CN106544077A - 一种酯类组合物及其在润滑油中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酯类组合物，该组合物包括以下质量份数的组分：双酯20‑40％、多元醇酯40‑60％、复合多元醇酯10‑20％和聚酯5‑10％。本发明还公开了该酯类组合物的制备方法；以及该酯类组合物的应用，将所述酯类组合物用作发动机油、变速箱油和齿轮油的基础油。酯类组合物和基础油具有很好的相容性，使用该酯类组合物后，产品的热氧化安定性能和润滑性的抗磨性能有了显著提高，产品的蒸发损失也有较大幅度的降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种酯类组合物，具体涉及一种酯类组合物及其在润滑油中的应用。
背景技术
润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。美国石油学会(API)将基础油分为I、II、III、IV和V五类，I、II和III类属于矿物基础油，IV类单指聚α-烯烃(PAO)，I、II、III和IV类之外的通称为V类基础油，酯类属于类V基础油。
酯类油是一类广泛应用的合成润滑油的基础油，是由各种醇和酸反应所生成的具有预定分子结构的有机酯，其粘度指数高，不含普通矿物油中所含有的不稳定杂质。其最大的特点是酯类分子中的多重酯键(-COOR)赋予了酯类分子以极性，因而赋予酯类油很多无可比拟的性能和应用特点。
酯类根据分子中的酯基多少和位置，可分为单酯、双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯等，不同酯类的化学性能差异较大。单酯是一元酸和一元醇的酯化产物；双酯是一元酸和二元醇或是二元酸和一元醇的酯化产物；多元醇酯是多元醇和一元酸的酯化产物；复合多元醇酯是由多元醇和二元酸酯化形成的低分子聚合物；聚酯是α-烯烃与不饱和二酯的共聚物。除单酯外，其他酯类均可用于润滑油中。
目前，市场上配方中含酯类油的合成润滑油，大都是使用单一种类的酯类油。发动机油、齿轮油、变速箱油等不同种类的油品的性能有较大差异，设计配方时，酯类油种类的选择及加量往往需要经过大量的筛选和试验，费时费力。此外，单一种类的酯类油，越来越难以满足代润滑油对各方面指标更加严苛的要求。
中国专利申请201510955039.3公开了一种智能修复微量润滑油，其由以下重量百分比的组分制备而成：多元醇酯50-70％；单酯和/或双酯20-40％；聚酯5-10％；分散剂3-5％；硼化稀土化合物0.01-0.5％。该申请的智能修复微量润滑油需配合微量润滑装置使用，使用量可以减少至原来的5％以下，但其抗磨性还有待提高。
中国专利申请201010566254.1公开了一种可生物降解准干切削油及其制备方法，其由以下重量百分比原料制备而成：双酯30-40％、多元醇酯30-40％、聚α-烯烃PAO20-30％、二烷基二硫代磷酸锌ZDDP5-6％、聚酯2-3％、N-月桂酰基丙氨酸1-2％。该申请同现有技术相比，可生物降解，但其氧化安定性和抗磨性难以满足润滑油的高要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中酯类油存在的不足，提供一种酯类组合物及其在润滑油中的应用。
本发明的技术方案为，一种酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
进一步地，酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
进一步地，所述双酯为2-乙基已基已二酸酯、2-乙基已基壬二酸酯、2-乙基已基癸二酸酯、异癸基已二酸酯、异癸基壬二酸酯、异癸基癸二酸酯、异十三基已二酸酯和异十三基癸二酸酯中的至少一种。
进一步地，所述多元醇酯为新戊醇酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯和双季戊四醇酯中的至少一种。
进一步地，所述复合多元醇酯为新戊二醇二油酸酯和双季戊四醇二油酸酯中的至少一种。
进一步地，所述聚酯为马来酸型聚酯和富马酸型聚酯中的至少一种。
进一步地，所述酯类组合物在100℃时的运动粘度为5.0-20.0mm2/s。
所述酯类组合物的制备方法，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在40～60℃条件下，搅拌30-60min，至组合物达到均质状态。
本发明还公开了所述酯类组合物在发动机油、变速箱油和齿轮油中的应用。
进一步地，所述酯类组合物作为基础油应用于发动机油、变速箱油或齿轮油。
进一步地，所述酯类组合物的加入量为发动机油、变速箱油或齿轮油量的5-20wt％。
本发明的酯类组合物包括双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯等，充分发挥各酯类油的优点，尤其通过对组合物中各组分及其含量的调整，该酯类组合物可以便捷的应用于各种发动机油、齿轮油和变速箱油中，同时各项指标更加均衡，综合性能更加优异。
本发明将酯类组合物应用于发动机油、变速箱油和齿轮油中，发现其具有很好的相容性。对产品分别进行氧化安定性试验、成漆板试验、抗磨性试验和蒸发损失试验，实验结果表明，使用该酯类组合物后，产品的热氧化安定性能和润滑性的抗磨性能有了显著提高，产品的蒸发损失也有较大幅度的降低。
具体实施方式
实施例1
一种酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
其中，双酯为2-乙基已基已二酸酯。
多元醇酯为三羟甲基丙烷酯和双季戊四醇酯，二者的质量比为1：2。
复合多元醇酯为新戊二醇二油酸酯。
聚酯为马来酸型聚酯。
酯类组合物在100℃时的运动粘度为9.4mm2/s。
根据上述酯类组合物的配比，作如下制备，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在45℃条件下，搅拌50min，至组合物达到均质状态。
实施例2
一种酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
其中，双酯为2-乙基已基壬二酸酯和异十三基癸二酸酯，二者的质量比为4：1。
多元醇酯为新戊醇酯。
复合多元醇酯为双季戊四醇二油酸酯。
聚酯为富马酸型聚酯。
酯类组合物在100℃时的运动粘度为8.3mm2/s。
根据上述酯类组合物的配比，作如下制备，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在55℃条件下，搅拌45min，至组合物达到均质状态。
实施例3
一种酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
其中，异癸基已二酸酯。
多元醇酯为季戊四醇酯。
复合多元醇酯为新戊二醇二油酸酯和双季戊四醇二油酸酯，二者的质量比为1：3。
聚酯为马来酸型聚酯。
酯类组合物在100℃时的运动粘度为8.9mm2/s。
根据上述酯类组合物的配比，作如下制备，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在40℃条件下，搅拌60min，至组合物达到均质状态。
实施例4
一种酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
其中，异十三基已二酸酯。
多元醇酯为双季戊四醇酯。
复合多元醇酯为新戊二醇二油酸酯。
聚酯为马来酸型聚酯和富马酸型聚酯中的至少一种。
酯类组合物在100℃时的运动粘度为10.3mm2/s。
根据上述酯类组合物的配比，作如下制备，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在60℃条件下，搅拌30min，至组合物达到均质状态。
实施例5
酯类组合物的应用。
将实施例1制备得到的酯类组合物代替发动机油配方中原有的单一种类酯类基础油。该发动机油原基础油为多元醇酯和III类基础油或纯III类基础油。
其中，酯类组合物的质量为发动机油质量的15％。
实施例6
酯类组合物的应用。
将实施例1制备的酯类组合物加入变速箱油中，代替变速箱油配方中原有的单一种类酯类基础油。该变速箱油原基础油为多元醇酯和III类基础油或纯III类基础油。
其中，酯类组合物的质量为变速箱油质量的5％。
实施例7
酯类组合物的应用。
将实施例1制备酯类组合物加入齿轮油中，代替齿轮油配方中原有的单一种类酯类基础油。该齿轮油原基础油为多元醇酯和III类基础油或纯III类基础油。
其中，酯类组合物的质量为齿轮油质量的20％。
对比例1
一种酯类组合物，包括以下质量份数的组分：
其中，双酯为2-乙基已基已二酸酯。
多元醇酯为三羟甲基丙烷酯和双季戊四醇酯，二者的质量比为1：2。
复合多元醇酯为新戊二醇二油酸酯。
聚酯为马来酸型聚酯。
酯类组合物在100℃时的运动粘度为9.4mm2/s。
根据上述酯类组合物的配比，作如下制备，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在45℃条件下，搅拌50min，至组合物达到均质状态。
将上述所制备得到的酯类组合物代替发动机油配方中原有的单一种类酯类基础油。
该发动机油原基础油为多元醇酯和III类基础油或纯III类基础油。
其中，酯类组合物的质量为发动机油质量的15％。
对实施例5-7所制备的发动机油、变速箱油或齿轮油以及原发动机油、变速箱油或齿轮油的性能进行测试，测试结果列于表1-4中。
表1三种类型基础油配方油品氧化安定性对比
注：试验方法，ASTM D2893(121℃，312h)。
从表1可以看出，采用本发明的酯类组合物的发动机油、变速箱油和齿轮油在100℃运动粘度和酸值增加小，说明其油品被氧化的程度越小，油品的抗氧化能力也越强。
表2三种类型基础油配方发动机油热安定性对比
注：试验方法，SH/T0300-92(油温150℃，铝板320℃，6h)。
成焦板试验能很好的考察油品的热安定性，评级越小，胶重越少，表明油品的热安定性越好，从表2可以看出，采用本发明的酯类组合物的发动机油的热安定性好。
表3三种类型基础油配方油品抗磨性能对比
注：试验方法，ASTM D6079-M(100℃，50Hz，10000g，60min)。
成膜性越好，表明油品的油膜完整度越高；磨斑直径和摩擦系数就越小，表明油品的抗磨性能越好。从表3可以看出，本发明的酯类组合物可以很好的提高发动机油、变速箱油和齿轮油的成膜性和抗磨性能。
表4三种类型基础油配方油品蒸发损失性能对比
注：试验方法，ASTM D5800(a:250℃，1h；b：200℃，1h)。
油品的蒸发损失越小，表明油品在使用过程中的消耗越少。从表4可以看出本发明的酯类组合物可以降低油耗。
对比例1的酯类组合物应用于发动机油中，发动机油的性能如下表5所示。
表5对比例1酯类组合物应用于发动机油中的性能
从表5可以看出，对比例1中的酯类组合物应用于发动机油中的性能相比实施例5中的发动机油的性能，有着明显地降低，说明酯类组合物中组分的含量对酯类组合物的性能有着较大的影响。
以上对本发明实施例所提供的一种酯类组合物及其在润滑油中的应用，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.根据权利要求1所述的酯类组合物，其特征在于，所述组合物包括以下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的酯类组合物，其特征在于，所述双酯为2-乙基已基已二酸酯、2-乙基已基壬二酸酯、2-乙基已基癸二酸酯、异癸基已二酸酯、异癸基壬二酸酯、异癸基癸二酸酯、异十三基已二酸酯和异十三基癸二酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的酯类组合物，其特征在于，所述多元醇酯为新戊醇酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯和双季戊四醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的酯类组合物，其特征在于，所述复合多元醇酯为新戊二醇二油酸酯和双季戊四醇二油酸酯。
5.根据权利要求1所述的酯类组合物，其特征在于，所述聚酯为马来酸型聚酯和富马酸型聚酯中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的酯类组合物，其特征在于，所述酯类组合物在100℃时的运动粘度为5.0-20.0mm2/s。
7.如权利要求1所述的酯类组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取双酯、多元醇酯、复合多元醇酯和聚酯加入调和釜中，在40～60℃条件下，搅拌30-60min，至组合物达到均质状态。
8.如权利要求1-5任一项所述酯类组合物在发动机油、变速箱油和齿轮油中的应用。
9.根据权利要求8所述的酯类组合物，其特征在于，所述酯类组合物作为基础油应用于发动机油、变速箱油或齿轮油。
10.根据权利要求8所述的酯类组合物，其特征在于，所述酯类组合物的加入量为发动机油、变速箱油或齿轮油量的5-20wt％。
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