醇非離子表面活性劑，如聚氧乙基烷基醚、聚氧乙基烷基苯基醚和聚氧乙基烷基萘基醚。
金屬活性抑制劑可以是咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻重氮、巰基苯并噻唑、苯并三唑或苯并三唑的衍生物、1，3，4-多硫噻重氮、1，3，4-噻二唑基-2，5-雙二烷基二硫代氨基酸，2-(烷基二硫代)苯并咪唑和β-(o-羧基芐基硫代)丙腈防泡劑可以是硅樹脂、氟硅氧烷，和氟代烷基醚。
根據(jù)本發(fā)明，潤滑油中各可選擇添加劑的含量可以為抗氧化劑、摩擦調(diào)節(jié)劑和非成分(C)的抗磨劑的質(zhì)量含量均為0.01％至5％，粘度指數(shù)改良劑的質(zhì)量含量為0.1％至15％，防蝕劑、防銹劑和反乳化劑的質(zhì)量含量均為0.005％至5％，金屬活性抑制劑的質(zhì)量含量為0.005％至1％，防泡劑的質(zhì)量含量為0.0005％至1％。
根據(jù)本發(fā)明，裝有再生柴油微粒過濾器，尤其是連續(xù)再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)系統(tǒng)，以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料，并以本發(fā)明潤滑油作為柴油機(jī)系統(tǒng)的潤滑油。因此，可抑制沉積成分在再生柴油微粒過濾器上的積聚，方便已在柴油微粒過濾器上積聚的沉積成分的去除，從而可延長柴油微粒過濾器的使用壽命。柴油機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以在傳統(tǒng)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上適當(dāng)選擇。
再生柴油微粒過濾器可以結(jié)合三元催化劑、氧化催化劑，NOx儲存-還原催化劑或尿素選擇還原催化劑使用。
根據(jù)本發(fā)明，抑制沉積成分在再生柴油微粒過濾器上積聚的方法，是為了抑制沉積成分在以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)系統(tǒng)上安裝的再生柴油微粒過濾器，尤其是連續(xù)再生柴油微粒過濾器上的積聚，并以含有本發(fā)明潤滑油成分的潤滑油作為柴油機(jī)系統(tǒng)的潤滑油實(shí)現(xiàn)的。使用該方法，可以延長柴油微粒過濾器的使用壽命。
樣品下面參照樣品和對比樣品詳細(xì)說明本發(fā)明，這些詳細(xì)說明并非旨在限制本發(fā)明。
樣品1至7，對比樣品1至4按照表1所示的成分準(zhǔn)備柴油機(jī)用潤滑油，其中樣品6和對比樣品4的成分完全相同。
樣品1至7和對比樣品1至3的潤滑油須經(jīng)以下測試
測試中使用一個(gè)常用的400cc單缸柴油機(jī)，柴油機(jī)的排氣閥上裝有一個(gè)由碳化硅制成的外置再生柴油微粒過濾器；在1/2載荷下，柴油機(jī)以2400rmp的轉(zhuǎn)速運(yùn)行100小時(shí)，以測量柴油微粒過濾器進(jìn)氣閥和排氣閥之間的差壓。測試中，表1所示的各潤滑油成分置于油底殼中，硫的質(zhì)量含量為4ppm的柴油燃料和表1所示的質(zhì)量含量為4％的潤滑油成分混合去除其他各種添加劑，作為燃料。
測試中，當(dāng)柴油微粒過濾器的進(jìn)氣閥和排氣閥之間的差壓迅速上升時(shí)，將積聚在柴油微粒過濾器上的煙灰置于外置再生爐中燃燒；不用去除殘余灰燼繼續(xù)測試，并重復(fù)上述操作；最終再生后隨即將測得的差壓作為表1所示的測試結(jié)果。積聚在柴油微粒過濾器上的煙灰含有燃料和混合于燃料中的潤滑油的燃燒殘余物，以及自油底殼混入燃燒室中的潤滑油的燃燒殘余。
對于對比樣品4的潤滑油成分(和樣品6的成分相同)，繼續(xù)進(jìn)行和前述操作類似的操作，只是以硫的質(zhì)量含量為45ppm的柴油燃料作為燃料，且測試重新開始后立即測量柴油微粒過濾器的進(jìn)氣閥和排氣閥間的差壓，測試結(jié)果如表1所示。
表1中，各成分的詳細(xì)情況如下1)潤滑油基礎(chǔ)油加氫裂解的礦物油(100℃時(shí)的運(yùn)動粘度為6.5mm2/s；硫的質(zhì)量含量不超過0.0001％；芳香劑的質(zhì)量含量5.5％；NOACK蒸發(fā)的質(zhì)量損失8％；粘度指數(shù)130)2)潤滑油基礎(chǔ)油溶劑精煉礦物油(100℃時(shí)的運(yùn)動粘度為5.3mm2/s；硫的質(zhì)量含量0.35％；粘度指數(shù)103)3)含碳酸鈣的高堿值水楊酸鈣(總堿值166mgKOH/g；鈣的質(zhì)量含量5.8％；硫的質(zhì)量含量0.4％；硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量19.7％；(A-1)3-烷基水楊酸鹽的摩爾含量53％；(A-2)3，5二烷基水楊酸鹽的摩爾含量8％；單烷基水楊酸鹽總的摩爾含量91％；烷基C14-C18的仲烷基)4)含硼酸鈣的高堿值水楊酸鈣(總堿值190mgKOH/g；鈣的質(zhì)量含量6.8％；硼的質(zhì)量含量2.7％；硫的質(zhì)量含量0.3％；(A-1)3-烷基水楊酸鹽的摩爾含量53％；(A-2)3，5二烷基水楊酸鹽的摩爾含量8％；單烷基水楊酸鹽總的摩爾含量91％；烷基C14-C18的仲烷基)5)含碳酸鈣的高堿值磺酸鈣(總堿值300mgKOH/g；鈣的質(zhì)量含量12％；硫的質(zhì)量含量3.8％；硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量42.5％)6)含碳酸鈣的高堿值苯酚鈣(總堿值250mgKOH/g；鈣的質(zhì)量含量5.25％；硫的質(zhì)量含量2.5％；硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量31.5％)7)聚丁烯琥珀酰亞胺(雙型，聚丁烯團(tuán)的平均分子量1500；氮的質(zhì)量含量1.3％)8)經(jīng)硼酸處理的聚丁烯琥珀酰亞胺(雙型，聚丁烯團(tuán)的平均分子量1300；氮的質(zhì)量含量1.6％；硼的質(zhì)量含量0.5％)9)二(1，3-二甲基丁基)二硫代磷酸鋅(鋅的質(zhì)量含量7.8％，磷的質(zhì)量含量7.2％；硫的質(zhì)量含量14.0％)10)烷基磷酸鋅(鋅的質(zhì)量含量6.7％；磷的質(zhì)量含量6.0％)11)由酚類抗氧化劑、胺類抗氧化劑、粘度指數(shù)改良劑和傾點(diǎn)降低劑組成的添加劑。
表1


從表1可以清楚地看出，當(dāng)使用的柴油燃料中硫的質(zhì)量含量不超過10ppm時(shí)，樣品1至7的潤滑油可降低再生后柴油微粒過濾器兩側(cè)的差壓，由此可得出在柴油微粒過濾器上積聚的沉積成分很少的結(jié)論。
樣品1至5和硫酸鹽灰分質(zhì)量含量0.8％至1.2％的對比樣品1至3，再生后立即可獲得低差壓。特別地，當(dāng)使用水楊酸鹽洗滌劑時(shí)，可以獲得顯著的效果。對比樣品1至3的潤滑油中，B/M和S/M的值并不滿足本發(fā)明的條件，再生后立即會產(chǎn)生高差壓，這表明沉積成分很容易積聚。
樣品6和對比樣品4的潤滑油中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量均為0.4％至0.8％，當(dāng)樣品6使用的柴油燃料中硫的質(zhì)量含量不超過10ppm時(shí)，再生后立即可測得低差壓。但如果對比樣品4使用的柴油燃料中硫的質(zhì)量含量為45ppm時(shí)，再生后測得可測得高差壓，這表明沉積成分的積聚有增高的趨勢。
樣品7的潤滑油中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為1.2％至2％，需多次再生，但是再生后柴油微粒過濾器兩側(cè)的差壓較低，因此可以得出這樣的結(jié)論只要本發(fā)明界定的各種特性能夠滿足，潤滑油中硫酸鹽灰分的含量對沉積成分在柴油微粒過濾器上的積聚影響很小。
需要說明的是，即使硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量約為1％或更高(樣品1至5和樣品7)，測試結(jié)果和當(dāng)樣品6中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量減為0.5％時(shí)所得的測試結(jié)果仍然具有可比性。此外，即使硼的質(zhì)量含量低于0.04％，潤滑油仍然可顯示出良好的性能。即使樣品3中硼的總質(zhì)量含量為0.1％，其效果亦無明顯不同。因此，潤滑油中硼的含量可以很低，以抑制由硼引起的硫酸鹽灰分的增加，并獲得具有良好成本效益的潤滑油。
因此，根據(jù)本發(fā)明的柴油機(jī)用潤滑油和硫含量很低的柴油，可抑制沉積成分在再生柴油微粒過濾器上的積聚，并顯著延長柴油微粒過濾器的使用壽命，避免其因堵塞而失效。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)用潤滑油，該柴油機(jī)裝有一個(gè)再生柴油微粒過濾器并以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料，柴油機(jī)用潤滑油包括潤滑油基礎(chǔ)油和各種添加劑，添加劑含有(A)金屬洗滌劑；(B)無灰分散劑；和(C)磷基抗磨劑其中，潤滑油成分滿足以下條件(1)至(4)的所有條件(1)硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為0.4％至2％；(2)來自成分(A)的金屬和全部磷的原子比(M/P)為0.2至3；(3)全部硼和來自成分(A)的金屬的原子比(B/M)為0.2至2，和(4)全部硫和來自成分(A)的金屬的原子比(S/M)為0至4。
2.如權(quán)利要求1所述的潤滑油，其特征在于所述條件(1)中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為不低于0.8％不超過1.2％。
3.如權(quán)利要求1所述的潤滑油，其特征在于所述條件(1)中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為0.4％至0.8％。
4.如權(quán)利要求1所述的潤滑油，其特征在于所述條件(1)中硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為不低于1.2％不超過2％。
5.如權(quán)利要求1所述的潤滑油，其特征在于所述金屬洗滌劑(A)至少含有一種堿土金屬的水楊酸鹽和堿土金屬水楊酸鹽的高堿值鹽或堿式鹽。
6.如權(quán)利要求1所述的潤滑油，其特征在于所述再生柴油微粒過濾器為一種可安裝于機(jī)動車上的連續(xù)再生柴油微粒過濾器。
7.一種以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)系統(tǒng)，其包括一個(gè)再生柴油微粒過濾器，并以一種具有權(quán)利要求1所述成分的潤滑油作為發(fā)動機(jī)的潤滑油。
8.一種抑制沉積成分在柴油機(jī)系統(tǒng)的再生柴油微粒過濾器上積聚的方法，該方法包括以硫的質(zhì)量含量不超過10ppm的柴油作為燃料運(yùn)行柴油機(jī)系統(tǒng)，以及用一種含權(quán)利要求1所述柴油機(jī)用潤滑油成分的潤滑油操作柴油機(jī)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于裝有再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)或裝有長壽命再生柴油微粒過濾器的柴油機(jī)系統(tǒng)中的潤滑油，和一種抑制沉積成分在柴油機(jī)系統(tǒng)的再生柴油微粒過濾器上積聚的方法。本發(fā)明柴油機(jī)用潤滑油用于裝有再生柴油微粒過濾器并以硫的質(zhì)量含量低于10ppm的柴油作為燃料的柴油機(jī)系統(tǒng)，其包括潤滑油基礎(chǔ)油和添加劑，添加劑含有(A)金屬洗滌劑、(B)無灰分散劑和(C)磷基抗磨劑，并滿足條件硫酸鹽灰分的質(zhì)量含量為0.4％至2％；來自成分(A)的金屬和全部磷的原子比為0.2至3，全部硼和來自成分(A)的金屬的原子比為0.2至2，全部硫和來自成分(A)的金屬的原子比為0至4。
文檔編號C10N10/04GK1954057SQ20058001576
公開日2007年4月25日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者栗原功, 加賀谷峰夫 申請人:新日本石油株式會社, 財(cái)團(tuán)法人石油產(chǎn)業(yè)活性化中心