CN103497818A - 一种润滑油组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种润滑油组合物及其制备方法，该润滑油组合物包括：50～80wt%的聚α-烯烃、19～39wt%的酯类油、0.1～3.0wt%的抗氧剂、0.01～0.5wt%的金属钝化剂、0.1～3.0wt%的腐蚀抑制剂、0.5～5.0wt%的极压抗磨剂与0.0005～0.05wt%消泡剂。与现有润滑油相比，本发明润滑油中聚α-烯烃具有良好的粘温性能、低温流动性及较好的热氧化安定性，同时具有良好的氧化稳定性和高温性的酯类油可提高润滑油组合物的高温氧化性能，并且通过添加氧化稳定性及极压抗磨性能较好的添加剂组成复合体系，在各添加剂相互作用下，使得该润滑油组合物具有较好的极压润滑性和高温氧化安定性。

Description

一种润滑油组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，尤其涉及一种润滑油组合物及其制备方法。

背景技术

随着汽车技术水平的提高，节能减排的限制以及人们对汽车驾驶性能的不断要求，汽车变速箱技术水平也在不断进步。双离合器自动变速器（DCT）技术对汽车燃油经济性和换挡平顺性有较大的提高，所以其在汽车上的装配率不断上升，有关机构预测DCT市场需求在2015年将达到10%。

国外DCT技术发展较早，如保时捷PDK（Porsche Dual Klutch）技术，大众DSG（Direct Shift Gearbox）技术，福特欧洲公司GETRAG-Ford技术，沃尔沃Power-shift技术，三菱TC-SST技术均属于双离合自动变速箱技术。

其中以DSG变速器为例，DSG变速器是大众汽车在2002年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示的技术创新，与传统的手动档相比，使用更方便、顺畅，动力输出不间断；与传统的自动档相比，也有着明显的区别，DSG变速器没有采用扭矩变速器，自动转换更灵活，而且也不是在传统概念的自动变速器基础上开发出来的。DSG变速器最突出的特点就是由液压控制的湿式双离合器系统，其中一个离合器负责控制技术齿轮和倒档齿轮，一个离合器负责控制偶数齿轮，可以说是由两个平行的变速器配合组成的一个变速器。精密的离合器动作带来的结果就是换挡时对牵引力几乎没有影响，因此能够产生无与伦比的动力转换，同时感觉顺畅并且非常舒适。

2012年3月，大众在国内因DSG变速器故障事件而备受关注。大众装配DSG的汽车使用过程中出现了以下故障：换挡时出现明显间断或连续的异响；换挡时顿挫感明显超出正常范畴；低速或匀速行驶时突然加速或转速突然升高；行驶时档位只能停留在1、3、5、7四个奇数档上等。这些故障的造成除了DSG本身的设计外，它所使用的润滑油对其有很大影响。

上述现象的出现是由于DCT系统的工作特点不同于已有的AT、MT、CVT和AMT系统，相比传统的自动变速器油（ATF），双离合器自动变速器油（DCTF）需要满足齿轮、轴承、轴类等零件的润滑以及同步器摩擦特性的要求，用于DCT的润滑油要同时具有手动变速器油和自动变速器油的功能和技术要求。

而具体到DSG变速器要求具有低转速高扭矩和长换油期的特点，但其目前所用的润滑油由于其添加体系的问题导致该润滑油在高温条件下极压抗磨方面出现问题，从而导致异响和抖动顿挫等情况。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种润滑油组合物及其制备方法，该润滑油组合物高温氧化性及极压抗磨性较好。

本发明提供了一种润滑油组合物，包括：

所述抗氧剂选自有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化物中的一种或几种；

所述金属钝化剂选自苯并三唑类化合物、噻二唑类化合物和有机胺类化合物中的一种或几种；

所述腐蚀抑制剂选自磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸类化合物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；

所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种。

优选的，所述聚α-烯烃在40℃时的运动粘度为50～1500mm²/s。

优选的，所述聚α-烯烃为PAO6、PAO8、PAO10、PAO16、PAO20和PAO40中的一种或几种。

优选的，所述酯类油在40℃时的运动粘度为30～60mm²/s。

优选的，所述抗氧剂选自2,6二叔丁基酚、二烷基二苯胺、N-苯基-α-萘胺、亚甲基-二（二丁基二硫代氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸铜中的一种或几种。

优选的，所述金属钝化剂选自N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑、T561噻二唑衍生物、苯并三氮唑和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物中的一种或几种。

优选的，所述腐蚀抑制剂选自十二烯基丁二酸半酯、N-油酸肌氨酸十八胺盐、、石油磺酸钡、、二壬基萘磺酸钡盐、合成磺酸钠和双十三烷基磷酸十二烷氧基丙基异丙醇胺盐中的一种或几种。

优选的，所述极压抗磨剂选自二烷基二硫代氨基甲酸盐、有机钼酸酯、硫代磷酸酯胺盐、磷酸三甲酚酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三（丙基苯基）酯和亚磷酸二丁酯中的一种或几种。

优选的，所述抗泡剂为硅型抗泡剂或非硅型抗泡剂。

本发明还提供了一种润滑油组合物的制备方法，包括：

将50～80wt%的聚α-烯烃、19～39wt%的酯类油、0.1～3.0wt%的抗氧剂、0.01～0.5wt%的金属钝化剂、0.1～3.0wt%的腐蚀抑制剂、0.5～5.0wt%的极压抗磨剂与0.0005～0.05wt%消泡剂混合，搅拌均匀，得到润滑油组合物；

所述抗氧剂选自有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化物中的一种或几种；

所述金属钝化剂选自苯并三唑类化合物、噻二唑类化合物和有机胺类化合物中的一种或几种；

所述腐蚀抑制剂选自磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸类化合物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；

所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种。

本发明提供了一种润滑油组合物及其制备方法，该润滑油组合物包括：50～80wt%的聚α-烯烃、19～39wt%的酯类油、0.1～3.0wt%的抗氧剂、0.01～0.5wt%的金属钝化剂、0.1～3.0wt%的腐蚀抑制剂、0.5～5.0wt%的极压抗磨剂与0.0005～0.05wt%消泡剂；所述抗氧剂选自有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化物中的一种或几种；所述金属钝化剂选自苯并三唑类化合物、噻二唑类化合物和有机胺类化合物中的一种或几种；所述腐蚀抑制剂选自磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸类化合物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种。与现有润滑油组合物相比，本发明润滑油通过选用聚α-烯烃与酯类油两者为基础油，其中聚α-烯烃具有良好的粘温性能、低温流动性及较好的热氧化安定性，同时具有良好的氧化稳定性和高温性能的酯类油也使润滑油组合物的高温氧化安定性能得到提高，并且通过添加能提高油品氧化稳定性及极压抗磨性能较好的添加剂复合体系，在各添加剂相互作用下，使得该润滑油组合物具有较好的极压润滑性和高温氧化安定性。

具体实施方式

本发明提供了一种润滑油组合物，包括：

所述抗氧剂选自有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化物中的一种或几种；

所述金属钝化剂选自苯并三唑类化合物、噻二唑类化合物和有机胺类化合物中的一种或几种；

所述腐蚀抑制剂选自磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸类化合物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；

所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种。

其中，所述聚α-烯烃为本领域技术人员熟知的聚α-烯烃即可，也称PAO基础油，并无特殊的限制，其不含任何非烃类和芳烃、环烷烃等环状烃类，而基本上全是由一类独特的梳状结构的异构烷烃所组成，由于其独特的化学结构，PAO基础油具有非常优异的粘温特性、低温流动性和物理、化学稳定性（较低的挥发度和较高的热氧化安定性），并且由于其卓越的综合性能，使其在减小摩擦磨损、提高燃油经济性、延长设备寿命和换油期以减少环境污染等方面具有其他矿物基础油难以比拟的优势。本发明中所述聚α-烯烃的含量优选为55～80wt%，更优选为60～75wt%；所述聚α-烯烃优选在40℃时的运动粘度为50～1500mm²/s；其种类优选为PAO6、PAO8、PAO10、PAO16、PAO20与PAO40中的一种或几种。

抗氧剂可延缓基础油在贮存和使用过程中的氧化，从而延长润滑油组合物的寿命。本发明中所述抗氧化剂的含量优选为0.1～2wt%，更优选为0.1～1wt%。所述抗氧化剂为本领域技术人员熟知的抗氧化剂即可，并无特殊的限制。本发明中优选为有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化合物中的一种或几种。有机酚类化合物及胺类化合物属于自由基捕获剂，可捕获过氧化物自由基形成过氧化物，从而防止润滑油中烃类化合物的氧化反应；硫氮型复合物和有机硒化物属于过氧化物分解剂，其可使过氧化物转化成非自由基产物，使连锁反应中断，并且能在热分解过程中产生无机络合物，在金属表面形成保护膜而起到抗腐作用。本发明中抗氧剂优选选自2,6二叔丁基酚、二烷基二苯胺、N-苯基-α-萘胺、亚甲基-二（二丁基二硫代氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸铜中的一种或几种。

润滑油在使用过程中不可避免的与金属接触，而金属对油品的氧化起到催化作用，加快了油品的氧化变质速度。为了降低金属对油品氧化的催化作用，需要用到金属钝化剂，也称金属减活剂。金属钝化剂不仅是有效的抗氧化剂，也是一种很好的铜腐蚀抑制剂、抗磨剂和防锈剂。本发明润滑油组合物中所述金属钝化剂的含量优选为0.05～0.3wt%，更优选为0.05～0.2wt%。所述金属钝化剂的种类选用本领域技术人员熟知的金属钝化剂即可，并无特殊的限制，本发明中所述金属钝化剂优选为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物和有机胺类化合物中的一种或几种，更优选为N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑（牌号为T551）、牌号为T561的噻二唑衍生物、苯并三氮唑和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物中的一种或几种。

腐蚀抑制剂即防锈剂，可在金属表面上形成牢固的吸附膜，隔绝金属表面与水或空气中的氧接触，破坏电化学反应的条件，从而防止锈蚀的产生。本发明中所述腐蚀抑制剂的含量优选为0.1～2wt%。所述腐蚀抑制剂优选为磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸衍生物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；更优选为十二烯基丁二酸半酯、N-油酸肌氨酸十八胺盐、石油磺酸钡、、二壬基萘磺酸钡盐、合成磺酸钠和双十三烷基磷酸十二烷氧基丙基异丙醇胺盐中的一种或几种。

本发明中，所述极压抗磨剂的含量优选为0.5～8wt%，更优选为0.5～5wt%。极压抗磨剂在金属表面承受负荷的条件下，能防止金属表面的磨损、擦伤甚至烧结。极压抗磨剂一般具有高活性基团，在局部的高温高压下，能与金属表面反应形成保护膜。本发明中所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种；更优选为自二烷基二硫代氨基甲酸盐、有机钼酸酯、硫代磷酸酯胺盐、、磷酸三甲酚酯（TCP）、磷酸三甲苯酯、磷酸三（丙基苯基）酯和亚磷酸二丁酯中的一种或几种。

油品使用了各种添加剂，特别是表面活性剂；油品本身被氧化变质；油温上升和压力下降而释放出空气；润滑油与空气接触时高速搅拌等原因会导致润滑油发泡。发泡会导致油泵率下降，能耗增加；破坏润滑油的正常润滑状态，加快机械磨损；润滑油与空气接触面积增大，促进润滑油的氧化变质等，因此需加入抗泡剂，抗泡剂会抑制油品使用过程中产生的泡沫，以便形成更完整的油层，对设备提供有效保护。本发明中所述抗泡剂的含量优选为0.005～0.03wt%，更优选为0.05～0.02wt%；所述抗泡剂的种类优选为硅型或非硅型消泡剂，优选为5000号甲基硅油消泡剂、聚甲基丙烯酸酯非硅消泡剂、800号硅油消泡剂、9000号硅油消泡剂等，更优选为9000号硅油消泡剂。

本发明润滑油通过选用聚α-烯烃与酯类油两者为基础油，其中聚α-烯烃具有良好的粘温性能、低温流动性及较好的热氧化安定性，同时酯类油也具有良好的氧化稳定性和高温性能使润滑油组合物的高温氧化安定性能得到提高，并且添加能提高油品氧化稳定性及极压抗磨性能的添加剂复合体系，通过各添加剂相互作用，使得该润滑油组合物具有较好的极压润滑性和高温氧化安定性。

本发明还提供了一种润滑油组合物的制备方法，包括以下步骤：

将50～80wt%的聚α-烯烃、19～39wt%的酯类油、0.1～3.0wt%的抗氧剂、0.01～0.5wt%的金属钝化剂、0.1～3.0wt%的腐蚀抑制剂、0.5～5.0wt%的极压抗磨剂与0.0005～0.05wt%消泡剂混合，搅拌均匀，得到润滑油组合物。

所述金属钝化剂选自苯三唑衍生物、噻二唑衍生物和有机胺类化合物中的一种或几种；所述腐蚀抑制剂选自脂肪酸、脂肪酸衍生物、磺酸盐和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；所述腐蚀抑制剂选自脂肪酸、脂肪酸衍生物、磺酸盐和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物和有机氯化物中的一种或几种。

其中，所述聚α-烯烃、酯类油、抗氧剂、金属钝化剂、腐蚀抑制剂、极压抗磨剂及消泡剂均同上所述，在此不再赘述。

本发明对制备润滑油组合物的容器并无特殊的限制，优选在调配釜中进行。所述润滑油组合物的过程优选具体为：将0.1～3.0wt%的抗氧剂、0.01～0.5wt%的金属钝化剂、0.1～3.0wt%的腐蚀抑制剂、0.5～5.0wt%的极压抗磨剂与0.0005～0.05wt%消泡剂依次加至50～80wt%的聚α-烯烃与19～39wt%的酯类油中，搅拌均匀，得到润滑油组合物。

按照本发明，所述搅拌的条件优选为温度45℃～130℃、真空度52Pa～400Pa；其中所述温度优选为60℃～120℃，更优选为80℃～120℃；所述真空度优选为65Pa～300Pa，更优选为70Pa～200Pa。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种润滑油组合物及其制备方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

将3wt%的二烷基二硫代氨基甲酸盐、2wt%的牌号为4702的双酚型抗氧剂、0.1wt%的N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑、5wt%的有机钼酸酯、0.3wt%的二壬基萘磺酸钡与0.001wt%的甲基硅油（5000）依次加入55wt%的聚α-烯烃PAO10与余量的酯类油（SH5102）中，在110℃、80Pa的条件下搅拌均匀，得到润滑油组合物。

对实施例1中得到的润滑油组合物的性能进行测试，得到结果见表1。

表1实施例1润滑油组合物的性能检测结果

实施例2

将3wt%的二烷基二硫代氨基甲酸盐、2wt%的牌号为4702的双酚型抗氧剂、0.1wt%的N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑、5wt%的有机钼酸酯、0.3wt%的二壬基萘磺酸钡与0.0015wt%的甲基硅油（5000）依次加入55wt%的聚α-烯烃PAO10与余量的酯类油（SH5102）中，在110℃、80Pa的条件下搅拌均匀，得到润滑油组合物。

对实施例2中得到的润滑油组合物的性能进行测试，得到结果见表2。

表2实施例2润滑油组合物的性能检测结果

实施例3

将3wt%的二烷基二硫代氨基甲酸盐、2wt%的牌号为4702的双酚型抗氧剂、0.1wt%的N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑、5wt%的有机钼酸酯、0.3wt%的二壬基萘磺酸钡与0.0015wt%的甲基硅油（5000）依次加入60wt%的聚α-烯烃PAO10与余量的酯类油（SH5102）中，在110℃、80Pa的条件下搅拌均匀，得到润滑油组合物。

对实施例3中得到的润滑油组合物的性能进行测试，得到结果见表3。

表3实施例3润滑油组合物的性能检测结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种润滑油组合物，其特征在于，包括：

所述抗氧剂选自有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化物中的一种或几种；

所述金属钝化剂选自苯并三唑类化合物、噻二唑类化合物和有机胺类化合物中的一种或几种；

所述腐蚀抑制剂选自磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸类化合物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；

所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述聚α-烯烃在40℃时的运动粘度为50～1500mm²/s。

3.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述聚α-烯烃为PAO6、PAO8、PAO10、PAO16、PAO20和PAO40中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述酯类油在40℃时的运动粘度为30～60mm²/s。

5.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自2,6二叔丁基酚、二烷基二苯胺、N-苯基-α-萘胺、亚甲基-二（二丁基二硫代氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸铜中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述金属钝化剂选自N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑、T561噻二唑衍生物、苯并三氮唑和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述腐蚀抑制剂选自十二烯基丁二酸半酯、N-油酸肌氨酸十八胺盐、石油磺酸钡、、二壬基萘磺酸钡盐、合成磺酸钠和双十三烷基磷酸十二烷氧基丙基异丙醇胺盐中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述极压抗磨剂选自二烷基二硫代氨基甲酸盐、有机钼酸酯、硫代磷酸酯胺盐、、磷酸三甲酚酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三（丙基苯基）酯和亚磷酸二丁酯中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的润滑油组合物，其特征在于，所述抗泡剂为硅型抗泡剂或非硅型抗泡剂。

10.一种润滑油组合物的制备方法，其特征在于，包括：

将50～80wt%的聚α-烯烃、19～39wt%的酯类油、0.1～3.0wt%的抗氧剂、0.01～0.5wt%的金属钝化剂、0.1～3.0wt%的腐蚀抑制剂、0.5～5.0wt%的极压抗磨剂与0.0005～0.05wt%消泡剂混合，搅拌均匀，得到润滑油组合物；

所述抗氧剂选自有机酚类化合物、胺类化合物、硫氮型复合物和有机硒化物中的一种或几种；

所述金属钝化剂选自苯并三唑类化合物、噻二唑类化合物和有机胺类化合物中的一种或几种；

所述腐蚀抑制剂选自磺酸盐化合物、脂肪酸、脂肪酸类化合物和复合磷酸酯类化合物中的一种或几种；

所述极压抗磨剂选自磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、有机硫化物、磷氮复合型化合物、硫磷氮复合型化合物、有机氯化物与有机钼酸酯中的一种或几种。