CN102676279A - 一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于组合物的组分和含量按重量百分比为：抗氧剂0.3～1.5％、防锈剂0.03～0.2％、抗磨剂0.03～1％、破乳剂0.003～0.1％、抗泡剂0.001～0.1％、金属钝化剂0.02～0.1％、余量为基础油；该组合物直接进行液相锈蚀试验(合成海水，24h)，无锈；在90℃下加入蒸馏水搅拌半小时后，分离出的油层继续进行液相锈蚀试验(合成海水，24h)，仍无锈，蒸汽法抗乳化时间小于180s，FZG失效级大于12级，粘度等级为ISO VG68，抗泡性小于65-65-65/0(mL/mL)，空气释放性小于8min，TOST氧化寿命大于10000h。

Description

一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物，特别是适合在船舶蒸汽轮机上使用的船舶蒸汽轮机润滑油组合物。

背景技术

受船舶机舱空间限制，作为船舶主机动力的蒸汽轮机及其附属设备的体积相对较小，因此，对船舶蒸汽轮机润滑油的各项性能提出了更高的要求。首先是对润滑油的粘度和极压性能要求，蒸汽轮机的转数在4000rpm左右，经过二级减速齿轮，将转速降低到150rpm左右，减速比非常大，润滑油的粘度一般为ISO VG 68或ISO VG 100，极压性能一般要求不小于9级。其次是对润滑油防锈性能的要求，由于船舶长期在海洋上航行，受海水和盐雾的影响较大，同时，因船舶蒸汽轮机的轴封很短，蒸汽非常容易窜入润滑油中，要求油品经过高温水洗后仍应具有良好的防锈性能。此外，因油箱体积小，润滑油的循环倍率增加，导致油温较高，在这种工况条件下，要求润滑油应具备极佳的抗乳化、抗氧化、抗泡性和空气分离性。只有兼备上述条件，才能满足远洋船舶长期航行的润滑要求。

中国发明专利公开了一种联合循环汽轮机润滑油组合物，申请号为200810101208.7，该润滑油组合物是按照大型联合循环汽轮机组润滑要求设计，其主要特点采用了耐高温的抗氧剂组合，即烷基二苯胺或/和烷基吩噻嗪，使得产品具有极好的耐高温氧化性能。防锈剂采用了烯基丁二酸/磷酸酯胺盐的复配混合物，试验表明，该物质在高温水洗后进行液相锈蚀(合成海水)试验，钢棒会发生锈蚀，达不到船用润滑油对防锈性能的要求。同时，该组合物没有破乳剂成分，其抗乳化性能较差。因此，该组合物不能满足船舶蒸汽轮机的润滑要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好的耐高温水洗防锈性、抗蒸汽乳化性、极压性的长寿命船舶蒸汽轮机润滑油组合物，该组合物可以很好的满足大型船舶蒸汽轮机的润滑需求。

本发明所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其组分和含量按重量百分比为：抗氧剂0.3～1.5％、防锈剂0.03～0.2％、抗磨剂0.03～1％、破乳剂0.003～0.1％、抗泡剂0.001～0.1％、金属钝化剂0.02～0.1％、余量为基础油；

抗氧剂为烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺的复配混合物；

防锈剂为羧酸和咪唑啉衍生物或酰胺衍生物的复配混合物；

抗磨剂为不含金属的硫磷氮化合物；

破乳剂为聚醚或硅油改性聚醚或胺与环氧树脂缩合物或磷酸酯胺盐；

抗泡剂为聚甲基丙烯酸酯或甲基硅氧烷；

金属钝化剂为苯三唑类衍生物；

基础油为饱和烃含量大于90％，硫含量小于0.03％的II类以上的加氢油和/或合成油。

本发明提供的润滑油组合物，其抗氧剂采用烷基屏蔽酚与烷基二苯胺或烷基萘胺复配混合物，复配混合物的比例为1∶0.02～5，最佳比例为1∶0.05～3。所用的烷基屏蔽酚选用2-位、6-位叔丁基，4-位为C1-C20的烃基、或含-S-、-N-、

的烷基，如2，6-二叔丁基-对甲酚，2，6-二叔丁基-4-二甲基氨基-甲酚，4，4’-亚甲基-双(2，6-二叔丁基-酚)，3，5-二叔丁基-4-羟基酚-丙酸酯等。所用的烷基二苯胺包括二辛基二苯胺、二壬基二苯胺、二苯乙基二苯胺、丁基辛基二苯胺或辛基苯乙基二苯胺。所用的烷基萘胺最好为α-萘胺，N上的烷基为C1-C20的烃基。为了提高汽轮机油的寿命，采用加氢基础油和胺类抗氧剂是非常有效的手段。胺类抗氧剂分子量较大，在高温下的挥发性较小，尤其适用于高温燃气轮机油中。但研究表明，胺类抗氧剂的油泥生成趋势大，而酚类抗氧剂不易生成油泥，因此采用屏蔽酚与烷基二苯胺或烷基萘胺复配使用，可以在提高氧化寿命的同时，降低油泥的生成趋势。船舶蒸汽轮机的使用温度比燃气轮机低，采用酚、胺复配的抗氧剂组合更加适合，抗氧化效果大大提升。本发明所用的抗氧剂用量为组合物总剂量的0.3～1.5％，最好是0.5～1％。

防锈剂为不含金属的羧酸衍生物与咪唑啉衍生物或酰胺衍生物复配混合物，复配混合物的比例为1∶0.2～15，最佳比例为1∶0.5～10。为了能达到优秀的耐高温水洗防锈性能，本发明防锈剂选择了羧酸衍生物与咪唑啉衍生物或酰胺衍生物复配，衍生物中烃基为C1-C20，在加氢基础油中应具有良好的溶解性，同时在水中的溶解性应极小。所用的羧酸衍生物包括烯基丁二酸，烯基丁二酸半酯、烷基苯氧基乙酸等，所用的咪唑啉衍生物或酰胺衍生物在N上接有C1-C20的烃基，包括辛基、癸基、苯基等。加氢基础油对防锈剂的感受性不如溶剂精制的I类基础油，在I类基础油中常用烯基丁二酸类防锈剂等量用于加氢基础油中，液相锈蚀(合成海水)通常难以合格。咪唑啉衍生物或酰胺衍生物单独使用，防锈性能并不如羧酸类防锈剂，但与羧酸防锈剂复配使用时，却表现出理想的防锈性能。本发明使用的防锈剂均具有较长碳链的烃基，即使经过高温水洗，在水中的溶解性也很小，可以满足船舶蒸汽轮机的润滑工况要求。本发明所用的防锈剂组合物用量为组合物总剂量的0.03～0.2％，最好是0.05～0.1％。

极压抗磨剂为不含金属的硫磷氮化合物，包括烷基硫代磷酸酯、烷基亚磷酸盐、烷基磷酸酯胺盐、硫代烯烃或烷基硫代氨基甲酸酯，烷基为C2-C20的烃基，包括丁基、壬基、癸基或苯基等烃基。润滑油中所用的极压抗磨剂一般为含硫、磷、氯、氮等的有机化合物，其作用机理是活性的硫、磷等元素在高温下与金属表面形成物理吸附膜或化学反应膜，把两金属表面隔开，从而起到降低磨损的作用。本发明所用的抗磨剂要注意活性应适中，以免对组合物的抗乳化性、空气释放性等性能造成过大的影响。本发明所用的抗磨剂用量为组合物总剂量的0.03～1％，最好是0.05～0.5％。

破乳剂采用聚醚或硅油改型聚醚或胺与环氧树脂缩合物或磷酸酯胺盐。与不具备极压性能的汽轮机油相比，极压型汽轮机油的蒸汽法抗乳化性能很难通过，因为加入极压抗磨剂后，防锈剂的加量会增大，抗磨剂和防锈剂都是极性添加剂，二者对油品的抗乳化性能影响都很大，因此必须加入破乳剂加以改善。本发明所用的破乳剂用量为组合物总剂量的0.003～0.1％最好是0.005～0.05％。

抗泡剂采用了聚甲基丙烯酸酯或甲基硅氧烷。甲基硅氧烷是润滑油中常用的抗泡剂，其作用原理是以极微小的胶体粒子状态吸附在泡膜上，然后侵入泡膜并扩张，使膜变得越来越薄，最后破裂，从而达到减少泡沫的目的。但加入抗泡剂后，阻碍了油中的小气泡聚集合并成为大气泡，从油中释放出来，使得油品的空气释放性变差。由于本发明组合物的粘度较高，空气释放性本身偏大，因此，采用了不含硅的聚甲基丙烯酸酯抗泡剂，它对空气释放性的影响较小。本发明所用的抗泡剂用量为组合物总剂量的0.001～0.1％，最好是0.003～0.05％。

金属钝化剂为甲基苯三唑的醛-胺缩合物，其作用机理是氮原子吸附在有色金属(铜)的表面，形成致密的吸附膜，以保护铜表面不被腐蚀；同时避免了铜腐蚀形成的铜离子对氧化的催化作用，从而提高了油品的抗氧化性能。金属钝化剂用量为组合物总剂量的0.02～0.1％，最好是0.03～0.07％。

组合物中的基础油应具有较小的空气释放值，本发明采用饱和烃含量大于90％，硫含量小于0.03％的II类或III类加氢油或PAO及酯类合成油。加氢油或PAO合成油的40℃运动粘度应为61.2-74.8mm²/s或90-110mm²/s，能够满足船舶汽轮机油ISO VG 68或VG 100的粘度使用要求。

本发明提供的润滑油组合物具有如下特点：

1、具有极好的防锈性，该组合物直接进行液相锈蚀试验(合成海水，24h)，结果为无锈。在90℃下加入蒸馏水搅拌半小时后，分离出的油层继续进行液相锈蚀试验(合成海水，24h)，结果仍无锈。

2、具有极佳的抗乳化性，其蒸汽法抗乳化时间小于180s。

3、具有优秀的极压性能，其FZG失效级大于12级。

4、具有极优秀的空气分离性，其粘度等级为ISO VG68，抗泡性小于65-65-65/0(mL/mL)，空气释放性小于8min。

5、具有优秀的抗氧化性能，其TOST氧化寿命大于10000h。

具体实施方式

按以下表中所列的组成配制全配方润滑油，所用基础油为II类或III类加氢基础油，饱和烃含量大于90％，硫含量小于0.03％。

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

实施例9

实施例10

Claims (10)

1.一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：组合物的组分和含量按重量百分比为：抗氧剂0.3～1.5％、防锈剂0.03～0.2％、抗磨剂0.03～1％、破乳剂0.003～0.1％、抗泡剂0.001～0.1％、金属钝化剂0.02～0.1％、余量为基础油；

抗氧剂为烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺的复配混合物；

防锈剂为羧酸和咪唑啉衍生物或酰胺衍生物的复配混合物；

抗磨剂为不含金属的硫磷氮化合物；

破乳剂为聚醚或硅油改性聚醚或胺与环氧树脂缩合物或磷酸酯胺盐；

抗泡剂为聚甲基丙烯酸酯或甲基硅氧烷；

金属钝化剂为苯三唑类衍生物；

基础油为饱和烃含量大于90％，硫含量小于0.03％的II类以上的加氢油和/或合成油。

2.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：组合物的组分和含量按重量百分比为：抗氧剂0.5～1％、防锈剂0.05～0.1％、抗磨剂0.05～0.5％、破乳剂0.005～0.05％、抗泡剂0.003～0.05％、金属钝化剂0.03～0.07％、余量为基础油。

3.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：其抗氧剂采用烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺复配混合物，复配混合物重量比为1∶0.02～5。

4.根据权利要求3所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：其抗氧剂采用烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺复配混合物，复配混合物的重量比为1∶0.05～3。

5.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：烷基屏蔽酚选用2，6-二叔丁基-对甲酚，2，6-二叔丁基-4-二甲基氨基-甲酚，4，4’-亚甲基-双(2，6-二叔丁基-酚)或3，5-二叔丁基-4-羟基酚-丙酸酯。

6.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：烷基萘胺为α-萘胺，N上的烷基为C1-C20的烃基。

7.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：防锈剂为不含金属的羧酸衍生物和咪唑啉衍生物或酰胺衍生物复配混合物，复配混合物的比例为1∶0.2～15。

8.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于防锈剂为不含金属的羧酸衍生物和咪唑啉衍生物或酰胺衍生物复配混合物，复配混合物的比例为1∶0.5～10。

9.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于：羧酸衍生物、咪唑啉衍生物、酰胺衍生物中的烃基为C1-C20。

10.根据权利要求1所述的一种船舶蒸汽轮机润滑油组合物，其特征在于羧酸衍生物为烯基丁二酸、烯基丁二酸半酯或烷基苯氧基乙酸。