[发明专利]一种汽油机油模拟氧化老化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽油机油模拟氧化老化方法。

背景技术

发动机对使用的汽油机油的性能有各方面的要求。在API/ILSAC所颁布的新的汽油机油质量标准中，要求油品需能通过汽油机油程序IIIG高温氧化磨损台架试验。然而，台架试验所需要的专用台架试验设备昂贵，进行试验的试验费用高，试验周期长，客观上极大限制了试验次数。

现有的润滑油实验室氧化方法可大致分为两大类，一类是“薄层氧化”(thin filmoxidation)，一类是“大容量氧化”(bulk oxidation)。薄层氧化描述发动机中临近活塞所发生的反应，反应温度特别高，反应持续时间比较短，这些反应能导致漆膜和沉积物的生成。大容量氧化大致发生在发动机中温度较低的区域，氧气、燃料窜气以及燃烧后的复杂组分共同造成汽油机油的氧化，最终由于聚合产物的生成导致机油变稠。这两类氧化试验各有其优势，并互为补充，共同模拟程序III台架试验过程。

前者“薄层氧化”，比较有代表性的有汽油机油薄层吸氧氧化安定性测定法(TFOUT，ASTM D4742)，和加压差热扫描示量法(PDSC，ASTM D6186)等。这些试验方法油样用量少，试验时间短，标准化成型较早，所得氧化诱导期试验结果与程序III台架试验有一定的对应性，但该类方法无法作为汽油机油模拟老化的方法。

后者“大容量氧化”，比较有代表性的有CIVT(Ciba Viscosity Increase Test)、ICOT(Iron catalyzed Oxidation Test)、FOAT(Ford Oil Aging Test)、ROBO(RomazewskiOil Bench Oxidation test)等方法。这些方法的试验仪器一般不易获得或比较昂贵，且操作复杂，用时较长。

基于润滑油氧化安定性测试仪(旋转氧弹法)，现国际上通行有两种润滑油氧化安定性判定的标准方法，即ASTM D4742薄层氧化方法和ASTM D2272厚层氧化方法。其中ASTM D4742薄层氧化方法油样量为1.5g，试验温度160℃，催化剂为IIIE催化剂组合(具体包括水、金属组合物，模拟燃料窜气和模拟氮氧化物)，该方法可通过氧化诱导期来评价汽油机油和柴油机油的氧化安定性。ASTM D2272厚层氧化方法试验油样为50g，试验温度150℃，催化剂为铜丝和水，该方法只能评价基础油和汽轮机油的氧化安定性。

发明内容

本发明利用旋转氧弹仪开发一种实用的汽油机油模拟氧化老化试验新方法，同时该方法还能够对汽油机油进行氧化安定性的评价。

本发明提出的一种汽油机油模拟氧化老化方法，包括：以旋转氧弹仪作为试验仪器，在大氧弹杯中盛入45～55g试验油样，以油溶性有机铁盐为催化氧化催化剂，试验温度为165℃～185℃，优选175℃～182℃，初始氧压为0.62MPa。

油溶性有机铁盐为环烷酸铁、乙酰丙酮铁或二茂铁，有机铁盐的加量为使油样中铁元素含量为50ug/g～300ug/g，优选75ug/g～250ug/g。

将试验油样在该条件下置于氧弹中反应，试验持续时间至出现氧化诱导期后，氧压下降至最低点附近并维持为止。若至420min时仍未出现氧化诱导期，则此时停止试验，记氧化诱导期大于420min。同薄层氧化方法(ASTM D4742)一样，以氧化诱导期的长短作为油样氧化安定性好坏的判据。

试验结束后，取出并收集对应的老化后油样。可根据需要，对老化后油样进行40℃和100℃运动粘度，低温泵送粘度，红外油质分析，总酸值等的考察，因此该方法可作为一种对油品氧化性能的经济、快捷的考察手段。

该方法依托现有标准试验仪器，具有操作简便，试验持续时间短、费用低廉等特点，能得到足够多的老化油样用于老化油品的各项性能研究。与此同时，汽油机油在该方法条件下不仅可获得氧化诱导期结果以考察油样的氧化安定性，并且具有区分性和重复性好的特点，能够与薄层氧化方法(ASTM D4742)所获得的氧化诱导期有一定的对应性，可作为初期大规模油品配方筛选的有力手段。

由于汽油机油在本方法下可获得氧化诱导期，因此，本方法也可作为一种判定油品氧化安定性的新方法，可作为薄层氧化方法判断油样氧化安定性的重要补充。并且本方法所使用的氧化催化剂费用非常低廉，仅需少于1元/油样，而薄层氧化方法则需200元/油样。因此，本方法具有很好的实用价值和应用前景。

具体实施方式