所謂有機(jī) BNo
[0343] 根據(jù)如下步驟,對氣缸潤滑劑或單獨(dú)的高堿性清潔劑測量碳酸鹽BN,下文表示為 6啡。〇33。后者是基于利用硫酸來侵蝕樣品的高堿性的碳酸鹽(巧的)的原理。根據(jù)W下反 應(yīng),運(yùn)種碳酸鹽轉(zhuǎn)換為碳酸氣體;
[0344]
[0345] 反應(yīng)器的容積恒定,壓力隨C〇2釋放成比例升高。
[0346] 步驟:在容積為100毫升的配備有其上安裝有差示壓力計(jì)的塞子的反應(yīng)容器中, 稱量必要量的8啡。〇)3待測量的產(chǎn)品,使得不超過差示壓力計(jì)的測量限(為600mb的壓力增 加,mb=毫己)。從圖2的圖表確定該量,圖2顯示對于每種質(zhì)量的產(chǎn)品(1至10克),由 差示壓力計(jì)測得的壓力(其對應(yīng)于由于釋放C〇2而導(dǎo)致的壓力增加)與樣品中BNcacw成比 例。如果8啡。。。3的結(jié)果未知,稱量約4克的中等量的產(chǎn)品。在所有情況下,記錄樣品質(zhì)量 (m)。反應(yīng)容器可由耐熱玻璃、玻璃、聚碳酸醋等或有利于與環(huán)境介質(zhì)進(jìn)行熱交換的任意其 他材料制成,使得容器的內(nèi)部溫度與環(huán)境介質(zhì)的溫度迅速達(dá)到平衡。
[0347] 將少量600SN型流體基礎(chǔ)油引入包含小型磁力棒的反應(yīng)容器中。
[034引將約2毫升的濃硫酸置于該反應(yīng)容器中,注意在該階段不要攬拌介質(zhì)。
[0349] 將塞子和壓力計(jì)組件梓到反應(yīng)容器上。螺紋可被潤滑。梓緊W保證完全密封。開 始攬拌,并持續(xù)足夠長的時(shí)間W使壓力穩(wěn)定,并使溫度與環(huán)境介質(zhì)達(dá)到平衡。30分鐘的時(shí)間 是足夠的。記錄壓力增加P和環(huán)境溫度rc(0)。
[0350] 用庚燒型溶劑清洗組件。
[0351] 計(jì)算方法
[0352] 使用理想氣體定律計(jì)算壓力。
[035引P V = n R T
[0354]P=C〇2分壓(Pa)(IPa= 10 2mb)
[035引V=容器的容積(m3)
[0356]R= 8. 32 (J)
[0357] T = 273+0 (°C ) = (° K)
[035引 n=釋放的C02的摩爾數(shù)
[0359]
[0360] CO^的摩爾撒的計(jì)算
[036UmX碳酸鹽BN=mgK0H當(dāng)量
[0362] m=W克計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量
[0363] 碳酸鹽BN=W K0H每Ig當(dāng)量表示的BN
[0364]
陽36引用于計(jì)算作為碳酸曲BN的巧撒的CO^的床力的公式:
[0367]
陽36引用于報(bào)據(jù)CO^床力計(jì)算碳酸曲BN的公式:
[0369]
[0370] 通過固定與測試條件相關(guān)的值,獲得簡化的公式:
[037。 PO)2 =在差示壓力計(jì)上讀到的W毫己計(jì)的值=P讀數(shù)
[0372]V=Wm3計(jì)的容器容積=0. 0001。
[037引R= 8. 32 (J)
[0374]T= 273+0(°C) = (°K)。0 =環(huán)境溫度讀數(shù)。
[0375] m=引入反應(yīng)容器中的產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0376]
[0377]
[037引得到的結(jié)果為WmgKOH/g表示的BNcac03。
[0379] 通過根據(jù)ASTMD2896的總BN與由此測得的BNcgcw之間的差值得到由清潔劑的金 屬皂提供的BN,也稱作"有機(jī)BN"。
[0380] 測量潤滑劑對硫酸的中和效率的洽測試
[0381] 使得可W測量潤滑劑對硫酸的中和效率的洽測試限定如下。
[0382] 可W通過用于監(jiān)測中和速度或動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)來量化潤滑劑、特別是用于兩沖 程船用發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸潤滑劑中所包含的堿性位點(diǎn)對酸分子的可用性或可及性。
[0383]原理
[0384] 酸堿中和反應(yīng)通常是放熱的,因此可W測量通過硫酸和待測試的潤滑劑的反應(yīng)得 到的熱釋放。在Dewar型絕熱反應(yīng)器中通過隨時(shí)間的溫度變化來監(jiān)測該釋放。
[0385] 基于運(yùn)些測量,能夠計(jì)算量化根據(jù)本發(fā)明的潤滑劑相對于用作參照的潤滑劑的效 率的指數(shù),對于酸的加入量,該指數(shù)代表待中和的固定BN點(diǎn)數(shù)。為了測試70BN潤滑劑,在 如下實(shí)施例中,因此加入對應(yīng)于中和70BN點(diǎn)的酸量。
[0386] 因此,相對于參照油(其值設(shè)定為100)來計(jì)算效率指數(shù)。該效率指數(shù)為參照樣品 (S參照)與測量樣品(S胃)的中和反應(yīng)時(shí)間之比:
[0387] 中和效率指數(shù)=S參照/S測量X 100
[038引由中和反應(yīng)過程中的升溫采集曲線與時(shí)間(參見圖1的曲線)來確定運(yùn)些中和反 應(yīng)時(shí)間的值(約為幾秒)。
[0389] 持續(xù)時(shí)間S等于反應(yīng)結(jié)束時(shí)溫度下的時(shí)間與反應(yīng)開始時(shí)溫度下的時(shí)間之間的差 值t廣ti。
[0390] 反應(yīng)開始時(shí)溫度下的時(shí)間ti對應(yīng)于攬拌開始之后的第一次升溫。
[0391] 反應(yīng)結(jié)束時(shí)溫度下的時(shí)間tf為溫度信號保持穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間大于或等于反應(yīng)時(shí)間 一半的時(shí)間。
[0392] 由于潤滑劑導(dǎo)致短的中和時(shí)間并因此導(dǎo)致高的指數(shù),因此該潤滑劑更有效。 陽39引所用巧備:
[0394] 反應(yīng)器和攬拌器的幾何形狀W及操作條件選擇為使得處于在其中油相中的擴(kuò)散 限制的影響可W忽略的化學(xué)機(jī)制下。
[0395] 因此,在所用設(shè)備的構(gòu)造中,流體高度必須等于反應(yīng)器的內(nèi)徑,螺旋攬拌器必須位 于流體高度的約1/3處。
[0396]該設(shè)備由300ml圓筒形絕熱反應(yīng)器(其內(nèi)徑為52mm,內(nèi)部高度為185mm)、裝有螺 旋獎(jiǎng)(具有直徑為22mm的傾斜刀片)的攬拌棒構(gòu)成;刀片的直徑為Dewar燒瓶直徑的0. 3 至 0. 5 倍,即 15. 6 至 26mm。
[0397] 螺旋獎(jiǎng)的位置設(shè)置在距反應(yīng)器底部大約15mm的位置處。攬拌系統(tǒng)通過速度在10 至5000巧m之間可變馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并具有隨時(shí)間采集溫度的系統(tǒng)。
[039引該系統(tǒng)適于測量在約5至20秒的反應(yīng)時(shí)間,并適于測量從大約20°C至35°C,優(yōu)選 大約30°C開始的幾十度的溫度升高。Dewar燒瓶中的溫度采集系統(tǒng)的位置是固定的。
[0399]W使得反應(yīng)在化學(xué)操作條件下發(fā)生的方式控制該攬拌系統(tǒng):在本試驗(yàn)的構(gòu)造中, 旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至2000rpm,并固定該系統(tǒng)的位置。
[0400] 此外,反應(yīng)的化學(xué)條件還取決于加入到Dewar燒瓶中的油的深度,其必須等于該 燒瓶的直徑,其在本實(shí)驗(yàn)的范圍內(nèi)對應(yīng)于大約86g受試潤滑劑的質(zhì)量。
[0401] 為了測試70BN潤滑劑,在運(yùn)里將對應(yīng)于中和70BN點(diǎn)的酸的量加入到反應(yīng)器中。
[0402] 對于70BN潤滑劑,將7.Olg濃縮至75%的硫酸和86g待測試潤滑劑加入到反應(yīng)器 中。
[0403] 在將攬拌系統(tǒng)放置在反應(yīng)器內(nèi)部使得酸和潤滑劑適當(dāng)?shù)睾驮趦纱螠y試之間可重 復(fù)地混合之后,開始攬拌W監(jiān)測化學(xué)條件下的反應(yīng)。采集系統(tǒng)是恒定的。
[0404] 恰測試-巧準(zhǔn)的連施
[0405] 為了采用上述方法計(jì)算根據(jù)本發(fā)明的潤滑劑的效率指數(shù),我們選擇用對于用于二 沖程船用發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸潤滑劑所測量的中和反應(yīng)時(shí)間作為參照,所述氣缸潤滑劑具有 70mg KOH/g潤滑劑的BN(通過ASTMD-2896測定)并且不含根據(jù)本發(fā)明的脂肪胺。
[0406] 該氣缸潤滑劑得自礦物潤滑劑基礎(chǔ)油,所述礦物潤滑劑基礎(chǔ)油通過在15°C下密度 為880至900千克/立方米的溜出物和密度為895至915千克/立方米的蒸饋殘余物(光 亮油)混合而獲得,其中饋出物/殘余物比為3。
[0407] 向在該潤滑劑基礎(chǔ)油中加入包含BN等于400mgKOH/g的高堿性橫酸巧、分散劑和 BN等于250mgKOH/g的高堿性苯酪巧的濃縮物。該氣缸潤滑劑被特別配制為具有足W與高 硫含量(即硫含量相對于燃料油的總重量大于3%或甚至大于3. 5% )的燃料一起使用的 中和能力。
[0408] 該參照潤滑劑包含25. 50質(zhì)量%的該濃縮物。其70mg KOH/g潤滑劑的BN僅由所 述濃縮物中所包含的高堿性清凈劑(高堿性酪鹽和橫酸鹽)提供。
[0409] 該參照潤滑劑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD445測得的在100°C下的粘度為18mm7s至21. 5mm7 S。
[0410] 該油(下文稱作油H參照)的中和反應(yīng)時(shí)間為75秒,其中和效率指數(shù)設(shè)定為100。
[0411] 實(shí)施例
[041引連施例1:對報(bào)據(jù)本發(fā)巧的氣缸澗滑劑的耐熱忡的評估
[0413] 通過連續(xù)ECBT試驗(yàn)的實(shí)施來評估根據(jù)本發(fā)明的氣缸潤滑劑的耐熱性,并且因此 模擬了在運(yùn)樣的組合物存在下的發(fā)動(dòng)機(jī)清潔性。
[0414] 為此,由下面的化合物來制備不同的氣缸潤滑劑:
[041引-潤滑劑基礎(chǔ)油1 :密度在895Kg/m嗜915Kg/m3之間第I類礦物油或光亮油;
[0416] -潤滑劑基礎(chǔ)油2:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD7279測量的在40°C下粘度為120cSt的第I類 礦物油,特別地稱為中性600NS;
[0417]-清潔劑組(detergentpackage):包括中性酪鹽,具有等于150mgKOH/g酪鹽的 BN;高堿性酪鹽,具有等于250mgKOH/g高堿性酪鹽的BN;高堿性橫酸鹽,具有等于400mg KOH/g高堿性橫酸鹽的BN;PIB班巧酷亞胺型的分散劑;脂肪醇,其為具有包含16個(gè)至18 個(gè)碳原子的含控鏈的一元醇的混合物和消泡劑;
[0418]-脂肪胺1:包含99.9重量%的如下脂肪胺并且具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)45110-2896測量 的等于471mg氨氧化鐘/克胺的BN的混合物(來自公司AKZ0NOB化的Tetrameen0V): 式(I)的脂肪胺,其中Ri為包含14個(gè)至16個(gè)碳原子的控基并且R2為氨原子;式(I)的脂 肪胺,其中Ri為包含18個(gè)碳原子的控基并且R2為氨原子;W及式(I)的脂肪胺,其中R1為 包含至少20個(gè)碳原子的控基并且R2為氨原子;
[0419]-脂肪胺2:包括99.9%的如下脂肪^胺并且具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)45110-2896測量的 等于420mg氨氧化鐘/克胺的BN的混合物(來自公司AKZ0NOB化的Triameen0V):包含 14個(gè)至16個(gè)碳原子的控基的脂肪=胺;包含18個(gè)碳原子的控基的脂肪=胺;W及包含至 少20個(gè)碳原子的控基的脂肪=胺。
[0420] 在表I中描述了氣缸潤滑劑Li和L2;所指出的百分比對應(yīng)于質(zhì)量百分比。
[0421]表I
[0422]
[042引在表II中描述了氣缸潤滑劑Li和L2的特性[0424]表II [04巧]
[0426] 因此,通過連續(xù)ECBT測試方式測量在限定條件下產(chǎn)生的沉積物的質(zhì)量(Wmg計(jì)) 來對潤滑劑Li和L2的耐熱性進(jìn)行評估。該質(zhì)量越低,耐熱性越好并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)清潔性越 好。
[0427] 該測試模擬處于高溫下的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞,在該發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上使?jié)櫥瑒那S箱被噴 射。
[0428] 該測試采用模擬活塞的形狀的侶燒杯。將運(yùn)些燒杯置于玻璃容器中,保持在約 60°C的受控溫度下。將潤滑劑置于運(yùn)些容器中,運(yùn)些容器本身配備有部分地浸沒在潤滑劑 中的鋼絲刷。該刷被驅(qū)使WlOOOrpm的速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其產(chǎn)生了在燒杯的下表面上的潤滑 劑噴涂。由電加熱電阻通過熱電偶調(diào)節(jié)來將燒杯保持在310°C的溫度下。
[0429] 在連續(xù)ECBT測試中,測試持續(xù)12小時(shí),并且在整個(gè)測試的持續(xù)期間連續(xù)噴涂潤滑 劑。運(yùn)個(gè)方法使得可W模擬在活塞-環(huán)組件中沉積物的形成。結(jié)果為在燒杯上測量的沉積 物的重量。
[0430]在MARI肥PROPULSION CON陽RENCE 2000-AMSTE畑AM-2000年3月29-30日, Jean-Philippe ROMAN的題目為"Research and Development of Marine Lubricants in ELF ANTAR France-The relevance of laboratory tests in simulating field perhrmance"的公開中給出了該測試的詳細(xì)描述。
[0431] 在下面的表III中給出了結(jié)果。
[043引在表III中,已經(jīng)添加了針對W上所描述的氣缸參照潤滑劑所獲得的結(jié)果。
[0433]表III
[0434]
[0435] 結(jié)果表明,根據(jù)本發(fā)明的氣缸潤滑劑具有良好的耐熱性,從而使其能夠提高發(fā)動(dòng) 機(jī)清潔性。
[0436] 應(yīng)該注意,式(I)的四胺(其中Ri為包含16個(gè)至20個(gè)碳原子的控基)的特定選 擇使得相對于還包含16個(gè)至20個(gè)碳原子的控基的=胺可W提高耐熱性。
[0437] 還應(yīng)當(dāng)注意,根據(jù)本發(fā)明的氣缸潤滑劑具有相對于參照氣缸油稍微改進(jìn)的耐熱 性。
[0438] 連施例2:對報(bào)據(jù)本發(fā)巧的氣缸澗滑劑的耐熱忡的評估
[0439] 通過連續(xù)ECBT試驗(yàn)的實(shí)施來評估根據(jù)本發(fā)明的氣缸潤滑劑的耐熱性,并且因此 模擬了在運(yùn)樣的組合物存在下的發(fā)動(dòng)機(jī)清潔性。
[0440] 為此,由W下化合物來制備兩種氣缸潤滑劑L3和L4:
[04川-脂肪胺3:包括99.9%的如下脂肪胺并且具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)45110-2896測量的等 于477mg氨氧化鐘/克胺的BN的混合物(來自公司AKZ0NOB化的TetrameenT):式(I) 的脂肪胺,其中Ri為包含18個(gè)至20個(gè)碳原子的不飽和控基并且R2為氨原子;W及式(I) 的脂肪胺,其中Ri為包含18個(gè)至20個(gè)碳原子的飽和控基并且R2為氨原子;
[044引-脂肪胺4:包括99. 9%的如下脂肪S胺并且具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D-2896測量的等 于430mg氨氧化鐘/克胺的BN的混合物(來自公司AKZ0 NOB化的Triameen T):包含18 個(gè)至20個(gè)碳原子的不飽和控基的脂肪=胺;W及包含18個(gè)至20個(gè)碳原子的飽和控基的脂 肪=胺;
[0443]-基礎(chǔ)油1、基礎(chǔ)油2W及清潔劑組與實(shí)施例1中描述的相同。
[0444] 在表IV中描述了氣缸潤滑劑L3和L4;所指出的百分比對應(yīng)于質(zhì)量百分比。
[0445]表IV
[0446]
[0447] 在表V中描