[发明专利]用于天然气发动机的改进的润滑剂

说明书

发明背景

本发明涉及特别在天然气发动机中提供高性能标准的润滑油组合物。

仍然需要改进发动机、特别是天然气发动机(包括固定燃气发动机和消耗压缩天然气的发动机)及其中所用的润滑油的性能特性。固定燃气发动机通常是设计成用天然气和其它类似燃料运行的大型重型固定式发动机。此类发动机中的趋势包括开发较小的四冲程稀燃发动机，对其而言，高性能润滑剂是重要的。

天然气发动机中的可接受的性能要求该润滑剂即使在发动机的苛刻运行条件下也保持其良好品质。润滑剂的各种形式的劣化可源自与酸性或腐蚀性燃烧气体产物的接触。尽管有这样的挑战，但润滑剂应随时间经过表现出低氧化和硝化程度。同样重要的是，将润滑剂中的酸度发展减至最低。通常以总酸值(“TAN”)，ASTM D664A测量和报道酸度。为了减轻酸度形成，许多润滑剂制剂包括碱性化合物，例如高碱性清净剂，其向润滑剂提供碱性或碱储量，通常以总碱值(“TBN”)，ASTM D2896测量和报道。

含各种清净剂的润滑剂是已知的。例如，美国专利6,727,208，Wilk，2004年4月27日，公开了包含主要量的润滑粘性的油和添加剂体系的润滑油组合物，所述添加剂体系包含(除其它组分外)大约0.1至大约5重量％的含至少两种金属高碱性组合物的清净剂组合物，其中所述清净剂组合物基本由(A-1)至少一种碱金属高碱性清净剂和(A-2)至少一种钙高碱性清净剂以某些指定比率构成。

美国专利5,726,133，Blahey等人，1998年3月10日，涉及含有添加剂套装的低灰分天然气发动机油，该添加剂套装包括清净剂的特定组合，还含有其它标准添加剂，例如分散剂、抗氧化剂、抗磨剂、金属钝化剂、防沫剂和倾点下降剂以及粘度指数改进剂。该低灰分天然气发动机油表现出降低的沉积物形成和提高的抗油氧化和硝化性。清净剂的混合物包含至少一种具有大约250和更小的低TBN的第一碱金属或碱土金属盐或其混合物和至少一种比第一低TBN盐更中性的第二碱金属或碱土金属盐或其混合物。该金属盐可优选基于钠、镁或钙，并可以以酚盐、磺酸盐或水杨酸盐的形式存在。该金属盐更优选是酚钙、磺酸钙、水杨酸钙及其混合物。

美国专利6,596,672，Carrick等人，2003年7月22日，公开了可用于润滑固定燃气内燃机的含有多种高碱性材料和多种抗氧化剂的低灰分润滑剂。总硫酸化灰分含量可以为大约0.1％至大约0.8％。钙、钡或锶高碱化酸性材料可能贡献0.01至0.79％硫酸化灰分，镁或钠高碱化酸性材料可能贡献0.01至0.79％硫酸化灰分。在一个实例中，通过合并润滑油、14％400TBN的合成磺酸钡(无油)、8％150TBN的合成磺酸钠(无油)、6％琥珀酰亚胺分散剂和其它组分来制备润滑组合物的浓缩物。

因此，所公开的技术提供了表现出TBN保持、TAN形成降低、降低的铜腐蚀、降低的氧化和降低的硝化中的至少一种的天然气发动机润滑剂。

发明概要

所公开的技术提供润滑以天然气为燃料的发动机的方法，包括向其中加入润滑剂组合物，该润滑剂组合物包含：

(a)润滑粘性的油，

(b)高碱性一价金属清净剂，其量为所述润滑剂组合物提供至少大约0.01重量％的一价金属，且其中该一价金属为所述润滑剂组合物的总金属含量的大约10至大约30重量％，

(c)高碱性二价金属清净剂，其量为所述润滑剂组合物提供至少大约0.005重量％的该二价金属，

(d)分散剂，和

(e)磷的酸的金属盐；

其中所述润滑剂组合物具有小于大约0.8％的硫酸化灰分，且其中所述高碱性一价清净剂贡献所述组合物的总硫酸化灰分的大约10至大约30％。

发明详述

下面通过非限制性的举例说明来描述各种优选特征和实施方案。

本发明的一种组分是润滑粘性的油。该油可选自如AmericanPetroleum Institute(API)Base Oil Interchangeability Guidelines中规定的第I-V类中的任何基础油。这五种基础油类别如下：

第I、II和III类是矿物油基础油料。因此该润滑粘性的油可包括天然或合成润滑油及其混合物。常使用矿物油和合成油、特别是聚α烯烃油和聚酯油的混合物。

天然油包括动物油和植物油(例如蓖麻油、猪油和其它植物酸酯)以及矿物润滑油，例如液体石油和溶剂处理过的或酸处理过的链烷型、环烷型或混合链烷-环烷型矿物润滑油。加氢处理或加氢裂化的油包含在可用的润滑粘性的油的范围内。