專利名稱：潤滑油組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及潤滑油組合物，尤其是關于在風力發電裝置中支承主軸的主軸承和支承葉片軸的變槳軸承上使用的潤滑油組合物。
背景技術：
潤滑油組合物用于潤滑例如風力發電裝置中支承主軸的主軸承和支承葉片軸的變槳軸承這樣承受較大負荷的軸承。這些主軸承和變槳軸承因為風速的變化和葉片的微小調整，始終承受波動和微小的搖動，處于容易產生微動磨損的環境中。故障時軸承的更換要消耗大量的時間和費用，因此希望有一種耐微動磨損性優良，長時間不易產生軸承損傷的潤滑劑。 因此，為了提高耐微動磨損性，有人提出了以100°C時運動粘度為200 2500mm2/s的酯類合成油為基礎油的潤滑油組合物(參照專利文獻I)。進而，公開了這樣一種潤滑油組合物，針對較大的負荷，為了提高耐久性，潤滑油組合物中使用高粘度基礎油，必要時混合極壓添加劑(參照非專利文獻1，2)。另外，作為用于風力發電裝置的潤滑油組合物，有人提出了含有基礎油、增稠劑和油酰肌氨酸的組合物(參照專利文獻2)，和含有在40°C時運動粘度為70 250mm2/s的基礎油、增稠劑和羧酸系防銹添加劑的組合物(參照專利文獻3)。專利文獻I :日本專利特開2003-206939號公報專利文獻2 日本專利特開平2008-38088號公報專利文獻3 日本專利特開2007-63423號公報非專利文獻I 7 7卜玉軸受用P 3潤滑7 U ^ Q耐7 U千> 性評価(二関+ 3研究”卜9 口 7 7卜(關于用于推力滾珠軸承的潤滑油的耐微動磨損性評價的研究 Tribologist)，Vol. 54 No. I (2009) 64非專利文獻2 搖動7 7卜玉軸受t二耔(少3 fA石(少Zu夕''丨J 一 7 Q耐7> f 摩耗特性”卜5 口 7 ^卜(搖擺推力滾珠軸承中的鋰皂潤滑油的耐微動磨損特性 Tribologist)，Vol. 42 No. 6 (1997) 49
發明內容
用于風力發電裝置的主軸承和變槳軸承，除了要求降低主軸和葉片軸旋轉產生的微動磨損，同時還要求降低支承高重量的主軸和葉片軸產生的軸承磨損。但是，專利文獻I 3和非專利文獻1，2中公開的潤滑油組合物難以同時抑制軸承磨損和微動磨損。而且，使用高粘度基礎油的情況下，有微動磨損增大的問題。因此，本發明的目的在于提供可以同時抑制高負荷產生的軸承磨損和微動磨損，能夠延長壽命的潤滑油組合物。為解決上述問題，本發明提供以下潤滑油組合物。[I] 一種潤滑油組合物，含有基礎油和增稠劑而構成，其特征在于，上述基礎油含有40質量％以上的烴類合成油的同時，含有20質量％以上70質量％以下的40°C時的運動粘度在70mm2/s以下的A組分，上述基礎油在40°C時的運動粘度在200mm2/s以上2000mm2/s以下，該潤滑油組合物的混合稠度在220以上350以下。[2]上述潤滑油組合物，其特征在于，上述增稠劑為皂類增稠劑。[3]上述潤滑油組合物，其特征在于，以組合物總量為基準計混合有在17質量％以下的上述增稠劑。[4]上述潤滑油組合物，其特征在于，以組合物總量為基準計混合有在0.01質量％以上10質量％以下的含硫極壓添加劑。[5]上述潤滑油組合物，其特征在于，上述基礎油中，以組合物總量為基準計，進一步混合有在0. 5質量％以上30質量％以下的石油樹脂。
[6]上述潤滑油組合物，其特征在于，該潤滑油組合物用于與連接風力發電裝置的葉片的主軸相連接的主軸承以及與組裝在上述葉片上的葉片軸相連接的變槳軸承的至少中之一。[7]上述潤滑油組合物，其特征在于，上述增稠劑是在上述A組分中由羧酸和堿反應制得。本發明的潤滑油組合物可以同時抑制由高負荷產生的軸承磨損和微動磨損，延長壽命，因此，特別適用于風力發電裝置的主軸承和變槳軸承。
圖I是顯示使用根據本發明實施方式的潤滑油組合物的風力發電裝置的圖。
具體實施例方式以下詳細描述本發明的實施方式。本實施方式的潤滑油組合物(以下有時簡稱為“潤滑油”。)包含基礎油和增稠劑。基礎油可以由烴類合成油構成，也可以包含烴類合成油和礦物油。烴類合成油可以是例如，芳香族油，如單烷基苯、雙烷基苯等烷基苯，或單烷基萘、雙烷基萘、多烷基萘等烷基萘等。例如酯類油，如癸二酸二丁酯、癸二酸二異辛酯、己二酸二辛酯、己二酸二異癸酯、己二酸二(十三烷基)酯、戊二酸二(十三烷基)酯、乙酰蓖麻油酸甲酯等二酯類油，或者偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三癸酯、均苯四酸四辛酯等芳香族酯類油，還有三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等多元醇酯類油，或者多元醇和二元酸 一元酸的混合脂肪酸形成的低聚酯的復合酯類油等。例如醚類油，如聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇單甲醚、聚丙二醇單甲醚等聚二醇類，或單烷基三苯基醚、烷基二苯基醚、二烷基二苯基醚、五苯基醚、四苯基醚、單烷基四苯基醚、二烷基四苯基醚等苯基醚類油，正烷烴、異構烷烴、聚丁烯、聚異丁烯、I-癸烯低聚物、I-癸烯與乙烯的共低聚物等烯烴類低聚物。礦物油可以經過減壓蒸餾、油劑脫浙青、溶劑萃取、加氫裂解、溶劑脫蠟、硫酸洗滌、白土精制、加氫精制等適宜組合的精制程序后使用。上述烴類合成油，可以分別單獨使用，也可以作為混合物使用。而且，基礎油在40°C時的運動粘度在200mm2/s以上2000mm2/s以下。運動粘度不到200mm2/s的話，雖然微動磨損減小，但軸承磨損大，不能保證耐負荷性。另一方面，運動粘度超過2000mm2/s的話，微動磨損增大。因此，40°C時的運動粘度優選在300mm2/s以上1500mm2/s以下，更優選在400mm2/s 以上 750mm2/s 以下。并且，烴類合成油所占基礎油的比例在40質量％以上。在此，若烴類合成油所占基礎油的比例不到40質量％，則難以兼顧高粘度和低溫轉矩性。所以烴類合成油所占基礎油的比例優選在60質量％以上，更優選在70質量％以上。另外，基礎油中含有20質量％以上70質量％以下的40°C時的運動粘度在70mm2/s以下的組分(A組分)。在此，若基礎油中A組分的運動粘度小，則制造中基礎油的蒸發增大。另一方面，若A組分的運動粘度超過70mm2/s，則微動磨損增大。因此，基礎油中A組分的40°C時的運動粘度,優選在IOmm2/s以上40mm2/s以下,更優選在20mm2/s以上40mm2/s以下。
而且，A組分在基礎油中所占的比例如果不到20質量％，則微動磨損和泵送能力惡化。另一方面，A組分的比例如果超過70質量％，則難以調整至高粘度。因此，A組分在基礎油中所占的比例優選在30質量％以上70質量％以下，更優選在40質量％以上65質
量％以下。基礎油中的A組分，例如是碳原子數4 18，優選為6 14，更優選為8 12的a_烯烴(單一組分或混合組分均可)的低聚物，I-癸烯與乙烯共低聚物等的烯烴低聚物，可以分別單獨使用，也可以使用混合物。這些烯烴低聚物可以按照已知的制法合成，也可以按照日本專利特愿平5-282511 (特開平07-133234號公報)以及日本專利特愿平1-269082 (特開平03-131612號公報)中的記載合成。另外，A組分還可以在不給低溫特性帶來不好的影響的范圍內混合少量的礦物油。與基礎油混合的增稠劑，可以使用有機類和無機類中任一種增稠劑，但優選為皂類增稠劑。具體來說，優選為鋰皂、鋰復合皂、磺酸鈣復合皂、鈣復合皂中任一種，更優選為構成皂的脂肪酸中含有12-羥基硬脂酸鹽。其中，優選為皂中含有鋰，更優選為鋰復合皂。鋰復合皂從低溫到高溫性能的平衡很優秀。另外，增稠劑還可以使用尿素化合物、皂土、二氧化硅、炭黑等。并且，這些物質單獨或混合使用都可以。增稠劑的混合量，只要在可以與上述基礎油共同形成并維持潤滑油的范圍內就沒有限制，但是優選為以組合物總量為基準計在17質量％以下。此處，若增稠劑的混合量超過以組合物總量為基準計的17質量％，則微動磨損惡化。而且，泵送能力也會下降。因此，以組合物總量為基準計，增稠劑的混合量，更優選在14質量％以下，特別優選在12質量％以下。這里，增稠劑的混合量，對于皂類增稠劑，用構成增稠劑的羧酸的量表示。尿素類增稠劑，用異氰酸酯和胺的反應物的量表示。另外，增稠劑的制造方法優選為在基礎油的A組分中將羧酸與堿混合發生皂化反應制得增稠劑。羧酸例如可以是油脂水解并除去了甘油的粗制脂肪酸、硬脂酸等單羧酸，或12-羥基硬脂酸等單羥基羧酸，壬二酸等二元酸，對苯二甲酸、水楊酸、安息香酸等芳香族羧酸等。并且，也可以使用羧酸酯。以上可以單獨使用其中I種，也可以2種以上組合使用。
上述堿例如可以是堿金屬或堿土金屬等的金屬氫氧化物。金屬例如可以是鈉、鈣、鋰、鋁等。潤滑油中，含硫極壓添加劑優選為以組合物總量為基準計混合0. 01質量％以上10質量％以下。因為，混合量如果不到0. 01質量或者混合量在10質量％以上的話,貝Ij防止咬粘等混合效果則不能被期待。這樣的極壓添加劑，例如可以是二烷基二硫代磷酸鋅(ZnDTP)、二硫代氨基甲酸鋅(ZnDTC)、二硫代氨基甲酸(DTC)、硫代磷酸酯、硫化油脂、噻二唑等。這些化合物，可以單獨使用其中I種，也可以2種以上組合使用。另外，基礎油中也可以混合石油樹脂、聚乙烯等其他可溶于基礎油的樹脂、石蠟類，但其中優選為石油樹脂。樹脂的混合量優選以組合物總量為基準計為0. 5質量％以上30質量％以下。如果樹脂占組合物總量的比例不足0.5質量％，則粘度降低。另一方面，如 果樹脂的比例超過30質量％，則低溫轉矩性低下。因此，樹脂占組合物總量的比例更優選為，I質量％以上25質量％以下,特別優選為2質量％以上20質量％以下。石油樹脂例如優選為環戊二烯類，優選為環戊二烯類和a-烯烴類或單乙烯基芳烴類的熱共聚物，根據需要用通常方法得到的以上物質的加氫產物，或它們的混合物。上述環戊二烯類，可以使用環戊二烯、它的多聚物、它們的烷基取代物，或它們的混合物，工業上較有利的是使用含約30質量％以上，優選為50質量％以上的石腦油等以蒸汽裂解得到的環戊二烯類的環戊二烯類餾分((PD餾分)。此(PD餾分中也可以含有可以與這些脂環族二烯共聚的烯類單體。此烯類單體例如可以是異戊二烯，間戊二烯或丁二烯等脂肪族二烯，環戊烯等脂環族烯烴等。這些烯類的濃度，以低為宜，環戊二烯類的可容許含量在約10質量％以下。作為與環戊二烯共聚原料的a -烯烴類，可以是碳原子數為4 18，優選4 12的a -烯烴，或它們的混合物，其中，優選為乙烯、丙烯或I-丁烯等的衍生物，或石蠟的分解物等。工業上優選為每I摩爾環戊二烯類混合約少于4摩爾的a-烯烴類。作為其他共聚原料的單乙烯基芳烴類，可以是苯乙烯、鄰，間，對乙烯基甲苯、a，^ -甲基苯乙烯等。這些單乙烯基芳烴類，也可以含有茚、甲基茚或乙基茚等茚類，工業上使用石腦油等蒸汽裂解得到的所謂C9餾分較為有利。將單乙烯基芳烴類作為共聚原料使用時，工業上優選為每I摩爾環戊二烯類混合約少于3摩爾。本發明的潤滑油，混合稠度在220以上350以下，優選為250以上340以下，更優選為265以上320以上。此處，如果混合稠度不到220，則潤滑油變硬，低溫轉矩特性降低。另一方面，如果混合稠度超過350，則潤滑油變軟，易產生軸承磨損、微動磨損。本發明的潤滑油中，在達到本發明目的的范圍內，也可以根據需要混合抗氧化劑、防銹劑、固體潤滑劑、填料、油性劑、金屬鈍化劑、耐水劑、極壓添加劑、耐磨損劑、粘度指數改進劑、著色劑等添加劑。抗氧化劑例如可以是烷基化二苯胺、苯基-a_萘胺、烷基化-a_萘胺等胺類抗氧化齊IJ，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4’-亞甲基雙-(2，6-二叔丁基苯酚)等酚類抗氧化劑，硫類 ZnDTP等過氧化物分解劑等，這些的添加比例通常在0. 05質量％以上10質量％以下。防銹劑通常可以是亞硝酸鈉、磺酸鹽、脫水山梨糖醇單油酸酯、脂肪酸皂、胺化合物、琥珀酸衍生物、噻二唑、苯并三唑、苯并三唑衍生物等。固體潤滑劑例如可以是聚酰亞胺、PTFE、石墨、金屬氧化物、氮化硼、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、二硫化鑰等。以上各種添加劑，可以單獨或數種組合使用，本發明的潤滑油添加劑并不會阻礙它們的效果。具有上述組成的潤滑油組合物，可以適用于風力發電裝置I。該風力發電裝置1，如圖I所示，具有葉片5，固定該葉片5的主軸4，由該主軸的旋轉驅動的發電機31，收納連接于主軸的主軸承33和偏航軸承32的機艙3，和支撐機艙3的塔架2。并且，葉片軸51上連接有變槳軸承41。例如，可以通過旋轉葉片軸51，使葉片5易受風或不易受風，因此主軸4的旋轉保持不變。這樣，可以從發電機31獲得穩定的電力。本發明的潤滑油，優選適用于主軸承33和變槳軸承41。主軸承33和變槳軸承41，容易因高重量的葉片5和主軸4的高負荷產生軸承磨損，以及因旋轉等的波動和搖動產生微動磨損，但是使用了本發明的 潤滑油，就可以防止軸承磨損和微動磨損。而且，風力發電裝置I不宜是負荷小的輸出不滿300kW小型裝置。風力發電裝置I優選為具有300kW以上，更優選為700kW輸出的中型或大型裝置。另外，主軸承33和變槳軸承41上也可以連接有通過未圖示的管道供給潤滑油的泵。通過泵的工作，可以容易的為主軸承33和變槳軸承41提供潤滑油。因此，可以避免高空作業，提高施工性能。具有上述組成的潤滑油，除了風力發電裝置，也可以適用于滾動軸承、滾珠螺桿、線性導軌等實施滾動運動的裝置的高負荷用途。例如可以用于電動氣缸、電動式直線運動執行元件、起重器、線性驅動裝置等。實施例[實施例I 12、比較例I 3](潤滑油組合物的制造)按以下方法制造實施例以及比較例中的各潤滑油組合物。表I 3顯示各潤滑油組合物的混合比例。表4顯示表I 3所示材料的性狀。〈實施例I 10、12>(I)將表1、2所示量的PA0-A，12-羥基硬脂酸，壬二酸和防銹劑在反應釜中，一邊攪拌一邊加熱至95 °C。(2)然后，將氫氧化鋰(I水合物)溶于其5倍量(質量比)的水中。將該水溶液與⑴的溶液合并，加熱混合。當混合物的溫度達到195°C之后，保持5分鐘。另外，在實施例8，9中，當混合物的溫度達到170°C之后，保持5分鐘，在實施例10中混合物的溫度達到185 °C之后，保持5分鐘。(3)然后，混合剩余的基礎油后，以50°C /小時的速度冷卻至80°C，添加混合如表1、2所示量的抗氧化劑、極壓添加劑。(4)然后，自然冷卻至室溫后，使用三輥裝置進行精加工處理得到實施例I 10、12的潤滑油組合物。〈實施例11>(I)將I摩爾的二苯甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯(MDI)在2/3質量的PA0-A中加熱溶解，作為原料I。
(2)然后，將2摩爾的環己胺在剩余的PAO-A中攪拌溶解，作為原料2。(3)然后，將原料I于潤滑油反應釜中在50 60°C下劇烈攪拌，同時緩緩投入原料2。一邊攪拌一邊加熱，待潤滑油組合物的溫度達到165°C后，保持I小時。(4)之后，混合剩余的基礎油后，以50°C /小時的速度冷卻至80°C，添加混合如表2所示量的抗氧化劑、極壓添加劑。自然冷卻至室溫后，使用三輥裝置進行精加工處理得到實施例11的潤滑油組合物。〈比較例1，2>(I)將PAO-B的一部分(制備好的潤滑油的量的50質量％ )，及表3所示量的12-羥基硬脂酸，壬二酸及防銹劑在反應釜中一邊攪拌一邊加熱至95°C。 (2)將氫氧化鋰(I水合物)溶于其5倍量(質量比)的水中。將該水溶液與(I)的溶液合并，加熱混合。當混合物的溫度達到195°C之后，保持5分鐘。(3)然后，添加剩余的基礎油后，以50°C /小時的速度冷卻至80°C，添加混合如表3所示量的抗氧化劑、極壓添加劑。<比較例3>(I)將PAO-A的一部分(制備好的潤滑油的量的50質量％ )，及表3所示量的12-羥基硬脂酸，壬二酸及防銹劑在反應釜中一邊攪拌一邊加熱至95°C。(2)將氫氧化鋰(I水合物)溶于其5倍量(質量比)的水中。將該水溶液與(I)的溶液合并，加熱混合。當混合物的溫度達到195°C之后，保持5分鐘。(3)然后，混合剩余的基礎油后，以50°C /小時的速度冷卻至80°C，添加混合如表3所示量的抗氧化劑、極壓添加劑。(4)然后，自然冷卻至室溫后，使用三輥裝置進行精加工處理得到比較例3的潤滑油組合物。另外，如果烯烴低聚物的含量超過70質量％，必須在低粘度油中添加極少量的聚合物基礎油來增加粘度，粘度調整較困難。[表 I]
權利要求
1.一種潤滑油組合物，含有基礎油和增稠劑，其特征在于， 所述基礎油含有40質量％以上的烴類合成油的同時， 含有20質量％以上70質量％以下的40°C時的運動粘度在70mm2/s以下的A組分， 所述基礎油在40°C時的運動粘度在200mm2/s以上2000mm2/s以下， 該潤滑油組合物的混合稠度在220以上350以下。
2.如權利要求I記載的潤滑油組合物，其特征在于， 所述增稠劑為皂類增稠劑。
3.如權利要求I或權利要求2中記載的潤滑油組合物，其特征在于， 以組合物總量為基準計混合有17質量％以下的所述增稠劑。
4.如權利要求I至權利要求3任一項中記載的潤滑油組合物，其特征在于， 以組合物總量為基準計混合有O. 01質量％以上10質量％以下的含硫極壓添加劑。
5.如權利要求I至權利要求4任一項中記載的潤滑油組合物，其特征在于， 所述基礎油中，以組合物總量為基準計，進一步混合有O. 5質量％以上30質量％以下的石油樹脂。
6.如權利要求I至權利要求5任一項中記載的潤滑油組合物，其特征在于， 該潤滑油組合物用于與連接風力發電裝置的葉片的主軸相連接的主軸承以及與組裝在所述葉片上的葉片軸相連接的變槳軸承中的至少任一種。
7.如權利要求I至權利要求6任一項中記載的潤滑油組合物，其特征在于， 所述增稠劑是在所述A組分中由羧酸和堿反應制得。
全文摘要
本發明的潤滑油組合物，是含有基礎油和增稠劑的潤滑油組合物，上述基礎油含有40質量％以上的烴類合成油的同時，含有20質量％以上70質量％以下的40℃時的運動粘度在70mm2/s以下的A組分，上述基礎油在40℃時的運動粘度在200mm2/s以上2000mm2/s以下，該潤滑油組合物的混合稠度在220以上350以下。
文檔編號C10M169/02GK102803450SQ20108002737
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月21日 優先權日2009年6月22日
發明者藤浪行敏 申請人:出光興產株式會社