專利名稱：一種新型開式齒輪油組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種潤滑油組合物，尤其涉及一種用于開式齒輪傳動系統所用潤滑油組合物，屬于潤滑油添加劑技術領域。
背景技術：
隨著科學技術的發展，機械設備對潤滑劑的質量要求越來越高。一些潤滑劑產品都制定有相應的技術標準。在我國的工業生產中，各種機械運轉設備中的傳動與變速大多數采用齒輪裝置。一般將用于潤滑齒輪傳動裝置包括蝸輪蝸桿的潤滑油稱為齒輪油。齒輪油可分為開式齒輪油、工業閉式齒輪油和車輛齒輪油等類型。其中，開式齒輪油用于在暴露條件下運轉齒輪的潤滑，以延長其使用壽命，多用于開式、半開式齒輪箱以及低速重負荷齒輪裝置的潤滑系統，可廣泛應用于水泥、冶金、礦業等行業的作業機械上，特別是應用在一些特大型的旋轉設備上。由于開式(或半開式)傳動是外露的，工作時必然要落進灰塵及其外界的各種因素的影響而引起磨損和油品變質。因此，對開式齒輪油的質量要求非常嚴格，要求具備良好的粘附性和粘溫特性，極壓性能和抗磨性，以保證油膜厚度和強度。
開式齒輪油產品主要有瀝青質開式齒輪油、精煉礦物油、潤滑脂、合成型開式齒輪油/脂、膠粘潤滑劑等。
瀝青質及其溶劑稀釋型的開式齒輪油是開式齒輪油中的傳統油品，以瀝青質為基礎，添加一定的功能添加劑，使用前加熱軟化或加一些揮發性溶劑，使用時噴上或涂上，溶劑揮發后，即有一層塑性橡膠覆蓋在齒面上，能阻止磨損、灰塵和水的損害。比如申請號為200410049765.0，發明名稱為一種開式齒輪油，以石油瀝青為基礎油料以及粘附劑、極壓抗磨劑、重烷基苯溶劑和包括含氯甲烷、含氯乙烷和含氯乙烯在內的2#溶劑，經混合制得稀釋型開式齒輪油，還可以不加入2#溶劑，制得普通開式齒輪油。
瀝青質齒輪油雖然是傳統用油，但其在應用中也有一些不足如粘溫性能差，冬天易變脆，易從齒輪上剝落，造成磨損；借助加熱管來升溫時，加溫不當可引起潤滑劑的焦化或裂化；采用噴霧潤滑時，容易造成噴霧系統的堵塞；抗污染能力差，易吸收和保留住臟物，造成齒輪的磨粒磨損；在齒面上分布不均勻，換油煩瑣；溶劑揮發也容易造成空氣污染和安全隱患等等。
潤滑脂在齒輪上成膜能力強，低溫下易于分散，但其也存在使用溫度范圍窄，清潔不好，耗量大等問題，在應用中也受到限制。
以礦物油或合成油為基礎油的膠粘型潤滑劑，具有性能優良、易于清理、成本不高，利于環保等特點。
目前在開式齒輪油組合物中，多使用石磨、二硫化鉬等固體添加劑，加入固體添加劑存在添加劑分散不均勻，容易沉積，使不同層面的油品性能品質不同，影響貯藏性能。
因此，為提高開式齒輪油的油品性能，滿足現代開式齒輪機械的工業需求，應開發新型、性能較高的開式齒輪油產品。
發明內容
本發明的目的在于提供一種開式齒輪油組合物，其克服了上述不足，改善油品的綜合性能，同時使添加劑在油品中達到充分均勻分散，保證油品性能的均勻性和油品貯藏的穩定性。
為了實現上述目的，本發明的一種新型開式齒輪油組合物，包括如下組分和含量，其中，含量以重量百分數計增粘劑 0.2～70％極壓抗磨劑 0.1～5％抗乳化劑0.05～0.5％油溶型摩擦改進劑0.5～8％
基礎油 余量；所述增粘劑為高分子化合物，如聚異丁烯(PIB)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)、烯烴共聚物(OCP)或氫化苯乙烯雙烯共聚物(HSD)中的任意一種或兩種以上的混合物；優選的為聚異丁烯和/或烯烴共聚物。數均分子量在1000以上，100℃運動粘度在300mm2/s，優選數均分子量在2000以上，100℃運動粘度在2500mm2/s以上。
所述極壓抗磨劑為硫磷型和/或硫磷氮型，如硫化烯烴、硫磷氮化合物、膦酸酯、苯三唑十八胺、硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸三苯酯或烷基磷酸酯胺鹽等中的一種或兩種以上的混合，所述硫代磷酸三苯酯為硫代磷酸三苯甲酯或硫代磷酸三苯乙酯等；所述極壓抗磨劑優選為硫化烯烴、硫磷氮化合物或膦酸脂中的一種或兩種以上的混合。
所述抗乳化劑為聚氧乙烯型抗乳化劑或多元醇型抗乳化劑中的一種，聚氧乙烯型抗乳化劑為胺與環氧乙烷縮合物、蓖麻油與環氧乙烷的縮合物或環氧丙烷/環氧乙烷共聚物等，多元醇型抗乳化劑為乙二醇酯、聚酯多元醇、山梨醇酐單油酸脂或聚醚多元醇等；其中以胺與環氧乙烷縮合物為佳。
所述的油溶型摩擦改進劑為有機鉬鹽，比如硫磷酸氧鉬、硫化硫磷酸鉬、有機鋅鉬、有機硼鉬或環烷酸鉬等。
其中，優選的重量百分含量為增粘劑 0.5～60％極壓抗磨劑 0.3～3％抗乳化劑 0.01～0.3％油溶型摩擦改進劑 0.5～5％基礎油 余量。
最優選的含量為增粘劑 30～50％極壓抗磨劑 0.5～3％抗乳化劑 0.05～0.1％油溶型摩擦改進劑 0.5～4％
基礎油余量。
本發明所述基礎油可為瀝青、礦物油型或合成型中任意一種。
所述礦物油型基礎油可選用100℃時粘度大于10mm2/s的礦物油，優選為100℃時粘度25～35mm2/s的礦物油。
合成型基礎油可選用聚α-烯烴(PAO)、烷基萘、雙酯或多元醇酯等中的一種或兩種，優選為聚α-烯烴(PAO)和雙酯。
所述瀝青型基礎油料選用市場所售的道路石油瀝青，如60號、100號、140號、180號、200號等中的一種和/或兩種以上的混合物。
對本發明的礦物型基礎油來說，以采用粘度高的基礎油為好，要求有一定粘附能力，與其他成分有好的感受性。由于齒輪嚙合表面接觸高，承受高負荷，并帶有沖擊載荷，齒面間的滑動方向和大小急劇變化，連續性的滑動，使每次嚙合需重新建立新油膜，負荷高產生摩擦熱大，使油溫上升，會加速油膜破壞等特殊性，因此油品應具備較好的粘附性和油性，易于粘附在齒面上，產生較好的油膜保護，以防止在齒輪運轉中被擠出或甩掉。
對于極壓抗磨劑來說，其在占組合物總量的0.1～5％基礎上，可為單一成分，也可為多種成分的混合，其中優選的組分及在組合物總量中重量百分含量可控制為硫化烯烴0.1～5％硫磷氮化合物0～3％膦酸酯0～5％苯三唑十八胺0～1％。
更優選為硫化烯烴0.3～3％硫磷氮化合物0～2％膦酸酯0～2％苯三唑十八胺0～0.5％。
最好為硫化烯烴0.3～3％硫磷氮化合物0～1％膦酸酯0～1％
苯三唑十八胺0～0.3％。
所述極壓抗磨劑中所述硫化烯烴為硫化異丁烯，所述硫磷氮化合物為硫代磷酸復酯胺鹽，比如鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽等。
為了提高本發明所述開式齒輪油對金屬的防護能力，防止油中的活性成分腐蝕齒輪金屬表面，還可加入0～1％防銹劑，優選為0～0.5％，最優選為0～0.3％。所述防銹劑為苯三唑衍生物、磷酸酯或季戊四醇單油酸酯中的一種。所述的苯三唑衍生物為苯并三氮唑等。
齒輪油在工作中不可避免要與水和空氣接觸，易形成水泡和空氣泡，如果其破裂會造成齒輪工作面間金屬直接接觸，造成齒面擦傷和磨損。所以還可在齒輪油組合物中加入抗泡劑0～0.1％，優選為10～500ppm，最優選為10～100ppm。所述抗泡劑為硅型抗泡劑或聚丙烯酸酯。所述的硅型抗泡劑為聚甲基硅油或二甲基硅油等。
本發明所述開式齒輪油組合物可采用常規的潤滑油品調和方法制備，具體為將添加劑組分(除摩擦改進劑外)分別加入到基礎油中，以45～60℃溫度調和2～4小時后，進行粘度、粘度指數、抗泡性能、抗乳化性能等項目的分析檢測，合格后，再加入摩擦改進劑，以45～60℃溫度調和2～4小時。
粘度是潤滑油運動時油液內部摩擦阻力大小的量度。粘度過大的潤滑油不能流到配合間隙很小的兩摩擦表面之間，因而不能起到潤滑作用，若粘度過小，對于開式齒輪在低速下運轉，潤滑油在齒輪表面的粘附性不好，同樣起不到潤滑作用。因此粘度是開式齒輪油的一項非常重要的控制指標。
經檢測，本發明所述開式齒輪油組合物可以根據需要，調配粘度級別為100、150、220、320、460、680等級別的開式齒輪油。性能指標參見表1。
表1 開式齒輪油質量指標和試驗方法
本發明開式齒輪油采用油溶型摩擦改進劑，在保證油品的粘附性，粘溫特性，抗磨性等其他性能的同時，改善油品的綜合性能，使添加劑在保證油品的粘附性，粘溫特性，抗磨性等其他性能的同時，提高油品的摩擦性能，同時改善由于固體添加劑在油中分散不均勻造成的油品性能不穩定的問題。本發明所述開式齒輪油可靈活應用于多種潤滑方式中，當基礎油使用礦物型油作為基礎油料時，依據本發明調配的產品還可以采用手工涂抹、滴加、飛濺、浸潤和噴霧等不同開式齒輪潤滑方式，擴大了油品的應用范圍，滿足了不同設備的潤滑需求。
具體實施例方式
下面由具體實施例詳加說明，以致更容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
實施例1開式齒輪油組合物包括61.3％礦物油型基礎油、30％聚異丁烯、4％硫化異丁烯、1％膦酸酯、0.1％胺與環氧乙烷縮合物(T1001，購自江蘇省洪澤中鵬石油添加劑有限公司)、0.5％苯并三氮唑、0.1％聚甲基硅油，3％硫磷酸氧鉬，含量均為重量百分含量。
其中，礦物油型基礎油，選用150BS，100℃時粘度32.3mm2/s，購自臺灣。
制備方法為將各組分(除硫磷酸氧鉬外)在50℃下調和3小時后，進行粘度、粘度指數、抗泡性能、抗乳化性能等項目的分析檢測，合格后再加入摩擦改進劑，在50℃下調和2小時即得成品。
經檢測屬于150級別開式齒輪油，具體性能檢測結果見表2。
表2 實施例1開式齒輪油性能檢測結果
實施例2開式齒輪油組合物包括40.9％聚α-烯烴(PAO-100)合成型基礎油、50％OCP、3％硫代磷酸復酯胺鈉鹽、2％膦酸酯、3％硫化硫磷酸鉬、500ppm乙二醇酯、1％磷酸酯、500ppm二甲基硅油。
制備方法為將各組分在50℃下調和4小時后，進行粘度、粘度指數、抗泡性能、抗乳化性能等項目的分析檢測，再加入摩擦改進劑硫化硫磷酸鉬，在50℃下再調和2小時即得成品。
經檢測屬于320級別開式齒輪油，具體性能檢測結果見表3。
表3 實施例2開式齒輪油性能檢測結果
實施例3-7開式齒輪油組合物各成分及含量如表4，制備方法同實施例2。
表4
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明實施的范圍。所以凡依本發明申請范圍所述的形狀、構造、特征及精神所為均是等同變化或修飾，均應包括于本發明的申請專利范圍之內。
權利要求
1.一種新型開式齒輪油組合物，其特征在于，包括如下組分和重量百分含量增粘劑 0.2～70％極壓抗磨劑 0.1～5％抗乳化劑 0.005～0.5％油溶型摩擦改進劑 0.5～8％基礎油 余量；所述增粘劑為聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、烯烴共聚物或氫化苯乙烯雙烯共聚物中的任意一種或兩種以上的混合物；所述極壓抗磨劑為硫磷型和/或硫磷氮型；所述抗乳化劑為聚氧乙烯型抗乳化劑或多元醇型抗乳化劑；所述的油溶型摩擦改進劑為有機鉬鹽。
2.根據權利要求1所述的一種新型開式齒輪油組合物，其特征在于，所述的油溶型摩擦改進劑為硫磷酸氧鉬、硫化硫磷酸鉬、有機鋅鉬、有機硼鉬或環烷酸鉬中的一種。
3.根據權利要求1或2所述的一種新型開式齒輪油組合物，其特征在于，所述增粘劑為聚異丁烯和/或烯烴共聚物；所述極壓抗磨劑為硫化烯烴、硫磷氮化合物、膦酸酯、苯三唑十八胺、硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸三苯酯或烷基磷酸酯胺鹽中的一種或兩種以上的混合；優選為硫化烯烴、硫代磷酸復酯胺鹽或膦酸脂中的一種或兩種以上的混合；所述聚氧乙烯型抗乳化劑為胺與環氧乙烷縮合物、蓖麻油與環氧乙烷的縮合物或環氧丙烷/環氧乙烷共聚物，所述多元醇型抗乳化劑為乙二醇酯、聚酯多元醇、山梨醇酐單油酸脂或聚醚多元醇。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種新型開式齒輪油組合物，其特征在于，包括如下組分和重量百分含量增粘劑 0.5～60％極壓抗磨劑 0.3～3％抗乳化劑0.01～0.3％油溶型摩擦改進劑 0.5～5％基礎油 余量；最優選的含量為增粘劑 30～50％極壓抗磨劑 0.5～3％抗乳化劑 0.05～0.1％油溶型摩擦改進劑 0.5～4％基礎油 余量。
5.根據權利要求1所述的一種新型開式齒輪油組合物，其特征在于，所述基礎油可為瀝青、礦物油型或合成型中任意一種；所述礦物油型基礎油100℃時粘度大于10mm2/s的礦物油，優選為100℃時粘度25～35mm2/s的礦物油；所述合成型基礎油可選用聚α-烯烴、烷基萘、雙酯或多元醇酯中的一種或兩種，優選為聚α-烯烴和雙酯；所述瀝青型基礎油料選用市場所售的道路石油瀝青，如60號、100號、140號、180號、200號中的一種和/或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的一種開式齒輪油組合物，其特征在于，所述極壓抗磨劑在占組合物總量的0.1～5％基礎上，可為單一成分，也可為多種成分的混合，其中組分及在組合物總量中重量百分含量可控制為硫化烯烴0.1～5％硫磷氮化合物0～3％膦酸酯0～5％苯三唑十八胺0～1％。
7.根據權利要求6所述的一種開式齒輪油組合物，其特征在于，所述極壓抗磨劑包括硫化烯烴0.3～3％硫磷氮化合物0～2％膦酸酯0～2％苯三唑十八胺0～0.5％；最好為硫化烯烴0.3～3％硫磷氮化合物0～1％膦酸酯0～1％苯三唑十八胺0～0.3％。
8.根據權利要求6或7所述的一種開式齒輪油組合物，其特征在于，所述硫化烯烴為硫化異丁烯，所述硫磷氮化合物為硫代磷酸復酯胺鹽，比如鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽。
9.根據權利要求1-4中任意一項所述的開式齒輪油組合物，其特征在于，還可加入0～1％防銹劑，優選為0～0.5％，最優選為0～0.3％；所述防銹劑為苯三唑衍生物、磷酸酯、雜環化合物或季戊四醇單油酸酯中的一種或兩種混合物。
10.根據權利要求1或9所述的一種開式齒輪油組合物，其特征在于，還可加入抗泡劑0～0.1％，優選為10～500ppm，最優選為10～100ppm；所述抗泡劑為硅型抗泡劑或聚丙烯酸酯。
全文摘要
本發明公開了一種新型開式齒輪油組合物，包括如下組分和重量百分含量增粘劑0.2～70％，極壓抗磨劑0.1～5％，抗乳化劑0.005～0.5％，油溶型摩擦改進劑0.5～8％，余量為基礎油料；本發明采用油溶型摩擦改進劑替代傳統的固體添加劑應用于配方中，在保證油品的粘附性，粘溫特性，抗磨性等其他性能的同時，提高油品的摩擦性能，同時改善由于固體添加劑在油中分散不均勻造成的油品性能不穩定的問題；當基礎油使用礦物型油作為基礎油料時，依據本發明調配的產品還可以應用于浸潤式和/或噴霧式潤滑等不同的開式齒輪潤滑方式，擴大了油品的應用范圍，滿足了不同設備的潤滑需求。
文檔編號C10N40/04GK1962835SQ200510117588
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月8日 優先權日2005年11月8日
發明者水琳, 韓寧, 張春輝, 譚海港, 薛玉苓, 李萬英, 王向陽, 郭劍峰 申請人:中國石油化工股份有限公司