CN102041140A

CN102041140A - 一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂

Info

Publication number: CN102041140A
Application number: CN2010100007799A
Authority: CN
Inventors: 冯克权; 缪冬琴
Original assignee: WUXI HUIYUAN PACKAGING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Wuxi Huiyuan Advanced Lubricating Oil Co., Ltd.; Wuxi Huiyuan Super Lubrication Oil Co., Ltd.
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: CN102041140B

Abstract

本发明涉及一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，包含抗氧剂、油酸改性的纳米硼酸盐、分散剂、破乳剂以及基础油，所述各组分的重量百分配比为：抗氧剂5～10％，油酸改性的纳米硼酸盐30～50％，分散剂20～30％，破乳剂1～20％，其余为基础油，上述齿轮油复合添加剂还可以包含以重量百分比计的抗泡剂0.03～0.1％。将本发明的齿轮油复合添加剂按1.5～5％(质量)加入到合适粘度的基础油中，可以制备出风力发电机使用的齿轮油，这类齿轮油不含硫烯类极压抗磨添加剂，有突出的抗微点蚀效果，解决了普通齿轮油微点蚀性能差等缺点。本发明的齿轮油复合添加剂也适合于其他工业齿轮油使用。

Description

一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂

技术领域

本发明涉及润滑油添加剂领域，更具体地涉及一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂。

背景技术

随着清洁能源的不断发展，风力发电在全球发展迅速。然而，由于风力发电机所处的环境条件，使得风力发电机齿轮往往容易发生点蚀而造成齿轮的使用周期大大缩短。研究表明，齿轮油发生点蚀的主要原因与使用的齿轮油配方中含硫(特别是含活性硫)添加剂有关。

为解决风力发电齿轮油微点蚀问题，国外进行了大量研究，一些添加剂生产商也开发了相应的复合添加剂产品，如：Afton公司的Hitec307等。

在国内虽有齿轮油复合添加剂方面的报道，如：CN 1403549A和CN101333474，但CN 1403549A公开的一种工业齿轮油添加剂组合物，该组合物是一种含硫化异丁烯(含活性硫)的组合物，作为普通工业齿轮油组合物使用，与本发明的抗微点蚀复合添加剂无论是在组成还是性能方面都有明显不同。CN 101333474公开的一种复合齿轮油添加剂，该添加剂含有本专利使用的硼酸盐添加剂，但所使用的硼酸盐添加剂颗粒度只达到微米级，而本发明使用的硼酸盐添加剂是经过表面改性的纳米硼酸盐添加剂。另外，CN 101333474公开的复合齿轮油添加剂，无论是在其配方组成还是在其性能方面与本发明也有显著不同。同时以上各种齿轮油添加剂均不具备抗微点蚀的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，可适用于各种基础油，其调配的ISO VG150、ISO VG220、ISO VG320等粘度等级的工业齿轮油可以满足风力发电齿轮油抗微点蚀性能的要求。

实现上述目的的技术方案如下：

一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，包含抗氧剂、油酸改性的纳米硼酸盐、分散剂、破乳剂以及基础油，所述各组分的重量百分配比为：抗氧剂5～10％，油酸改性的纳米硼酸盐30～50％，分散剂20～30％，破乳剂1～20％，其余为基础油。

进一步地，还包含以重量百分比计的抗泡剂0.03～0.1％，所述抗泡剂为硅型(如T901)或非硅型抗泡剂(如MS-5A)。

进一步地，所述抗氧剂为胺型、酚型或胺型与酚型抗氧剂的混合物。

进一步地，所述胺型抗氧剂为苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺或二烷基二苯胺，其中所述二烷基二苯胺抗氧剂的烷基是C1～C10的直链或支链烷基，如：乙基、丁基、异丁基、叔丁基、辛基、异辛基等，烷基可以是邻位、间位或对位，最好为对位烷基二苯胺，如：对，对-二异辛基二苯胺；所述酚型抗氧剂为苯酚、二苯酚、烷基酚(如：2，6-二叔丁基对甲酚)或硫化烷基酚。

进一步地，所述油酸改性的纳米硼酸盐为纳米硼酸钾中的纳米单硼酸钾、纳米偏硼酸钾、纳米三硼酸钾的一种、两种或两种以上，粒径小于500纳米。

进一步地，所述油酸改性的纳米硼酸钾的制备方法如下：分别按1∶1～5∶1的摩尔比称取H₃BO₃和KOH，分别置于水中溶解形成溶液，然后在KOH溶液中加入与H₃BO₃质量相同的油酸加热促使其溶解，将H₃BO₃溶液逐滴加入KOH与油酸混合的热溶液中，边加边搅拌，加毕，在90±5℃下恒温反应3小时，用KOH溶液和/或稀硝酸溶液调节pH＝5，将溶液转移到蒸发皿中，蒸发直至溶液表面出现一层晶膜，停止加热，利用余热继续蒸发、冷却到室温，减压过滤得到粗产品，得到的粗产品用等体积的无水乙醇洗涤2次，然后在100±5℃烘箱内烘干得到产品，产品再制成纳米颗粒即可。

进一步地，所述分散剂为硼化改性的聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化改性的单丁二酰亚胺和硼化改性的双丁二酰亚胺中的一种、两种或两种以上。

进一步地，所述分散剂为硼化改性的高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺(如：BT154)。

进一步地，所述破乳剂为为硅聚醚类高分子化合物(如DL-32)和胺与环氧化合物缩合物(如T1001)。

进一步地，所述基础油为矿物型基础油150SN、500SN、150BS的一种、两种或两种以上混合物；所述的基础油还可以为合成型基础油PAO、烷基萘的一种或两种的混合物。

以上所述的基础油、抗泡剂、抗氧剂、破乳剂、分散剂均为市售产品。

本发明的抗微点蚀齿轮油复合添加剂按以下方法制备：将基础油、抗氧剂按所需要的比例加入带搅拌器的调合釜中，搅拌加热升温到120±5℃，当抗氧剂完全溶解后，按比例加入油酸改性的纳米硼酸盐、分散剂、破乳剂以及抗泡剂，搅拌混合均匀，分析合格后，包装成品。

本发明有益效果是：

解决了普通齿轮油抗微点蚀性能差、含活性硫添加剂、对有色金属腐蚀性高等缺点，满足了风力发电齿轮油对抗微点蚀的性能要求。同时，本发明的抗微点蚀齿轮油复合添加剂也可以用于其他工业齿轮油中。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

在带有搅拌器的调和釜中，加入214.5公斤500SN基础油，搅拌加热升温到115℃，加入70公斤苯基-1-萘胺，待苯基-1-萘胺完全溶解后，恒温搅拌下依次加入450公斤油酸改性的粒径为55nm的单硼酸钾、250公斤BT154、0.5公斤T901、15公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

以本例中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂2.5％与ISO VG320基础油配成的ISO VG320工业齿轮油的性能见附表1中的序号1。

实施例2

在带有搅拌器的调和釜中，加入214.5公斤500SN基础油，搅拌加热升温到115℃，加入35公斤苯基-1-萘胺、35公斤2，6-二叔丁基对甲酚，待苯基-1-萘胺和2，6-二叔丁基对甲酚完全溶解后，恒温搅拌下依次加入450公斤油酸改性的粒径为92nm的单硼酸钾、250公斤BT154、0.5公斤MS-5A、15公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

以本实施例中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂2.5％与ISO VG320基础油配成的ISO VG320工业齿轮油的性能见附表1中的序号2。

实施例3

在带有搅拌器的调和釜中，加入222.7公斤500SN基础油，搅拌加热升温到115℃，加入60公斤苯基-1-萘胺，待苯基-1-萘胺完全溶解后，恒温搅拌下依次加入470公斤油酸改性的粒径为92nm的偏硼酸钾、230公斤BT154、0.3公斤T901、17公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

以本实施例中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂2.5％与ISO VG320基础油配成的ISO VG320工业齿轮油的性能见附表1中的序号3。

实施例4

在带有搅拌器的调和釜中，加入179.5公斤烷基萘基础油，搅拌加热升温到125℃，加入50公斤二异辛基二苯胺，待二异辛基二苯胺完全溶解后，恒温搅拌下依次加入500公斤油酸改性的粒径为100nm的三硼酸钾、250公斤BT154、0.5公斤T901、20公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

以本实施例中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂2.5％与ISO VG320基础油配成的ISO VG320工业齿轮油的性能见附表1中的序号4。

实施例5

在带有搅拌器的调和釜中，加入181.5公斤烷基萘基础油，搅拌加热升温到125℃，加入50公斤2，6-二叔丁基对甲酚，待2，6-二叔丁基对甲酚完全溶解后，恒温搅拌下依次加入150公斤油酸改性的粒径为100nm的三硼酸钾、150公斤油酸改性的粒径为92nm的偏硼酸钾、200公斤油酸改性的粒径为55nm的单硼酸钾、250公斤BT154、0.5公斤T901、18公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

以本实施例中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂2.5％与ISO VG320基础油配成的ISO VG320工业齿轮油的性能见附表1中的序号5。

实施例6

在带有搅拌器的调和釜中，加入100公斤烷基萘基础油和81.5公斤PAO基础油，搅拌加热升温到125℃，加入50公斤2，6-二叔丁基对甲酚，待2，6-二叔丁基对甲酚完全溶解后，恒温搅拌下依次加入150公斤油酸改性的粒径为100nm的三硼酸钾、150公斤油酸改性的粒径为92nm的偏硼酸钾、200公斤油酸改性的粒径为55nm的单硼酸钾、250公斤BT154、0.5公斤T901、18公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

以本实施例中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂2.5％与ISO VG320基础油配成的ISO VG320工业齿轮油的性能见附表1中的序号6。

表1各实施例性能分析数据

实施例7

在带有搅拌器的调和釜中，加入234.4公斤150SN基础油，搅拌加热升温到120℃，加入80公斤苯基-2-萘胺，待苯基-2-萘胺完全溶解后，恒温搅拌下依次加入480公斤油酸改性的粒径为200nm的三硼酸钾、200公斤硼化改性的聚异丁烯丁二酰亚胺、0.6公斤T901、5公斤T1001。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

实施例8

在带有搅拌器的调和釜中，加入229.3公斤150BS基础油，搅拌加热升温到120℃，加入90公斤苯酚，待苯酚完全溶解后，恒温搅拌下依次加入180公斤油酸改性的粒径为92nm的偏硼酸钾、200公斤油酸改性的粒径为400nm的单硼酸钾、220公斤硼化改性的单丁二酰亚胺、0.7公斤T901、80公斤T1001。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

实施例9

在带有搅拌器的调和釜中，加入50公斤150SN基础油、50公斤500SN基础油和99.2公斤150BS基础油，搅拌加热升温到125℃，加入100公斤二苯酚，待二苯酚完全溶解后，恒温搅拌下依次加入300公斤油酸改性的粒径为92nm的偏硼酸钾、150公斤硼化改性的单丁二酰亚胺和150公斤硼化改性的双丁二酰亚胺、0.8公斤MS-5A、100公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

实施例10

在带有搅拌器的调和釜中，加入100公斤500SN基础油和50公斤150BS基础油，搅拌加热升温到125℃，加入80公斤对，对-二乙基二苯胺，待对，对-二乙基二苯胺完全溶解后，恒温搅拌下依次加入200公斤油酸改性的粒径为450nm的偏硼酸钾、150公斤油酸改性的粒径为490nm的单硼酸钾、100公斤硼化改性的聚异丁烯丁二酰亚胺、100公斤硼化改性的单丁二酰亚胺和70公斤硼化改性的双丁二酰亚胺、150公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

实施例11

在带有搅拌器的调和釜中，加入50公斤烷基萘基础油和50公斤PAO基础油，搅拌加热升温到125℃，加入50公斤硫化甲基酚和50公斤对，对-二癸基二苯胺，待硫化甲基酚和对，对-二癸基二苯胺完全溶解后，恒温搅拌下依次加入100公斤油酸改性的粒径为100nm的三硼酸钾、100公斤油酸改性的粒径为92nm的偏硼酸钾、200公斤油酸改性的粒径为55nm的单硼酸钾、200公斤BT154、200公斤DL-32。加毕，在100℃恒温搅拌1小时，冷却到60℃以下，过滤包装成品。

本发明实施例1～11中的油酸改性的纳米硼酸钾(纳米单硼酸钾、纳米偏硼酸钾、纳米三硼酸钾)可以按以下的方法制备得到：

分别按1∶1～5∶1的摩尔比称取H₃BO₃和KOH，分别置于水中溶解形成溶液，然后在KOH溶液中加入与H₃BO₃质量相同的油酸加热促使其溶解，将H₃BO₃溶液逐滴加入KOH与油酸混合的热溶液中，边加边搅拌，加毕，在90±5℃下恒温反应3小时，用KOH溶液和/或稀硝酸溶液调节pH＝5，将溶液转移到蒸发皿中，蒸发直至溶液表面出现一层晶膜，停止加热，利用余热继续蒸发、冷却到室温，减压过滤得到粗产品，得到的粗产品用等体积的无水乙醇洗涤2次，然后在100±5℃烘箱内烘干得到产品，产品再制成相应粒度的纳米颗粒即可。

将实施例1～11中制得的抗微点蚀齿轮油复合添加剂按1.5～5％(质量)的添加量添加到ISO VG150、ISO VG220、ISO VG320等粘度等级的工业齿轮油中，制得的齿轮油均可以满足风力发电齿轮油抗微点蚀性能的要求。

同时本发明的齿轮油复合添加剂也适合于其它工业齿轮油使用，同样具有抗微点蚀的效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，包含抗氧剂、油酸改性的纳米硼酸盐、分散剂、破乳剂以及基础油，所述各组分的重量百分配比为：抗氧剂5～10％，油酸改性的纳米硼酸盐30～50％，分散剂20～30％，破乳剂1～20％，其余为基础油。

2.根据权利要求1所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，还包含以重量百分比计的抗泡剂0.03～0.1％，所述抗泡剂为硅型或非硅型抗泡剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述抗氧剂为胺型、酚型或胺型与酚型抗氧剂的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述胺型抗氧剂为苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺或二烷基二苯胺，其中所述二烷基二苯胺抗氧剂的烷基是C1～C10的直链或支链烷基；所述酚型抗氧剂为苯酚、二苯酚、烷基酚或硫化烷基酚。

5.根据权利要求1或2所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述油酸改性的纳米硼酸盐为纳米硼酸钾中的纳米单硼酸钾、纳米偏硼酸钾、纳米三硼酸钾的一种、两种或两种以上，粒径小于500纳米。

6.根据权利要求5所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述油酸改性的纳米硼酸钾的制备方法如下：

分别按1∶1～5∶1的摩尔比称取H₃BO₃和KOH，分别置于水中溶解形成溶液，然后在KOH溶液中加入与H₃BO₃质量相同的油酸加热促使其溶解，将H₃BO₃溶液逐滴加入KOH与油酸混合的热溶液中，边加边搅拌，加毕，在90±5℃下恒温反应3小时，用KOH溶液和/或稀硝酸溶液调节pH＝5，将溶液转移到蒸发皿中，蒸发直至溶液表面出现一层晶膜，停止加热，利用余热继续蒸发、冷却到室温，减压过滤得到粗产品，得到的粗产品用等体积的无水乙醇洗涤2次，然后在100±5℃烘箱内烘干得到产品，产品再制成纳米颗粒即可。

7.根据权利要求1或2所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述分散剂为硼化改性的聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化改性的单丁二酰亚胺和硼化改性的双丁二酰亚胺中的一种、两种或两种以上。

8.根据权利要求7所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述分散剂为硼化改性的高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺。

9.根据权利要求1或2所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述破乳剂为聚醚类高分子化合物或胺与环氧化合物缩合物。

10.根据权利要求1或2所述的一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，其特征在于，所述基础油为矿物型基础油150SN、500SN、150BS的一种、两种或两种以上的混合物；所述基础油还可以为合成型基础油PAO、烷基萘的一种或两种的混合物。