一種機油添加劑組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于潤滑油領域，具體涉及一種機油添加劑組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002]潤滑油廣泛應用于機械加工、交通運輸、冶金、煤炭、建筑等行業，作為用在各種類型的機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，潤滑油主要用于減少運動部件表面間的摩擦，同時對機器設備具有冷卻、密封、防腐、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質等作用。發動機潤滑油，即機油，是發動機系統中各運動部件的潤滑介質，具有潤滑、冷卻、清洗和密封等作用，以保證發動機有效和長期工作，發動機潤滑油的性能直接影響發動機的工作效率、油耗、輸出功率、使用壽命和排放等。
[0003]由于機油多在惡劣的工作環境中使用，在使用一段時間后，由于物理或化學因素，生成了如醛、酮、樹脂、瀝青膠態物質、碳黑以及有機酸、鹽、水、金屬碎肩等雜質，導致機油的性能發生改變，不能再繼續使用。機油使用壽命短，使得資源消耗大，既加大運行成本，同時有害物排放多。
[0004]為了改善機油的性能，延長機油的壽命，往往在機油中添加機油添加劑。機油添加劑是指加入機油中的、以使機油得到某種新的特性或改善潤滑油中已有的一些特性的一種或幾種化合物。然而，由于近年來發動機機在性能方面不斷改進，輸出功率不斷增加，添加普通添加劑的機油的使用壽命仍較短。并且更嚴厲的運行條件使內燃機機件磨耗大，內燃機動力不足，燃料消耗大，機動車使用時產生廢氣多，噪聲大。此外，現有的復合添加劑組成仍然存在缺點，例如，總體加劑量較大；含有磷系抗磨劑，對汽車三元催化器有影響；對基礎油的感受性不強，需要特定的基礎油；復合劑功能性不突出。
[0005]例如專利文獻CN102443474A “一種用于發動機油的復合添加劑”、CN102041141A “一種燃氣汽車發動機油復合添加劑及發動機油”、CN102443477A “一種發動機潤滑油的復合添加劑”、CN 102994193A “一種低灰燃氣發動機潤滑油組合物”中均含有磷添加劑，增加了對三元催化轉化器的風險，并且對汽車排放系統有較大影響。
【發明內容】
[0006]作為各種廣泛且細致的研宄和實驗的結果，本發明的發明人已經發現，采用蓖麻油、改性蓖麻油、納米粒子以及其他無磷添加劑，制備得到的機油添加劑組合物不僅使用后可生物降解，對環境無污染，并且綜合性能優異。基于這種發現，完成了本發明。
[0007]本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。
[0008]本發明還有一個目的是提供一種機油添加劑組合物，該機油添加劑組合物采用可生物降解的蓖麻油，同時添加納米粒子和無磷的添加劑，對環境無污染，而且添加有該機油添加劑的機油具有優良的潤滑性能、極壓抗磨性能、冷卻性能、高溫穩定性能和氧化安定性能，使用該機油添加劑組合物的機油換油周期長，對發動機的不良影響小。
[0009]本發明還有一個目的是通過超聲混合方法，提高機油添加劑的混合程度，獲得了混合均勻的機油添加劑組合物。
[0010]為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種機油添加劑組合物，所述機油添加劑組合物的配方按重量份計為:蓖麻油20?40份，硼氮型改性蓖麻油15?20份，蓖麻油多元醇醋5?10份，銹蝕抑制劑5?10份，抗氧劑5?10份，表面活性劑5?8份，有機鉬化合物10?15份，分散劑5?10份，石墨粉2?5份，金屬鈍化劑I?3份，清潔劑2?5份，納米金屬粉濃縮液2?5份，粘度指數改進劑2?5份。
[0011]優選的是，所述硼氮型改性蓖麻油的制備方法為:將質量比為1:2?5的蓖麻油和堿性高錳酸鉀溶液在200?300r/min的速度下攪拌反應2?5h，然后靜30?60min，取上層油性溶液100重量份加入微波反應釜，微波加熱至100?130°C，然后在200?300r/min的速度下攪拌，并以每分鐘2?5重量份的滴加速度將20?50重量份的重量比為1:1的硼酸和硼酸銨加入微波反應釜中，滴加完成后，繼續攪拌反應I?3h，然后以每分鐘I?3重量份的滴加速度將30?50重量份的三乙醇胺加入微波反應釜中，攪拌反應I?3h，然后靜置20?40min，取上層油性溶液，分離提純，得到硼氮型改性蓖麻油。
[0012]優選的是，所述蓖麻油多元醇酯的制備方法為:在50?601下，取重量比為5:1的三羥甲基丙烷和乙醇攪拌溶解完全，得到混合物，將混合物加入盛有蓖麻油的反應器中，將反應器放入搖床中預熱至30?70°C，然后加入脂肪酶N0V0435，在200?500r/min的震蕩速度下反應12?48h，過濾分離，將得到的液體物質靜置2?4h，取上層液體，將上層液體用50°C的蒸餾水洗滌3?5次，洗滌后的產物用旋轉蒸發儀在60?70°C、真空度0.08?0.1MPa下蒸發除去水分，然后過濾得到改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯；所述蓖麻油與三羥甲基丙烷的重量比為10?20:1 ;所述脂肪酶N0V0435的用量占蓖麻油重量的5?10%。
[0013]優選的是，所述納米金屬粉濃縮液的制備方法為:以重量份計，在配料罐中加入100份蓖麻油、0.1?0.5份重量比為1:1:1的聚異丁烯單丁二酰亞胺、聚異丁烯雙丁二酰亞胺和硼化聚異丁稀丁二酰亞胺分散劑，在1000?1500r/min的速度下攪拌10?15min，然后將2?5份納米金屬粉以0.1?0.3份/min的滴加速度滴加到含有分散劑的蓖麻油中，然后在常溫下以線速度25m/s攪拌15h，沉降48h后，過濾得到納米金屬粉濃縮液。
[0014]優選的是，所述納米金屬粉為鎂粉、鎳粉、鉻粉和鈷粉按重量比1:1?3:1?3:1?3混合。
[0015]優選的是，所述納米金屬粉的粒度為25?50nm。
[0016]優選的是，所述銹蝕抑制劑為聚異丁烯或烷基琥珀酸衍生物中的一種；
[0017]所述抗氧劑為重量比I?3:1的異辛酸鉍和環烷酸鉍；
[0018]所述表面活性劑為吐溫-60、司本-20和司本-80三種的混合；
[0019]所述有機鉬化合物為重量比為1:1的環烷酸鉬和烷基水楊酸鉬；
[0020]所述分散劑為重量比為1:1?3:1?3的聚異丁烯單丁二酰亞胺、聚異丁烯雙丁二酰亞胺和硼化聚異丁烯丁二酰亞胺；
[0021]所述石墨粉的粒度為I?3um ;
[0022]所述金屬鈍化劑為重量比為1:1的苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑；
[0023]所述清潔劑為水楊酸鈣、水楊酸鎂中的一種或兩種的混合；
[0024]所述粘度指數改進劑為苯乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種的混合。
[0025]優選的是，所述表面活性劑中吐溫-60、司本-20和司本-80按重量比3:2:1混合。
[0026]本發明的目的還可以進一步由一種制備機油添加劑組合物的方法來實現，所述方法為:按所述重量份，將蓖麻油、硼氮型改性蓖麻油、蓖麻油多元醇酯、石墨粉、分散劑、納米金屬粉濃縮液加入反應釜中，加熱至50?60°C，并以1500?2000r/min的速度攪拌20?30min后超聲混合10?20min，然后將銹蝕抑制劑、抗氧劑、表面活性劑、有機鉬化合物、金屬鈍化劑、清潔劑、粘度指數改進劑加入反應釜中，加熱至40?50°C，以1500?2000r/min的速度攪拌30?60min，然后超聲混合20?30min，得到機油添加劑組合物。
[0027]優選的是，所述超聲混合的超聲頻率為80?120KHZ。
[0028]在本發明中采用的硼氮型改性蓖麻油能夠在氮的高反應活性、蓖麻油分子的載體作用和硼的缺電子性及三者的協同作用下形成具有抗磨極壓性的吸附膜和摩擦化學反應膜，能夠在機油中起到減磨的效果。
[0029]在本發明中采用的蓖麻油多元醇酯，能夠增強機油添加劑組合物在機油中的氧化穩定性和低溫性能。