CN107227196B - 艉轴油组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种艉轴油组合物及其用途。所述艉轴油组合物以重量份数计由以下组份组成：a)85～99份基础油；b)0.2～5份复合添加剂包ADDITIN M 93.001；c)0～2份磷酸盐；d)0～4份硫化植物油脂肪酸酯；e)0～1份琥珀酸半酯衍生物，可以用于船舶艉轴部位的润滑。

Description

艉轴油组合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种艉轴油组合物及其用途。
背景技术
艉轴又名尾轴，尾轴一端连接螺旋桨，另一端连接齿轮箱或者连轴节再与发动机相连，具有密封和润滑作用。目前，国内船艉轴油大多是以矿物油为主，在航海运营中，由于恶劣条件下，螺旋桨运行时产生的较大震动，以及运行环境中的泥沙和渔网等其他海损原因，不可避免的导致艉轴密封装置失效从而导致海水的渗入或油的泄露，由于矿物油具有生物降解性差、具有生物毒性等特点，因此会对生态环境造成污染。另外，美国环保署(EPA)最新发布的船舶通用许可证(Final 2013 VGP)于2013年 12月19日生效。根据条例规定，所有进入美国水域(沿海3海里)船舶在油水界面上必须使用环保润滑油。除非技术上不可行。这些油水界面包括但不限于(可调距桨、推进器液压油、减摇装置、舵承等机械装置，这其中就包括尾轴密封装置)。
我国对环保型船用艉轴油的研制工作开展比较晚，目前国内船用艉轴油多采用船用系统油，基础油大多是矿物油，复合添加剂的使用也没有考虑到可生物降解和生物毒性，国外大型润滑油公司Castrol、Man、Klueber 等均有自己的环保型艉轴油产品。随着国际社会对环保呼声的日益高涨，研制出本国的环保型船用艉轴油显得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种新的艉轴油组合物。这种艉轴油组合物在具有良好极压抗磨性、防锈性、安全环保、水解稳定性的同时，还具有良好的生物降解性，可以很好地解决艉轴油对环境造成的污染。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种艉轴油组合物，以重量份数计由以下组份组成：
a)85～99份基础油；
b)0.2～5份复合添加剂包ADDITIN M 93.001；
c)0～2份磷酸盐；
d)0～4份硫化植物油脂肪酸酯；
e)0～1份琥珀酸半酯衍生物。
上述技术方案中，优选地，基础油的用量为95～99份，复合添加剂包的用量为0.5～3份，磷酸盐的用量为0.05～1.5份，硫化植物油脂肪酸酯的用量为0.2～3份，琥珀酸半酯衍生物的用量为0.01～0.1份。
上述技术方案中，所述基础油为单酯、双酯、多元醇酯、复合多元醇酯、聚合油酸酯、邻苯二甲酸酯和二聚酸酯中的至少两种。优选地，所述基础油为季戊四醇硬脂酸酯、三羟基丙烷油酸酯、三羟基丙烷硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和邻苯二甲酸酯中的至少两种。更优选地，所述基础油为季戊四醇硬脂酸酯，与选自三羟基丙烷油酸酯、三羟基丙烷硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和邻苯二甲酸酯中的至少一种的混合物。所述混合物中，季戊四醇硬脂酸酯与选自三羟基丙烷油酸酯、三羟基丙烷硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和邻苯二甲酸酯中的至少一种的重量比为2.3～2.4。
上述技术方案中，基础油40℃运动黏度为40～200mm2/s。
本发明还提供一种所述艉轴油组合物的用途。所述的艉轴油组合物用于艉轴的润滑与密封。
本发明艉轴油组合物的制备方法如下：将单酯、双酯、多元醇酯、复合多元醇酯、聚合油酸酯、邻苯二甲酸酯和二聚酸酯中的至少两种加热搅拌，恒温50～70℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包 ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温50～70℃条件下继续搅拌，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的艉轴油组合物。
本发明艉轴油组合物配方简单，调配方便，成本低，选用高黏度指数的不同种类基础油复配作为船用艉轴油的基础油，再加入复合添加剂包 ADDITIN M 93.001和其他添加剂，达到船用艉轴油整体性能的平衡与统一，具有优异的极压抗磨性、润滑性、防锈性、安全环保、水解稳定性的同时，可以很好地解决艉轴油对环境造成的污染。
与传统船用艉轴润滑油相比，本发明的润滑油组合物具有以下优点：
1)水解安定性(实验方法ASTM D2619)：本发明的润滑油组合物初始酸值低，两周后铜片重量变化小，水层酸值变化和油层黏度变化小，具有很好的水解稳定性。
2)极压性能(实验方法GB/T 12583)：本发明的润滑油组合物在艉轴极压方面有优异的表现。
3)抗磨能力(实验方法SH/T 0204-92)：本发明的润滑油组合物在艉轴擦伤方面有优异的表现。
4)铜片腐蚀能力(实验方法GB/T 5096)：本发明的润滑油组合物具有良好的防锈性能，铜片腐蚀等级1b。
5)液相锈蚀(实验方法GB/T 11143)：本发明的润滑油组合物具有良好的防锈性能，液相锈蚀为无锈。
6)FZG承载能力(实验方法SH/T 0306)：本发明的润滑油组合物在艉轴极压承载方面有优异的表现。
7)急性毒性试验，LC50(实验方法GB/T 27861)：本发明的润滑油组合物的鱼类急性毒性等级为低毒，符合VGP对润滑油毒性等级的要求。
8)可生物降解试验(实验方法OECD 301B)：本发明的润滑油组合物可生物降解率>80，符合VGP对润滑油可生物降解性能的要求。
下面结合实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1】(以100克计，以下同)
表1
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000031
将季戊四醇硬脂酸酯和三羟基丙烷油酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌 40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【实施例2】
表2
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000041
将季戊四醇硬脂酸酯和新戊二醇油酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【实施例3】
表3
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000042
将季戊四醇硬脂酸酯和三羟基丙烷硬脂酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌 40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【实施例4】
表4
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000051
将季戊四醇硬脂酸酯和新戊二醇硬脂酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌 40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【实施例5】
表5
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000052
将季戊四醇硬脂酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和三羟基丙烷油酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【实施例6】
表6
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000061
将季戊四醇硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯和三羟基丙烷油酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【实施例7】
表7
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000062
将季戊四醇硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯和三羟基丙烷硬脂酸酯加热搅拌，恒温60℃下混合均匀得混合油A。向混合油A中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油B。将混合油B室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【比较例1】
表8
组分 含量，克 生产商
复合添加剂包ADDITIN M 93.001 1.5 莱茵化学(青岛)有限公司
硫化植物油脂肪酸酯 2.4 莱茵化学(青岛)有限公司
磷酸盐 0.4 莱茵化学(青岛)有限公司
琥珀酸半酯衍生物 0 莱茵化学(青岛)有限公司
季戊四醇硬脂酸酯 95.7 英国禾大化工
向季戊四醇硬脂酸酯中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油A。将混合油A室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【比较例2】
表9
组分 含量，克 生产商
复合添加剂包ADDITIN M 93.001 1.5 莱茵化学(青岛)有限公司
硫化植物油脂肪酸酯 2.4 莱茵化学(青岛)有限公司
磷酸盐 0.4 莱茵化学(青岛)有限公司
琥珀酸半酯衍生物 0 莱茵化学(青岛)有限公司
三羟基丙烷硬脂酸酯 95.7 英国禾大化工
向三羟基丙烷硬脂酸酯中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油A。将混合油A室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
【比较例3】
表10
组分 含量，克 生产商
复合添加剂包ADDITIN M 93.001 1.5 莱茵化学(青岛)有限公司
硫化植物油脂肪酸酯 2.4 莱茵化学(青岛)有限公司
磷酸盐 0.4 莱茵化学(青岛)有限公司
琥珀酸半酯衍生物 0 莱茵化学(青岛)有限公司
HVI Ib 500 95.7 英国禾大化工
向HVI Ib 500中加入复合添加剂包ADDITIN M 93.001、硫化植物油脂肪酸酯、磷酸盐、琥珀酸半酯衍生物，恒温60℃条件下继续搅拌40min，制得混合油A。将混合油A室温下冷却，即得到清亮透明的船用艉轴润滑油。性能见表11。
表11
Figure DEST_PATH_GDA0001383849670000081
如表11所示，比较例1和比较例2的FZG承载能力分别为失效级9级、 10级，劣于各实施例；比较例2和比较例3的液相锈蚀试验结果分别为中锈和重锈，无法满足船舶艉轴部位的用油要求；比较例3的急性毒性试验LC50结果仅为80mg/L(数值越低表示毒性越大)，并且绝大多数组分不可生物降解，无法满足美国环保署对接触海水的船舶外露部位所使用润滑油、脂的环保要求。水解安定性数据报告试样40℃粘度变化及滴定水层所消耗的氢氧化钾标准溶液的毫升数，粘度变化越小，消耗氢氧化钾标准溶液体积越小，表明油品水解安定性越好。
各实施例的项相关性能试验的结果均表现优良。

Claims (5)

1.一种艉轴油组合物，以重量份数计由以下组份组成：
a)95～99份基础油；
b)0.5～3份复合添加剂包ADDITIN M 93.001；
c)0.05～1.5份磷酸盐；
d)0.2～3份硫化植物油脂肪酸酯；
e)0.01～0.1份琥珀酸半酯衍生物；
所述基础油为季戊四醇硬脂酸酯、三羟基丙烷油酸酯、三羟基丙烷硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和邻苯二甲酸酯中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的艉轴油组合物，其特征在于，所述基础油为季戊四醇硬脂酸酯，与选自三羟基丙烷油酸酯、三羟基丙烷硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和邻苯二甲酸酯中的至少一种的混合物。
3.根据权利要求2所述的艉轴油组合物，其特征在于，所述混合物中，季戊四醇硬脂酸酯与选自三羟基丙烷油酸酯、三羟基丙烷硬脂酸酯、新戊二醇油酸酯、新戊二醇硬脂酸酯和邻苯二甲酸酯中的至少一种的重量比为2.3～2.4。
4.根据权利要求1所述的艉轴油组合物，其特征在于，基础油40℃运动黏度为40～200mm2/s。
5.权利要求1～4任一所述的艉轴油组合物用于艉轴的润滑与密封。
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