CN103820192A

CN103820192A - 空气压缩机油组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN103820192A
Application number: CN201410047835.2A
Authority: CN
Inventors: 范海粉; 王瑞兴
Original assignee: SHANGHAI HITECRUN SPECIALTY LUBRICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI HITECRUN SPECIALTY LUBRICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-02-11
Also published as: CN103820192B

Abstract

本发明涉及空气压缩机油组合物及其制备方法。本发明的空气压缩机油组合物，其包含以下组分：A、基础油，其由酯类油和PAO油组成；B、抗氧剂，其由胺类抗氧剂和二烷基二硫代氨基甲酸酯组成；C、至少一种油性剂；D、至少一种高粘度复酯类化合物；E、至少一种金属减活剂；F、至少一种破乳剂；和G、至少一种抗泡剂。所述空气压缩机油组合物是环境友好、能够节能降耗、具有良好抗氧化性能的空气压缩机油组合物。本发明还涉及所述空气压缩机油组合物的制备方法。

Description

空气压缩机油组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑油领域，具体涉及一种环境友好、能够节能降耗、具有良好抗氧化性能的空气压缩机油组合物及其制备方法。

背景技术

目前我国的空气压缩机油仍以矿物油为主，约占80%以上，矿物型压缩机油是石油经过一系列分馏、净化、精制、添加添加剂调合而成；由于其生物降解性极低，因而在自然界很难分解，对自然环境造成日益严重的污染。随着工业技术的发展，空气压缩机使用矿物油日益暴露了严重的缺点，主要表现为：使用寿命短、环境污染严重（噪音、排气、废油排放）、能耗大，频繁的换油和故障，严重影响一些生产尤其是那些高度自动化生产的效率。

随着人们对环境保护和能源利用的日益重视，研究环境友好节能型压缩机油已成为人们关注的热点，酯类油因具有良好的生物降解性、低毒性、其CEC生物降解试验结果大多在80％以上，所以已成为环保型空气压缩机油的主要选择。与矿物油相比，酯类油热稳定性优异，高温抗氧化性能突出，特别是含芳基的酯类化合物本身就具有一定的高温抗氧化性能；酯类油还具有良好的边界润滑性、低挥发性、低沉积倾向，并对添加剂和氧化产物有良好的溶解性等，从而可收到节能的效果。CN102433199A采用偏苯三酸酯和二元酸酯作为基础油制备了一种空气压缩机用合成酯型润滑油，但由于酯类油容易使橡胶密封膨胀，因而还需加些可以使橡胶密封收缩的PAO油(即聚α烯烃油)，以达到平衡。CN103232880A采用茂金属聚α烯烃、聚内烯烃(PIO)与癸二酸二辛酯的组合作为基础油制备出了一种环境友好节能型重负荷压缩机油，但由于其添加剂中含有大量的硫、磷及金属元素，在一定程度上影响了其氧化安定性和腐蚀性，并且不利于环境保护。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种环境友好、能够节能降耗、具有良好抗氧化性能的空气压缩机油组合物。该组合物以酯类油和PAO油(即聚α烯烃油)为基础油，通过添加油性剂和高粘度复酯类化合物来进一步提高空气压缩机油的边界润滑性及抗磨损能力，从而达到环境友好、节能降耗的目的；本发明还利用胺类抗氧剂和二烷基二硫代氨基甲酸酯的抗氧协同作用，进一步提高空气压缩机油的使用寿命。

用于解决问题的方案

本发明所提供的环境友好节能长寿命空气压缩机油组合物，包含以下组分：

A、基础油：由酯类油和PAO油组成；B、抗氧剂：由胺类抗氧剂和二烷基二硫代氨基甲酸酯组成；C、至少一种油性剂；D、至少一种高粘度复酯类化合物；E、至少一种金属减活剂；F、至少一种破乳剂；G、至少一种抗泡剂。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，酯类油包括双酯、多元醇酯、芳香酯。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，酯类油与PAO油的重量比为99:1～51:49，优选90:10～55:45。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，胺类抗氧剂选自烷基二苯胺、萘胺、苯二胺中的一种或多种；二烷基二硫代氨基甲酸酯选自亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、二丁基二硫代氨基甲酸酯、亚甲基双二辛基二硫代氨基甲酸酯、二辛基二硫代氨基甲酸酯和二乙基二硫代氨基甲酸酯的至少一种。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，胺类抗氧剂与二烷基二硫代氨基甲酸酯的重量比为0.3:1～2:1，优选0.8:1～1.2:1。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，油性剂为苯三唑脂肪胺盐化合物、二聚酸和油酸乙二醇酯的至少一种，优选苯三唑脂肪胺盐化合物，特别优选苯三唑十八胺盐。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，高粘度复酯类化合物为高粘度复合酯Priolube3986、Ketjenlube9505和Ar3986-1的至少一种，优选Priolube3986。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，金属减活剂为：苯并三唑或其衍生物、烷基三唑或其衍生物、苯并噻唑或其衍生物、噻二唑或其衍生物、苯并咪唑或其衍生物、吲唑或其衍生物，或者它们的任意混合物。

本发明的空气压缩机油组合物，其中，以所述空气压缩机油组合物的总重量作为基准，所述胺类抗氧剂含量为0.1～3%，优选0.2～1%，所述的二烷基二硫代氨基甲酸酯含量为0.1～3%，优选0.2～1%；所述的油性剂含量为0.1～1%，优选0.3～0.8%；所述的高粘度复酯类化合物含量为0.1～2%，优选0.3～1.5%；所述金属减活剂的含量为0.01～0.5%，优选0.03～0.1%；所述破乳剂添加量为5～5000ppm，优选10～500ppm；所述抗泡剂添加量为1～1000ppm，优选10～100ppm。

本发明的空气压缩机油组合物的制备方法，包括：将上述A组分、B组分、C组分、D组分、E组分、F组分和G组分混合，在20-60℃下搅拌至均匀透明。

发明的效果

本发明的环保节能长寿命空气压缩机油组合物的显著优点有：

1、本发明的基础油以酯类油为主，因为酯类化合物是极性化合物，可以更容易吸附在金属表面上形成致密的保护膜，增加空气压缩机油的耐磨性和润滑性；此外酯的极性有助于增加添加剂和油中初级氧化产物及油泥的溶解度，防止或减少油泥的生成，加上酯类油的溶解性非常强，可以慢慢地把油管管壁的焦炭溶解，总之以酯类基础油为主制备的空气压缩机油具有较好的润滑耐磨性，高清净性，残炭低，避免了频繁的换油和设备故障维修，大大提高了设备运转的安全性，具有节能的效果。

2、本发明空气压缩机油组合物选用部分PAO油与酯类油复配使用，可以增强对密封材料的适应性，降低空气压缩机油的亲水性和经济成本。

3、通过添加油性剂C组分(特别是苯三唑脂肪胺盐化合物)和D组分高粘度复酯类聚合物来进一步提高空气压缩机油的边界润滑性及抗磨损能力，从而达到环境友好、节能降耗的目的；苯三唑脂肪胺盐化合物除具有较好的油性、润滑性外，还具有良好的氧化性和防腐蚀性。高粘度复酯类聚合物不含硫磷和金属元素，不会影响油品氧化性和对金属产生腐蚀，比一般的酯类油极性更强，是基于优化极压抗磨剂的新型摩擦改进剂，通过形成稳定的表面膜发挥作用。

4、选用胺类化合物和二烷基二硫代氨基甲酸酯作为复合抗氧剂，利用二者的抗氧协同作用，进一步提高空气压缩机油的使用寿命。

本发明环保节能长寿命空气压缩机油组合物主要以酯类油为主，选用特种油性剂和高粘度复合酯摩擦改进剂代替传统的硫磷型极压抗磨剂，在环保不影响油品氧化性的同时，还保持了空气压缩机油较好的边界润滑性和耐磨性，完全可满足回转式空气压缩机和往复式空气压缩机的要求。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种环境友好、能够节能降耗、具有良好抗氧化性能的空气压缩机油组合物。

本发明所述的酯类油包括双酯、多元醇酯、芳香酯，优选如癸二酸二辛酯、双十三醇己二酸酯、饱和多元醇酯、季戊四醇酯、双季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、偏苯三酸酯、邻苯二甲酸酯等；所述的PAO油包括PAO2、PAO4、PAO6、PAO7、PAO8、PAO10或PAO40中的一种或多种。

在本发明中，所述的酯类油与PAO油的重量比为99:1～51:49，优选90:10～55:45。在此范围内，所加的酯类油可使所制备的空压油较好的保留耐磨性、润滑性以及高清净性特点，达到节能效果；另一方面，所加的PAO油又可以弥补酯类油缺点，增强对密封材料的适应性，降低空气压缩机油的亲水性和经济成本。

本发明所述的胺类抗氧剂选自烷基二苯胺、萘胺、苯二胺中的一种或多种，优选的有对,对-二辛基二苯胺、辛基化二苯胺、壬基化二苯胺、辛基丁基二苯胺、烷基-N-苯基-α-萘胺等。所述的二烷基二硫代氨基甲酸酯抗氧剂，可选择的有如亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、二丁基二硫代氨基甲酸酯、亚甲基双二辛基二硫代氨基甲酸酯、二辛基二硫代氨基甲酸酯、二乙基二硫代氨基甲酸酯等。

在本发明中，所述的胺类抗氧剂与所述的二烷基二硫代氨基甲酸酯抗氧剂的重量比为0.3:1～2:1，优选0.8:1～1.2:1。在此范围内，可更好地发挥二者的抗氧协同作用。

油性剂是一种多效能的润滑油摩擦系数改进剂，其油溶性、流畅性好，可降低润滑油的摩擦系数，增加润滑油的极压抗磨性能。本发明所述的油性剂包括苯三唑脂肪胺盐化合物、二聚酸、油酸乙二醇酯，其中优选苯三唑脂肪胺盐化合物，本发明实施例中特别优选苯三唑十八胺盐。这些油性剂可以单独使用或两种以上组合使用。

本发明所述的高粘度复酯类化合物，是指在40℃下的运动粘度在40000-60000mm²/s的范围内的复酯化合物，其实例包括但不限于高粘度复合酯Priolube3986（Croda Chemical Company）、Ketjenlube9505（ItalmatchChemicals）、和Ar3986-1(锦州诺明化工有限公司)等。在本发明中，特别优选高粘度复合酯Priolube3986，其是一款新型合成酯，能通过形成稳定的表面膜发挥作用，具有较好的抗磨损性能。

本发明所述金属减活剂为：苯并三唑或其衍生物、烷基三唑或其衍生物、苯并噻唑或其衍生物、噻二唑或其衍生物、苯并咪唑或其衍生物、吲唑或其衍生物，或者它们的任意混合物。可以单独使用或以两种以上的组合使用这些金属减活剂。所述的金属减活剂的实例包括苯并三唑、甲苯基三唑、4-烷基苯并三唑、5-烷基苯并三唑、辛基三唑、癸基三唑、十二烷基三唑、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-烷基二硫代-5-巯基-1,3,4-二噻二唑和2,5-双(烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑、苯并咪唑、苯并噻唑、甲苯吲唑等。

本发明所述的破乳剂为聚氧亚烷基二醇、聚氧亚烷基醚、聚氧亚烷基酰胺、聚氧亚烷基脂肪酸酯，或胺与环氧乙烷的缩合物，或磺酸盐型破乳剂，如烷基苯磺酸盐等。可以单独使用或以两种以上的组合使用这些破乳剂。所述的破乳剂的实例包括聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯乙二胺、聚氧乙烯聚氧丙烯乙基磷酸酯、十二烷基苯磺酸钠等。

本发明所述的抗泡剂为硅氧烷、有机硅酸酯、聚烷基丙烯酸酯，或表面活性剂。可以单独使用或以两种以上的组合使用这些抗泡剂。所述的抗泡剂的实例包括二甲基聚硅氧烷、氟硅氧烷、二乙基硅酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、全氟聚醚等。

在本发明的空气压缩机油组合物中，以所述空气压缩机油组合物的总重量作为基准，所述胺类抗氧剂含量为0.1～3%，优选0.2～1%，所述的二烷基二硫代氨基甲酸酯含量为0.1～3%，优选0.2～1%；所述的油性剂含量为0.1～1%，优选0.3～0.8%；所述的高粘度复酯类化合物含量为0.1～2%，优选0.3～1.5%；所述金属减活剂的含量为0.01～0.5%，优选0.03～0.1%；所述破乳剂添加量为5～5000ppm，优选10～500ppm；所述抗泡剂添加量为1～1000ppm，优选10～100ppm。

本发明提供的环保节能长寿命空气压缩机油组合物的制备方法是常规的物理调和法，即按比例将所需各基础油、添加剂组分依次加入到带搅拌的容器中，于20-60℃搅拌至均匀透明。

以下示出本发明的实施例以进一步说明本发明。这些实施例仅是示例性的，本发明并不限于这些实施例。

实施例

实施例1：

分别取60g偏苯三酸酯Emkarate1942（在40℃下的运动粘度为71mm²/s，测试标准GB/T265，下同）（Croda Chemical Company）和40g聚α-烯烃基础油Synbase Polyolefin6（Exxonmobil Companies，下同）放入200ml烧杯中，再依次加入0.5g的液态辛基丁基二苯胺抗氧剂Irganox L57（Basf ChemicalCompany，下同）、0.5g亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯Vanlube7723（R.T.Vanderbilt Company,Inc.，下同）、0.5g油性剂苯三唑十八胺盐化合物T406（沈阳华仑油品化学有限公司，下同）、1.0g高粘度复合酯类化合物Priolube3986（在40℃下的运动粘度为47000mm²/s）（Croda Chemical Company，下同）、0.1g的苯三唑类衍生物T551（锦州康泰润滑油添加剂有限公司，下同）、0.003g的甲基硅油T901（锦州康泰润滑油添加剂有限公司，下同）、0.003g环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物破乳剂LZ5957（Lubrizol Corporation，下同），在30℃下搅拌至均匀透明，得环保节能长寿命空气压缩机油组合物I。

对比例1

取100g二类加氢矿物油250N(SK Lubricants CO.,LTD)放入200ml烧杯中，再依次加入0.5g的液态辛基丁基二苯胺抗氧剂Irganox L57、0.5g亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯Vanlube7723、1g极压抗磨剂磷酸三甲酚酯T306（锦州康泰润滑油添加剂有限公司）、1g丁基/辛基硫代磷酸锌T202（锦州惠发天合化学润滑油添加剂有限公司）、0.1g的苯三唑类衍生物T551、0.003g的甲基硅油T901、0.003g环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物破乳剂LZ5957，在30℃下搅拌至均匀透明，得空气压缩机油组合物II。

实施例2：

分别取51g己二酸双酯HATCOL2901（在40℃下运动粘度为28mm²/s）（Chemtura Corporation）和49g聚α-烯烃基础油Synbase Polyolefin6放入200ml烧杯中，再依次加入0.3g的辛基丁基二苯胺抗氧剂Irganox L57、1.0g二丁基二硫代氨基甲酸酯Octopol MB（TIARCO Chemical Company，下同）、0.8g油性剂苯三唑脂肪胺盐化合物T406、0.4g高粘度复合酯类化合物Priolube3986、0.06g的噻二唑类衍生物T561（锦州康泰润滑油添加剂有限公司）、0.005g的甲基硅油T901、0.002g环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物破乳剂LZ5957，在50℃下搅拌至均匀透明，得环保节能长寿命空气压缩机油组合物III。

实施例3：

分别取75g饱和多元醇酯Priolube3987（在40℃下的运动粘度为145mm²/s）（Croda Chemical Company，下同）、15g饱和多元醇酯Priolube3970（在40℃下的运动粘度为20mm²/s）（Croda Chemical Company，下同）和10g聚α-烯烃基础油Synbase Polyolefin6放入200ml烧杯中，再依次加入0.8g的对,对'二辛基二苯胺抗氧剂Vanlube81（R.T.Vanderbilt Holding Company,Inc，下同）、0.5g二丁基二硫代氨基甲酸酯Octopol MB、0.3g油性剂苯三唑脂肪胺盐化合物T406、1.5g高粘度复合酯类化合物Priolube3986、0.1g的苯三唑类衍生物T551、0.005g的甲基硅油T901、0.002g环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物破乳剂LZ5957，在50℃下搅拌至均匀透明，得环保节能长寿命空气压缩机油组合物IV。

对比例2

分别取75g饱和多元醇酯Priolube3987、15g饱和多元醇酯Priolube3970和10g聚α-烯烃基础油Synbase Polyolefin6放入200ml烧杯中，再依次加入0.8g的对,对’二辛基二苯胺抗氧剂Vanlube81、0.3g油性剂苯三唑脂肪胺盐化合物T406、0.1g的苯三唑类衍生物T551、0.005g的甲基硅油T901、0.002g环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物破乳剂LZ5957，在50℃下搅拌至均匀透明，得环保节能长寿命空气压缩机油组合物V。

对以上空气压缩机油组合物I-V进行粘度、粘度指数、破乳化性、抗泡性、闪点、倾点、氧化安定性、抗磨性等项目的分析检测，具体性能检测指标结果如表1所示：

表1空气压缩机油组合物I、II、III、IV和V性能测试数据

由上表可以看到，相对于传统的以矿物油为基础油、通过添加硫磷型极压抗磨剂来提高抗磨性的空气压缩机油组合物II，本发明组合物采用以酯类油为主并组合PAO油作为基础油，通过添加油性剂和高粘度复酯类化合物得到了具有较好边界润滑性及抗磨损能力的空气压缩机油组合物。由实施例的组合物I、III和IV与对比例2的组合物V的对比可得出，胺类抗氧剂和二硫代氨基甲酸酯复合使用可较好的增强空压油组合物的氧化安定性，使组合物旋转氧弹时间达到或接近2000min；高粘度复酯类化合物则能进一步提高组合物的耐磨性。此外，本发明组合物具有较低的倾点值和较高的粘度指数，进一步增强了本空气压缩机油组合物的低温性能。

Claims

1.一种空气压缩机油组合物，其包含以下组分：

A、基础油，其由酯类油和PAO油组成；

B、抗氧剂，其由胺类抗氧剂和二烷基二硫代氨基甲酸酯组成；

C、至少一种油性剂；

D、至少一种高粘度复酯类化合物；

E、至少一种金属减活剂；

F、至少一种破乳剂；和

G、至少一种抗泡剂。

2.根据权利要求1所述的空气压缩机油组合物，其中，所述酯类油包括双酯、多元醇酯、芳香酯。

3.根据权利要求1或2所述的空气压缩机油组合物，其中，所述酯类油与所述PAO油的重量比为99:1～51:49，优选90:10～55:45。

4.根据权利要求1-3任一项所述的空气压缩机油组合物，其中，所述胺类抗氧剂选自烷基二苯胺、萘胺、苯二胺中的一种或多种；所述二烷基二硫代氨基甲酸酯选自亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、二丁基二硫代氨基甲酸酯、亚甲基双二辛基二硫代氨基甲酸酯、二辛基二硫代氨基甲酸酯和二乙基二硫代氨基甲酸酯的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的空气压缩机油组合物，其中，所述胺类抗氧剂与所述二烷基二硫代氨基甲酸酯的重量比为0.3:1～2:1，优选0.8:1～1.2:1。

6.根据权利要求1-5任一项所述的空气压缩机油组合物，其中，所述油性剂为苯三唑脂肪胺盐化合物、二聚酸和油酸乙二醇酯的至少一种，优选苯三唑脂肪胺盐化合物，特别优选苯三唑十八胺盐。

7.根据权利要求1-6任一项所述的空气压缩机油组合物，其中，所述高粘度复酯类化合物为高粘度复合酯Priolube3986、Ketjenlube9505和Ar3986-1的至少一种，优选Priolube3986。

8.根据权利要求1-7任一项所述的空气压缩机油组合物，其中，所述金属减活剂为：苯并三唑或其衍生物、烷基三唑或其衍生物、苯并噻唑或其衍生物、噻二唑或其衍生物、苯并咪唑或其衍生物、吲唑或其衍生物，或者它们的任意混合物。

9.根据权利要求1-8任一项所述的空气压缩机油组合物，其中，以所述空气压缩机油组合物的总重量作为基准，所述胺类抗氧剂含量为0.1～3%，优选0.2～1%，所述的二烷基二硫代氨基甲酸酯含量为0.1～3%，优选0.2～1%；所述的油性剂含量为0.1～1%，优选0.3～0.8%；所述的高粘度复酯类化合物含量为0.1～2%，优选0.3～1.5%；所述金属减活剂的含量为0.01～0.5%，优选0.03～0.1%；所述破乳剂添加量为5～5000ppm，优选10～500ppm；所述抗泡剂添加量为1～1000ppm，优选10～100ppm。

10.根据权利要求1-9任一项所述的空气压缩机油组合物的制备方法，包括：将A组分、B组分、C组分、D组分、E组分、F组分和G组分混合，在20-60℃下搅拌至均匀透明。