CN101538501A - 复合合成空气压缩机油 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合合成空气压缩机油，包括助剂、二异(C8～13)烷基直链二元酸酯、合成聚α烯烃油和二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯；二异(C8～13)烷基直链二元酸酯的重量含量为合成空气压缩机油总重量的15～20％，合成聚α烯烃油的重量含量为合成空气压缩机油总重量的5～10％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯的重量含量为合成空气压缩机油总重量的72～74％。本发明的复合合成空气压缩机油，能够达到低残炭值、生物降解率＞70％的要求，高温抗氧化安定性、润滑性能、防锈性、抗泡性和抗乳化性好，具有节能和减少对环境污染和延长使用寿命的优点，完全能满足旋转式螺杆压缩机的工作要求。

Description

复合合成空气压缩机油
技术领域
本发明涉及一种全合成润滑油，具体涉及一种空气压缩机，尤其是用于螺杆式空气压缩机的全合成润滑油。
背景技术
空气压缩机是涉及国民经济工业各个领域广泛应用的通用机械，用量和生产量相当大，我国年消耗压缩机油近10万吨。目前我国的空气压缩机油仍以矿物油为主，约占80％以上，而空气压缩机则以往复式为主。随着工业技术的发展，往复式空气压缩机使用矿物压缩机油日益暴露了严重的缺点，主要表现是：使用工作寿命短(一般1000h)；易发生着火和爆炸安全事故；环境污染严重(噪音、排气、废油排放)；能耗大，对高度自动化生产线，频繁的换油和故障，严重影响生产效率。为此，自二十世纪七十年代以来，随着旋转螺杆式空压机的普及，特别是采用了合成压缩机油，可基本上解决了往复式空压机采用矿物油的缺点。进入二十一世纪，环保、节能、可持续发展经济新观念，给合成润滑材料的发展提供了很大的市场空间。
空气压缩机油特别是目前占市场主导地位的螺杆式空气压缩机油主要起润滑螺杆、轴承、齿轮等，通过油循环起到冷却、携带热量和清净作用，以及螺杆和壳体密封作用。相对其它类型润滑油，空气压缩机油的工作环境是极苛刻的，对润滑油的性能要求是相当全面和严格。主要表现为：
(1)高温：温度是油品引起氧化反应加快的主要因素，测定表明温度每升高10℃，氧化速度增加一倍，空气压缩机工作时，润滑油要吸收气体压缩时产生的压缩热，压力越高，产生的热量越大。同时还要吸收螺杆旋转时产生的摩擦热等，还要考虑空气中水分的带出，整个运转过程中压缩机油就是一个循环的热载体，长期处于高温下工作。
(2)高压氧化作用：在工作状态下，压缩机油是以喷雾状态与空气(氧气)剧烈混合并受金属表面接触的催化作用，氧分压随压缩空气的压力增大而提高，压缩机油的氧化作用与氧分压的增大而加快。这也是空气压缩机油的热氧化安定性比其它润滑油要求更高的道理。
(3)水分和金属催化作用：水分和金属都是润滑油氧化分解反应的催化剂，特别是对酯类合成油。由于空气压缩机压缩空气含有相当比例的水分，特别是南方空气含水量高，湿度大，不但会加速氧化分解作用，而且易形成油品乳化。影响压缩机油的正常循环使用及影响压缩空气的质量，还增大了压缩机油的消耗等。因此要求润滑油必须有良好的水分离性、抗乳化性、空气释放性等。
(4)长寿命工作：回转螺杆式空气压缩机一个主要优势是采用合成压缩机油实现了长寿命工作。目前一般可达8000h，且安全可靠，如此长时间工作，压缩机油反复地经受加热、冷却等苛刻条件，起到润滑、冷却、防腐、防锈及密封等效应，一般的压缩机油是很难达到的。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种复合合成空气压缩机油，以克服目前空压机油存在的技术问题，满足有关领域发展的需要。
本发明的复合合成空气压缩机油，包括助剂、二异(C8～13)烷基直链二元酸酯、合成聚α烯烃油和二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯；
二异(C8～13)烷基直链二元酸酯的重量含量为所述的合成空气压缩机油总重量的15～20％，合成聚α烯烃油的重量含量为所述的合成空气压缩机油总重量的5～10％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯的重量含量为所述的合成空气压缩机油总重量的72～74％；
所述的二异(C8～13)烷基直链二元酸酯可采用市售产品，如埃克森美孚公司牌号为EsterexA51的产品；
所述的合成聚α烯烃油的平均分子量约为575，可采用市售产品，如埃克森美孚公司牌号为Spectra Syn 8的产品；
所述的二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯，可采用市售产品，如韩国LG公司牌号为DIDP的产品；
优选的，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的16～20％，合成聚α烯烃油为所述的合成空气压缩机油总重量的6～10％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的72～74％；
进一步优选的，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的16～18.0％，合成聚α烯烃为所述的合成空气压缩机油总重量的6.0～8％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的72～73％；
进一步优选的，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的18.0％，合成聚α烯烃为所述的合成空气压缩机油总重量的6.0％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的72.34％；
进一步优选的，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的16.0％，合成聚α烯烃为所述的合成空气压缩机油总重量的8.0％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的73.1％。
所述的助剂，包括抗氧剂、极压抗磨剂、消泡剂或防锈剂等中的一种以上；
所述的抗氧剂选自丁基辛基二苯胺或者2.6二叔丁基对甲酚，所述的极压抗磨剂选自磷酸三甲酚酯，所述的消泡剂选自甲基硅油，所述的防锈剂选自二烷基萘磺酸钡或者苯并三氮唑；
优选的重量百分比组成如下：
丁基辛基二苯胺                    0.1～1％
2.6二叔丁基对甲酚                 0.2～1.2％
磷酸三甲酚酯                      1～2％
二烷基萘磺酸钡                    0.1～0.6％
甲基硅油                          5～50ppm
苯并三氮唑                        0.05～0.2％
二异(C8～13)烷基直链二元酸酯      15～20％
合成聚α烯烃油                    5～10％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯     余量
更优选的为：
丁基辛基二苯胺                   0.3％
2.6二叔丁基对甲酚                1.0％
磷酸三甲酚酯                     1.8％
二烷基萘磺酸钡                   0.5％
苯并三氮唑                       0.06％
甲基硅油                         10ppm
合成聚α烯烃                     6.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯     18.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯     余量。
ppm为百万分子一。
丁基辛基二苯胺                   0.8％
2.6二叔丁基对甲酚                0.5％
磷酸三甲酚酯                     1.2％
二烷基萘磺酸钡                  0.3％
苯并三氮唑                      0.1％
甲基硅油                        20ppm
合成聚α烯烃                    8.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯    16.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯    余量。
本发明的合成空气压缩机油的制备方法，为常规的物理混合方法，将各个原料混合，搅拌均匀即可。
发明人发现，采用本发明所述的不同结构的化合物：二异(C8～13)烷基直链二元酸酯、合成聚α烯烃油和二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯作为空气压缩机油，能够满足螺杆式空气压缩机的工作要求，能够达到低残炭值、生物降解率＞70％的要求。
试验证明，本发明的合成空气压缩机油，可以进一步改进提高生物降解率，降低油品残炭率和提高油品的润滑抗磨性能和低温性能，生物降解率＞70％，本发明的全合成压缩机油，具有极低残炭，不易产生积炭，保证了油品高温清净性，良好的低温性，倾点低，较高的闪点，优异的热氧化安定性、润滑性能和抑制沉积物形成等性能。选用聚α烯烃油以调节对密封材料的适应性，改善低温性能。达到各种性能优势互补。选择优化各种高效添加剂的复合效应，采用了烷基芳胺，酚一单酯型高温抗氧剂的复合，提高了压缩机油的长期抗氧化安定性；选用极压抗磨剂、金属钝化剂、防锈剂、防腐蚀剂、抗泡剂等优化组合，使本发明的全合成压缩机油具有优异的综合性能。
本发明全合成空气压缩机油主要适用于各种排气量旋转螺杆式空气压缩机油，具有优异的高温抗氧化安定性、润滑性能、防锈性、抗泡性、抗乳化性、优异的低温启动性能。与矿物基压缩机油相比：具有节能、降低油耗、减少对环境污染和延长使用寿命(3倍以上)，完全能满足现代旋转式螺杆压缩机的工作要求。
具体实施方式
实施例中，组分含量均为重量百分比，合成聚α烯烃的平均分子量约为575。
润滑油残炭值采用SH/T 0170标准进行检测，可生物降解率％采用CFC-L-33-A-93标准进行检测。
实施例1
丁基辛基二苯胺                  0.3％
2.6二叔丁基对甲酚               1.0％
磷酸三甲酚酯                    1.8％
二烷基萘磺酸钡                  0.5％
苯并三氮唑                      0.06％
甲基硅油                        10ppm
合成聚α烯烃                    6.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯    18.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯    余量。
将各个原料混合，搅拌均匀即可获得产品。
对上述的合成压缩机油进行检测，结果如下：
  项目   技术指标   检测结果   试验方法
  运动粘度(40℃)mm2/s(100℃)mm2/s   28.8～35.2实测   32.795.08 GB/T265
  酸值mgKOH/g≤   0.5   0.087   GB/T264
  闪点(开口)℃≥   200   219   GB/T3536
  倾点℃≤   -30   -35   GB/T3535
  抗乳化性能(40-37-3mL)(54℃)min≤   30   12   GB/T7305
  水分％≤   痕迹   无   GB/T260
本发明与矿物油压缩机油、进口同类产品的性能比较，残炭低，可生物降解率高，抗磨性能优异，比较见表1-表3。
表1
Figure A20091004662900111
表2
Figure A20091004662900112
表3
实施例2
丁基辛基二苯胺       0.8％
2.6二叔丁基对甲酚    0.5％
磷酸三甲酚酯         1.2％
二烷基萘磺酸钡                  0.3％
苯并三氮唑                      0.1％
甲基硅油                        20ppm
合成聚α烯烃                    8.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯    16.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯    余量。
将各个原料混合，搅拌均匀即可获得产品。
对上述的合成压缩机油进行检测，结果如下：
  项目   技术指标   检测结果   试验方法
  运动粘度(40℃)mm2/s(100℃)mm2/s   28.8～35.2实测   34.25.38 GB/T265
  酸值mgKOH/g≤   0.5   0.1   GB/T264
  闪点(开口)℃≥   200   220   GB/T3536
  倾点℃≤   -30   -36   GB/T3535
  抗乳化性能(40-37-3mL)(54℃)min≤   30   10   GB/T7305
  水分％≤   痕迹   无   GB/T260
本发明与矿物油压缩机油、进口同类产品的性能比较，残炭低，可生物降解率高，抗磨性能优异，比较见表4-表6。
表4
Figure A20091004662900121
表5
Figure A20091004662900131
表6
Figure A20091004662900132
实施例3
丁基辛基二苯胺                  1.0％
2.6二叔丁基对甲酚               0.3％
磷酸三甲酚酯                    1.5％
二烷基萘磺酸钡                  0.2％
苯并三氮唑                      0.15％
甲基硅油                        40ppm
合成聚α烯烃                    9.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯    14.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯    余量。
将各个原料混合，搅拌均匀即可获得产品。
对上述的合成压缩机油进行检测，结果如下：
  项目   技术指标   检测结果   试验方法
  运动粘度(40℃)mm2/s(100℃)mm2/s   28.8～35.2实测   33.8.5.42 GB/T265
  酸值mgKOH/g≤   0.5   0.12   GB/T264
  闪点(开口)℃≥   200   224   GB/T3536
  倾点℃≤   -30   -35   GB/T3535
  抗乳化性能(40-37-3mL)(54℃)min≤   30   10   GB/T7305
  水分％≤   痕迹   无   GB/T260
                                                  。

Claims (9)

1.一种复合合成空气压缩机油，其特征在于，包括助剂、二异(C8～13)烷基直链二元酸酯、合成聚α烯烃油和二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯；
二异(C8～13)烷基直链二元酸酯的重量含量为所述的合成空气压缩机油总重量的15～20％，合成聚α烯烃油的重量含量为所述的合成空气压缩机油总重量的5～10％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯的重量含量为所述的合成空气压缩机油总重量的72～74％。
2.根据权利要求1所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的16～20％，合成聚α烯烃油为所述的合成空气压缩机油总重量的6～10％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的72～74％。
3.根据权利要求1所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的16～18.0％，合成聚α烯烃为所述的合成空气压缩机油总重量的6.0～8％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的72～73％。
4.根据权利要求1所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的18.0％，合成聚α烯烃为所述的合成空气压缩机油总重量的6.0％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的72.34％。
5.根据权利要求1所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，二异(C8～13)烷基直链二元酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的16.0％，合成聚α烯烃为所述的合成空气压缩机油总重量的8.0％，二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯为所述的合成空气压缩机油总重量的73.1％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，所述的助剂，包括抗氧剂、极压抗磨剂、消泡剂或防锈剂中的一种以上；
所述的抗氧剂选自丁基辛基二苯胺或者2.6二叔丁基对甲酚，所述的极压抗磨剂选自磷酸三甲酚酯，所述的消泡剂选自甲基硅油，所述的防锈剂选自二烷基萘磺酸钡或者苯并三氮唑。
7.根据权利要求6所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，重量百分比组成如下：
丁基辛基二苯胺                    0.1～1％
2.6二叔丁基对甲酚                 0.2～1.2％
磷酸三甲酚酯                      1～2％
二烷基萘磺酸钡                    0.1～0.6％
甲基硅油                          5～50ppm
苯并三氮唑                        0.05～0.2％
二异(C8～13)烷基直链二元酸酯      15～20％
合成聚α烯烃油                    5～10％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯      余量。
8.根据权利要求6所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，重量百分比组成如下：
丁基辛基二苯胺                    0.3％
2.6二叔丁基对甲酚                 1.0％
磷酸三甲酚酯                      1.8％
二烷基萘磺酸钡                    0.5％
苯并三氮唑                      0.06％
甲基硅油                        10ppm
合成聚α烯烃                    6.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯    18.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯    余量。
9.根据权利要求6所述的复合合成空气压缩机油，其特征在于，重量百分比组成如下：
丁基辛基二苯胺                  0.8％
2.6二叔丁基对甲酚               0.5％
磷酸三甲酚酯                    1.2％
二烷基萘磺酸钡                  0.3％
苯并三氮唑                      0.1％
甲基硅油                        20ppm
合成聚α烯烃                    8.0％
二异(C6～13)烷基直链二元酸酯    16.0％
二异烷基(C8～13)邻苯二甲酸酯   余量。
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