CN102690702A

CN102690702A - 极压抗磨开式齿轮油

Info

Publication number: CN102690702A
Application number: CN2012101998247A
Authority: CN
Inventors: 宋铁成; 赵嘉莹; 姬文琦; 宋传军
Original assignee: SHANGHAI FUDAO CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Current assignee: SHANGHAI FUDAO NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2032-06-18
Also published as: CN102690702B

Abstract

本发明公开了一种极压抗磨开式齿轮油，由以下重量组分组成增粘剂20%～40%、防锈剂1%～2%、抗氧剂0.08%～1%、抗泡剂5～50ppm、抗乳化剂0.05%～0.4%、极压抗磨剂0.002%～1%、清净分散剂0.2%～2%、余量为基础油，极压抗磨剂为纳米石墨烯。加入纳米石墨烯作为极压抗磨剂来改善了齿轮油的极压抗磨性，抗磨效果显著，磨损量可减少52%；另外采用有效的粘附剂、清净剂、防锈抗腐蚀添加剂、抗氧剂，确保了本发明油品的粘附性、粘温特性、抗氧防锈性；同时还加入了分散剂，解决了纳米石墨烯作为固体极压剂在油品中分散性差导致堵塞设备的问题。

Description

极压抗磨开式齿轮油

技术领域

本发明涉及一种齿轮油，特别涉及一种极压抗磨开式齿轮油。

背景技术

现有的开式齿轮油一般以矿物油作为基础油，此外还加入各种添加剂，如清净分散剂、抗氧抗腐剂、破乳剂、抗泡剂、油性剂和极压抗磨剂等。由于齿轮工作时负荷较大，所以具有良好的极压抗磨性是评价齿轮油优劣的重要标准。

传统的极压抗磨剂主要是含硫型和含磷型。此类化合物的极压抗磨性与高温稳定性很难达到一个合适的平衡，同时，对齿轮的抗乳化有着负面的影响，会降低油膜强度导致破裂。此外，磷硫本身对机件有腐蚀性。故此类极压抗磨剂实际上是用缓慢腐蚀替代快速磨损。

而现有的新技术，如专利CN101029264中使用的是纳米金刚石粉，该纳米材料是通过负氧平衡法及官能团改性方法制备的，步骤繁琐且成本昂贵，不利于工业大规模生产并且其生产过程中所使用的三硝基甲苯极易爆炸有着很大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有的开式齿轮油抗磨性能不足、生产成本昂贵等问题，提供了一种极压抗磨开式齿轮油，具有优异的氧化安定性和热安定性，良好的粘附力，防水防尘防锈性以及抗乳化性，与此同时提高了开式齿轮油的极压抗磨性，有效保护了设备的运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于由以下重量组分组成：

其中极压抗磨剂为纳米石墨烯，基础油为矿物油，所述基础油均为同牌号的齿轮基础油。

所述的增粘剂为聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或者几种。

所述的防锈剂为苯三唑衍生物、苯并三氮唑衍生物、噻二唑衍生物、石油磺酸盐类防锈剂中的一种或几种。

所述的抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基酚、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种。

所述的抗泡剂为甲基硅油抗泡剂、聚硅氧烷抗泡剂或聚醚类抗泡剂。

所述的抗乳化剂为胺与环氧乙烷缩合物、环氧乙烷环氧丙烷共聚物、聚氧丙烷型的衍生物中的一种或几种。

所述的清净分散剂为烷基苯高碱值合成磺酸钙、己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或几种。

极压抗磨开式齿轮油制备方法和步骤如下：

首先，按胡默法制备纳米氧化石墨烯，由于此纳米氧化石墨烯上的羧基及羟基基团有利于纳米碳粉在油中悬浮，故不需进行还原处理。

胡默法制备纳米石墨烯粉方法如下：

冰浴条件下，将石墨粉与硝酸钠混合溶于浓硫酸中进行超声分散2h，加入适量高锰酸钾，待溶液均匀后将溶液移至35℃油浴下，缓缓加入8倍水，待反应24h后加入30%的过氧化氢溶液适量以除去过量的浓硫酸。最后重复进行离心并洗涤直至pH为中性。将固体取出烘干即得纳米石墨烯粉。

然后，将制得的纳米石墨烯粉与基础油按配比（1%~5%）加入到基础油中，置于行星式球磨机中处理48h。用基础油将此含纳米石墨烯1%~5%的油稀释至配方所需的纳米碳粉的浓度，然后加入上述其他几种添加剂。将此油料置于强力超声波中处理6h即得。此方法制得的开式齿轮油可保持2年不沉淀。

本发明的有益效果是：加入纳米石墨烯作为极压抗磨剂来改善开式齿轮油的极压抗磨性，这是本发明最重要的创新；另外采用有效的粘附剂、清净剂、防锈抗腐蚀添加剂、抗氧剂，确保了本发明油品的粘附性、粘温特性、抗氧防锈性；同时还加入了分散剂，解决了纳米石墨烯作为固体极压剂在油品中分散性差导致堵塞设备的问题。

石墨烯目前是世上最薄却也是强度最大的纳米材料，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，其制备方法简单，不需进行再改性，且成本低廉，因此制备石墨烯作为极压剂不管从耐压性、经济性和安全上来说，都优于专利CN101029264中制备纳米金刚石。

以此极压剂制成的开式齿轮油减摩抗磨效果显著，磨损量可减少52%，机械效率可提高2.94%。

具体实施方式

现在结合具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种修改，这些等效的变化和修饰同样落入本发明所限定的保护范围。

实施例一

本发明采用如下重量组分组成：增粘剂聚异丁烯25%、防锈剂苯三唑衍生物1%、抗氧剂2，6-二叔丁基对甲酚0.1%、抗炮剂T901甲基硅油5ppm、抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.4%、极压抗磨剂纳米石墨烯0.5%、清净分散剂烷基苯高碱值合成磺酸钙0.2%，余量为矿物油。

本发明的制备方法和步骤如下：

首先，用胡默法制备纳米石墨烯粉，然后，用制得的纳米石墨烯粉与基础油按配比（1%~5%）加入到基础油中，置于行星式球磨机中处理48h，用基础油将此含纳米石墨烯1%~5%的油稀释至所需的纳米碳粉的浓度为0.5%，然后按比例加入上述其他几种添加剂。将此油料置于强力超声波中处理6h即得。

实施例二

本发明采用如下重量组分组成：增粘剂聚甲基丙烯酸酯20%、防锈剂苯并三氮唑衍生物1.2%、抗氧剂2,6-二叔丁基酚0.08%、抗泡剂聚硅氧烷10ppm，抗乳化剂环氧乙烷环氧丙烷共聚物0.05%、极压抗磨剂纳米石墨烯0.002%、清净分散剂己烯基双硬脂酰胺0.5%、余量为矿物油。

本发明的制备方法和步骤如下：

首先，用胡默法制备纳米石墨烯粉，然后，用制得的纳米石墨烯粉按与基础油按配比（1%~5%）加入到基础油中，置于行星式球磨机中处理48。用基础油将此含纳米石墨烯1%~5%的油稀释至所需的纳米碳粉的浓度0.002%，然后按比例加入上述其他几种添加剂。将此油料置于强力超声波中处理6h即得。

实施例三

本发明采用如下重量组分组成：增粘剂氢化苯乙烯双烯共聚物32%、防锈剂噻二唑衍生物2%、抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯1%、聚醚类抗泡剂25ppm、抗乳化剂聚氧丙烷型的衍生物D1140.2%、极压抗磨剂0.5%、清净分散剂硬脂酸单甘油酯2%、余量为矿物油。

本发明的制备方法和步骤如下：

首先，用胡默法制备纳米石墨烯粉，然后，用制得的纳米石墨烯粉按与基础油按配比（1%~5%）加入到基础油中，置于行星式球磨机中处理48h。用基础油将此含纳米石墨烯1%~5%的油稀释至所需的纳米碳粉的浓度0.5%，然后按比例加入上述其他几种添加剂。将此油料置于强力超声波中处理6h即得。

实施例四

本发明采用如下重量组分组成：增粘剂聚异丁烯40%、石油磺酸盐类防锈剂1.5%、抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.6%、抗泡剂T901甲基硅油50ppm、抗乳化剂环氧乙烷环氧丙烷共聚物0.3%、极压抗磨剂纳米石墨烯1%、清净分散剂三硬脂酸甘油酯1.2%，余量为矿物油。

本发明的制备方法和步骤如下：

首先，用胡默法制备纳米石墨烯粉，然后，用制得的纳米石墨烯粉按与基础油按配比为（1%~5%）加入到基础油中，置于行星式球磨机中处理48。用基础油将此含纳米石墨烯1%~5%的油稀释至所需的纳米碳粉的浓度1%，然后按比例加入上述其他几种添加剂。将此油料置于强力超声波中处理6h即得。

实施例五

本发明制作的极压抗磨开式齿轮油A与现有的负荷工业开式齿轮油B进行对比，油A中加入了0.05%的纳米石墨烯为极压抗磨剂，同时也加入了增粘剂、清净分散剂、防锈剂、抗氧剂等添加剂。

用油A与原油B作对比试验，用PC201机械效率测试机测试其机械效率，用四球机测试磨损性能。通过对比，在两种负载情况下，油A比原油B机械效率提高了2.94%，磨损量减少了52%。

本发明的性能指标如下表：

由检测数据可知，本产品100℃时运动粘度可达225/mm²·s^-1，能形成较厚的润滑油膜，有较强的抗负载能力，且由四球机试验数据可知，本产品有着优异的极压抗磨性，能够对齿轮设备进行有效润滑减小设备磨损，延长设备的使用寿命。同时，本产品有着卓越的防腐蚀性能，能够有效地保护润滑系统中包括钢、铝、镁、铁等多种金属零部件，优异的防腐、缓蚀体系能够长期有效的防止腐蚀现象的产生，完全满足开式齿轮油在暴露条件下对防潮防锈等方面的工艺要求，性能长效稳定，适宜于常年使用，长期有效。

以上显示仅描述了本发明的主要特征和发明点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。在不脱离本发明点和保护范围的前提下，本发明还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定。

Claims

1.一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于由以下重量组分组成：

其中极压抗磨剂为纳米石墨烯，基础油为矿物油。

2.根据权利要求1所述的一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于：所述的增粘剂为聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于：所述的防锈剂为苯三唑衍生物、苯并三氮唑衍生物、噻二唑衍生物、石油磺酸盐类防锈剂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于：所述的抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基酚、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于：所述的抗泡剂为甲基硅油抗泡剂、聚硅氧烷抗泡剂或聚醚类抗泡剂。

6.根据权利要求1所述的一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于：所述的抗乳化剂为胺与环氧乙烷缩合物、环氧乙烷环氧丙烷共聚物、聚氧丙烷型的衍生物中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种极压抗磨开式齿轮油，其特征在于：所述的清净分散剂为烷基苯高碱值合成磺酸钙、己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或几种。