СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2015 года по МПК C10M107/02 C10M111/04 C10N20/02 C10N30/02 C10N30/06 C10N40/25 

Настоящее изобретение относится к смазочным композициям, включающим базовое масло и одну или больше присадок, для определенного использования в картере двигателя, в особенности дизельного двигателя, испытывающего значительные эксплуатационные нагрузки.

Экономия топлива становится приоритетом в автомобильной промышленности. Как объясняется в статье "Насколько легко можете Вы ехать - моторное масло OW для грузовиков Ивеко" (How Low Can You Go - A OW Engine Oil for Iveco Trucks, Y. De Groote, Lubes'n'Greases (Europe-Middle East-Africa), July/August 2008, Number 8, pages 18-22), в прошлом большинство легковых автомобилей ездило на маслах SAE 10W-30 или 10W-40, но в последние годы введены и получают популярность продукты SAE 5W-30 и 5W-20. В промышленности грузовых автомобильных перевозок масла SAE 15W-40 были самыми популярными, и они продолжают быть доминирующей маркой из-за страха, что более низковязкие масла поставят под угрозу противоизносную защиту двигателя. Тем не менее исследуется возможность использования моторных масел SАЕ OW в грузовых автомобилях, испытывающих значительные эксплуатационные нагрузки.

Однако проблематично составлять смеси моторных масел (включающие и другие моторные масла для легковых автомобилей, и дизельные моторные масла, испытывающие значительные эксплуатационные нагрузки) с минеральными (нефтяного происхождения) базовыми маслами, чтобы соответствовать маркам низкой вязкости (таким как SAE OW-х), так называемым Спецификациям SAE J300 (как исправлено в мае 2004 года). SAE (Society of Automotive Engineers) значит Общество инженеров-автомобилистов.

Дальнейшей проблемой моторных масел на основе известных минеральных базовых масел является то, что они могут иметь нежелательные свойства для одной или больше проблем, таких как экономия топлива, противоизносная характеристика и летучесть по методу Ноака, если используются в относительно низковязких моторных маслах.

Кроме того, хотя возможно, как предполагается вышеупомянутой статьей в Lubes'n'Greases, составлять смеси определенных моторных масел OW, используя базовые масла группы IV (масла ПАО, то есть поли-альфа-олефиновые масла), недостатком применения таких ПАО является высокая стоимость их производства и дефицит поставок.

Заявка WO 2006/094264 раскрывает в Примере 2 смазочную композицию OW-20, содержащую 73,36 вес.% базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша, 15,99 вес.% базового масла ПАО (Durasyn® 174 ПАО-40), 10,35 вес.% пакета присадки ингибитора детергента и 0,3 вес.% присадки, понижающей температуру текучести (депрессанта температуры текучести). Смазочная композиция по WO 2006/094264 имеет кинематическую вязкость 7,093 сСт при 100°C.

Документ US 2008/0149529 раскрывает способ изготовления смеси базового масла и непосредственно самого смешанного базового масла (то есть не полностью составленную смазочную рецептуру для использования в картере двигателя).

Документ WO 2007/107506 раскрывает в Примере 1 амортизаторный флюид, содержащий 96,83 вес.% базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша (имеющего кинематическую вязкость 2,4 сСт при 100°C), 0,20 вес.% антиоксиданта, 2,30 вес.% присадки, улучшающей вязкость, 0,37 вес.% ингибитора коррозии и 0,3 вес.% красителя. Амортизаторные флюиды обычно имеют относительно высокие значения летучести по сравнению с моторными маслами (как показывает, например, менее строгий тест по методу Ноака на испаряемость (тест DIN 51581, значения приведены в Таблице 3 документа WO 2007/107506, если сравнивать с тестом Американского общества по испытанию материалов D 5800 (тест ASTM D 5800), используемым в настоящем изобретении).

Патент ЕР 1 688 476 раскрывает в Примере 2 смазочную композицию, содержащую 90 вес.% базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша, причем композиция имеет кинематическую вязкость 8,1 сСт при 100°C.

Целью настоящего изобретения является минимизация одной или больше вышеупомянутых проблем.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление альтернативных относительно низковязких смазочных композиций для использования в картере двигателя, причем композиции имеют одновременно желательные свойства экономии топлива, противоизносные характеристики и летучесть по методу Ноака.

Одна или больше из вышеупомянутых или других целей может быть достигнута настоящим изобретением путем предоставления смазочной композиции для использования в картере двигателя, содержащей базовое масло и одну или больше присадок, в которой базовое масло содержит базовое масло, произведенное по способу Фишера-Тропша, и в которой смазочная композиция имеет кинематическую вязкость ниже 5,6 сСт при 100°C (тест ASTM D 445) и летучесть по методу Ноака ниже 15 вес.% (тест ASTM D 5800).

Сейчас неожиданно найдено в настоящем изобретении, что соответствующие низковязкие композиции моторного масла (включая композиции, которые соответствуют OW спецификациям согласно Спецификациям SAE J300) могут быть составлены на основе базовых масел, произведенных по способу Фишера-Тропша, причем такие композиции показывают желательные противоизносные характеристики и свойства летучести по методу Ноака.

Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что вышеупомянутые желательные свойства могут быть достигнуты для топ-класса дизельного моторного смазочного масла, испытывающего значительные эксплуатационные нагрузки, или также для топ-класса моторного масла для легковых автомобилей (ММЛА). Характеристикой таких моторных смазочных масел топ-класса является то, что они требуют относительно высокого пакета присадок обработки для улучшения качества (например, выше 9 вес.%). Такой пакет присадок для улучшения качества загущает суммарный готовый смазочный материал, что, следовательно, означает, что более низкий вклад в вязкость остается за базовым маслом, чтобы удовлетворять тем же самым техническим условиям вязкости. Следствием использования более низковязкого базового масла является то, что становится трудно отвечать значениям летучести по Ноаку согласно спецификациям промышленности. Однако неожиданно найдено согласно настоящему изобретению, что могут быть достигнуты желательные значения летучести по Ноаку.

Замечено, что документ WO 02/064711 раскрывает использование базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша, в OW-x композициях. Однако, вопреки настоящему изобретению, WO 02/064711 относится к смазочным композициям, имеющим кинематическую вязкость выше 5,6 сСт при 100°C (тест ASTM D 445).

Кроме того, WO 2004/081157 раскрывает составы моторного масла OW, содержащие базовые масла, произведенные по способу Фишера-Тропша. Однако WO 2004/081157 не раскрывает смазочные композиции, имеющие кинематическую вязкость ниже 5,6 сСт при 100°C (тест ASTM D 445).

Нет никаких определенных ограничений на базовое масло, используемое в смазочной композиции по настоящему изобретению (при условии, что базовое масло включает, по меньшей мере, базовое масло, произведенное по способу Фишера-Тропша, и при условии, что удовлетворяются технические условия на смазочную композицию по настоящему изобретению), и обычно могут использоваться различные традиционные минеральные масла, синтетические масла, так же как природные сложные эфиры, такие как растительные масла.

Базовое масло, используемое в настоящем изобретении, обычно может, в дополнение к базовому маслу, произведенному по способу Фишера-Тропша, включать смеси одного или больше минеральных масел и/или одного или больше синтетических масел; таким образом, по настоящему изобретению, термин "базовое масло" может относиться к смеси, содержащей больше, чем одно базовое масло, включающее, по меньшей мере, одно базовое масло, произведенное по способу Фишера-Тропша. Минеральные масла включают жидкие нефтяные масла и обработанное растворителем или кислотой минеральное (нефтяное) смазочное масло парафинового, нафтенового или смешанного парафино-нафтенового типа, которое может быть далее очищено способами гидроочистки и/или депарафинизации.

Соответствующие базовые масла для использования в композиции смазочного масла по настоящему изобретению являются минеральными базовыми маслами Группы I-III (предпочтительно Группы III), поли-альфа-олефинами (ПАО) Группы IV, произведенными по способу Фишера-Тропша базовыми маслами Группы II-III (предпочтительно Группы III) и их смесями.

Базовыми маслами Группы I, Группы II, Группы III и Группы IV в настоящем изобретении обозначают смазочное базовое масло согласно определениям Американского нефтяного института (АНИ) для категорий I, II, III и IV. Эти категории АНИ определены в публикации АНИ 1509, 15-ый выпуск, приложение E, апрель 2002.

Базовые масла, произведенные по способу Фишера-Тропша, являются известными в технике. Термин "произведенное по способу Фишера-Тропша" обозначает, что базовое масло является продуктом синтеза Фишера-Тропша или его получают из продукта синтеза Фишера-Тропша. Базовое масло, произведенное по способу Фишера-Тропша, может также обозначаться как базовое масло ГВЖ (газ-в-жидкость). Подходящими базовыми маслами, произведенными по способу Фишера-Тропша, которые могут быть обычно использовано в качестве базового масла в смазочной композиции по настоящему изобретению, являются базовые масла, такие как, например, раскрыты в EP 0 776 959, EP 0 668 342, WO 97/21788, WO 00/15736, WO 00/14188, WO 00/14187, WO 00/14183, WO 00/14179, WO 00/08115, WO 99/41332, EP 1029029, WO 01/18156 и WO 01/57166.

Синтетические масла включают углеводородные масла, такие как олефиновые олигомеры (включая поли-альфа-олефиновые базовые масла; ПАО), сложные эфиры двухосновной кислоты, сложные эфиры полиола, полиалкиленгликоли (ПАГ), алкилнафталины и обеспарафиненные восковые изомеризаты. Синтетические углеводородные базовые масла, продаваемые группой Shell под обозначением Shell XHVI (торговая марка), могут обычно использоваться.

Поли-альфа-олефиновые базовые масла (ПАО) и их производство известны в технологии. Предпочтительные поли-альфа-олефиновые базовые масла, которые могут быть использованы в смазочных композициях по настоящему изобретению, могут быть получены из незамещенных C₂-С₃₂, предпочтительно C₆-C₁₆, альфа-олефинов. Особенно предпочтительным исходным сырьем для указанных поли-альфа-олефинов являются 1-октен, 1-децен, 1-додецен и 1-тетрадецен.

Предпочтительно используют базовое масло, произведенное по способу Фишера-Тропша, а не базовое масло ПАО, так как стоимость производства ПАО высока. Таким образом, предпочтительно, базовое масло содержит больше чем 50 вес.%, предпочтительно больше чем 60 вес.%, более предпочтительно больше чем 70 вес.%, еще более предпочтительно больше чем 80 вес.%, наиболее предпочтительно больше чем 90 вес.% базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша. В особенно предпочтительном варианте осуществления не больше чем 5 вес.%, предпочтительно не больше чем 2 вес.% базового масла не является базовым маслом, произведенным по способу Фишера-Тропша. Более предпочтительно, что 100 вес.% базового масла основано на одном или больше базовом масле, произведенном по способу Фишера-Тропша.

Общее количество базового масла, включенного в смазочную композицию по настоящему изобретению, предпочтительно составляет количество в интервале от 60 до 99 вес.%, более предпочтительно количество в интервале от 65 до 90 вес.% и наиболее предпочтительно количество в интервале от 70 до 85 вес.% относительно общего веса смазочной композиции.

Обычно базовое масло (или смесь базовых масел), используемое в настоящем изобретении, имеет кинематическую вязкость при 100°C (тест ASTM D 445) выше 3,0 сСт и ниже 5,6 сСт. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения базовое масло имеет кинематическую вязкость при 100°C (тест ASTM D 445) от 3,5 до 4,5 сСт. В случае, когда базовое масло содержит смесь двух или больше базовых масел, предпочтительно смесь имеет кинематическую вязкость при 100°C от 3,5 до 4,5 сСт.

Предпочтительно, динамическая вязкость при -35°C (тест ASTM D 5293) композиции по настоящему изобретению составляет ниже 6200 сП (1 сП равен 1 мПа·с), предпочтительно ниже 5500 сП, более предпочтительно 5000 сП, еще более предпочтительно ниже 4500 сП или даже ниже 4000 сП или ниже 3500 сП. Как правило, динамическая вязкость при -35°C составляет выше 2000 сП.

Предпочтительно, вязкость при высокой температуре и высоком сдвиговом усилии, ВВТВС (HTHS, high temperature, high shear viscosity, тест ASTM D 4683) композиции no настоящему изобретению составляет ниже 2,6 сП, предпочтительно ниже 2,0 сП, более предпочтительно ниже 1,9 сП. Как правило, ВВТВС составляет выше 1,5 сП.

Смазочная композиция по настоящему изобретению имеет летучесть по методу Ноака (тест ASTM D 5800) ниже 15 вес.%. Как правило, летучесть по методу Ноака (тест ASTM D 5800) композиции составляет от 1 до 15 вес.%, предпочтительно ниже 14,6 вес.% и более предпочтительно ниже 14,0 вес.%.

Также предпочтительно, что композиция имеет значение вязкости по мини-ротационному вискозиметру (МРВ) при -40°C (тест ASTM D 4684) ниже 60000 сП, более предпочтительно ниже 20000 сП, еще более предпочтительно ниже 7000 сП и обычно выше 4000 сП.

Смазочная композиция по настоящему изобретению далее включает одну или больше присадок, таких как антиоксиданты, противоизносные присадки, диспергирующие средства, детергенты, высокоосновные детергенты, противозадирные присадки, модификаторы трения, присадки, улучшающие индекс вязкости, депрессанты температуры текучести, пассиваторы металла, ингибиторы коррозии, антиэмульгаторы, противопенные средства, средства совместимости герметика и дополнительное разбавляющее базовое масло и т.д.

Поскольку специалист в данной области техники знаком с вышеупомянутыми и другими присадками, они далее не обсуждаются здесь подробно. Определенные примеры таких присадок описаны, например, в энциклопедии Кирк-Отмера по Химической Технологии, 3-е издание, т.14, стр.477-526 (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology).

Антиоксиданты, которые могут обычно использоваться, включают фенилнафтиламины (такие как IRGANOX L-06, доступный от Ciba Specialty Chemicals) и дифениламины (такие как IRGANOX L-57, доступный от Ciba Specialty Chemicals), например, раскрытые в WO 2007/045629 и EP 1058720 B1, фенольные антиоксиданты, и т.д. Содержание WO 2007/045629 и EP 1058720 B1 включено в данное описание посредством ссылки.

Противоизносные присадки, которые могут обычно использоваться, включают цинксодержащие соединения, такие как дитиофосфаты цинка, выбранные из диалкил-, диарил- и/или алкиларилдитиофосфатов цинка, молибденсодержащие соединения, борсодержащие соединения и беззольные противоизносные добавки, такие как замещенные или незамещенные тиофосфорные кислоты, и их соли.

Примеры таких молибденсодержащих соединений могут обычно включать дитиокарбаматы молибдена, трехъядерные соединения молибдена, например, такие, как описано в WO 98/26030, сульфиды молибдена и дитиофосфаты молибдена.

Борсодержащие соединения, которые могут быть обычно использованы, включают боратэфиры, борированные жирные амины, борированные эпоксиды, бораты щелочных металлов (или смешанные бораты щелочных или щелочноземельных металлов) и металлические соли борированных высокоосновных соединений.

Используемое диспергирующее средство является предпочтительно беззольным диспергирующим средством. Соответствующими примерами беззольных диспергирующих средств являются полибутилен-полиамины сукцинимида и диспергирующее средство типа оснований Манниха.

Используемым детергентом является предпочтительно высокоосновный детергент или смесь детергентов, содержащая, например, детергенты на основе салицилата, сульфоната и/или фенолята.

Примеры присадок, улучшающих индекс вязкости, которые могут обычно использоваться в смазочной композиции по настоящему изобретению, включают звездообразные стирол-бутадиеновые сополимеры, звездообразные стирол-изопреновые сополимеры и сополимер полиметакрилата и этилен-пропиленовые сополимеры (также известные как олефиновые сополимеры) кристаллического и некристаллического типа. Диспергирующее средство - присадка, улучшающая индекс вязкости, может быть использована в смазочной композиции по настоящему изобретению. Однако предпочтительно композиция по настоящему изобретению содержит меньше чем 1,0 вес.%, предпочтительно меньше чем 0,5 вес.%, концентрата присадок, улучшающего индекс вязкости, ИВ (то есть улучшитель ИВ плюс масло-носитель или разбавитель), в расчете на общий вес композиции. Наиболее предпочтительно, композиция не содержит концентрат присадок, улучшающих индекс вязкости. Термин "модификатор вязкости", используемый далее (как, например, в Таблице 2), означает то же самое, что и вышеупомянутый термин "концентрат присадок, улучшающих индекс вязкости".

Предпочтительно, композиция содержит, по меньшей мере, 0,1 вес.% депрессанта температуры текучести. Так, например, алкилированный нафталин и фенольные полимеры, полиметакрилаты, малеат/фумаратный сложноэфирный сополимер могут обычно использоваться как эффективные депрессанты температуры текучести. Предпочтительно применяют не больше, чем 0,3 вес.% депрессанта температуры текучести.

Кроме того, соединения, такие как алкенилянтарная кислота или ее сложноэфирные производные, соединения на основе бензотриазола, соединения на основе тиодиазола, могут обычно быть использованы в смазочной композиции по настоящему изобретению в качестве ингибиторов коррозии.

Соединения, такие как полисилоксаны, диметилполициклогексан и полиакрилаты, могут обычно быть использованы в смазочной композиции по настоящему изобретению в качестве противопенных средств.

Соединения, которые могут быть обычно использованы в смазочной композиции по настоящему изобретению в качестве фиксатора герметика или средства совместимости с герметиком, включают, например, коммерчески доступные ароматические сложные эфиры.

Смазочные композиции по настоящему изобретению обычно могут быть получены смешиванием одной или больше присадок с базовым маслом (маслами).

Вышеупомянутые добавки обычно присутствуют в количестве в интервале от 0,01 до 35,0 вес.% в расчете на общий вес смазочной композиции, предпочтительно в количестве в интервале от 0,05 до 25,0 вес.%, более предпочтительно от 1,0 до 20,0 вес.% в расчете на общий вес смазочной композиции.

Предпочтительно, композиция содержит, по меньшей мере, 9,0 вес.%, предпочтительно, по меньшей мере, 10,0 вес.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 11,0 вес.% пакета присадок, включающего противоизносную присадку, детергент металла, беззольное диспергирующее средство и антиоксидант.

Смазочные композиции по настоящему изобретению могут быть так называемыми "низко-СЗФС" (СЗФС=сульфатированная зола, фосфор и сера), "средне-СЗФС" или "нормальными СЗФС" составами.

Для моторного масла легковых автомобилей (ММЛА) вышеуказанные интервалы имеют значения:

- содержание сульфатированной золы (тест ASTM D 874) до 0,5 вес.%, до 0,8 вес.% и до 1,5 вес.%, соответственно;

- содержание фосфора (тест ASTM D 5185) до 0,05 вес.%, до 0,08 вес.% и до 0,1 вес.%, соответственно; и

- содержание серы (тест ASTM D 5185) до 0,2 вес.%, до 0,3 вес.% и до 0,5 вес.%, соответственно.

Для дизельного моторного масла, испытывающего значительные эксплуатационные нагрузки, вышеуказанные интервалы имеют значения:

- содержание сульфатированной золы (тест ASTM D 874) до 1 вес.%, до.1 вес.% и до 2 вес.%, соответственно;

- содержание фосфора (тест ASTM D 5185) до 0,08 вес.% (низко-СЗФС) и до 0,12 вес.% (средне-СЗФС), соответственно; и

- содержание серы (тест ASTM D 5185) до 0,3 вес.% (низко-СЗФС) и до 0,4 вес.% (средне-СЗФС), соответственно.

В другом аспекте настоящее изобретение предусматривает применение смазочной композиции по настоящему изобретению в качестве моторного масла в картере двигателя, чтобы улучшить свойства экономии топлива, одновременно сохраняя желательные противоизносные характеристики и свойства летучести по методу Ноака. Моторное масло может включать дизельное моторное масло, испытывающее значительные эксплуатационные нагрузки, моторное масло легковых автомобилей, так же как другие типы моторных масел.

Настоящее изобретение описано ниже с отсылкой к следующим Примерам, которые не предназначены ограничивать объем настоящего изобретения в любом случае.

Примеры

Композиции смазочных масел

Получены различные моторные масла для использования в картере двигателя.

Таблица 1 показывает свойства используемых базовых масел. Таблица 2 показывает состав и свойства рецептур полностью составленных моторных масел, которые были тестированы; количество компонентов дано в вес.%, в расчете на общий вес полностью составленных составов.

Базовое масло 1 и Базовое масло 2 оба подобны базовым маслам GTL 4, произведенным по способу Фишера-Тропша, имеющим кинематическую вязкость приблизительно 4 сСт (мм²·с^-1) при 100°C (тест ASTM D 445). Эти базовые масла GTL 4 обычно могут быть произведены по способу, описанному, например, в документе WO 02/070631, содержание которого тем самым включено посредством ссылки.

Базовое масло 3 является коммерчески доступным базовым маслом Группы II, имеющим кинематическую вязкость 3,11 сСт при 100°C (тест ASTM D 445). Базовое масло 3 является коммерчески доступным, например, от SK Энергия, Ульсан, Южная Корея (SK Energy, Ulsan, South Korea) под торговым обозначением Yubase 3).

Базовое масло 4 является коммерчески доступным базовым маслом Группы III, имеющим кинематическую вязкость приблизительно 4,34 сСт при 100°C (тест ASTM D 445). Базовое масло 4 является коммерчески доступным, например, от SK Энергия, Ульсан, Южная Корея (SK Energy, Ulsan, South Korea) под торговым обозначением Yubase 4).

Базовое масло 5 является коммерчески доступным базовым маслом Группы III, имеющим кинематическую вязкость 4,11 сСт при 100°C (тест ASTM D 445). Базовое масло 5 является коммерчески доступным, например, от SK Энергия (SK Energy, Ulsan, South Korea) под торговым обозначением Yubase 4+).

Все тестированные составы моторного масла содержали комбинацию базового масла, пакета присадок и, необязательно, модификатора вязкости, причем пакет присадок был одним и тем же во всех тестированных композициях.

Пакет присадок был так называемым составом "средне-СЗФС" (умеренно сульфатированая зола, фосфор и сера).

Пакет присадок содержал комбинацию присадок, включающую антиоксиданты, противоизносные присадки на основе цинка, беззольное диспергирующее средство, смесь высокоосновных детергентов и приблизительно 10 частей на миллион (0,001%) противопенного средства.

Депрессант температуры текучести был обычным полиметакрилатным депрессантом температуры текучести, коммерчески доступным от Infmeum Additives (Abingdon, United Kingdom) под торговым обозначением Infmeum 351.

Модификатор вязкости был обычным стирол-(гидрированный)изопреновым сополимерным концентратом модификатора вязкости, коммерчески доступным от Infineum Additives (Abingdon, United Kingdom) под торговым обозначением Infmeum SV 151.

Композиции по Примеру 1 и Сравнительному Примеру 1 получали смешиванием базового масла с пакетом присадок, депрессантом температуры текучести и, если таковой присутствует, концентратом модификатора вязкости, используя обычные методики смешивания смазочного материала.

Таблица 1   Базовое масло 1 (GTL 4) Базовое масло 2 (GTL 4) Базовое масло 3 (Yubase 3) Базовое масло 4 (Yubase 4) Базовое масло 5 (Yubase 4+) Кинематическая вязкость при 40°C¹ (сСт) 16.52 15.77 12.35 20.24 17.95 Кинематическая вязкость при 100°C¹ (сСт) 3.88 3.75 3.11 4.34 4.11 Индекс вязкости ИВ² 131 129 113 124 133 Температура текучести³ (°C) -30 -33 -24 -15 -21 Летучесть по методу Ноака⁴ (вес.%) 14 15 40.1 14.5 13.4 Насыщенные⁵ (вес.%) 99.3 99.2 99.7 99.2 99.3

¹ Согласно тесту ASTM D 445   ² Согласно тесту ASTM D 2270   ³ Согласно тесту ASTM D 5950   ⁴ Согласно тесту СЕС L-40-A-93/ASTM D 5800   ⁵ Согласно тесту IP 368 (Модифицированный: в качестве растворителя использовали пентан вместо гексана; вместо 2 г использовали более высокую загрузку (4 г, разбавленные до 25 мл); для удаления растворителя использовали роторный испаритель (с 100-мл круглодонными колбами)  

Таблица 2 Компонент (вес.%) Пример 1 Пример 2 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3 Сравнительный пример 4 Базовое масло 1 (GTL 4) 89.8 - - - - - Базовое масло 2 (GTL 4) - 87.3 - - - - Базовое масло 3 (Группа II) - - - - 40.6 40.4 Базовое масло 4 (Группа III) - - 87.3 - 46.7 46.4 Базовое масло 5 (Группа III) - - - 87.3 - - Пакет присадок 10 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 Депрессант температуры текучести 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Модификатор вязкости - - - - - 0.5 ИТОГО 100 100 100 100 100 100 Свойства полной композиции Кинематическая вязкость при 100°С¹ (сСт) 5.15 5.40 6.31 5.89 5.47 5.55 Динамическая вязкость при -35°С²(сП) 2747 2907 6605 4091 4259 4323 ВВТВС³ (сП) 1.75 1.84 2.20 2.02 1.92 1.98 Летучесть по методу Ноака⁴ (вес.%) 13.4 14.5 13.3 14.0 23.4 25.6 Вязкость при 40°С⁵ МРВ (миниротационный вискозиметр) n.d. 5417 н.о. 10538 н.о. 10526

¹ Согласно тесту ASTM D 445   ² Согласно тесту ASTM D 5293. Внимание! 1 сП (сантиПуаз)=1 мПа с (миллиПаскаль секунда)   ³ Согласно тесту ASTM D 4683   ⁴ Согласно тесту ASTM D 5800   ⁵ Согласно тесту ASTM D 4684   н.о.=не определяли  

Противоизносные характеристики

Чтобы продемонстрировать противоизносные свойства по настоящему изобретению, измерения износа были выполнены согласно промышленному стандарту на 4-шариковой машине трения (тест ASTM D 4172: время: 60 минут; скорость: 1500 об/мин; температура: 75°С). Царапины измерения износа по тесту ASTM D 4172 приведены в Таблице 3 ниже; эти значения отмечают как хороший индикатор относительных характеристик износа в области моторных масел; желательной является царапина износа меньше, чем 1,0 мм при нагрузке 60 кг).

Таблица 3   Пример 1 Пример 2 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 3 Сравнительный пример 4 Диаметр царапины износа при нагрузке 60 кг (мм) 0.72 0.70 0.73 0.73 0.69

Обсуждение

Пример 1 иллюстрирует конечный смазочный материал, содержащий пакет присадок для повышения качества рабочих характеристик в количестве 10 вес.%, причем смазочный материал отвечает всем вискозиметрическим критериям и критериям летучести для смазочного материала SAE OW-XX, но имеющего кинематическую вязкость меньше, чем 5,6 сСт при 100°C. Пример 1 имеет противоизносные характеристики при скользящих контактах, не хуже, чем вариант минерального базового масла Группы III (см. Сравнительные Примеры) с более высокой кинематической вязкостью при 100°C.

Пример 2 иллюстрирует конечный смазочный материал, содержащий пакет присадок для повышения качества рабочих характеристик в количестве 12,5 вес.%, причем смазочный материал отвечает всем вискозиметрическим критериям и критериям летучести для смазочного материала SAE OW-XX, но опять же имеющего кинематическую вязкость меньше чем 5,6 сСт при 100°C. Пример 2 имеет противоизносные характеристики при скользящих контактах, не хуже, чем вариант минерального базового масла Группы III (см. Сравнительные Примеры) с более высокой кинематической вязкостью при 100°C.

Сравнительный Пример 1 демонстрирует, что трудно (если не невозможно) получить конечный смазочный материал, использующий только минеральное базовое масло Группы III и пакет присадок для повышения качества рабочих характеристик в количестве 12,5 вес.%, если смазочный материал должен отвечать низкотемпературным вискозиметрическим критериям смазочного материала SAE OW-XX и иметь кинематическую вязкость меньше чем 5,6 сСт при 100°C.

Сравнительный Пример 2 демонстрирует, что трудно (если не невозможно) получить конечный смазочный материал, используя только минеральное базовое масло Группы III и пакет присадок для повышения качества рабочих характеристик в количестве 12,5 вес.%, если смазочный материал должен отвечать вискозиметрическим критериям смазочного материала SAE OW-XX и иметь кинематическую вязкость меньше чем 5,6 сСт при 100°C. Этот смазочный материал по Сравнительному Примеру 2 фактически является смазочным материалом SAE OW-20.

Сравнительные Примеры 3 и 4 демонстрируют, что трудно (если не невозможно) получить конечный смазочный материал, использующий только минеральные базовые масла Группы II и Группы III и пакет присадок для повышения качества рабочих характеристик в количестве 12,5 вес.%, если конечный смазочный материал должен отвечать вискозиметрическим критериям смазочного материала SAE OW-XX и иметь кинематическую вязкость меньше чем 5,6 сСт при 100°C и отвечать действующему промышленному стандарту (Американский нефтяной институт) для летучести меньше чем 15 вес.% потери веса.

Таким образом, как может быть понято из вышесказаного и Таблицы 2, настоящее изобретение неожиданно позволяет составлять смазочные композиции, имеющие кинематическую вязкость при 100°C (тест ASTM D 445) ниже 5,6 сСт. Как подтверждено в этой области техники (см. также Статью в Lubes'n'Greases, цитированную выше), использование низковязких смазочных композиций (кинематическая вязкость при 100°C ниже 5,6 сСт позволяет считать смазочный материал относительно жидким) приводит к улучшенной экономии топлива.

Настоящее изобретение даже позволяет составлять смазочные композиции (исходя из кинематической вязкости при 100°C и динамической вязкости при -35°C), превышающие спецификацию SAE OW-20 (согласно Спецификации SAE J300, исправленной в мае 2004 года), сохраняя способность включать премиум класса пакеты присадок для повышения качества рабочих характеристик в количестве 12,5 вес.%, одновременно обеспечивая контроль над летучестью. Таблица 3 показывает, что смазочные композиции по настоящему изобретению также имеют желательные противоизносные свойства.

Далее Таблица 2 показывает, что если используют только базовые масла нефтяного происхождения с кинематической вязкостью ниже 5,6 сСт при 100°C, это приводит к нежелательно высокой летучести по методу Ноака.

Таким образом, важное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что могут быть получены OW составы, улучшающие экономию топлива, или даже менее вязкие, которые удовлетворяют строгим техническим условиям летучести по методу Ноака (меньше чем 15 или даже меньше чем 14 вес.%), одновременно обеспечивая желательные противоизносные свойства, особенно при сравнении с составами, содержащими только минеральные базовые масла.

Изобретение относится к смазочной композиции для использования в картере двигателя, содержащей базовое масло и по крайней мере одну добавку, в которой базовое масло содержит более 80 вес. % базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша. При этом смазочная композиция имеет кинематическую вязкость ниже 5,6 сСт при 100°C (тест ASTM D 445), летучесть по методу Ноака (тест ASTM D 5800) ниже 15 вес. % и вязкость при высокой температуре и высоком сдвиговом усилии, ВВТВС (тест ASTM D 4683) ниже 2,0 сП. Техническим результатом заявленного изобретения является получение низковязкой смазочной композиции, которая одновременно обладает желательными свойствами для экономии топлива, желательными противоизносными характеристиками и свойствами летучести по методу Ноака. Изобретение также относится к применению указанной смазочной композиции в картере двигателя для улучшения свойства экономии топлива. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Смазочная композиция для использования в картере двигателя, содержащая базовое масло и по крайней мере одну добавку, в которой базовое масло содержит более 80 вес.% базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша, и в которой смазочная композиция имеет кинематическую вязкость ниже 5,6 сСт при 100°C (тест ASTM D 445), летучесть по методу Ноака (тест ASTM D 5800) ниже 15 вес.% и вязкость при высокой температуре и высоком сдвиговом усилии, ВВТВС (тест ASTM D 4683) ниже 2,0 сП.

2. Смазочная композиция по п. 1, в которой смазочная композиция имеет динамическую вязкость при -35°C (тест ASTM D 5293) ниже 6200 сП, предпочтительно ниже 5000 сП, более предпочтительно ниже 4000 сП.

3. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой композиция имеет вязкость при высокой температуре и высоком сдвиговом усилии, ВВТВС (тест ASTM D 4683) ниже 1,9 сП.

4. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой композиция имеет летучесть по методу Ноака (тест ASTM D 5800) ниже 14 вес.%.

5. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой базовое масло содержит больше чем 90 вес.% базового масла, произведенного по способу Фишера-Тропша.

6. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой композиция содержит меньше чем 1,0 вес.%, предпочтительно меньше чем 0,5 вес.% концентрата присадки, улучшающей вязкость, в расчете на общий вес композиции.

7. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой композиция содержит по меньшей мере 9,0 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 10,0 вес.%, более предпочтительно по меньшей мере 11,0 вес.% пакета присадок, содержащего противоизносную присадку, детергент металла, беззольное диспергирующее средство и антиоксидант.

8. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой базовое масло имеет кинематическую вязкость при 100°C от 3,5 до 4,5 сСт.

9. Смазочная композиция по одному из пп. 1 или 2, в которой композиция имеет значение вязкости по мини-ротационному вискозиметру (МРВ) при -40°C (тест ASTM D 4684) ниже 60000 сП.

10. Применение смазочной композиции по одному из пп. 1-9 в картере двигателя для улучшения свойства экономии топлива, при одновременном получении царапины износа меньше чем 1,0 мм при нагрузке 60 кг, как определено тестом ASTM D 4172 (время: 60 минут; скорость: 1500 об/мин; температура: 75°C), и летучести по методу Ноака (тест ASTM D 5800) ниже 15 вес.%.