CN102417849A - 清洁型通用齿轮润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种清洁型通用齿轮润滑油组合物，它包括(A)至少一种高粘度指数深精制矿物油，或合成油，或以上组分的任意组合物；(B)至少一种粘度指数改进剂；(C)至少一种降凝剂；(D)至少一种含磷的抗磨添加剂；(E)至少一种金属清净剂；(F)至少一种无灰分散剂；(G)至少一种高温抗氧剂；(H)至少一种减摩剂。上述润滑油组合物具有优良的高、低温性能，可满足75W/85粘度级别齿轮油要求；上述润滑油组合物具有优良的高温清净性和抗磨耐久性，通过了变速箱循环台架和后桥齿轮台架，适用于车辆传动系统，特别适用于小轿车的传动系统。

Description

清洁型通用齿轮润滑油组合物

(一)技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物，尤其是一种用于齿轮传动系统润滑油组合物，属于齿轮润滑油及润滑油添加剂技术领域。

(二)背景技术

车辆齿轮油用于各种车辆的传动部位，减少摩擦磨损，提高传动效率。车辆齿轮油按照其使用场合不同，大体上可分为卡车及公共汽车手动变速箱油、小轿车手动变速箱油、车辆驱动桥用油。卡车及公共汽车手动变速箱油要求具有优良的防腐性能、热氧化稳定性能、密封适应性能及抗磨耐久性能，车辆驱动桥用油要求具有优良的极压抗磨性能、防锈性能、热氧化稳定性及密封适应性，小轿车手动变速箱油同时兼顾卡车及公共汽车手动变速箱油和车辆驱动桥用油的所有使用性能，是车辆齿轮油中技术含量最高、难度最大的一种齿轮润滑油。通过国内外专利查询，未发现有相关内容的公开专利。目前，国际市场上最具代表性的齿轮润滑油复合添加剂是Lubrizol公司的Anglamol 6085、1045Mobil公司的G252、G252B乙基公司的Hitec 343等，这些齿轮油复合添加剂仅可用于配制车辆驱动桥用油，不能用于配制小轿车手动变速箱油，国际市场上目前有一些小轿车手动变速箱油产品，但对其基础油、添加剂的具体组成尚未有公开的文献报道。国内最高水平的齿轮润滑油复合添加剂是兰州润滑油研究开发中心研制的RHY4202、RHY4204、RHY4208、RHY4163。RHY4202、RHY4204、RHY4208可用于配制车辆驱动桥用油，不能用于配制小轿车手动变速箱油；RHY4163可用于配制卡车及公共汽车手动变速箱油，也不能用于配制小轿车手动变速箱油。本发明提供的齿轮润滑油组合物既可满足车辆驱动桥润滑，又可满足卡车及公共汽车手动变速箱润滑，同时可满足所有小轿车手动变速箱的润滑，是一种性能优良、使用性广、通用性强的齿轮润滑油组合物，而且与其它小轿车变速箱油相比具有更好的热安定性和部件清净性。

(三)发明内容

本发明的目的是：提供一种清洁型通用齿轮润滑油组合物，具有优良的高低温性能、热安定性、部件清净性、防锈防腐性、抗磨耐久性能，既可满足车辆驱动桥润滑，又可满足卡车及公共汽车手动变速箱润滑，同时可满足所有小轿车手动变速箱的润滑，是一种用于车辆传动系统的通用油，突出的特点是优异的热安定性、低温流动性及部件清净性。

本发明为实现上述目的，对润滑油组合物中的各基础油组分、添加剂组分进行精心选择，并对各组分油、各组分功能添加剂以及基础油与添加剂间的相互作用关系进行了全面系统的研究，把润滑油组合物的高低温性能、热安定性、部件清净性、防锈防腐性、抗磨耐久性能作为研究的重点，以期达到本发明的润滑油组合物既可满足车辆驱动桥润滑，又可满足卡车及公共汽车手动变速箱润滑，同时可满足所有小轿车手动变速箱的润滑，而且具有突出的热安定性及部件清净性。

本发明调配的齿轮油组合物，产品的硫含量为1000～10000ppm(质量)，磷含量为1000～5000ppm(质量)，氮含量为100～500ppm(质量)，锌含量为1000～5000ppm(质量)，钙含量为100～500ppm(质量)，具有优良的高低温性能、热安定性、部件清净性、防锈防腐性、抗磨耐久性能，产品满足SAE75W/85粘度级别要求，以8.75wt％的加剂量很好地通过了东风汽车公司后桥齿轮台架、卡车及公共汽车手动变速箱循环台架及小轿车手动变速箱循环台架，可满足所有高级小轿车手动变速箱润滑要求，同时满足车辆驱动桥、卡车及公共汽车手动变速箱润滑。该产品生产成本低，应用范围广，可满足各种车辆的传动系统润滑，具有很好的经济效益与社会效益。该润滑油组合物调配方便，性能优良，有广阔的推广应用前景。

本发明的清洁型通用齿轮润滑油组合物，它含有：(A)至少一种高粘度指数深精制矿物油，或合成油，或以上组分的任意组合物；和(B)至少一种粘度指数改进剂；(C)至少一种降凝剂；(D)至少一种含磷的抗磨添加剂；(E)至少一种金属清净剂；(F)至少一种无灰分散剂；(G)至少一种高温抗氧剂；(H)至少一种减摩剂。所说的(A)为高粘度指数深精制矿物油，或合成油，或以上组分的任意组合物，所说的润滑油组合物含(A)组分71～85wt％；所说的(B)为聚甲基丙烯酸酯，或低分子量聚异丁烯，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(B)组分5～20wt％；所说的(C)为聚甲基丙烯酸酯，或聚a-烯烃，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(C)组分0.1～2.0wt％；所说的(D)为二烷基二硫代磷酸锌，或磷酸酯及其胺盐衍生物，或亚磷酸酯及其胺盐衍生物，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(D)组分1.0～5.0wt％；所说的(E)为烷基磺酸盐，或烷基水杨酸盐，或硫化烷基酚盐，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(E)组分1.0～5.0wt％；所说的(F)为聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(F)组分1.0～5.0wt％；所说的(G)为二烷基硫醚，或酚类抗氧剂，或胺类抗氧剂，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(G)组分0.2～2.0wt％；所说的(H)为长链脂肪酸，或长链脂肪胺，或长链脂肪醇，或长链的脂肪酸酯，或长链的脂肪酸胺盐，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含(H)组分0.1～1.0wt％。

更进一步，本发明的清洁型通用齿轮润滑油组合物，它含有：(A)至少一种高粘度指数深精制矿物油，或合成油，或以上组分的任意组合物；和(B)至少一种粘度指数改进剂；(C)至少一种降凝剂；(D)至少一种含磷的抗磨添加剂；(E)至少一种金属清净剂；(F)至少一种无灰分散剂；(G)至少一种高温抗氧剂；(H)至少减摩剂。

其中所说的(A)是异构脱蜡加氢基础油，或聚a-烯烃合成油，或酯类合成油，或以上组分的任意组合物；

(B)组分较适宜的是分子量500～2000的聚甲基丙烯酸酯，或分子量800～2000的聚异丁烯，或它们任意组合的混合物，组分(B)在润滑油组合物中的适宜含量为8～20wt％；

(C)组分较适宜的是聚甲基丙烯酸酯，或聚a-烯烃，或它们任意组合的混合物，组分(C)在润滑油组合物中的适宜含量为0.1～1.5wt％；

(D)组分较适宜的是二烷基二硫代磷酸锌，或磷酸酯胺盐，或长链的酸性亚磷酸酯，或它们任意组合的混合物，组分(D)在润滑油组合物中的适宜含量为1.0～4.0wt％；

(E)组分较适宜的是高碱值烷基磺酸钙(碱值为300mgkOH/g)，或高碱值烷基水杨酸钙(碱值为350mgkOH/g)，或高碱值硫化烷基酚钙(碱值为300mgkOH/g)，或它们任意组合的混合物，组分(E)在润滑油组合物中的适宜含量为1.5～4.5wt％；

(F)组分较适宜的是高活性聚异丁烯基丁二酰亚胺，或高活性高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化的高活性聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化高活性高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺，或它们任意组合的混合物，组分(F)在润滑油组合物中的适宜含量为1.5～4.5wt％。其中的高分子量是指聚异丁烯基丁二酰亚胺分子量大于1000；高活性聚异丁烯基丁二酰亚胺是指以高活性聚异丁烯(链末端乙烯基摩尔含量超过60％)为原料制备的聚异丁烯基丁二酰亚胺。

(G)组分较适宜的是二烷基硫醚，或2、6-二叔丁基对甲酚衍生物，或二烷基二苯胺，或它们任意组合的混合物，组分(F)在润滑油组合物中的适宜含量为0.3～2.0wt％；

(H)组分较适宜的是长链脂肪酸，或长链脂肪胺，或长链脂肪醇，或长链的脂肪酸酯，或长链的脂肪酸胺盐，或它们任意组合的混合物，组分(H)在润滑油组合物中的适宜含量为0.3～1.0wt％。

制法：上述清洁型通用齿轮润滑油组合物的制备方法是：先将按比例所需量的组分油(A)加入带搅拌器的不锈钢调合釜内，其次将按比例所需量的粘度指数改进剂(B)、降凝剂(C)加入到调合釜中，升温至70～80℃下搅拌2小时后，降温至50～60℃下加入含磷的抗磨添加剂(D)、金属清净剂(E)、无灰分散剂(F)、高温抗氧剂(G)、减摩剂(H)，50～60℃下继续搅拌4小时，至混合物均匀透明。

为了筛选添加剂组分和润滑油组合物，本发明在实验室采用了各种试验方法进行模拟评定。其中有烘箱氧化试验、润滑油极压性能测定法(GB/T3142)、润滑油抗磨性能测定法(SH/T0189)、润滑油热安定性测定法(SH/T0209或ASTM D2070)、润滑油抗泡性能测定法(ASTM D892)、润滑油高温抗泡性能测定法(ASTM D6082)、润滑油蒸发损失测定法(诺亚克法)(SH/T0059)、润滑油氧化安定性测定法(旋转氧弹法)(SH/T0193)。

为了评价润滑油组合物，采用了石油产品铜片腐蚀试验(GB/T5096或ASTM D130)，FZG齿轮机试验(ASTM D5182或DIN 51354)，锥形滚动轴承试验(DIN51350/6)，小轿车手动变速箱循环台架实验(上海大众专用试验台架)，Mack循环台架(ASTM D5579)，后桥齿轮台架试验(东风汽车公司专用试验台架)。

本发明对润滑油组合物中的各基础油组分、添加剂组分进行精心选择，并对各组分油、各组分功能添加剂以及基础油与添加剂间的相互作用关系进行了全面系统的研究，把减磨剂、含磷抗磨剂、无灰分散剂、高温抗氧剂、金属清净剂之间错综矛盾的性能关系进行了平衡统一，使本发明的通用齿轮润滑油组合物与其它小轿车变速箱油相比具有突出的热安定性及部件清净性。

(四)具体实施方式

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，都在本发明的范围之内。

实施例1：

润滑油组合物(I)，它包括：79.0wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油(组分A)；16.0wt％的聚甲基丙烯酸酯(组分B)；0.40wt％聚a-烯烃(组分C)；1.0wt％的二异辛基二硫代磷酸锌(组分D)；1.50wt％的高碱值烷基磺酸钙(组分E)；1.50wt％的高活性聚异丁烯丁二酰亚胺(组分F)；0.30wt％的二正辛基硫醚(组分G)；0.30wt％的二油酸季戊四醇酯(组分H)。润滑油组合物(II)除组分(A)79.0wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油被79.0wt％的聚a-烯烃合成油PAO-4替代外，其余均同组合物(I)。润滑油组合物(III)除组分(A)79.0wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油被79.0wt％的双酯合成油替代外，其余均同组合物(I)。润滑油组合物(IV)除组分(A)79.0wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油被79.0wt％的多元醇酯合成油替代外，其余均同组合物(I)。组合物(I)、(II)、(III)、(IV)的主要性质、性能表1中。

表1组合物主要性质、性能

注(1)：钢片评级越低，油品的热氧化安定性越好。

从表中可以看出：(1)酯类合成油的低温性能优于聚a-烯烃合成油，合成油的低温性能优于深精制的矿物油；(2)聚a-烯烃合成油、深精制的矿物油的极压抗磨性能优于酯类合成油；(3)合成油的热氧化安定性优于矿物油。

实施例2：

润滑油组合物(V)，它包括：81.3wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油(组分A)；8.0wt％的聚异丁烯(组分B)；1.5wt％聚甲基丙烯酸酯(组分C)；1.5wt％的二异辛基二硫代磷酸锌(组分D)；3.0wt％的高碱值烷基水杨酸钙(组分E)；3.0wt％的高活性高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺(组分F)；0.7wt％的二壬基二苯胺(组分G)；1.0wt％的油酸十二胺盐(组分H)。润滑油组合物(VI)除组分(D)1.5％的二异辛基二硫代磷酸锌被0.75wt％的异辛基酸性磷酸酯十二胺盐和0.75wt％的酸性亚磷酸十八烷基酯替代外，其余均同组合物(V)。组合物(V)、(VI)的主要性质、性能列表2中。

表2组合物主要性质性能

表2结果表明，二异辛基二硫代磷酸锌的防腐性能优于异辛基酸性磷酸酯十二胺盐与酸性亚磷酸十八烷基酯的复合，但异辛基酸性磷酸酯十二胺盐与酸性亚磷酸十八烷基酯的复合的抗磨性能优于二异辛基二硫代磷酸锌。

实施例3：

润滑油组合物(VII)，它包括：71.0wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油(组分A)；12.0wt％的聚异丁烯(组分B)；1.5wt％聚甲基丙烯酸酯(组分C)；1.0wt％的二异辛基二硫代磷酸锌，1.5wt％的异辛基酸性磷酸酯十二胺盐，1.5wt％的酸性亚磷酸十二烷基酯(组分D)；4.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙(组分E)；2.5wt％的硼化的高活性聚异丁烯丁二酰亚胺，2.0wt％的硼化的高活性高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺(组分F)；2.0wt％的酚类抗氧剂(组分G)；0.5wt％的十二醇(组分H)。润滑油组合物(VIII)除组分(E)4.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙被4.5wt％的高碱值烷基磺酸钙替代外，其余均同组合物(VII)。润滑油组合物(IX)除组分(E)4.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙被4.5wt％的高碱值烷基水杨酸钙替代外，其余均同组合物(VII)。润滑油组合物(X)除组分(E)4.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙被1.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙和3.0wt％的高碱值烷基磺酸钙替代外，其余均同组合物(VII)。润滑油组合物(XI)除组分(E)4.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙被1.5wt％的高碱值硫化烷基酚钙和3.0wt％的高碱值烷基水杨酸钙替代外，其余均同组合物(VII)。组合物(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)的主要性质、性能列表3中。

表3组合物主要性质、性能

表3结果表明，不同类别的金属清净剂对油品热氧化后铜棒失重和钢棒外观影响不大，，但对油品热氧化后的总沉渣影响较大。两种金属清净剂复合使用效果较为理想，与市售的小轿车手动变速箱油相比，本发明提供的齿轮油组合物具有特别突出的热安定性和部件清净性，是一种清洁型的齿轮油。

实施例4：

添加剂组合物(XII)，它包括：30.00wt％的大庆加氢异构脱蜡基础油5号油，44.75wt％的聚a-烯烃合成油PAO-4(组分A)；16.0wt％的聚甲基丙烯酸酯(组分B)；0.5wt％聚a-烯烃(组分C)；1.50wt％的二异辛基二硫代磷酸锌(组分D)；1.50wt％的高碱值烷基磺酸盐，1.50wt％的高碱值硫化烷基酚盐(组分E)；1.5wt％的硼化高活性聚异丁烯丁二酰亚胺，1.5wt％的硼化高活性高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺(组分F)；1.0wt％的酚类抗氧剂(组分G)；0.25wt％的十八胺(组分H)。组合物(XII)的评价结果列表4中。

表4组合物(XII)评价结果

实验结果表明，润滑油组合物(XII)不仅通过了东风汽车公司后桥齿轮台架，而且还通过了与Mack循环台架及上海大众小轿车手动变速箱循环台架，可完全满足所有小轿车传动系统润滑，同时满足车辆驱动桥、卡车及公共汽车手动变速箱润滑，是一种通用齿轮油。

Claims (13)

1.一种清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于它含有：

(A)至少一种高粘度指数深精制矿物油，或合成油，或它们任意组合物，组合物含组分(A)71～85wt％，

(B)至少一种粘度指数改进剂，为分子量500～2000的聚甲基丙烯酸酯，或分子量800～2000的聚异丁烯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(B)5～20wt％，

(C)至少一种降凝剂，为聚甲基丙烯酸酯，或聚a-烯烃，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(C)0.1～2.0wt％，

(D)至少一种含磷抗磨添加剂，为二烷基二硫代磷酸锌，或磷酸酯及其胺盐，或亚磷酸酯及其胺盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(D)1.0～5.0wt％，

(E)至少一种金属清净剂，为烷基磺酸盐，或烷基水杨酸盐，或硫化烷基酚盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(E)1.0～5.0wt％，

(F)至少一种无灰分散剂，为聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(F)1.0～5.0wt％，

(G)至少一种高温抗氧剂，为二烷基硫醚，或酚类抗氧剂，或胺类抗氧剂，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(G)0.2～2.0wt％，

(H)至少一种减摩剂，为长链脂肪酸，或长链脂肪胺，或长链脂肪醇，或长链的脂肪酸酯，或长链的脂肪酸胺盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(H)0.1～1.0wt％。

2.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(A)组分为异构脱蜡加氢基础油，或聚a-烯烃合成油，或酯类合成油，或以上组分的任意组合物。

3.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(D)组分为二烷基二硫代磷酸锌，或磷酸酯胺盐，或长链的酸性亚磷酸酯，或它们任意组合的混合物。

4.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(E)组分为高碱值烷基磺酸钙，或高碱值烷基水杨酸钙，或高碱值硫化烷基酚钙，或它们任意组合的混合物。

5.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(F)组分为高活性聚异丁烯基丁二酰亚胺，或高活性高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化高活性聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化高活性高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺，或它们任意组合的混合物。

6.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(G)组分为二烷基硫醚，或2、6-二叔丁基对甲酚，或二烷基二苯胺，或它们任意组合的混合物。

7.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(B)组分含量为8～20wt％。

8.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(C)组分含量为0.1～1.5wt％。

9.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(D)组分含量为1.0～4.0wt％。

10.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(E)组分含量为1.5～4.5wt％。

11.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(F)组分含量为1.5～4.5wt％。

12.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(G)组分含量为0.3～2.0wt％。

13.根据权利要求1所述的清洁型通用齿轮润滑油组合物，其特征在于(H)组分含量为0.3～1.0wt％。