КОМПОЗИЦИЯ СМАЗОЧНОГО МАСЛА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2020 года по МПК C10M169/04 C10M145/14 C10M105/34 C10M105/78 C10N30/02 C10N40/25 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к моторному маслу для автомобилей (композиция смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания), и более конкретно, относится к композиции смазочного масла для дизельных двигателей с превосходной топливной экономичностью, к контролю расхода масла и моющим свойствам.

Уровень техники

Одной из проблем с картерным смазочным маслами является то, что смазочное масло может вырваться из картера из-за так называемого прорвавшегося в картер двигателя газа. Прорвавшийся в картер двигателя газ или смеси газа/смазочного масла такого рода, предпочтительно, рециркулируют в двигателе, а не выбрасываются в атмосферу. В некоторых двигателях такая рециркуляция осуществляется посредством впрыскивания прорвавшегося в картер двигателя газа в двигательную систему впуска воздуха, чтобы смазочное масло сжигалось в поршневых камерах. Рециркуляция прорвавшегося в картер двигателя газа решает проблему выбросов, но, с другой стороны, существует вероятность того, что могут возникнуть проблемы в том, что в системе воздухозаборника могут образовываться отложения. Например, если отложения образуются в воздушном компрессоре, то компрессор не будет работать должным образом и даже будет подвержен повреждению. В качестве дополнительного примера, если между компрессором и блоком цилиндра картера имеется воздушный охладитель, то воздушный охладитель может загрязниться. Существует потребность в создании систем дизельных двигателей, которые предотвратят или уменьшат образование таких отложений, см., например, JP5501620.

В то же время отмечается спрос на более низкий расход топлива. Для достижения более низкого расхода топлива были проведены исследования по изготовлению композиций, обладающих соответствующими характеристиками вязкости, с использованием модификаторов трения, способствующих проявлению снижения трения, и с использованием улучшителей индекса вязкости, обуславливающих снижение устойчивости к взбалтыванию и поддержание масляной пленки при высоких температурах, при этом имеющих низкую вязкость при низких температурах, как описано в японском Патенте 2014-210844, выложенном для всеобщего ознакомления.

Однако, отмечается, что еще не было ничего, что удовлетворило бы требованиям подавления образования отложений, с демонстрированием экономии топлива и с сохранением производительности в течение длительного времени. Кроме того, похоже, что в будущем будет продолжать развиваться сокращение коммерческих автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, посредством добавления наддувочных устройств, и можно ожидать, что тепловые нагрузки на моторное масло увеличатся. Однако, отмечается проблема, заключающаяся в том, что с композициями смазочного масла предшествующего уровня техники не было достигнуто хорошей испаряемости.

Таким образом, цель данного изобретения заключается в том, чтобы предложить композицию смазочного масла для использования в дизельных двигателях, которая, при её использовании в качестве моторного масла для транспортных средств, имеет превосходную испаряемость и свойства очистки двигателя, а также эффективно экономит топливо.

Сущность изобретения

Благодаря интенсивным исследованиям авторы данного изобретения обнаружили, что можно решить вышеупомянутые проблемы посредством смешивания заявленного базового масла и заявленного улучшителя индекса вязкости с заявленными дисперсантом и детергентом, тем самым выполняя требования для заданного уровня вязкости, и, таким образом, усовершенствовали данное изобретение. В частности, изобретение заключается в следующем.

Аспектом (I) данного изобретения является композиция смазочного масла для дизельных двигателей, содержащая:

а) базовое масло GTL с кинематической вязкостью, при 100°C составляющей от 4,5 до 5,5 мм²/с,

b) улучшитель индекса вязкости на основе гребенчатого ПМА (полиметакрилата) и

c) не менее чем 0,025% мас. борсодержащего дисперсанта и/или борсодержащего детергента по показателю превращения в содержание бора (общее количество) по отношению к общему количеству композиции,

при этом она соответствует 0W-30 или 5W-30 стандарта SAE J300.

Аспектом (II) данного изобретения является композиция смазочного масла для дизельных двигателей согласно Аспекту (I), которая также содержит улучшитель индекса вязкости на основе негребенчатого ПМА (полиметакрилата) и улучшитель индекса вязкости на основе SCP (сополимера стирола с диеном) и/или улучшитель индекса вязкости на основе OCP (олефинового сополимера), и которая также соответствует по меньшей мере одному из нижеуказанных пунктов (1)-(3), причём указанное количество полимера является количеством за вычетом разбавителей.

(1) Содержание улучшителя индекса вязкости на основе негребенчатого ПМА/ общее содержание улучшителя индекса вязкости (полимер, имеющий средневесовую молекулярную массу, составляющую не менее чем 50000): не более чем 0,7

(2) Содержание улучшителя индекса вязкости на основе OCP / общее содержание улучшителя индекса вязкости (полимер, имеющий средневесовую молекулярную массу, составляющую не менее чем 50000): не более чем 0,2

(3) Содержание улучшителя индекса вязкости на основе SCP / общее содержание улучшителя индекса вязкости (полимер, имеющий средневесовую молекулярную массу, составляющую не менее чем 50000): не более чем 0,3

Аспектом (III) данного изобретения является композиция смазочного масла для дизельных двигателей согласно Аспекту (I) или (II), отвечающая требованиям следующих характеристик вязкости.

В соответствии с данным изобретением, появилась возможность предложить композицию смазочного масла для использования в дизельных двигателях, которая, при её использовании в качестве моторного масла для транспортных средств, имеет превосходную испаряемость и свойства очистки двигателя, а также эффективно экономит топливо.

Подробное описание изобретения

Компоненты (составные компоненты), композиция (содержание каждого компонента) и физические свойства композиции смазочного масла для дизельных двигателей, относящейся к данному изобретению, описаны ниже, но изобретение никоим образом не ограничено ими.

Композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения содержит базовое масло GTL в качестве базового масла, улучшитель индекса вязкости на основе гребенчатого ПМА и борсодержащий дисперсант и/или борсодержащий детергент, а также другие компоненты, при необходимости.

Масла GTL (gas-to-liquid/из газа в жидкость), синтезированные по способу Фишера-Тропша в технологии сжижения топлива из природного газа, используются в качестве базового масла для композиции смазочного масла данного изобретения. Использование таких базовых масел в рамках данного изобретения позволяет улучшить стойкость к окислению, а также уменьшить потери от испарения.

При использовании гребенчатых полимеров, по сравнению с базовыми маслами YUBASE, стало возможным улучшить расход топлива посредством использования базовых масел GTL, поскольку, особенно в рамках данного изобретения, временная вязкость при сдвиге при 100°C падает.

В частности, в данном изобретении используют базовое масло GTL, при 100°C имеющее кинематическую вязкость от 4,5 до 5,5 мм²/с. Если при 100°C кинематическая вязкость базового масла падает ниже 4,5, то не получают отвечающую требованиям испаряемость. Если при 100°C кинематическая вязкость превышает 5,5, то не получают экономию топлива, отвечающую требованиям.

В данном документе, для того, чтобы получить базовое масло, в котором при 100°C кинематическая вязкость составляет от 4,5 до 5,5 мм²/с, предпочтительно, если это будет одно базовое масло GTL с кинематической вязкостью, при 100°C составляющей от 4,5 до 5,5 мм²/с, но в случае промышленного изготовления целесообразно смешивать два вида базовых масел: базовое масло GTL (a1), в котором при 100°C кинематическая вязкость составляет от 3,0 до 6,0 мм²/с и базовое масло GTL (a2), в котором при 100°C кинематическая вязкость составляет от 7,0 до 13 мм²/с. Если кинематическая вязкость при 100°C компонента маловязкого базового масла (a1) ниже 3,0 мм²/с, то увеличивается количество испарения и становится трудно поддерживать вязкость композиции в течение длительного времени. Если использовать высоковязкий компонент базового масла (a2), у которого при 100°C кинематическая вязкость превышает 13 мм²/с, то при -40°C низкотемпературная вязкость увеличивается, а низкотемпературные пусковые свойства ухудшаются. Более того, в этом случае индекс вязкости смешанного базового масла GTL составляет, в идеале, от 120 до 180, но ещё лучше от 120 до 150.

Для этих базовых масел GTL общее содержание серы, составляющее менее чем 10 м.д., как правило, является идеальным, а общее содержание азота, составляющее менее чем 1 м.д., является даже лучше. Одним из примеров продукции такого базового масла GTL является Shell XHVI (торговая марка).

Смазочное масло по данному варианту осуществления изобретения также может содержать борсодержащий детергент в качестве детергента. Особых ограничений для борсодержащего детергента нет, но можно упомянуть борсодержащие соли щелочноземельных металлов. Более конкретно, можно упомянуть детергенты борированного алкилсалицилата щелочноземельного металла и детергенты борированного алкилтолуолсульфоната щелочноземельного металла. Идеальным является борированный алкилтолуолсульфонат кальция. Для таких борсодержащих детергентов могут быть использованы образцы известного уровня техники (например, детергенты борированного алкилтолуолсульфоната щелочноземельного металла могут быть изготовлены в промышленности согласно японскому Патенту 2008-297547, выложенному для всеобщего ознакомления).

В данном документе композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения также может содержать другие детергенты (например, содержащие металлы детергенты) до тех пор, пока это не препятствует эффективности данного изобретения. В качестве примеров содержащих металлы детергентов можно упомянуть сульфонаты щелочноземельных металлов, фенаты щелочноземельных металлов, салицилаты щелочноземельных металлов и нафтенаты щелочноземельных металлов. В качестве примеров щелочноземельных металлов можно упомянуть кальций и магний. Они могут быть использованы по отдельности или в комбинациях из двух или большего количества видов. Как правило, предпочтительным является использование сульфонатов, фенатов и салицилатов кальция или магния. Для фенатов щелочноземельных металлов предпочтительно использовать соли щелочноземельных металлов, особенно соли кальция, алкилфенолов, алкилфенолсульфидов и алкилфенольные продукты реакции Манниха, имеющие неразветвленные или разветвленные алкильные группы с числом атомов углерода от 4 до 30, но предпочтительно от 6 до 18. Для салицилатов щелочноземельных металлов предпочтительно использовать соли щелочноземельных металлов, причём со специальными предпочтительными солями магния и/или солями кальция, алкилсалициловых кислот, имеющих неразветвленные или разветвленные алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 30, но предпочтительно от 6 до 18. Щелочные числа могут быть свободно выбраны из них в соответствии с типом и назначением соответствующего смазочного масла.

Композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения может содержать борсодержащий дисперсант в качестве дисперсанта. Например, могут быть борированы дисперсанты на основе полибутенилсукцинимида, дисперсанты на основе полибутенилсукцинамида, дисперсанты на основе бензиламина и дисперсанты на основе сложного эфира сукцината.

Полибутенилсукцинимиды получают из полибутенов, полученных посредством полимеризации изобутена высокой чистоты или смесей 1-бутена и изобутена с использованием катализатора на основе фторированного бора или катализатора на основе хлорида алюминия, причём продукты, имеющие винилиденовую структуру на концах, как правило, содержатся в количестве от 5 до 100% мол. С точки зрения ингибирующего осадкообразование эффекта в полиалкилен-полиаминовые цепи предпочтительно включать от 2 до 5, и, в частности, от 3 до 4 атомов азота. Также, в качестве производных полибутенилсукцинимида, стало возможным использование так называемых модифицированных сукцинимидов, в которых некоторые или все из присутствующих амино и/или имино групп нейтрализованы или амидифицированы посредством получения соединений борной кислоты или кислородсодержащих органических соединений, например, спирты, альдегиды, кетоны, алкилфенолы, циклические карбонаты и органические кислоты оказывают влияние на вышеупомянутые полибутенилсукцинимидные соединения.

Композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения может быть, например, содержащей любой и по меньшей мере один из вышеупомянутых борсодержащих детергентов и борсодержащих дисперсантов, и любые такие формы, которые содержат только борсодержащие детергенты, только борсодержащие дисперсанты или борсодержащие детергенты и борсодержащие дисперсанты вместе, находятся в пределах объёма данного изобретения.

В качестве примеров противоизносных присадок, придающих износостойкость и противозадирные свойства, которые могут быть использованы в композиции смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения, можно упомянуть дитиофосфаты цинка (Zn-ДТФ). Типовые примеры Zn-ДТФ, как правило, включают диалкилдитиофосфаты цинка, диарилдитиофосфаты цинка и арилалкилдитиофосфаты цинка. Здесь алкильные группы могут быть неразветвленными или разветвленными. Например, что касается алкильных групп диалкилдитиофосфатов цинка, то могут быть использованы диалкилдитиофосфаты цинка, имеющие первичные или вторичные алкильные группы с числом атомов углерода от 3 до 22 или алкиларильные группы, замещенные на алкильные группы с числом атомов углерода от 3 до 18. В качестве конкретных примеров диалкилдитиофосфатов цинка можно упомянуть дипропилдитиофосфат цинка, дибутилдитиофосфат цинка, дипентилдитиофосфат цинка, дигексилдитиофосфат цинка, диизопентилдитиофосфат цинка, диэтилгексилдитиофосфат цинка, диоктилдитиофосфат цинка, динонилдитиофосфат цинка, дидецилдитиофосфат цинка, дидодецилдитиофосфат цинка, дипропилфенилдитиофосфат цинка, дипентилфенилдитиофосфат цинка, дипропилметилфенилдитиофосфат цинка, динонилфенилдитиофосфат цинка, дидодецилфенилдитиофосфат цинка и дидодецилфенилдитиофосфат цинка.

Деактиваторы металлов, которые могут быть использованы в композиции смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения, включают в себя бензотриазолы и производные бензотриазолов, например, алкилтолилтриазолы, и бензимидазолы и производные бензимидазолов, например, толимидазолы. Дополнительными примерами являются производные индазола, например, толилиндазолы, бензотиазолы и производные бензотиазолов, например, толилтиазолы. Также можно упомянуть производные бензоксазола, производные тиадиазола и производные толазола.

Примеры противоокислителей, используемых в композиции смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения, включают противоокислители на основе аминов и противоокислители на основе фенолов. В качестве примеров вышеуказанных противоокислителей на основе аминов можно упомянуть диалкил-дифениламины, например, п,п’-диоктил-дифениламин (Nonflex OD-3, производимый фирмой Seiko Chemical Ltd), п,п’-ди-α-метилбензил-дифениламин и N-п-бутилфенил-N-п’-октилфениламин, моноалкилдифениламины например, моно-трет-бутил дифениламин и монооктил дифениламин, бис(диалкилфенил)амины, например, ди(2,4-диэтилфенил)амин и ди(2-этил-4-нонилфенил)амин, алкилфенил-1-нафтиламины, например, октил-фенил-1-нафтиламин и N-трет-додецилфенил-1-нафтиламин, 1-нафтиламин, арил-нафтиламины, например, фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, N-гексилфенил-2-нафтиламин и N-октилфенил-2-нафтиламин, фенилендиамины, например, N,N'-диизопропил-п-фенилендиамин и N,N'-дифенил-п-фенилендиамин, и фенотиазины, например, Phenothiazine (производимый фирмой Hodogaya Chemical Ltd.) и 3,7-диоктилфенотиазин. Противоокислители на основе фенолов включают в себя 2-трет-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метилфенол, 2-трет-бутил-5-метилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метоксифенол, 3-трет-бутил-4-метоксифенол, 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон (Antage DBH, производимый фирмой Kawaguchi Chemical Industry Co. Ltd.), 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-алкилфенолы, например, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этилфенол, и 2,6-ди-трет-бутил-4-алкоксифенолы, например, 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксифенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этоксифенол. Также, существуют 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилмеркапто-октилацетат, алкил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионаты например, н-октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат (Yoshinox SS, производимый фирмой Yoshitomi Fine Chemicals Ltd.), н-додецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат и 2'-этилгексил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат, и 3,5-бис(1,1-диметил-этил)-4-гидрокси-C7~C9 с боковй цепью алкиловый эфир бензолпропановой кислоты (Irganox L135, производимый фирмой Ciba Specialty Chemicals Ltd.), 2,6-ди-трет-бутил-α-диметиламино-п-крезол, и 2,2'-метиленбис(4-алкил-6-трет-бутилфенол)ы например, 2,2'-метиленбис(4-метил-6-трет-бутилфенол) (Antage W-400, производимый фирмой Kawaguchi Chemical Industry Ltd.) и 2,2'-метиленбис(4-этил-6-трет-бутилфенол) (Antage W-500, производимый фирмой Kawaguchi Chemical Industry Ltd). Более того, существуют бисфенолы например, 4,4'-бутилиденбис(3-метил-6-трет-бутилфенол) (Antage W-300, производимый фирмой Kawaguchi Chemical Industry Ltd.), 4,4'-метиленбис(2,6-ди-трет-бутилфенол) (Ionox 220AH, производимый фирмой Shell Japan Ltd.), 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол), 2,2-(ди-п-гидроксифенил)пропан (Бисфенол A, производимый фирмой Shell Japan Ltd.), 2,2-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропан, 4,4'-циклогексилиденбис(2,6-трет-бутилфенол), гексаметиленгликоль бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат] (Irganox L109, производимый фирмой Ciba Specialty Chemicals Ltd.), триэтиленгликоль бис[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропионат] (Tominox 917, производимый фирмой Yoshitomi Fine Chemicals Ltd.), 2,2'-тио-[диэтил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат (Irganox L115, производимый фирмой Ciba Specialty Chemicals Ltd.), 3,9-бис{1,1-диметил-2-[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил) пропионилокси]этил} 2,4,8,10-тетраоксаспиро [5,5]ундекан (Sumilizer GA80, производимый фирмой Sumitomo Chemicals), 4,4’-тиобис(3-метил-6-трет-бутилфенол) (Antage RC, производимый фирмой Kawaguchi Chemical Industry Ltd.) и 2,2'-тиобис(4,6-ди-трет-бутил-резорцинол). Также можно упомянуть полифенолы, например, тетракис[метилен-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат]метан (Irganox L101, производимый фирмой Ciba Specialty Chemicals Ltd.), 1,1,3-трис(2-метил-4-гидрокси-5-трет-бутилфенил)бутан (Yoshinox 930, производимый фирмой Yoshitomi Fine Chemicals Ltd.), 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол (Ionox 330, производимый фирмой Shell Japan Ltd.), бис-[3,3’-бис-(4’-гидрокси-3’-трет-бутилфенил) масляная кислота] гликолевый эфир, 2-(3’,5’-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) метил-4-(2'',4''-ди-трет-бутил-3''-гидроксифенил)метил-6-трет-бутилфенол и 2,6,-бис(2’-гидрокси-3’-трет-бутил-5’-метил-бензил)-4-метилфенол, и продукты конденсации фенолов с альдегидами, например, продукты конденсации п-трет-бутилфенола с формальдегидом и продукты конденсации п-трет-бутилфенола с ацетальдегидом.

Композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения содержит улучшитель индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата. Под гребенчатым полимером подразумевают полимер, имеющий множество удлиненных боковых цепей в виде гребенки по отношению к основной полимерной цепи. Улучшители индекса вязкости по данному варианту осуществления изобретения включают в себя, среди этих гребенчатых полимеров, улучшители индекса вязкости, которые являются полимерами на основе гребенчатого полиметакрилата. В данном изобретении, под «улучшителем индекса вязкости» подразумевают полимер, имеющий средневесовую молекулярную массу, составляющую не менее чем 50000.

Подходящими примерами улучшителей индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата, которые могут быть использованы в данном варианте осуществления изобретения, являются, например, полимеры, раскрытые в японском Патенте 2010-532805, выложенном для всеобщего ознакомления.

Также, улучшители индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата по данному варианту осуществления изобретения, в идеале, имеют средневесовую молекулярную массу, составляющую от 200000 до 600000, те, у которых она составляет от 250000 до 500000 являются даже лучше, и те, у которых она составляет от 300000 до 450000 являются лучшими из всех. PSSI (permanent shear stability index постоянный индекс стабильности к сдвигу), в идеале, не более чем 10.

В качестве конкретных примеров таких улучшителей индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата можно упомянуть Viscoplex 3-201 (зарегистрированная торговая марка) и Viscoplex 3-220 (зарегистрированная торговая марка).

Композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения может содержать улучшители индекса вязкости, не являющиеся улучшителями индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата. В качестве примеров таких улучшителей индекса вязкости можно упомянуть полимеры одного или нескольких типов, выбранные из группы, содержащей негребенчатые ПМА (полиметакрилаты), OCP (олефиновые сополимеры) и SCP (сополимеры стирола с диеном).

Стало возможным использование без каких-либо специальных ограничений, известных в данной области техники, улучшителей индекса вязкости на основе негребенчатого ПМА (полиметакрилата), но тех из них, которые имеют средневесовую молекулярную массу, составляющую, в идеале, от 100000 до 400000. Конкретные примеры таких ПМА раскрыты в японском Патенте 2014-125569, выложенном для всеобщего ознакомления.

Стало возможным использование без каких-либо специальных ограничений, известных в данной области техники, улучшителей индекса вязкости на основе OCP (олефинового сополимера), но тех из них, которые имеют средневесовую молекулярную массу, составляющую, в идеале, от 50000 до 300000. Конкретные примеры таких OCP раскрыты в японском Патенте 2014-125569, выложенном для всеобщего ознакомления.

Стало возможным использование без каких-либо специальных ограничений, известных в данной области техники, улучшителей индекса вязкости на основе SCP (сополимер стирола с диеном), но тех из них, которые имеют средневесовую молекулярную массу, составляющую, в идеале, от 200000 до 1000000. Конкретным примером такого SCP является Infineum (зарегистрированная торговая марка) SV150.

Композиция смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения в качестве улучшителей индекса вязкости может содержать полимеры, не являющиеся гребенчатыми полиметакрилатами.

Такие улучшители индекса вязкости (полимеры, имеющие средневесовую молекулярную массу, составляющую не менее чем 50000) как правило, смешивают в разбавленном состоянии в подходящей жидкой среде, чтобы облегчить их обработку.

В качестве примеров противовспенивателей, которые могут быть использованы в композиции смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения, можно упомянуть органосиликаты, например, диметилполисилоксан, диэтилсиликат и фторсиликоны, и противовспениватели, основанные на несиликонах, например, полиалкилакрилаты.

Содержание базового масла составляет, в идеале, от 60 до 90% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла, но лучше от 65 до 90% мас., а диапазон от 70 до 85% мас. является еще лучшим.

Содержание улучшителей индекса вязкости (количество улучшителей индекса вязкости в целом) специально не ограничено и может быть соответствующим образом модифицировано. Например, оно может составлять от 0,05 до 20% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла. Идеальные количества каждого из различных улучшителей индекса вязкости представлены ниже.

Нет специального ограничения на содержание гребенчатого ПМА, но в идеале оно составляет от 1,0 до 6,0% мас. по отношению к общему количеству композиции смазочного масла, но лучше от 1,0 до 5,0% мас. и лучше всего от 1,0 до 4,0% мас.

Содержание негребенчатого ПМА в идеале таково, что содержание негребенчатого ПМА/ общее содержание улучшителя индекса вязкости составляет не более чем 0,7.

Содержание OCP в идеале таково, что содержание OCP/ общее содержание улучшителя индекса вязкости составляет не более чем 0,2.

Содержание SCP в идеале таково, что содержание SCP/ общее содержание улучшителя индекса вязкости составляет не более чем 0,3.

Если негребенчатые ПМА (полиметакрилаты), SCP (сополимеры стирола с диеном) и OCP (олефиновые сополимеры) включены в качестве улучшителей индекса вязкости, и они соответствуют по меньшей мере одному (но, в идеале, всем) из вышеупомянутых диапазонов, рамках данного изобретения появилась возможность достигнуть эффектов данного изобретения, а также сократить производственные затраты.

Для того, чтобы получить желаемый эффект, содержание борсодержащего детергента и/или борсодержащего дисперсанта должно быть не менее чем 0,025% мас. относительно значения превращения содержания бора (общего количества). Верхний предел особо не ограничен, но может быть, например, не более чем 0,1% мас. (в идеале не более чем порядка 0,050% мас.).

Будет дано объяснение идеальных добавленных количеств для других компонентов, которые могут быть добавлены к композиции смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения. В первую очередь, идеальное добавленное количество противоокислителей, по отдельности или в комбинации из множества видов, будет находиться в диапазоне от 0,01 до 2% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла. Идеальное добавленное количество деактиваторов металлов, по отдельности или в комбинации из множества видов, будет находиться в диапазоне от 0,01 до 0,5% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла. Идеальное добавленное количество противоизносных присадок (например, Zn-ДТФ), по отдельности или в комбинации из множества видов, будет находиться в диапазоне, например, как количество фосфора (P), от 0,01 до 0,10% мас., но более предпочтительно, от 0,05 до 0,08% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла. Идеальное добавленное количество противовспенивателей, по отдельности или в комбинации из множества видов, будет составлять, например, от 0,0001 до 0,01% мас. по отношению к общей массе смазочной композиции. Идеальное добавленное количество содержащих металлы детергентов, по отдельности или в комбинации из множества видов, будет составлять, например, от 0,05 до 0,3% мас., но более предпочтительно, от 0,1 до 0,2% мас., по отношению к общей массе смазочной композиции. Идеальное добавленное количество беззольных дисперсантов, по отдельности или в комбинации из множества видов, будет составлять, например, порядка от 0,01 до 0,3% мас. азота по отношению к общей массе смазочной композиции.

В данном документе считается, что существует отличная корреляция между HTHS вязкостью при 100°C и характеристиками расхода топлива. Существуют различные способы измерения HTHS вязкости. Среди них бывают случаи, когда вязкость, полученная посредством измерения HTHS вязкости по капиллярному способу и вязкость, измеренная способом TBS, отличается в зависимости от типа используемого улучшителя индекса вязкости. Учитывая, что в тех случаях, когда значение в Формуле (1) ниже велико, компонент вязкости, измеренный способом с использованием вискозиметра типа капиллярной трубки (капиллярный способ), будет большим, а компонент вязкости, измеренный с использованием ротационного вискозиметра (способ TBS) будет небольшим, показывая, что разница между ними будет увеличиваться. В таких случаях это означает, что вязкость при сдвиге масла становится меньше при положениях трения при скольжении в ситуациях, близких к таким ротационным вискозиметрам между подшипниками коленчатого вала. Другими словами, считается, что стало возможным уменьшить вязкостное сопротивление и уменьшить потери на трение в вышеупомянутых положениях. В то же время в положениях, где масло подвержено сдвигу в ситуациях, близких к капиллярному вискозиметру, стало возможным поддерживать высокую вязкость при сдвиге и, таким образом, удовлетворительную продолжительность работы.

С композицией смазочного масла по данному варианту осуществления изобретения было обнаружено, что [(капиллярная вязкость – TBS вязкость) / TBS вязкость] соответствует от 0,07 до 0,15, и в связи с этим проявился низкий расход топлива.

В данном документе способ измерения капиллярной вязкости представляет собой величину, измеренную согласно способу испытания (150°C) по стандарту ASTM D5481, принимая температурные условия при 100°C (скорость сдвиговой волны 1,0 * 10^6с^-1).

Способ измерения вязкости по TBS представляет собой величину, измеренную способом, описанным в японском Патенте 5565999.

Примеры

Данное изобретение далее дополнительно поясняется примерами варианта осуществления изобретения и сравнительными примерами, но данное изобретение никоим образом не ограничено этими примерами.

Исходные материалы, используемые в примерах варианта осуществления изобретения, представлены ниже. Характеристики различных базовых масел представлены в таблице 1.

Базовые масла

• Базовое масло 1: XHVI 4 (масло GTL)

• Базовое масло 2: XHVI 8 (масло GTL)

• Базовое масло 3: XHVI 3 (масло GTL)

• Базовое масло 4: YUBASE 4 (минеральное масло)

• Базовое масло 5: YUBASE 8 (минеральное масло)

• Базовое масло 6: YUBASE 3 (минеральное масло)

Комплексные присадки

DH-2 DI комплексная 1: Как показано в таблицах, в примерах варианта осуществления изобретения, при добавлении 14,00%, содержание бора в смазочном масле становилось 0,033% мас. {включая борсодержащий дисперсант (борированный алкилтолуолсульфонат кальция) и борсодержащий детергент (дисперсант на основе борированного сукцинатного эфира), причём количество других присадок такое же, как количество DI комплексных 2 и 3}

DH-2 DI комплексная 2: Как показано в таблицах, в примерах варианта осуществления изобретения, при добавлении 14,00%, содержание бора в смазочном масле становилось 0,027% мас. {включая борсодержащий дисперсант (борированный алкилтолуолсульфонат кальция) и борсодержащий детергент (дисперсант на основе борированного сукцинатного эфира), причём количество других присадок такое же, как количество DI комплексных 1 и 3}

DH-2 DI комплексная 3: Как показано в таблицах, в примерах варианта осуществления изобретения, при добавлении 14,00%, содержание бора в смазочном масле становилось 0,020% мас. {включая борсодержащий дисперсант (борированный алкилтолуолсульфонат кальция) и борсодержащий детергент (дисперсант на основе борированного сукцинатного эфира), причём количество других присадок такое же, как количество DI комплексных 1 и 2}

Улучшители индекса вязкости

• Раствор улучшителя индекса вязкости 1: Раствор, содержащий Viscoplex 3-220 (гребенчатый ПМА-улучшитель индекса вязкости на основе) (приблиз. 40% разведение)

• Раствор улучшителя индекса вязкости 2: Раствор, содержащий Viscoplex 3-201 (улучшитель индекса вязкости на основе гребенчатого ПМА) (разведение приблиз. 60%)

• Раствор улучшителя индекса вязкости 3: Раствор, содержащий Viscoplex 6-954 (улучшитель индекса вязкости на основе негребенчатого ПМА) (разведение приблиз. 40%)

• Раствор улучшителя индекса вязкости 4: Раствор, содержащий Lz7177B (улучшитель индекса вязкости на основе олефинового сополимера) (разведение приблиз. 87,5%)

• Раствор улучшителя индекса вязкости 5: Раствор, содержащий Infineum (зарегистрированная торговая марка) SV150 (улучшитель индекса вязкости на основе сополимера стирола с диеном) (разведение приблиз. 93,5%)

Противовспениватель

• раствор DCF 3% мас.

Вышеупомянутые исходные материалы смешали, как показано в таблицах 2 и 3, причём были получены композиции смазочного масла Примеров варианта осуществления изобретения 1-8 и Сравнительных примеров 1-10.

Оценивание

Далее провели оценочные испытания в отношении композиций смазочного масла Примеров варианта осуществления изобретения 1-8 и Сравнительных примеров 1-10. Было подтверждено, что все композиции смазочного масла для Примеров варианта осуществления изобретения 1-8 отвечали требованиям 5W-30.

Оценивание характеристик расхода топлива провели на основании стендовых испытаний на расход топлива с использованием дизельного двигателя 4000CC японского производства. Условия эксплуатации были установлены со ссылкой на режим 10•15 Министерства земель, инфраструктуры и транспорта. Температурный коридор во время измерения был установлен при 90°C. Результаты, представленные в таблицах 2 и 3, показывают скорость улучшения (%) в экономии топлива, принимая в качестве критерия коммерческое дизельное моторное масло, классифицированное как SAE со степенью вязкости 10W-30. При оценивании, если скорость улучшения (%) экономии топлива составляла по меньшей мере 0, то характеристики расхода топлива отмечали как O (хорошо).

Испаряемость по методу НОАК (%) измеряли, основываясь на стандарте ASTM D5800. Для оценивания, если испаряемость по методу НОАК (%) составляла не более чем 13,0, то испаряемость отмечали как O (хорошо).

Испытания в калильной трубке проводили согласно стандарту Японского Института Нефти JPI-5S-55-99 «Моторные масла – испытание в калильной трубке». Условия испытаний были установлены следующие: температура испытания 290°C/300°C, продолжительность испытания 16 часов, скорость подачи образца масла 0,3 мл/час и расход воздуха 10 мл/час, и если оценка (степень налипания смол) цвета обесцвеченного участка стеклянной трубки после завершения испытания составляла по меньшей мере 7,0, то моющие свойства отмечали как O (хорошо).

Следуя вышеупомянутому способу, провели расчет [капиллярная вязкость – TBS вязкость) / TBS вязкость].

Кроме того, рассчитали кинематическую вязкость (40°C), кинематическую вязкость (100°C), индекс вязкости (VI), содержание бора (общее значение), содержание кальция (общее значение), содержание фосфора (общее значение), содержание цинка (общее значение), содержание азота (общее значение) и содержание молибдена (общее значение) (ВК исходной смеси была при 100°C кинематической вязкостью смеси базовых масел при 100°C).

В данном изобретении предложена композиция смазочного масла для дизельных двигателей, которая содержит: а) базовое масло с кинематической вязкостью, при 100°C составляющей от 4,5 до 5,5 мм²/с, состоящее или из одного базового масла GTL с кинематической вязкостью, при 100°C составляющей от 4,5 до 5,5 мм²/с, или смеси (i) базового масла GTL с кинематической вязкостью при 100°C от 3,0 до 6,0 мм²/с и (ii) базового масла GTL с кинематической вязкостью при 100°C от 7,0 до 13 мм²/с, при этом базовое масло присутствует в количестве в диапазоне от 60 до 90 мас.% по отношению к общей массе композиции смазочного масла, b) улучшитель индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата, присутствующего в количестве в диапазоне от 1,0 до 6,0 мас.% по отношению к общей массе композиции смазочного масла; и c) борсодержащий дисперсант и борсодержащий детергент, причем общее количество борсодержащего дисперсанта и борсодержащего детергента, включенное по показателю превращения в содержание бора по отношению к общему количеству композиции, составляет не менее чем 0,025% мас. и не более чем 0,050% мас. Предложенная композиция соответствует 0W-30 или 5W-30 в стандарте SAE J300. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Композиция смазочного масла для дизельных двигателей, содержащая:

а) базовое масло с кинематической вязкостью, при 100°C составляющей от 4,5 до 5,5 мм²/с, состоящее или из одного базового масла GTL с кинематической вязкостью, при 100°C составляющей от 4,5 до 5,5 мм²/с, или смеси (i) базового масла GTL с кинематической вязкостью при 100°C от 3,0 до 6,0 мм²/с и (ii) базового масла GTL с кинематической вязкостью при 100°C от 7,0 до 13 мм²/с, при этом базовое масло присутствует в количестве в диапазоне от 60 до 90% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла,

b) улучшитель индекса вязкости на основе гребенчатого полиметакрилата, присутствующего в количестве в диапазоне от 1,0 до 6,0% мас. по отношению к общей массе композиции смазочного масла; и

c) борсодержащий дисперсант и борсодержащий детергент, причем общее количество борсодержащего дисперсанта и борсодержащего детергента, включенное по показателю превращения в содержание бора по отношению к общему количеству композиции, составляет не менее чем 0,025% мас. и не более чем 0,050% мас., при этом борсодержащий дисперсант выбран из борированных дисперсантов на основе полибутенилсукцинимида, борированных дисперсантов на основе полибутенилсукцинамида, борированных дисперсантов на основе бензиламина и борированных дисперсантов на основе сложного эфира сукцината , и борсодержащий детергент выбран из детергентов борированного алкилсалицилата щелочноземельного металла и детергентов борированного алкилтолуолсульфоната щелочноземельного металла,

и при этом она соответствует 0W-30 или 5W-30 стандарта SAE J300.

2. Композиция смазочного масла для дизельных двигателей по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит улучшитель индекса вязкости на основе негребенчатого полиметакрилата (ПМА) и улучшитель индекса вязкости на основе сополимера стирола с диеном (SCP) и/или улучшитель индекса вязкости на основе олефинового сополимера (OCP), и которая дополнительно отвечает по меньшей мере одному из нижеуказанных пунктов (1)-(3)

(1) содержание улучшителя индекса вязкости на основе негребенчатого ПМА/общее содержание улучшителя индекса вязкости: не более чем 0,7;

(2) содержание улучшителя индекса вязкости на основе OCP/общее содержание улучшителя индекса вязкости: не более чем 0,2;

(3) содержание улучшителя индекса вязкости на основе SCP/общее содержание улучшителя индекса вязкости: не более чем 0,3.

3. Композиция смазочного масла для дизельных двигателей по п. 1 или 2, отвечающая требованиям следующих характеристик вязкости: