CN102260577B - 分水性能优异的无油渍油膜轴承油添加剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开无油渍油膜轴承油添加剂组合物。将聚异丁烯胺清净剂代替传统润滑油添加剂中使用的聚异丁烯丁二酰亚胺和碱性磺酸钙、镁清净分散剂，可以明显地提高无油渍油膜轴承油的分水特性(又称破乳性能)，同时对热稳定性，与基础油的相容性、热氧化安定、防锈性和抗磨性无任何负面影响。同时，添加的多元醇酯类油性剂，不但增强了抗磨能力，同事，还有助于进一步提升分水特性。
Description
技术领域
本发明属于金属加工工艺用润滑添加剂组合物，特别涉及一种无油渍油膜轴承油添加剂组合物
背景技术
无油渍油膜轴承油(Film Bearing Oil)是因钢铁工业向高速化大型化发展应运而生的一类新油品，是各种油膜轴承的专用润滑油。油膜轴承属于滑动轴承的一种，但在结构设计上有它独特之处，它是专门用于轧钢机轧辊轴承的。国外此类油品的研制起始于20世纪60年代中后期，工业化于20世纪70年代。当时，钢板高速轧机和摩根无扭高速线材轧机，使用的油膜轴承急需与之相匹配的无油渍油膜轴承油，而通常的轴承油和主轴油均不能满足其性能要求。因此，抗乳化抗氧型的无油渍油膜轴承油(相当于Mobil Vacuolinc100系列)最早问世。后来在使用中发现，上述轧机有的轴承处于近水部位，又发展出防锈型无油渍油膜轴承油(相当于Mobil Vacuolinc 300系列)。20世纪70和80年代线材轧机向高速发展，轧机轴速已高达3600m/min以上。简单地讲，油膜轴承与一般滑动轴承又有以下主要区别：
(1)与油膜轴承配合的轧辊轴线速度极高，适于高速运转。
(2)油膜轴承承载负荷很大，适于大型化。
(3)油膜轴承在正常工作状态，轴与轴承能瞬时保持油膜，并靠轴的高速转动和润滑油楔的流体动压作用，使轴与轴承间容易形成流体润滑状态。
油膜轴承则是利用动压润滑的原理，依靠轴的转动离心力和侧压力即依靠轴与轴承元件的相对运动，借助于润滑油的粘性和油在轴承副中的楔形间隙所产生的流体动压作用(油楔力)，而形成承载油膜的轴承。
油膜轴承的润滑有三种情况：
(1)在启动或仃机时，尽管轴与轴承间有润滑油，但由于运动速度为零或趋于零，流体动压润滑尚未形成或逐渐消失，轴与轴承必然直接接触使之处于边界润滑甚至是干摩擦状态。
(2)轧机操作中，因产生震动、进水过多、供油不足或油质有问题，都可能产生混合润滑。
(3)正常平稳运转时为流体润滑
鉴此，油膜轴承的润滑特点是上述三种情况交替存在的混合润滑。为适应其之高速高负荷工况，需要一种新型的专用轴承油-无油渍无油渍油膜轴承油。期中，开发合格的无油渍油膜轴承油是其中关键的技术。油膜轴承的润滑特点决定了对无油渍油膜轴承油的性能要求：
(1)优异的粘温性能，以便在轴承温升波动较大的情况下也能维持正常润滑。无油渍油膜轴承油的粘度由轴承的种类而定，粘度按ASTM粘度分类表示。摩根(Morgan)公司允许粘度波动范围为±10％，粘度变化±5％定为窄范围。美钢(U。S。Steel)公司加剂无油渍油膜轴承油的粘度等级种类较不加剂的为多。国内、外加剂无油渍油膜轴承油粘度指数都规定为不小于90～95。
(2)抗乳化性好，不易乳化或能使混入油中的水迅速分离。国际上普遍采用ASTM D2711结合ASTM D1401方法，国内常用GB/T 7305方法进行水分离性评定。
(3)氧化安定性良好。以确保循环使用中减缓油品变质速度、延长使用寿命。美纲公司对加添加剂的无油渍油膜轴承油用旋转氧弹法(ASTM 2272)评定，要求经受氧化时间大於120分钟。
(4)防锈性。如前所述，无油渍油膜轴承油不可避免地会混入水分，所以在润滑系统内易于产生锈蚀。特别是油箱上部、管道上部等等不浸油的气相部份以及间歇性浸在油内的机件。一经锈蚀所产生的锈粒又会在油中催化加速油品老化，所以，防锈性好也很重要。美钢公司等在无油渍油膜轴承油规格中要求用透平油的防锈性能试验法(ASTM D665)进行评定。
尤其是对抗乳化性提出了非常高的要求，水进入无油渍油膜轴承油，使某些添加剂水解而失效。并可能形成紊流，破坏正常运转下的流体润滑，引起非正常磨损，易锈蚀设备，使油乳化而恶化分水性，抗氧化性和抗泡性。另外，水与油品使用中产生的氧化产物和油泥，形成胶状油团，可能堵塞滤器。
所以，开发出一种用于生产油膜轴承润滑油使用的分水性能优异添加剂非常具有重要的意义。
发明内容
本发明提出一种适合于的无油渍油膜轴承油，该油膜轴承油具有油水分离能力、同时兼顾优异的抗氧、抗磨和防锈特性。其特征在于它含有下列组份：
(1)至少一种含硫的极压抗磨剂，为硫化异丁烯
(2)至少一种含磷的抗磨剂，为硫磷酸复酯胺盐，或硫代磷酸酯及其胺盐衍生物，或磷酸酯及其胺盐衍生物，或它们任意组合的混合物
(3)至少一种金属减活剂，为噻二唑类衍生物，或苯三唑类衍生物，或它们任意组合的混合物
(4)至少一种清净剂，为聚异丁烯胺高分子化合物
(5)至少一种防锈剂，为烯基丁二酸，或二壬基萘磺酸钡盐，或它们任意组合的混合物
(6)至少一种多元醇酯类油性剂
(7)至少一种两类非离子型高分子表面活性剂破乳剂复配物
期中：
组份(1)适宜含量为55-70％(质量)。
组份(2)为硫磷酸复酯胺盐，或硫代磷酸三丁酯，或碱性磷酸酯胺盐，或它们任意组合的混合物，含量为10-23％(质量)。
组份(3)为噻二唑类衍生物，含量为1-6％(质量)。
组份(4)为聚异丁烯胺清净剂，含量为5-20％(质量)。
组份(5)防锈剂适宜含量为2-5％(质量)。
组份(6)多元醇酯类油性剂适宜含量为1-1.5％(质量)，其为季戊四醇与C12-36混合脂肪酸反应的酯化物含量为18％-38％，与季戊四醇反应的C12-36混和脂肪酸之油酸∶硬脂酸∶二聚酸摩尔比为(1.1-3.8)∶(1.2-2.5)∶0.75。或者三羟甲基丙烷与C12-36混和脂肪酸反应生成脂肪酸酯含量为33％-47％，与三羟甲基丙烷反应的C12-36混和脂肪酸之椰子油酸∶油酸的摩尔比为(1.1-3.8)∶0.75
组份(7)至少一种两类非离子型高分子表面活性剂破乳剂复配物，第一类为HLB为5-9，分子量为2000-15000的非离子型表面活性剂，第二类HLB为12-16非离子型表面活性剂。破乳剂复配物含量为0.5-2.8％(质量)
本发明公开的添加剂组合物，其新颖性在于，将过于在汽油清净剂中经常使用的聚异丁烯胺清净剂代替传统润滑油添加剂中使用的聚异丁烯丁二酰亚胺和碱性磺酸钙、镁清净分散剂，经过测试惊奇地发现可以明显地提高无油渍油膜轴承油的分水特性(又称破乳性能)，同时对热稳定性，与基础油的相容性、热氧化安定、防锈性和抗磨性无任何负面影响。同时，添加的多元醇酯类油性剂，不但增强了抗磨能力，同事，还有助于进一步提升分水特性。
添加剂制法：
上述添加剂组合物的制备方法是：先将按比例所需要的组份(1)加入带搅拌器的搪瓷调合釜内，其次按比例加入所需的抗磨剂(2)、防锈剂(5)到调合釜中，在60-70℃下，搅拌4小时后，加入金属减活剂(3)、聚异丁烯胺清净剂(4)防锈剂(5)、油性剂(6)和破乳剂(7)，在40-50℃下搅拌2小时，至混合物全部溶解，并均匀透明。
为了筛选添加剂组份和添加剂组合物，本发明在实验室采用了各种试验方法进行模拟评定。
●加抑制剂矿物油在水存在下防锈试验法(GB/T11143或ASTM D665)，
●润滑剂抗乳化性能测定法(GB/T8022或ASTMD27
●润滑油极压性能测定法(GB/T3142)，
●润滑油抗磨性能测定法(SH/T0189)。
●石油产品铜片腐蚀试验法(GB/T5906或ASTMD130)，
●润滑油极压性能测定法(Timken试验)(GB/T11144)
●润滑油承载能力测定法(CL-100)(SH/T0306或ASTMD5182)，
●极压润滑油氧化安定性测定法(SI-I/T0123)。
本发明的效果通过下面的实施例进一步说明。但应明白，下面的实施例不是限制本发明的范围，任何不超出本发明构思和范围的改动，都在本发明的围之内。
实施例
上述数据表明，根据本发明提供的无油渍油膜轴承油，破乳性有明显地提高。
Claims (6)
1.一种分水性能优异的无油渍油膜轴承油添加剂组合物，其特征在于它含有：
(1)至少一种含硫的极压抗磨剂，为硫化异丁烯
(2)至少一种含磷的抗磨剂，为硫磷酸复酯胺盐，或硫代磷酸酯及其胺盐衍生物，或磷酸酯及其胺盐衍生物，或它们任意组合的混合物
(3)至少一种金属减活剂，为噻二唑类衍生物，或苯三唑类衍生物，或它们任意组合的混合物
(4)至少一种清净剂，为聚异丁烯胺高分子化合物
(5)至少一种防锈剂，为烯基丁二酸，或二壬基萘磺酸钡盐，或它们任意组合的混合物
(6)至少一种多元醇酯类油性剂，适宜含量为1-1.5％(质量)，其为季戊四醇与C12-36混合脂肪酸反应的酯化物含量为18-38％的产物，与季戊四醇反应的C12-36混和脂肪酸组成比为油酸∶硬脂酸∶二聚酸(摩尔比)为(1.1-3.8)∶(1.2-2.5)∶0.75；或者三羟甲基丙烷与C12-36混和脂肪酸反应生成脂肪酸酯含量为33-47％的产物，与三羟甲基丙烷反应的C12-36混和脂肪酸组成比为椰子油酸∶油酸的摩尔比为(1.1-3.8)∶0.75；
(7)至少一种两类非离子型高分子表面活性剂复配而成的破乳剂，适宜含量为0.5-2.8％(质量)，第一类为HLB为5-9，分子量为2000-15000的非离子型表面活性剂；第二类HLB为12-16的非离子型表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(1)组份适宜含量为55-70％(质量)。
3.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(2)组份为硫磷酸复酯胺盐，或硫代磷酸三丁酯，或碱性磷酸酯胺盐，或它们任意组合的混合物，含量为10-23％(质量)。
4.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(3)组份为噻二唑类衍生物，含量为1-6％(质量)。
5.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(4)组份为聚异丁烯胺清净剂，含量为5-20％(质量)。
6.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(5)组份防锈剂适宜含量为2-5％(质量)。
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