CN103571577B - 一种汽轮机润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽轮机润滑油组合物，其包括如下重量百分含量的组分：抗氧剂0.1～5%；极压抗磨剂0.1～5%；清净分散剂0.01～1%；防锈剂0.01～1%；金属减活剂0.01～2%；破乳剂0.001～1%；抗泡剂0.001～0.1%；余量为基础油。本发明的汽轮机润滑油组合物具有优异的极压性和突出的抗氧化性，同时还具有优良的抗泡性、抗乳化性。

Description

一种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，具体地说，涉及一种具有突出的极压抗磨性、优异的抗氧化性、优良的抗乳化性能以及良好的抗泡性能的汽轮机润滑油，适用于一般的汽轮机、蒸汽轮机、燃气轮机及联合循环机组、高速传动齿轮箱和汽轮压缩机组等。

背景技术

汽轮机是一种把热能转变为机械能的动力机械。近年来，随着汽轮机向高温、高压、高转速、大容量方向发展，工况也更加苛刻，需要有性能更好的润滑油与之相适应。在超临界及燃气轮机、联合循环等技术应用后，设备工况更为苛刻，操作温度大大提高。另外，汽轮机上采用的高速齿轮的速度可达150m/s，与普通的工业齿轮传动装置相比，高速齿轮传动装置的工作条件更加苛刻。因此，要求油品具有优异的极压性、突出的抗氧化性，同时还要具有优良的抗泡性以及抗乳化性。

目前，我国所采用的汽轮机油标准GB/T 11120-89的合格品为原行标SY1230-83,一级品规格系参照ISO 8068-87制定（各国汽轮机油的标准均参照ISO 8068），优级品规格参照Mobil D.T.E oil实际质量制定。国际上有代表性的汽轮机油规格除了ISO 8068外,还有ASTMD4304、JISK 2213、BS 489、DIN 51515-2等。以上规格虽然主要性能要求相当，但还是各有侧重。其中ASTM D4304要求TOST氧化要求大于2000h，对抗乳化性能要求不高；JISK 2213对油品抗氧化(要求大于1000h)、防锈性能和抗乳化性能要求不高；BS 489要求用IP280测试油品的氧化性能，对抗泡性能要求不高；DIN51515-2要求油品的TOST氧化寿命大于2000h，对抗泡无要求。在实际运行中，各大制造商还要在这些标准之上，制定自己的公司标准来指导油品的选择和管理，例如阿尔斯通、西门子、通用电气、三菱重工等。在阿尔斯通和西门子的标准中设有抗乳化度性能要求，三菱重工也有自己特殊的汽轮机油热氧化安定性要求，通用电气也有一个燃气-蒸汽联合循环(CCGT)汽轮机油标准GEK 107395，这些规格代表了汽轮机油的最新要求。其中具有代表性的变化是2001年5月，美国GE公司发布了一个燃气-蒸汽联合循环(CCGT)汽轮机油标准GEK 107395，并于2003年10月进行了重新确认，对油品的氧化寿命要求TOST(ASTMD943)不小于7000h。

综上所述，随着汽轮机新技术的广泛应用，实际应用工况变得更加苛刻和复杂，对其使用的油品也提出了更高的要求。而目前已有的汽轮机润滑油技术仅能满足极压性或抗氧化性等单方面的要求，尚未有一种同时满足汽轮机既有优异的极压性和突出的抗氧化性，同时还具有优良的抗泡性、抗乳化性的产品。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种优异的极压性和突出的抗氧化性，同时还具有优良的抗泡性、抗乳化性的汽轮机润滑油组合物，从而可满足了日益发展的汽轮机新技术的润滑要求。

为了实现本发明目的，本发明的一种汽轮机润滑油组合物，其包括如下重量百分含量的组分：

抗氧剂                            0.1～5%；

极压抗磨剂                        0.1～5%；

清净分散剂                        0.01～1%；

防锈剂                            0.01～1%；

金属减活剂                        0.01～2%；

破乳剂                            0.001～1%；

抗泡剂                          0.001～0.1%；

基础油                          余量。

其中，优选的为：

抗氧剂                          0.1～2%；

极压抗磨剂                      0.1～2%；

清净分散剂                      0.01～0.5%；

防锈剂                          0.01～0.5%；

金属减活剂                      0.01～1%；

破乳剂                          0.001～0.5%；

抗泡剂                          0.001～0.05%；

基础油                          余量。

本发明所述抗氧剂为酚型抗氧剂、胺型抗氧剂或他们的混合物。如：二辛基二苯胺、苯乙烯化二苯胺、4,4’-亚甲基双（2,6-二叔丁基酚）、2,6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚。

所述极压抗磨剂为硫化烯烃、无灰二硫代磷酸酯、苯三唑胺盐、噻二唑衍生物中一种或多种。如：硫化异丁烯、苯三唑十八胺盐、二烷基二硫代磷酸酯（烷基碳原子数为2-10）、二巯基噻二唑等。

为达到优异的极压抗磨特性，本发明利用了添加剂之间的协同作用，所述极压抗磨剂中的硫化烯烃或无灰二硫代磷酸酯与苯三唑胺盐的加入比例控制在10:1～30:1之间，此外苯三唑铵盐的脂肪胺碳链碳原子数为12～18之间为佳。

所述清净分散剂为石油磺酸盐、烷基酚盐、水杨酸盐、丁二酰亚胺、丁二酸酯中一种或多种。所述石油磺酸盐为高碱值石油磺酸钙，所述烷基酚盐为高碱值硫化烷基酚钙，所述水杨酸盐为高碱值烷基水杨酸钙，所述丁二酸亚胺为双丁二酰亚胺，所述丁二酸酯为聚异丁烯丁二酸酯。

所述防锈剂为烯基丁二酸酯、中性/碱性二壬基萘磺酸盐中一种或两种，所述烯基丁二酸酯为十二烯基丁二酸半酯，所述中性/碱性二壬基萘磺酸盐为二壬基萘磺酸钙（中性）。

所述金属减活剂为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物、N,N’-二亚水杨-1,2-丙二胺中一种或多种。为达到添加剂之间的协同作用，所述金属减活剂中的苯三唑衍生物与抗氧剂的加入比例应在1:10～1:30之间，此外苯三唑衍生物为利用苯三唑、正丁胺为原料，在甲醛存在下通过曼尼希反应和缩合反应后得到的产品。

所述破乳剂为胺与环氧化物的缩合、乙二醇酯、环氧丙烷/环氧乙烷共聚物中一种或多种，所述胺与环氧化物的缩合为T 1001（南京宁江化工），所述乙二醇酯为Mobilad C-404（美孚），所述环氧丙烷/环氧乙烷共聚物为Mobilad C-310B（美孚）。

所述抗泡剂为甲基硅油、丙烯酸酯聚合物中一种或两种，所述甲基硅油为聚甲基硅油，所述丙烯酸酯聚合物为聚丙烯酸酯。

所述的基础油40℃运动粘度为22～100mm²/s，可采用II类、III类以及IV类基础油，所述II类基础油为II 4或II 6基础油（上海高桥），所述III类基础油为YU-4、YU-6、S4、S6或S8，所述IV类基础油为PAO（美孚）。

本发明的汽轮机润滑油组合物的制备方法，采用将各原料按配比在40～80℃搅拌1～5小时而成。

本发明在添加剂选择过程中充分考虑了不同种类添加剂之间的协同配伍作用，获得一种平衡配方体系。由于润滑油中通常含有多种功能添加剂，而不同添加剂之间存在着极其复杂的相互作用，有些添加剂之间存在正协同效应，而有些添加剂之间则存在负协同效应。因此，为了获得最佳协同作用，必须对不同添加剂进行优化复合。

例如，本发明中优化了硫、磷添加剂的S/P摩尔比，增强了产品的极压抗磨性。此外，本发明使用了硫化烯烃与苯三唑衍生物复配体系，以达到两种添加剂在抗磨承载作用的正协同效应（该现象主要归因于较低温度条件下苯三唑衍生物的吸附成膜作用以及较高温度条件下硫化烯烃同摩擦表面的摩擦化学成膜作用）。基于与硫化烯烃与苯三唑衍生物复配体系类似的原因，本发明使用了二硫代磷酸盐与苯三唑十二胺盐的复配体系，以增强产品抗磨承载特性。

此外，不同添加剂之间还存在对抗作用。例如，本发明中优化了清净分散剂、防锈剂以及极压抗磨剂与破乳剂的加入比例。由于以上这些添加剂大部分均属表面活性剂，加入后要降低油品的抗乳化性，因此在配方研制过程中，本发明充分平衡各添加剂组分的种类及添加量已达到平衡配方的目的。

本发明的汽轮机润滑油组合物具有如下优点：

发明由于采用了II类、III类以及PAO类基础油，同时引入了极压抗磨剂、抗氧剂、清净分散剂、防锈剂、金属减活剂、破乳剂以及抗泡剂等多种功能添加剂，在添加剂配伍使用过程中又充分考虑了不同种类添加剂之间的协同配伍作用，从而使得本发明产品具有突出的抗氧化特性（产品采用美国ASTM D943的方法氧化后酸值达到2.0mgKOH/g的时间在16000h以上）、优异的极压抗磨性能（FZG齿轮试验机试验结果在12级以上）、优良的破乳化性能（采用GB/T7305方法测定，分水时间仅为5min）性能以及良好的抗泡性能（采用GB/T12579方法测定，93℃时泡沫倾向性及稳定性分别为10mL和0mL）。同时，该组合物具有合适的成本，原料配伍合理，制备方法简单，能够用于一般的汽轮机、蒸汽轮机、燃气轮机及联合循环机组、高速传动齿轮箱和汽轮压缩机组等，适用范围广。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

按表1配方配制本发明汽轮机油组合物。

表1实施例1～6的配方

其中，苯乙烯化二苯胺选自Afton H4793，2,6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚选自Vanderbilt Vanlube PCX；苯三唑十八胺盐选自南京宁江化工厂T406；二烷基二硫代磷酸酯选自BASF IR353；二巯基噻二唑选自Vanderbilt Cuvan 826；硫化烷基酚钙选自Lubrizol LZ6499；丁二酰亚胺选自锦州石化T154；十二烯基丁二酸半酯选自辽宁旅顺化工的T747A；二壬基萘磺酸钙选自King NA-SUL 729；N,N-二烷基氨基亚甲基苯三唑选自路博润兰炼的T551；N,N’-二亚水杨-1,2-丙二胺选自Du Pont的DMD-2；环氧丙烷/环氧乙烷共聚物选自Mobil的MobiladC-310B；乙二醇酯选自Mobil的Mobilad C-404；聚甲基硅油选自北京化工厂T901；聚丙烯酸酯选自Mobil Mobilad C-402。

将上述配方按各组分比例混合，在60℃搅拌3小时，即可获得产品。

实施例4

采用国家或行业标准的分析方法对实施例1～6的配方产品进行性能检测，并与市场上满足ALSTOM HTGD 90117（极压）规格（目前国际领先水平的汽轮机油产品规格）产品作为比较例进行比较。结果见表2。

表2实施例1～6产品性能数据与比较例的比较

经分析，实施例1～6所得汽轮机油采用美国ASTM D943的方法氧化后酸值达到2.0mgKOH/g的时间在15000h以上；FZG齿轮试验机试验结果在12级以上；采用GB/T7305方法测定，分水时间小于10min；采用GB/T12579方法测定，泡沫倾向性及稳定性小于10mL，在以上各方面均优于比较例。分析结果说明，本发明汽轮机油具有优异的极压性和突出的抗氧化性，同时还具有优良的抗泡性、抗乳化性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种汽轮机润滑油组合物，其特征在于，其由如下重量百分含量的组分组成：

其中，苯乙烯化二苯胺选自Afton H4793；2,6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚选自Vanderbilt Vanlube PCX；苯三唑十八胺盐选自南京宁江化工厂T406；二烷基二硫代磷酸酯选自BASF IR353；二巯基噻二唑选自Vanderbilt Cuvan 826；硫化烷基酚钙选自Lubrizol LZ6499；丁二酰亚胺选自锦州石化T154；十二烯基丁二酸半酯选自辽宁旅顺化工的T747A；二壬基萘磺酸钙选自King NA-SUL 729；N,N’-二亚水杨-1,2-丙二胺选自Du Pont的DMD-2；环氧丙烷/环氧乙烷共聚物选自Mobil的Mobilad C-310B；乙二醇酯选自Mobil的Mobilad C-404；聚甲基硅油选自北京化工厂T901；聚丙烯酸酯选自Mobil Mobilad C-402；

各组分按比例混合，在60℃搅拌3小时，即可获得产品。