Композиция смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

КАМАТА Кумико (JP)

КОБАЯСИ Идзуми (JP)

ООХАРА Кендзи (JP)

ХАНЮДА Киёси (JP)

C10N20/04 - Схема кодирования для подкласса C10M

C10M169/04 - смеси основ и добавок

C10M107/46 - содержащие серу

Владельцы патента RU 2729063:

ШЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б.В. (NL)

Изобретение относится к композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания. Композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания содержит дитиокарбамат молибдена (ДТК-Мо), полиалкиленгликоль (ПАГ) и базовое масло, причём средневесовая молекулярная масса полиалкиленгликоля составляет 2750-4500 и содержание полиалкиленгликоля составляет не менее чем 0,05% мас. и менее чем 10% мас. по отношению к общей массе композиции. Технический результат – уменьшение трения и топливная экономичность в двигателях внутреннего сгорания как в оснащенных DLC (алмазоподобный углерод), так и в смазочной системе без DLC. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 19 пр.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, содержащей заданные компоненты.

Уровень техники

В прошлом было предложено много композиций смазочного масла. Например, в WO2005014763 предложено смазочное масло, содержащее базовое смазочное масло и серосодержащий комплекс молибдена. При этом, в «Wear Analysis of DLC Coating in Oil Containing Mo-DTC», Takatoshi Shinyoshi, Yoshio Fuwa, Yoshinori Ozaki, JSAE 20077103 SAE 2007-01-1969 предложен случай, когда улучшается износ пленки, если ДТК-Мо объединить с водородсодержащей DLC пленкой (a-C:H).

Однако, в случае композиции смазочного масла согласно WO2005014763, оценивание проводят с использованием реального двигателя. Оценки эффективности уменьшения трения проводят на системах, в которых одновременно смазываются как контактные поверхности DLC (DLC - алмазоподобный углерод), так и контактные поверхности без DLC, не имеющие DLC пленки, например, обычные стальные материалы для двигателей, но если смазывающий эффект стального материала является большим, чем смазывающий эффект контактной поверхности DLC, то неясно, подходит ли это для DLC пленок. Кроме того, в «Wear Analysis of DLC Coating in Oil Containing Mo-DTC», Takatoshi Shinyoshi, Yoshio Fuwa, Yoshinori Ozaki, JSAE 20077103 SAE 2007-01-1969 не предложено средство решения проблемы.

С учетом этих обстоятельств цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, которая может осуществлять малое трение как в оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания, так и в не оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания.

Сущность изобретения

В результате тщательных исследований, проведенных для достижения этой цели, авторы данного изобретения обнаружили, что посредством смешивания полиалкиленгликоля (ПАГ) и определенного органического молибденового соединения в качестве дополнительных компонентов в композиции смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, задавая молекулярную массу ПАГ и задавая смешиваемое количество ПАГ, стало возможным осуществить малое трение в двигателях внутреннего сгорания независимо от наличия или отсутствия DLC, и, таким образом, совершили

данное изобретение.

То есть, данное изобретение представляет собой композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, которая является композицией, полученной посредством смешивания дитиокарбамата молибдена (ДТК-Мо) и полиалкиленгликоля (ПАГ) в базовом масле, причём средневесовая молекулярная масса полиалкиленгликоля составляет 2750-4500, и содержание полиалкиленгликоля составляет не менее чем 0,005% мас. и менее чем 10% мас. по отношению к общей массе композиции.

Кроме того, композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания данного изобретения может быть композицией смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, которую можно использовать как в оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания, так и в не оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания (обычные двигатели внутреннего сгорания).

Подробное описание изобретения

Согласно данному изобретению стало вполне возможным предложить композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, которую можно применять как в оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания, так и в не оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания.

Теперь будут представлены пояснения о химическом составе, свойствах и предполагаемом использовании композиций смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно данному аспекту.

В композициях смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно данному аспекту дитиокарбамат молибдена (ДТК-Мо) и полиалкиленгликоль (ПАГ) смешивают в базовом масле, также, при необходимости, другие присадки могут быть смешаны в базовом масле. Теперь будет представлено подробное объяснение композиций смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания согласно данному аспекту, но данное изобретение никоим образом не ограничено этими композициями.

Базовое масло, применяемое в данном аспекте, не является особенно ограниченным, и по мере необходимости могут применяться минеральные масла, синтетические масла, растительные и животные масла и соответствующие смеси, применяемые в обычных смазочных маслах и консистентных смазочных композициях. Конкретные примеры включают базовые масла групп 1-5 в категориях базовых масел API (American Petroleum Institute/Американского Института Нефти). В данном документе категории базовых масел API представляют собой широкую классификацию материалов базового масла, определенных Американским Институтом Нефти в целях подготовки нормативов для базовых смазочных масел. Для достижения превосходной стойкости к окислению предпочтительным является базовое масло, принадлежащее 3 группе.

Кинематическая вязкость базового масла не является особенно ограниченной, но с практической точки зрения, например, для предотвращения износа и достижения топливной экономичности, кинематическая вязкость при 100°C составляет предпочтительно 2-32 мм²/с, и более предпочтительно 3-8 мм²/с.

Индекс вязкости базового масла не является особенно ограниченным, но с практической точки зрения, например, для предотвращения износа и достижения топливной экономичности, индекс вязкости составляет предпочтительно 10-200, и более предпочтительно 100-200.

Дитиокарбамат молибдена (ДТК-Мо), применяемый в данном аспекте, может быть, например, диалкилдитиокарбаматом молибдена, представленным формулой (1) ниже.

В формуле 1 каждый из R¹-R⁴ обозначает алкильную группу, а каждый из X¹-X⁴ обозначает атом кислорода или атом серы.

Каждая из алкильных групп R¹, R², R³ и R⁴, содержащихся в диалкилдитиокарбамате молибдена, представленном формулой (1), является отдельной липофильной группой, имеющей 2-30 атомов углерода, и предпочтительным по меньшей мере для одной из этих четырех липофильных групп является быть вторичной липофильной группой.

В данном документе дитиокарбамат молибдена (ДТК-Мо), применяемый в данном аспекте, представляет собой, предпочтительно, дитиокарбамат молибдена, представленный формулой (2) ниже.

В формуле (2) каждый из R¹-R⁴ обозначает алкильную группу.

Содержание дитиокарбамата молибдена, применяемого в данном аспекте, не является особенно ограниченным, но предпочтительным является 50-1500 м.д. по показателю содержания молибдена по отношению к общей массе композиции смазочного масла.

Полиалкиленгликоль (ПАГ) представляет собой соединение, в котором полимеризировано множество алкиленгликолей, представленное общей формулой HO-(C_nH_mO)_s-H или общей формулой HO-(C_nH_mO)_s-OH, но оно не является особенно ограниченным. Для того, чтобы применять материал, имеющий низкую растворимость в масле, предпочтительно применять одно или большее количество соединений, выбранных среди следующих: полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля и полибутиленгликоля. По показателю совместимости с базовым маслом более предпочтительными являются полипропиленгликоль и полибутиленгликоль.

Кроме того, средневесовая молекулярная масса полиалкиленгликоля согласно данному аспекту составляет 2750-4500, и предпочтительно 3000-4000. Посредством установления средневесовой молекулярной массы полиалкиленгликоля в пределах такого диапазона, улучшается совместимость с базовым маслом и коэффициент трения может быть снижен.

Кроме того, полиалкиленгликоль согласно данному аспекту содержится в количестве не менее чем 0,05% мас. и менее чем 10% мас., предпочтительно 0,5-8,0% мас., и более предпочтительно 1,0-5,0% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла. Посредством установления содержания полиалкиленгликоля в пределах такого диапазона улучшается совместимость с базовым маслом и могут быть проявлены смазочные свойства полиалкиленгликоля.

Одна или большее количество из разнообразных присадок, например, беззольные дисперсионные агенты, агенты для предотвращения износа, противозадирные присадки, моющие средства на основе металлов, антиоксиданты, улучшающие индекс вязкости агенты, модификаторы трения, ингибиторы коррозии, неионные поверхностно-активные вещества, деэмульгаторы, дезактивирующие металл агенты и антипенные агенты могут быть примешаны в качестве необязательных компонентов к композициям смазочного масла согласно данному аспекту.

HTHS вязкость композиции смазочного масла данного изобретения при 150°C и 10⁶ с^-1 составляет предпочтительно 3,5 мПа·с или менее, более предпочтительно 3,0 мПа·с или менее, ещё более предпочтительно 2,8 мПа·с или менее, и особо предпочтительно 2,7 мПа·с или менее. Кроме того, эта HTHS вязкость составляет предпочтительно 1,4 мПа·с или более, более предпочтительно 2,0 мПа·с или более, ещё более предпочтительно 2,3 мПа·с или более, особо предпочтительно 2,5 мПа·с или более, и наиболее предпочтительно 2,6 мПа·с или более. Более того, эта вязкость при высокой температуре и высокой скорости сдвига представляет собой численное значение, определенное с использованием способа испытания, раскрытого в стандарте ASTM D5481.

Объем применения композиций смазочного масла согласно данному аспекту не является особенно ограниченным в том случае, когда композиции применяются в двигателях внутреннего сгорания.

В частности, в соответствии с композициями смазочного масла согласно данному аспекту, посредством установления средневесовой молекулярной массы и содержания полиалкиленгликоля в пределах заявленных диапазонов в композиции, которая получена посредством смешивания дитиокарбамата молибдена и полиалкиленгликоля в базовом масле, стало возможным уменьшить трение на поверхностях, не оснащенных DLC, а также значительно уменьшить трение на поверхностях, оснащенных DLC, и следовательно, стало возможным осуществление малого трения, независимо от наличия или отсутствия DLC. В результате, композиция смазочного масла согласно данному аспекту может быть использована в обоих двигателях внутреннего сгорания: оснащенном DLC и не оснащенном DLC (то есть, может быть применена в качестве композиции смазочного масла для оснащенных DLC двигателей внутреннего сгорания и не оснащенных DLC двигателей внутреннего сгорания).

Более того, оснащенный DLC двигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором все или по меньшей мере некоторые поверхности, которые являются поверхностями трения, покрыты DLC. Кроме того, DLC (алмазоподобный углерод) как правило, означает аморфное вещество, образованное, главным образом, элементарным углеродом, в котором связывание между атомами углерода содержит как алмазоподобную структуру (связи SP3), так и графитовые связи (связи SP2). В частности, они включают a-C структуру (аморфный углерод), содержащую только элементарный углерод, водородсодержащую структуру a-C:H (гидрированный аморфный углерод) и MeC, которая частично содержит элемент-металл, например, титан (Ti) или молибден (Mo). Кроме того, коэффициент трения имеет тенденцию возрастать по мере увеличения содержания водорода в DLC, но стало возможным выбрать произвольное содержание водорода, например, 10 атом% или менее, 5 атом% или менее, или 0,5 атом% или менее.

Примеры

Данное изобретение теперь будет объяснено более подробно с использованием рабочих примеров и сравнительных примеров, но не ограничено этими примерами.

Приготовление композиции смазочного масла

Исходными материалами, применяемыми в рабочих примерах, являются следующие.

Базовое масло

Базовое масло GTL (gas-to-liquid/из газа в жидкость), синтезированное по способу Фишера-Тропша, принадлежащее 3 группе, при 100°C имеет кинематическую вязкость 7,58 мм²/с и индекс вязкости 141.

Присадки

ПАГ

ПЭГ-400 (производства NOF Corporation, ПЭГ, средневесовая молекулярная масса 100)

D-250 (производства NOF Corporation, ППГ, две концевые OH-группы, средневесовая молекулярная масса 250)

D-1000 (производства NOF Corporation, ППГ, две концевые OH-группы, средневесовая молекулярная масса 1000)

D-2000 (производства NOF Corporation, ППГ, две концевые OH-группы, средневесовая молекулярная масса 2000)

D-4000 (производства NOF Corporation, ППГ, две концевые OH-группы, средневесовая молекулярная масса 4000)

MB7 (производства NOF Corporation, ППГ, одна концевая OH-группа, средневесовая молекулярная масса 700)

MB700 (производства NOF Corporation, ППГ, одна концевая OH-группа, средневесовая молекулярная масса 3000)

50MB-2 (производства NOF Corporation, ППГ·ПЭГ, средневесовая молекулярная масса 200)

ДТК-Мо

Sakuralube-165 (производства ADEKA, содержание молибдена 4,5% мас., содержание серы 5,0% мас.)

1. Агент улучшения индекса вязкости

Агент улучшения индекса вязкости на основе полиметакрилата.

Комплексные присадки

GF-5DI (подробная информация о составе: агент по очистке металлов, беззольный дисперсионный агент, дитиофосфат цинка, ингибитор коррозии, антикоррозионный агент, антиоксидант, беззольный модификатор трения и т.п.).

Композиции смазочного масла были получены посредством смешивания и разработки рецептур упомянутых выше исходных материалов, в пропорциях (массовых долях), представленных в таблицах.

Испытания

Испытание трением

Композиции смазочного масла рабочих примеров и сравнительных примеров были нанесены на поверхности скольжения, состоящие из покрытого DLC элемента скольжения, который был получен посредством нанесения алмазоподобного углерода с содержанием водорода 0,5 атом.%, и элемента скольжения, состоящего из материала SUJ2, и провели испытание трением. С использованием прибора для испытания трением SRV «цилиндр на диске» (стандарт ASTM D6425) измерили коэффициент трения. Условия следующие: температура: 80°C, частота: 50 Гц, нагрузка: 100 Н. Аналогичное испытание трением было проведено с нанесением композиций смазочного масла рабочих примеров и сравнительных примеров на поверхности скольжения, состоящие из не покрытого DLC элемента скольжения SUJ2 и элемента скольжения, состоящего из SUJ2 материала. Результаты представлены в таблицах.

Как показано в таблицах, данное изобретение приводит к эффекту уменьшения трения на обеих металлических контактных поверхностях, если имеется DLC пленка. Из-за того, что низкий коэффициент трения уменьшает количество генерируемого трением тепла, стало возможным устранить размягчение поверхности, вызываемое карбонизацией (увеличение количества связывания SP2), вызываемой трением в случае DLC поверхности, и улучшить износостойкость DLC, причём снижение сопротивления трению приводит к уменьшению напряжения внутри DLC пленки и между DLC пленкой и элементом под ней, и уменьшает проблему снятия покрывающей DLC пленки.

В этом случае, данное изобретение способствует повышению топливной экономичности и поддержанию благоприятного состояния в смазочной системе DLC.

В соответствии с данным изобретением, а также в случае металлических поверхностей, органическое соединение молибдена проявляет функциональность, происходит уменьшение трения, причём осуществляется топливная экономичность даже в смазочной системе без DLC.

1. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, которая содержит дитиокарбамат молибдена (ДТК-Мо), полиалкиленгликоль (ПАГ) и базовое масло, причём средневесовая молекулярная масса полиалкиленгликоля составляет 2750-4500 и содержание полиалкиленгликоля составляет не менее чем 0,05% мас. и менее чем 10% мас. по отношению к общей массе композиции.

2. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, отличающаяся тем, что может быть применена как в двигателях внутреннего сгорания, оснащенных DLC (DLC - алмазоподобный углерод), так и в не оснащенных DLC двигателях внутреннего сгорания.

3. Композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что полиалкиленгликоль представляет собой полипропиленгликоль (ППГ).

Изобретение относится к нефтехимии и может быть использовано для получения синтетической сульфонатной присадки различного уровня щелочности к моторным маслам с применением линейных диалкилбензолов с молекулярной массой 240-320 в качестве сырья.

Смазывающая композиция на водной основе // 2727812

Настоящее изобретение относится к смазывающей композиции, содержащей от 0,1 до 10% по весу первой органической кислоты, которая представляет собой жирную кислоту, содержащую от 4 атомов углерода до 18 атомов углерода, от 1 до 10% по весу жирного амина, от 0,1 до 10% по весу диспергирующего средства, от 0,1 до 5% по весу регулятора кислотности, от 0,1 до 10% по весу второй органической кислоты, от 0,1 до 10% по весу органического растворителя и от 50 до 98,8% по весу воды, при этом значения процентного содержания по весу рассчитаны исходя из общего веса композиции, соответствующего 100%.

Способ получения средневязких белых масел // 2726619

Изобретение относится к способу получения белых масел, соответствующих по содержанию ароматических углеводородов требованиям, предъявляемым к медицинским и техническим белым маслам, и может быть применено в нефтеперерабатывающей промышленности для производства белых масел из непревращенного остатка гидрокрекинга.

Применение сложных эфиров полиглицерина в качестве трибо-модификаторов в смазывающих композициях // 2726194

В заявке описана композиция смазочного масла, включающая (a) от 0,2 до 5 мас.% неполных сложных эфиров полиглицерина в пересчете на полную массу композиции смазочного масла, отличающаяся тем, что неполные сложные эфиры полиглицерина можно получить путем этерификации смеси полиглицеринов с помощью (i) многофункциональных карбоновых кислот и (ii) насыщенных или ненасыщенных, линейных или разветвленных жирных кислот и (ii) поли(гидроксистеариновой кислоты), где степень этерификации смеси полиглицеринов составляет от 30 до 75% групп OH; (b) от 85 до 99,8 мас.% аполярного базового компонента, выбранного из группы, включающей базовые компоненты АНИ группы II, III и IV и/или их смеси, в пересчете на полную массу композиции смазочного масла; и (c) от 0 до 10 мас.% полярного сложноэфирного масла группы V, соответствующего определению Американского нефтяного института (АНИ), в пересчете на полную массу композиции смазочного масла, отличающаяся тем, что многофункциональные карбоновые кислоты (i) являются алифатическими дикарбоновыми кислотами, которые выбраны из группы, состоящей из малоновой кислоты, янтарной кислоты, фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, диметилглутаровой кислоты, адипиновой кислоты, триметиладипиновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, додекандикарбоновой кислоты и их ангидридов, и что неполные сложные эфиры полиглицерина обладают значениями показателя ГЛБ, равными от 3 до 7, и числом OH, находящимся в диапазоне от 50 до 180 мг KOH/г, включающая неполные сложные эфиры полиглицерина многофункциональных карбоновых кислот и насыщенных или ненасыщенных, линейных или разветвленных жирных кислот и/или поли(гидроксистеариновой кислоты).

Смазочная композиция для редукторного масла // 2726003

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, а более конкретно к смазочной композиции, которая содержит олигомер этилена-альфа-олефина и соединение алкилированного фосфония, что позволяет снизить расход энергии и повысить устойчивость к негативным факторам, и, таким образом, данная композиция подходит для использования в редукторном масле.

Смазочная композиция для гидравлического масла // 2726002

Данное изобретение относится к смазочной композиции, то есть к смазочной композиции, обладающей очень хорошей стабильностью против окисления, и имеет улучшенные фрикционные характеристики даже в тяжелых условиях высокой температуры и высокого давления и, таким образом, подходит для использования в гидравлическом масле.

Присадка для композиций смазочных материалов, содержащая серосодержащее и не содержащее серы органическое соединение молибдена и триазол // 2724054

В настоящем изобретении заявлена смазочная композиция для уменьшения коррозии меди и свинца, содержащая базовое масло, присутствующее в количестве по меньшей мере 85% масс.

Универсальная ружейная смазка // 2723631

Настоящее изобретение относится к консервационным, смазочным композициям и чистящим композициям, которые могут применяться для смазки, очистки поверхностей от нагара и консервации всех видов стрелкового оружия: нарезного, гладкоствольного и травматического.Смазка для консервации и чистки стрелкового оружия содержит, мас.

Смазки с магнием и их применение для уменьшения преждевременного воспламенения смеси при низких оборотах // 2722017

Предложены композиция смазочного масла, применение и способ осуществления работы двигателя внутреннего сгорания. Композиция смазочного масла содержит более 50 масс.% базового масла, выбранного из группы, состоящей из базового масла I группы, базового масла II группы, базового масла III группы, базового масла IV группы, базового масла V группы и их смесей; моющую присадку сверхосновного сульфоната кальция с общим щелочным числом от 225 до 400 мг KOH/г, измеренным способом согласно ASTM D-2896, моющую присадку сверхосновного сульфоната магния, моющую присадку сверхосновного фенолята магния, моющую присадку сверхосновного салицилата магния или их смеси в количестве, обеспечивающем от 50 до 1000 ppm по массе магния в композиции смазочного масла, и одно из: (a) моющей присадки сверхосновного фенолята кальция или салицилата кальция с общим щелочным числом от более 225 до 400 мг KOH/г, измеренным способом согласно ASTM D-2896, и (b) моющей присадки низкоосновного сульфоната кальция, моющей присадки низкоосновного фенолята кальция, моющей присадки низкоосновного салицилата кальция или их смеси с общим щелочным числом вплоть до 175 мг KOH/г, измеренным способом согласно ASTM D-2896, в количестве, обеспечивающем по меньшей мере 50 ppm по массе кальция в композиции смазочного масла относительно общей массы смазочной композиции, при этом указанная композиция смазочного масла содержит такое количество сверхосновных кальцийсодержащих моющих присадок, которое обеспечивает от 900 ppm по массе до менее 1800 ppm по массе кальция в композиции смазочного масла в расчете на общую массу композиции смазочного масла, и общее содержание кальция в смазочной композиции составляет до 1800 ppm относительно общей массы композиции смазочного масла; и указанная композиция смазочного масла успешно проходит испытание согласно TEOST-33.

Смазки с молибденом и их применение для уменьшения преждевременного воспламенения смеси при низких оборотах // 2721712

Настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла, способу снижения числа случаев преждевременного воспламенения смеси (LSPI) при низких оборотах в двигателе внутреннего сгорания с наддувом, а также к применению данной композиции для осуществления этого способа.

Композиция смазочного масла для автоматической коробки передач // 2726413

Изобретение касается композиции смазочного масла для автоматических коробок передач, содержащей в качестве низковязкого базового масла от 55 до 85% мас. синтетического масла Фишера-Тропша с кинематической вязкостью, составляющей при 100°C от 2 до 4 мм2/с; в качестве высоковязкого базового масла от 1 до 10% мас.