CN105073961A - 液压油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压油组合物，所述液压油组合物含有在40℃时运动粘度为15～50mm2/s的润滑油基础油和以液压油组合物总量为基准含量为1～40质量％且数均分子量为48000以下的聚甲基丙烯酸酯，所述液压油组合物的粘度指数为150以上，且其在60～80℃下的(A)运动粘度(单位：mm2/s)与(B)剪切粘度(单位：mPa·s，剪切条件：106/s)的比(A/B)为1.3以下。

Description

液压油组合物
技术领域
本发明涉及液压油组合物。具体来说，涉及含有粘度指数改进剂的具有高能源效率的液压油组合物。
背景技术
近年来，开发出了节能型液压油来作为应对地球温室效应的一种方法。在现有的节能型液压油中，例如有谋求通过降低低温粘度来削减装置启动时的能耗的类型。
此外，也开发有通过配合粘度指数改进剂，使液压油的粘度变化减小从而将油温升高后稳定运行时的能耗降低的节能型液压油。这种节能型液压油通过减小液压油的粘度变化(高粘度指数化)来防止施工机械所特有的来自各种油压机器内部的漏油(内部泄漏)，以实现降低能耗(例如可参照专利文献1至3)。
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-307197号公报
专利文献2：日本专利特开2011-046900号公报
专利文献3：日本专利特开2012-180535号公报
发明内容
然而，上述专利文献1至3中所记载的节能型液压油，会因为液压油的高粘度指数化所引起的管道阻力而导致损耗增大。因此，即便通过防止内部泄漏能够削减能耗，但在提升油压系统整体的能源效率这一点上仍有改善的余地。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够同时防止内部泄漏和降低管道阻力，并且能够提升油压系统整体的能源效率的液压油组合物。
本发明的发明人们通过深入研究，最终发现了能够同时实现防止油压系统的内部泄漏和降低管道阻力，且能够发挥优秀粘度特性的组合物，从而得到了本发明。
即，本发明提供一种液压油组合物，该液压油组合物含有在40℃时运动粘度为15～50mm2/s的润滑油基础油和以液压油组合物总量为基准，含量为1～40质量％且数均分子量为48000以下的聚甲基丙烯酸酯，所述液压油组合物的粘度指数为150以上，且其在60～80℃下的(A)运动粘度(单位：mm2/s)与(B)剪切粘度(单位：mPa·s，剪切条件：106/s)的比(A/B)为1.3以下。
此外，润滑油基础油的含硫量优选为10质量ppm以下。
本发明的液压油组合物具有能够同时实现防止内部泄漏和降低管道阻力，并且能够提升油压系统整体的能源效率的显著效果。
具体实施方式
下面对本发明优选的实施方式进行说明。
本实施方式所涉及的液压油组合物，含有在40℃时运动粘度为15～50mm2/s的润滑油基础油和以液压油组合物总量为基准，含量为1～40质量％且数均分子量为48000以下的聚甲基丙烯酸酯，该液压油组合物的粘度指数在150以上，且在60～80℃下其(A)运动粘度(单位：mm2/s)与其(B)剪切粘度(单位：mPa·s，剪切条件：106/s)的比(A/B)为1.3以下。
作为本实施方式中所使用的润滑油基础油，可以列举矿物油、合成烃油、合成含氧油、油脂等。对于这些润滑油基础油，可以单独使用一种，或者将两种以上组合使用。
作为矿物油，没有特别的限定，例如，可以列举将原油经过常压蒸馏以及减压蒸馏而得到的润滑油馏分，再适当组合溶剂脱沥青、溶剂萃取、加氢裂化、溶剂脱蜡、催化脱蜡、加氢精制、硫酸洗涤、粘土处理等精制处理后精制而成的石蜡系矿物油或环烷系矿物油。
作为合成烃油，例如，可以列举聚-α-烯烃(聚丁烯、1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物等)、烷基苯、烷基萘等。
作为合成含氧油，例如，可以采用一元醇与一元脂肪酸的单酯、多元醇与一元脂肪酸的多元醇酯等的酯类；聚氧化亚烷基二醇类等。作为油脂，例如，可以采用棕榈油、棕榈仁油、菜籽油、大豆油、高油酸菜籽油、以及高油酸葵花油等植物油脂。
在这些油类中，优选使用矿物油以及合成烃油，更优选使用矿物油。
润滑油基础油在40℃时的运动粘度为15～50mm2/s，优选20～45mm2/s，更优选25～40mm2/s。当40℃时的运动粘度不足15mm2/s时，从闪点的下降和蒸发性的观点来看并不优选。此外，当40℃时的运动粘度超过50mm2/s时，由于管道阻力会增大因此并不优选。
润滑油基础油的粘度指数没有特别的限定，优选100以上，更优选110以上，进一步优选120以上，最优选125以上。当粘度指数为100以上时，其在确保了高温时的运动粘度的同时能够抑制低温时的运动粘度升高，因此能够抑制油压系统的效率降低，从这一点来看较为优选。另一方面，粘度指数的上限值没有特别的限定，例如可以为250。
应当指出，本说明书中所述的“运动粘度”以及“粘度指数”，是指依照JISK2283进行测定的数值。
润滑油基础油的含硫量，没有特别的限定，优选50质量ppm以下，更优选10质量ppm以下，进一步优选为5质量ppm以下。当含硫量在50质量ppm以下时，从氧化稳定性及耐腐蚀性的观点来看较为优选。
润滑油基础油的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为40质量％以上，更优选为5质量0％以上，进一步优选为70质量％以上。此外，润滑油基础油的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为99质量％以下，更优选为98质量％以下，进一步优选为95质量％以下。当润滑油基础油的含量为40质量％以上时，液压油容易充分地发挥优异的效果。
作为本实施方式中的液压油组合物所含有的聚甲基丙烯酸酯，可以采用下述通式(1)表示的非分散型聚甲基丙烯酸酯，以及下述通式(2)表示的分散型聚甲基丙烯酸酯中的任一种。
[化学式1]
[上述式(1)中，a为1以上的整数，并且上述式(1)所表示的聚甲基丙烯酸酯的数均分子量为48000以下的整数。此外，R1表示碳数为1至22的烷基。]
[化学式2]
[上述式(2)中，b和c分别为1以上的整数，并且上述式(2)所表示的聚甲基丙烯酸酯的数均分子量为48000以下的整数。此外，R2表示碳数为1至22的烷基，R3表示氢或者甲基，X表示极性基团。]
聚甲基丙烯酸酯的数均分子量在48000以下，优选45000以下，更优选为40000以下。聚甲基丙烯酸酯的数均分子量的下限值没有特别的限定，但优选2000以上，更优选为5000以上，进一步优选为10000以上。聚甲基丙烯酸酯的数均分子量在48000以下时，从高剪切粘度的提升效果的观点来看较为优选，在2000以上时，从粘度指数的提升效果的观点来看较为优选。
聚甲基丙烯酸酯的含量，以液压油组合物总量为基准，为1～40质量％。聚甲基丙烯酸酯的含量，优选3质量％以上，更优选为5质量％以上，进一步优选为10质量％以上。此外，聚甲基丙烯酸酯的含量，优选35％质量以下，更优选为30％质量以下，进一步优选为23质量％以下。当聚甲基丙烯酸酯的含量为1质量％以上时，从高剪切粘度的提升效果的观点来看较为优选，为35质量％以下时，从经济优势的观点来看较为优选。
液压油组合物在40℃时的运动粘度，没有特别的限定，优选为20mm2/s以上，更优选为30mm2/s以上，进一步优选为40mm2/s以上，最优选为41.4mm2/s以上。此外，在40℃时的运动粘度，优选为80mm2/s以下，更优选为70mm2/s以下，进一步优选为60mm2/s以下，最优选为50.6mm2/s以下。当液压油组合物在40℃时的运动粘度为20mm2/s以上时，从油压系统的耐久性的观点来看较为优选，在80mm2/s以下时，从降低摩擦的观点来看较为优选。
本实施方式中的液压油组合物，在60～80℃下其(A)运动粘度(单位：mm2/s)与(B)剪切粘度(单位：mPa·s，剪切条件：106/s)的比(A/B)为1.3以下。上述比值(A/B)优选为1.25以下，更优选为1.2以下。当上述比值(A/B)超过1.3时，从泵效率和管道阻力的观点出发并不优选。另一方面，上述比值(A/B)的下限值没有特别的限定，例如为1.1。
应当指出，本说明书中的“剪切粘度”，是指以ASTM(D4741，D4683，D6616)，CEC(L-36A-90)为标准进行测定所得的结果。
本实施方式所涉及的液压油组合物，为了进一步提升其优异效果，可以根据需要进一步添加极压添加剂、抗氧化剂、降凝剂、防锈剂、金属钝化剂、粘度指数改进剂、消泡剂、破乳剂、油性剂等。这些添加剂可以单独使用1种，或者也可以组合两种以上进行使用。
作为极压添加剂，可列举硫化酯、硫化油脂、多硫化物等硫系化合物、二硫代磷酸锌、磷系化合物等，其中优选采用磷系化合物。具体而言，可以列举磷酸酯、酸式磷酸酯、酸式磷酸酯的胺盐、氯化磷酸酯、亚磷酸酯、以及硫代磷酸酯等。这些磷化合物中，可以列举磷酸、亚磷酸、或硫代磷酸与链烷醇、聚醚型醇的酯或其衍生物。
在上述磷化合物中，为了得到更高的耐磨损性能，而优选磷酸酯、酸式磷酸酯、以及酸式磷酸酯的胺盐，其中更加优选磷酸酯。极压添加剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.05～5质量％。
作为抗氧化剂，例如，可以列举2,6-二叔丁基对甲酚(DBPC)等苯酚类化合物、苯基-α-萘胺等芳香族胺、受阻胺化合物、亚磷酸酯以及有机金属化合物。苯酚类抗氧化剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.01～2质量％。此外，胺类抗氧化剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.001～2质量％。
作为降凝剂，可以例举选自各种丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种单体的共聚物或其加氢物等。降凝剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.01～5质量％。
作为防锈剂，可以例举氨基酸衍生物、多元醇的偏酯；羊毛酸酯、烷基琥珀酸酯、烯基琥珀酸酯等酯类；肌氨酸；失水山梨醇脂肪酸酯等多元醇偏酯类；脂肪酸金属盐、羊毛酸金属盐、氧化蜡金属盐等金属皂类；磺酸钙、磺酸钡等磺酸盐类；氧化蜡；胺类；磷酸；磷酸盐等。防锈剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.01～5质量％。
作为金属钝化剂，可以例举苯并三唑类、噻二唑类、咪唑类化合物等。金属钝化剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.001～1质量％。
本实施方式的液压油组合物，能够进一步含有上述聚甲基丙烯酸酯以外的粘度指数改进剂。作为其具体实例，可以例举选自各类甲基丙烯酸酯中的至少一种单体的共聚物或其氢化物、聚异丁烯或其加氢物、苯乙烯-二烯共聚物的氢化物以及聚烷基苯乙烯等非分散型粘度指数改进剂等。上述共聚物以外的粘度指数改进剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.01～15质量％。作为消泡剂，可以例举如二甲基硅氧烷、氟硅氧烷等硅氧烷类。消泡剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.001～0.05质量％。
作为破乳剂，可以列举聚氧化亚烷基二醇、聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基烷基酰胺、聚氧亚烷基脂肪酸酯等。
作为油性剂，可以列举脂肪酸、酯类、醇类等。油性剂的含量，以液压油组合物总量为基准，优选为0.01～0.5质量％。
实施例
下面将通过实施例及比较例对本发明进行更进一步的具体说明，但这些内容并不对本发明起任何限定作用。
在实施例1至3以及比较例1至3中，按照如表1及表2所示的组成配合润滑油基础油和添加剂，制备液压油组合物。在制备液压油组合物时，对40℃运动粘度进行调整以使ISO粘度等级达到VG46。即，根据粘度指数改进剂的分子量对其配合量进行调整，并且当不添加粘度指数改进剂时则采用VG46的基础油。实施例及比较例中所使用的润滑油基础油以及添加剂为如下所述。
<润滑油基础油>
基础油1：氢化精制矿物油(全芳香族含量：0.0质量％，含硫量：10质量ppm以下，40℃运动粘度：26mm2/s，粘度指数：131)
基础油2：氢化精制矿物油(全芳香族含量：0.0质量％，含硫量：10质量ppm以下，40℃运动粘度：46mm2/s，粘度指数：127)
这里的全芳香族含量，是按照AnalyticalChemistry第44卷第6号(1972)第915-919页“SeparationofHigh-BoilingPetroleumDistillatesUsingGradientElutionThroughDual-Packed(SilicaGel-AluminaGel)AdsorptionColumns”所记载的硅铝凝胶色谱法进行测定所得的结果。
此外，含硫量是通过ASTMD4951“StandardTestMethodforDeterminationofAdditiveElementsinLubricatingOilsbyInductivelyCoupledPlasmaAtomicEmissionSpectrometry”进行测定的。
此外，运动粘度以及粘度指数是依照JISK2283来进行测定的。
<粘度指数改进剂>
A：聚甲基丙烯酸酯(エボニックデグサ公司制造：JMB3587，数均分子量20000)
B：聚甲基丙烯酸酯(三洋化成公司制造：アクルーブV815，数均分子量20000)
C：聚甲基丙烯酸酯(ヘンケルジャパン公司制造：カネルーブ2091，数均分子量40000)
D：聚甲基丙烯酸酯(エボニックデグサ公司制造：VISCOPLEX1-156，数均分子量50000)
E：聚甲基丙烯酸酯(三洋化成公司制造アクルーブ：H-3300，数均分子量100000)
<其他添加剂>
在实施例1至3及比较例1至3中，以液压油组合物总量为基准，分别配合0.5质量％的磷酸三甲苯酯、2，6-二叔丁基对甲酚(DBPC)以及降凝剂，作为其他添加剂。
针对实施例1至3及比较例1至3中所得到的各液压油组合物，按如下方式对各性状进行测定。其结果在表1及表2中示出。
运动粘度以及粘度指数：依照JISK2283进行测定。
剪切粘度：以ASTM(D4741，D4683，D6616)、CEC(L-36A-90)为标准，在60、70及80℃的温度下、剪切条件为106/s的环境下进行测定。采用PCSInstruments公司制造的USV(UltraShearViscometer)粘度计作为测定装置。
[HPV35+35泵实验]
针对实施例1至3及比较例1至3中所得到的各液压油组合物，进行HPV35+35泵实验。具体而言，在如下的实验条件下对泵的旋转扭矩进行测定，从而算出整体效率。其结果在表1及表2中示出。
泵名：コマツHPV35+35
泵出量+排出量：40L/min
泵型：斜板型
油温：80℃
压力：无负载，35MPa
泵转速：2100rpm
[表1]
[表2]

Claims (2)

1.液压油组合物，其含有：
在40℃时运动粘度为15～50mm2/s的润滑油基础油；和
以液压油组合物总量为基准，含量为1～40质量％且数均分子量为48000以下的聚甲基丙烯酸酯；
所述液压油组合物的粘度指数为150以上，且其在60～80℃下的(A)运动粘度与(B)剪切粘度的比(A/B)为1.3以下，其中，所述运动粘度的单位为mm2/s，所述剪切粘度的单位为mPa·s，剪切条件为106/s。
2.如权利要求1所述的液压油组合物，其中，所述润滑油基础油的含硫量在10质量ppm以下。
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