CN103509636A

CN103509636A - 一种高速列车专用齿轮润滑油组合物

Info

Publication number: CN103509636A
Application number: CN201210211907.3A
Authority: CN
Inventors: 伏喜胜; 续景; 糜莉萍
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: CN103509636B

Abstract

本发明提供了一种高速列车专用齿轮润滑油组合物，它包括（A）至少一种高粘度指数加氢精制Ⅲ类矿物油，或聚烯烃合成油，或酯类合成油，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）至少一种车辆齿轮油复合添加剂；（E）至少一种含磷的抗磨添加剂；（F）至少一种金属减活添加剂；（G）至少一种无灰分散添加剂；（H）至少一种节能减摩剂。上述润滑油组合物具有优良的高速抗擦伤性能、高温清净性及节能减摩性能，与市售的API GL-5车辆齿轮油相比，高速抗擦伤性能可提高33%，传动效率效率可提高15%。

Description

一种高速列车专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，尤其是一种用于高速列车齿轮传动系统所用节能型润滑油组合物，属于润滑油及润滑油添加剂技术领域。

（二）背景技术

随着我国铁路的全面高速化，对高速列车齿轮传动系统的润滑要求越来越严格，主要集中在以下几个方面：（1）高速化要求传动系统齿轮润滑油具有更好的高速抗擦伤性能；（2）高速化导致传动齿轮箱的油温升高，要求传动系统齿轮油具有更好的高温清净性和热氧化安定性；（3）高速铁路的普及，要求传动系统齿轮油具有更好的减摩作用，已达到节能降耗的目的。

目前，列车传动系统齿轮油一般采用满足API GL-5规格要求的重负荷车辆齿轮油，该类齿轮油在高速抗擦伤性、高温清净性、高温稳定性、节能减摩等方面不能满足高速列车齿轮传动系统的润滑要求。本发明提供的高速列车专用齿轮润滑油组合物与市售的API GL-5重负荷车辆齿轮油相比，具有更好的高速抗擦伤性能、高温清净性能、热氧化稳定性能及节能减摩性能，可完全满足高速列车齿轮传动系统的润滑要求，是一种性能优良、节能效果明显的高速列车专用齿轮润滑油组合物。

（三）发明内容

本发明的目的是：提供一种高速列车专用齿轮润滑油组合物，具有优良的高低温性能、高速抗擦伤性能、高温清净性、热氧化稳定性及节能减摩性能，可满足高速列车齿轮传动系统的润滑，达到节能降耗的目的。

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速抗擦伤性、高温清净性、热氧化稳定性及节能减摩性能作为研究的重点，以期达到本发明的润滑油组合物满足高速列车齿轮传动系统的润滑，同时具有明显的节能效果。

本发明调配的高速列车专用齿轮油组合物，具有优良的高速抗擦伤性、高温清净性、热氧化稳定性及节能减摩性能，产品满足SAE75W、75W/80、75W/85、75W/90粘度级别要求，通过了CRC L-42、L-37、L-33、L-60、L-60-1全尺寸齿轮台架及高速列车齿轮传动系统专用台架，可满足高速列车齿轮传动系统的润滑，同时具有明显的节能效果。该产品生产成本低，应用范围广，可满足各种列车的齿轮传动系统润滑，达到节能减摩的目的，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。

本发明的高速列车专用齿轮润滑油组合物，它含有：（A）至少一种高粘度指数加氢精制Ⅲ类矿物油，或聚烯烃合成油，或酯类合成油，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）至少一种车辆齿轮油复合添加剂；（E）至少一种含磷的抗磨添加剂；（F）至少一种金属减活添加剂；（G）至少一种无灰分散添加剂；（H）至少一种节能减摩剂。所说的（A）为高粘度指数加氢精制Ⅲ类矿物油，或聚烯烃合成油，或酯类合成油，或以上组分的任意组合物，所说的润滑油组合物含（A）组分77.00～91.49wt%；所说的（B）为聚甲基丙烯酸酯，所说的润滑油组合物含（B）组分5～20wt%；所说的（C）为聚а-烯烃，所说的润滑油组合物含（C）组分0.1～2.0wt%；所说的（D）为API GL-5重负荷车辆齿轮油复合添加剂，所说的润滑油组合物含（D）组分2.0～10.0wt%；所说的（E）为烷基亚磷酸酯，或烷基膦酸酯，或烷基磷酸酯，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含（E）组分0.2～1.0wt%；所说的（F）为噻二唑烷基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑脂肪胺甲醛缩合物，或烷基化噻二唑，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含（F）组分0.01～0.20wt%；所说的（G）为聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化的聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼磷化的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（G）组分1.0～5.0wt％；所说的（H）为脂肪酸多元醇酯，或硼化脂肪酸多元醇酯，或有机钼盐，或它们任意组合的混合物，所说的润滑油组合物含（H）组分0.2～1.0wt％。

更进一步，本发明的高速列车专用齿轮润滑油组合物，它含有：（A）至少一种高粘度指数加氢精制Ⅲ类矿物油，或聚烯烃合成油，或酯类合成油，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）至少一种车辆齿轮油复合添加剂；（E）至少一种含磷的抗磨添加剂；（F）至少一种金属减活添加剂；（G）至少一种无灰分散添加剂；（H）至少一种节能减摩剂。

其中所说的（A）是异构脱蜡加氢Ⅲ类基础油，或聚а-烯烃合成油，或双酯类合成油，或多元醇酯合成油，或以上组分的任意组合物，含（A）组分的适宜含量为77.00～88.85wt%；

（B）组分较适宜的是分子量200～800的聚甲基丙烯酸酯，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а-烯烃，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API GL-5重负荷车辆齿轮油复合添加剂，组分（D）在润滑油组合物中的适宜含量为2.0～8.0wt%；

（E）组分较适宜的是十二烷基亚磷酸酯，或十八烷基亚磷酸酯，或十二烷基膦酸酯，或十八烷基膦酸酯，或十二烷基磷酸酯，或十八烷基磷酸酯，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0.5～1.0wt%；

（F）组分较适宜的是噻二唑正辛基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑十二烷基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑十八烷基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑正辛胺甲醛缩合物，或噻二唑十二胺甲醛缩合物，或噻二唑十八胺甲醛缩合物，或正辛基噻二唑，或十二烷基噻二唑，或十八烷基噻二唑，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0.05～0.20wt%；

（G）组分较适宜的是聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化的聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼磷化的聚异丁烯基丁二酰亚胺，或它们任意组合的混合物，组分（G）在润滑油组合物中的适宜含量为2.0～5.0wt％；

（H）组分较适宜的是油酸乙二醇酯，或油酸丙三醇酯，或硼化的油酸乙二醇酯，或硼化的油酸丙三醇酯，或二正丁基二硫代氨基甲酸钼，或二正辛基二硫代氨基甲酸钼，或钼胺类化合物，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：上述高速列车专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℃下加入齿轮油复合添加剂（D）、含磷的抗磨添加剂（E）、金属减活添加剂（F）、无灰分散添加剂（G）、节能减摩剂（H），50～60℃下继续搅拌4小时，至混合物均匀透明。

为了筛选基础油组分、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。其中有铜片腐蚀试验（ASTM D130或GB/T5096）、润滑油防锈试验（ASTM D665）、润滑油极压性能测定法（GB/T3142）、润滑油抗磨性能测定法（SH/T0189）、润滑油抗泡性能测定法（ASTM D892）、润滑油高温抗泡性能测定法（ASTM D6082）、烘箱氧化试验、润滑油热安定性测定法（SH/T0209或ASTM D2070）、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）、锥形滚动轴承试验（DIN51350/6）、不同负荷下的摩擦系数测定试验、模拟L-37试验、模拟L-42试验、FZG传动效率试验。

为了评价润滑油组合物，采用了FZG齿轮机试验（ASTM D5182或DIN 51354）、抗擦伤试验（CRC L-42或SH/T0519）、承载能力试验（CRCL-37或SH/T0518）、锈蚀试验（ASTM-STP-512A L-33或SH/T0517）、热氧化安定性试验（ASTM D5704或CRC L-60-1）、热氧化安定性试验（CRCL-60或SH/T0520）。

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：84.8wt％的加氢异构脱蜡Ⅲ类基础油4号油(组分A);14.0wt％的分子量800的聚甲基丙烯酸酯(组分B);1.5wt％聚а-烯烃(组分C);6.0wt%的RHY4208GL-5车辆齿轮油复合剂（组分D）；1.0wt%的酸性亚磷酸十二烷基酯（组分E）；0.2wt%的噻二唑正辛基硫醇甲醛缩合物（组分F）；2.0wt%的聚异丁烯基丁二酰亚胺（组分G）；0.5wt%的油酸乙二醇酯（组分H）。润滑油组合物（Ⅱ）除组分（A）84.8wt%的加氢异构脱蜡Ⅲ类基础油4号油被84.8wt%的聚а-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）84.8wt%加氢异构脱蜡Ⅲ类基础油4号油被84.8wt%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）84.8wt%的加氢异构脱蜡Ⅲ类基础油4号油被84.8wt%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

从表中可以看出：（1）酯类合成油的低温性能优于聚а-烯烃合成油，合成油的低温性能优于深精制的矿物油；（2）聚а-烯烃合成油、深精制的矿物油的节能减摩性能优于酯类合成油。

实施例2：

润滑油组合物（Ⅴ），它包括：wt％的聚а-烯烃合成油PAO-4，wt%的双酯合成油(组分A);20.0wt％的分子量800的聚甲基丙烯酸酯(组分B);0.1wt％聚а-烯烃(组分C);5.0wt%的RHY4208A GL-5车辆齿轮油复合剂（组分D）；0.5wt%的酸性亚磷酸十二烷基酯（组分E）；0.05wt%的噻二唑正辛胺甲醛缩合物，0.05wt%的正辛基噻二唑（组分F）；5.0wt%的硼磷化聚异丁烯基丁二酰亚胺（组分G）；0.3wt%的二正辛基二硫代氨基甲酸钼（组分H）。润滑油组合物（Ⅵ）除组分（E）0.5wt%的酸性亚磷酸十二烷基酯被0.5wt%的十二烷基膦酸酯替代外，其余均同组合物（Ⅴ）。润滑油组合物（Ⅶ）除组分（E）0.5wt%的酸性亚磷酸十二烷基酯被0.5wt%的十二烷基磷酸酯替代外，其余均同组合物（Ⅴ）。组合物（Ⅴ）、（Ⅵ）、（Ⅶ）的试验结果列表2中。

表2组合物试验结果

表2结果表明，不同结构的含磷抗磨添加剂对油品的极压性能影响不大，但对油品的抗磨性能和摩擦系数有较大影响，抗磨和减摩是一对矛盾，亚磷酸酯和磷酸酯摩擦系数较低，但磨斑较大，膦酸酯摩擦系数较高，但磨斑较小。

实施例3：

添加剂组合物（Ⅻ），它包括：55.6wt％的聚ａ－烯烃合成油PAO4，14.4wt％的酯类合成油双酯(组分A);20.0wt％的聚甲基丙烯酸酯(组分B);0.1wt％聚а-烯烃(组分C);3.8wt%的RHY4208A API GL-5车辆齿轮油复合剂（组分D）；0.5wt%的十二烷基亚磷酸酯，0.5wt%的十二烷基膦酸酯（组分E）；0.1wt%的噻二唑十八胺甲醛缩合物（组分F）；2.0wt%的硼磷化聚异丁烯基丁二酰亚胺（组分G）；0.5wt%的硼化油酸丙三醇酯，0.25wt%的二正丁基二硫代氨基甲酸钼，0.25wt%的有机钼胺类化合物（组分H）。组合物（Ⅻ）的评价结果列表3中。

表3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L—42、L—37、L—33、L—60、L—60—1齿轮台架及FZG齿轮机试验，与市售的API GL-5车辆齿轮油相比，高速抗擦伤性能可提高33%，传动效率可提高15%。

Claims

1.一种高速列车专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加氢精制Ⅲ类矿物油，或聚烯烃合成油，或酯类合成油，或以上组分的任意组合物,组合物含组分（A）77.00～91.49wt%，

（B）至少一种粘度指数改进剂，为聚甲基丙烯酸酯，组合物含组分（B）5～20wt%，

（C）至少一种降凝剂，为聚а-烯烃，组合物含组分（C）0.1～2.0wt%，

（D）至少一种车辆齿轮油复合添加剂，为API GL-5重负荷车辆齿轮油复合添加剂，组合物含组分（D）2.0～10.0wt%，

（E）至少一种含磷抗磨添加剂，为烷基亚磷酸酯，或烷基膦酸酯，或烷基磷酸酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（E）0.2～1.0wt%，

（F）至少一种金属减活添加剂，为噻二唑烷基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑脂肪胺甲醛缩合物，或烷基化噻二唑，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（F）0.01～0.20wt%，

（G）至少一种无灰分散添加剂，为聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化的聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼磷化的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（G）1.0～5.0wt％，

（H）至少一种节能减摩剂，为脂肪酸多元醇酯，或硼化脂肪酸多元醇酯，或有机钼盐，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（H）0.2～1.0wt％。

2.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（Ａ）组分为异构脱蜡加氢Ⅲ类基础油，或聚а-烯烃合成油，或双酯类合成油，或多元醇酯合成油，或以上组分的任意组合物，适宜含量为77.00～88.85wt%。

3.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（B）组分为分子量200～800的聚甲基丙烯酸酯，适宜含量为8～20wt％。

4.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（C）组分为聚а-烯烃，适宜含量为0.1～1.5wt％。

5.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（D）组分为API GL-5重负荷车辆齿轮油复合添加剂，适宜含量为2.0～8.0wt%。

6.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（E）组分为十二烷基亚磷酸酯，或十八烷基亚磷酸酯，或十二烷基膦酸酯，或十八烷基膦酸酯，或十二烷基磷酸酯，或十八烷基磷酸酯，或它们任意组合的混合物，适宜含量为0.5～1.0wt%。

7.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（F）组分为噻二唑正辛基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑十二烷基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑十八烷基硫醇甲醛缩合物，或噻二唑正辛胺甲醛缩合物，或噻二唑十二胺甲醛缩合物，或噻二唑十八胺甲醛缩合物，或正辛基噻二唑，或十二烷基噻二唑，或十八烷基噻二唑，或它们任意组合的混合物，适宜含量为0.05～0.20wt%。

8.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（G）组分为聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼化的聚异丁烯基丁二酰亚胺，或硼磷化的聚异丁烯基丁二酰亚胺，或它们任意组合的混合物，适宜含量为2.0～5.0wt％。

9.根据权利要求1所述的高速列车专用齿轮润滑油组合物，其特征在于（H）组分为油酸乙二醇酯，或油酸丙三醇酯，或硼化的油酸乙二醇酯，或硼化的油酸丙三醇酯，或二正丁基二硫代氨基甲酸钼，或二正辛基二硫代氨基甲酸钼，或钼胺类化合物，或它们任意组合的混合物，组合物含组分（H）0.3～1.0wt％。