CN108102774A - 一种润滑油及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种润滑油及其应用。一种润滑油，主要由以下成分混合而成：低粘度聚α烯烃基础油10‑56份，高粘度聚α烯烃基础油40‑87份，复合剂2‑3份，消泡剂；所述消泡剂在所述润滑油中的重量含量为0.3‑1‰；所述低粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为11mm2/S以下，所述高粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为35mm2/S以上；所述复合剂主要由清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂中的至少一种组成。本发明的润滑油可更好地保护造纸机，具有抗磨性能高、抗氧化性能高、能延长设备寿命、降低噪音等优点。

Description

一种润滑油及其应用
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其是涉及一种润滑油及其应用。
背景技术
润滑油在设备运转中起着抗磨减摩、冷却和提高效率等不可或缺的关键作用。根据不同的用途或工况润滑油分为多种。以造纸机专用油为例，造纸机专用油主要用于大型造纸机干部循环系统齿轮、轴承的润滑，它的性能要求是由造纸机干部循环系统的工况和润滑特性所决定的。造纸机干部对造纸机专用油的性能要求是十分苛刻的，该油品除了应具有合适的粘度，以保证在工作温度高、负载重的情况下形成足够油膜外，以下性能对纸机专用油非常重要：一、优良的粘温性能，以便于在轴承温升波动较大的情况下也能维持正常润滑。二、良好的氧化稳定性，确保油品在循环使用中减缓油品的氧化，延长油品的使用寿命。三、优良防腐蚀性能，能有效抑制铜和其它金属表面的腐蚀，延长设备的使用。四、极压抗磨性能，有效防止机器启动和重载情况下轴承和齿轮的磨损，即使水分侵入亦能保持良好的抗磨性。五、水分离性好，油品不易乳化，能够使混入油中的水迅速分离。六、过滤性好，能满足现代纸机配置的过滤孔径为3～6μm的过滤设备，即使油品部分氧化后，含有少量水分，油品也具有很好的过滤性。七、清净分散性，及时清洗摩擦面形成的积炭、油泥和摩擦颗粒，保证润滑系统的良好运行。由于造纸机的工作温度高、负载重，因此，极压抗磨性能和抗氧化性尤为重要。然而现有产品的极压抗磨性能和抗氧化性仅能满足行业标准的底限要求，无法满足适应造纸机的快速更新。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种润滑油，所述的润滑油可更好地保护造纸机，具有抗磨性能高、抗氧化性能高、粘温性能优良等优点。
为了达到以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种润滑油，主要由以下成分混合而成：按重量份计，
低粘度聚α烯烃基础油10-56份，高粘度聚α烯烃基础油40-87份，复合剂2-3份，消泡剂；所述消泡剂在所述润滑油中的重量含量为0.3-1‰；
所述低粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为11mm2/S以下，所述高粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为35mm2/S以上；
所述复合剂主要由清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂中的至少一种组成。
以上润滑油由基础油和添加剂组成，其中，基础油为两种不同粘度的聚α烯烃基础油复合成的基础油，能呈现良好的协同效应，提高润滑油的抗氧化性和抗磨性。
另外，由于聚α烯烃基础油(PAO)具有较高的粘度指数、较低的蒸发损失以及良好的低温流动性，与矿物油的相容性好，还有优越的热安定性，因此在润滑油中加入聚α烯烃基础油不仅可以降低原料成本和倾点，而且可以提高润滑油的外观品质、粘度和抗水分离性。
为了保证两种不同粘度的基础油混合后获得较好的协同效应，本发明还确定了复合剂和消泡剂等添加剂的添加比例，以使其抗磨性能和抗氧化性远远优于行业标准。
经四球磨损和旋转氧弹试验测试，本发明的润滑油的磨斑直径在0.59mm以下(75℃，392N，60min)，旋转氧弹在650min以上。另外，本发明的润滑油的倾点在-45℃以下，闪点在230℃以上。
以上润滑油还可以进一步改进，以改善其它性能，具体如下。
所述复合剂主要由清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂中的至少一种组成，这些添加剂都用于改善润滑油的综合性能，其选用和配比对性能有重要影响。以上添加剂可以择一添加，也可以组合添加，优选清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂的组合。
根据润滑油的应用工况，确定清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂之间的配比。为了适应柴油机的工况，优选的配比为：
按重量份计，清净分散剂40-70份、抗氧剂2-10份、极压抗磨剂2-8份、摩擦改进剂2-10份，降凝剂2-8份，粘度指数改进剂100份。
其中，清净分散剂可取40份、50份、60份、70份等，抗氧剂可取2份、4份、5份、10份等，极压抗磨剂可取2份、4份、5份、8份等，摩擦改进剂可取2份、4份、5份、10份等，降凝剂可取2份、4份、5份、8份等。
优选地，所述清净分散剂选自碱性磺酸钙、中性磺酸钙、碱性硫化烷基酚钙和丁二酰亚胺中的一种或多种。
碱性磺酸钙、中性磺酸钙、碱性硫化烷基酚钙和丁二酰亚胺不仅能提高润滑油的分散度，而且可以提高其碱值，从而油品中和酸性物质能力，延长使用寿命。在实际使用时，可以采用碱性磺酸钙、中性磺酸钙、碱性硫化烷基酚钙、丁二酰亚胺或无氯丁二酰亚胺，或者碱性磺酸钙与碱性硫化烷基酚钙的组合，或者碱性硫化烷基酚钙与丁二酰亚胺的组合，或者碱性磺酸钙与中性磺酸钙的组合。
碱性磺酸钙优选高碱值的磺酸钙，例如碱值在380以上的磺酸钙。
碱性硫化烷基酚钙优选高碱值的硫化烷基酚钙，例如碱值在250以上的硫化烷基酚钙。
丁二酰亚胺优选无氯丁二酰亚胺。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧化剂ZDDP(即二烷基二硫代磷酸锌)和氨基甲酸中的至少一种。
可以单独加入抗氧化剂ZDDP或氨基甲酸，或者ZDDP与氨基甲酸以任意配比的组合。
抗氧化剂ZDDP优选伯烷基的ZDDP，例如T202。
氨基甲酸类，例如Vanlube AZ-锌盐。
优选地，所述极压抗磨剂选自二苄基二硫代物、硫化异丁烯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、硫磷丁辛基锌盐和磷酸铵中的一种或多种。
可以向润滑油中加入二苄基二硫代物、硫化异丁烯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯或磷酸铵作为极压抗磨剂，也可以加入二苄基二硫代物与硫化异丁烯的混合物，或硫化异丁烯与亚磷酸二正丁酯的混合物，或磷酸三甲酚酯与磷酸铵的混合物。其中优选亚磷酸二正丁酯。
优选地，所述摩擦改进剂选自油酸、十二醇、油酸铝、硬脂酸丁酯、十六烷胺和油酸酰胺中的一种或多种。
可以向润滑油中加入油酸、十二醇、油酸铝、硬脂酸丁酯、十六烷胺或油酸酰胺作为摩擦改进剂，也可以加入油酸与十二醇的混合物，或硬脂酸丁酯与十六烷胺的混合物，或十六烷胺与油酸酰胺的混合物。
优选地，所述降凝剂选自烷基萘、聚α烯烃、富马酸酯和Viscoplex系列中的一种或多种。
可以向润滑油中加入烷基萘、聚α烯烃、富马酸酯或Viscoplex系列，也可以加入烷基萘与聚α烯烃的混合物，或聚α烯烃与富马酸酯的混合物，或富马酸酯与Viscoplex系列的混合物。
优选地，所述粘度指数改进剂选自甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或多种。
可以向润滑油中加入甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物或氢化苯乙烯双烯共聚物，也可以加入甲基丙烯酸酯与乙烯-丙烯共聚物的混合物，或乙烯-丙烯共聚物与氢化苯乙烯双烯共聚物的混合物，优选单独加入乙烯-丙烯共聚物。
优选地，所述低粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为10mm2/S以下，优选PAO4、PAO6、PAO8和PAO10中的一种或多种混合。
优选地，所述高粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为40mm2/S以上，优选PAO40、PAO100和PAO150中的一种或多种混合。
其中，本发明中的基础油可以为PAO4与PAO40的组合，或PAO6与PAO40的组合，或PAO8与PAO40的组合，或PAO10与PAO40的组合，或PAO6与PAO100的组合，或PAO4与PAO100的组合，或PAO10与PAO100的组合，或PAO10与PAO150的组合，或者其它组合。
优选地，所述低粘度聚α烯烃基础油、所述高粘度聚α烯烃基础油和所述复合剂的重量比为10-37：60-87：2-3。以重量份计，低粘度聚α烯烃基础油可取10份、15份、20份、25份、30份、35份、37份等，高粘度聚α烯烃基础油可取60份、65份、70份、75份、80份、85份、87份等，复合剂可取2份、2.2份、2.5份、3份等。
优选地，所述消泡剂在所述润滑油中的重量含量为0.3-0.5‰，例如0.3‰、0.4‰、0.5‰等。
优选地，所述消泡剂为改性硅氧烷或聚丙烯酸酯或两者的混合，优选两者的混合。改性硅氧烷可选用各种类型的硅氧烷消泡剂，例如二甲基硅油。改性硅氧烷与聚丙烯酸酯的复配比例是任意的，优选重量比为1～2:1。
本发明的润滑油的制备方法极其简单，只要将各成分混匀即可。
为了保证混匀，可以适当加温或搅拌。
本发明的润滑油可用于各种类型机械设备上，以减小摩擦，起润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，尤其是机械设备中的齿轮器件，当用于造纸机的循环时比现有润滑油有显著的优势。
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
(1)抗磨、抗氧化性能强：磨斑直径在0.59mm以下(75℃，392N，60min)，旋转氧弹在650min以上；
(2)成分环保；
(3)节约燃料：具有较低的摩擦系数，减少了无用功，进而节约了燃料；
(4)粘度适宜，粘性性能优良；
(5)良好的水分离性、过滤性能和抗泡性；
(6)优良的防锈、防腐性能和橡胶相容性。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下文中所用到的复合剂的配方如下。
复合剂A：碱性硫化烷基酚钙40克、T202(硫磷丁辛基锌盐)10克、亚磷酸二正丁酯2克、硬脂酸丁酯10克、富马酸酯2克，粘度指数改进剂(VISCOPLEX 12-113)100克。
复合剂B：丁二酰亚胺油酸70克、Vanlube AZ-锌盐2克、磷酸三甲酚酯8克、十六烷胺2克、Viscoplex系列8克，粘度指数改进剂(VISCOPLEX12-113)100克。
实施例1
取聚α烯烃PAO10 31.6g，聚α烯烃PAO40 66g，H573(Munzing公司产)复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155(厂家思敏油品化工有限公司)；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例2
取聚α烯烃PAO10 52.6g，聚α烯烃PAO40 45g，H573复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例3
取聚α烯烃PAO10 34g，聚α烯烃PAO40 63.6g，H573复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例4
取聚α烯烃PAO10 14g，聚α烯烃PAO40 83.6g，H573复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例5-6
与实施例4的区别仅在于消泡剂的加入量不同，分别为0.5‰、1‰。
实施例7
与实施例4的区别仅在于各成分的配比不同，具体如下：
取聚α烯烃PAO10 10g，聚α烯烃PAO40 87g，H573复合剂2g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例8
与实施例4的区别仅在于各成分的配比不同，具体如下：
取聚α烯烃PAO10 56g，聚α烯烃PAO40 40g，H573复合剂3g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例9
与实施例4的区别仅在于复合剂的选用类型不同，将H573复合剂替换为复合剂A。
实施例10
与实施例4的区别仅在于复合剂的选用类型不同，将H573复合剂替换为复合剂B。
实施例11
与实施例4的区别仅在于所用的基础油种类不同，具体如下：
取聚α烯烃PAO10 14g，聚α烯烃PAO100 83.6g，H573复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban 155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
实施例12
与实施例4的区别仅在于所用的消泡剂种类不同，将消泡剂Foam Ban155替换为二甲基硅油。
对比例1
取聚α烯烃PAO10 97.6g，H573复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
对比例2
取聚α烯烃PAO40 97.6g，H573复合剂2.4g，加入0.3‰(重量)的消泡剂Foam Ban155；将以上原料混合，搅拌均匀，即得。
将上文所得的润滑油进行粘度、黏指、倾点、闪点、铜片腐蚀、碱值以及四球磨斑直径和旋转氧弹的测试，所得结果如下表1至3所示。
表1
表2
表3
由表中数据可以看出，本发明的润滑油具有以下特点：
1、适宜的粘度和优良的粘温性能
粘度是造纸机循环油(PMO)系统专用油最基本性能之一，保证在高温、重负荷下形成足够的油膜。特别对流体润滑，粘度对油膜的形成影响非常大。粘度过低，形成的油膜薄、易破裂；粘度过高，油品的内摩擦力过大、流动性差。优良的粘温性能保证轴承在升温波动较大的情况下也能正常运行，本发明设计的润滑油粘度指数达到150以上，甚至高达177，远远超过行业130的标准。
2、良好的氧化安定性和足够的极压抗磨性
PMO在工作中不可避免与空气、金属、杂质等接触，在使用温度较高的情况下，内部各种成分容易氧化变质而失去原有的性能，因此要求造纸机循环油具有良好的氧化安定性，以保证油品正常使用寿命。同时，由于大型纸机是连续化生产，停机造成的损失很大，因此希望润滑油有较长的使用寿命。本发明的旋转氧弹时间在650min以上，甚至能达到700min，远远超过行业标准。
PMO不但应用于轴承的润滑，还应用于齿轮润滑，因此必须在齿轮油润滑时在齿轮机构高速、低速重负荷或冲击负荷下快速形成边界吸附膜或化学反应膜，以防止齿面磨损、胶合。具有极压抗磨性是PMO专用油重要性质之一，一般要求PD不小于200Kg，磨斑不小于0.7mm。本发明的PD为400Kg，磨斑0.59mm以下，远远优于行业标准。
3、良好的水分离性、过滤性能和抗泡性
PMO在工作中不可避免与水接触，如果PMO的分水能力差，油和水混在一起发生乳化形成乳化液，不仅会降低润滑性能，增大磨损，而且形成油泥，因此PMO应该具有良好的抗乳化性能，即使纸机的润滑系统混入水，也能很快分离，本发明的抗乳化性时间为10min，远远低于行业标准的20min。
为了保证油品良好的润滑性能，防止污染物对轴承等部件的机械磨损和腐蚀，延长机械的使用寿命，现在大型造纸厂所用的造纸机组都配置了过滤孔径为3-6μm的过滤设备。在使用中为了防止过滤系统的堵塞，保证现代化过滤设备的使用寿命，PMO必须具备良好的过滤性能。本发明的过滤指数为7500mL～8000mL，远远超过行业标准。
PMO在循环流动和搅拌中，容易发生泡沫，如其泡沫型不好，形成的泡沫不能很快消失，会影响齿轮啮合处油膜形成，造成齿轮磨损等事故发生。因此良好的抗泡性对于PMO是非常必要的。表中显示本发明的润滑油抗泡沫性能良好。
4、优良的防锈、防腐性能和橡胶相容性
造纸机循环油润滑系统的部件有钢材质和铜材质。PMO由于使用工况的关系，水的侵入是不可避免的，在水侵入的作用下，齿轮、轴承和油箱会生锈。同时PMO的酸性物和硫化物添加剂在配伍失调和配方本身配伍不当时，对铜部件会造成腐蚀。腐蚀和锈蚀不仅破坏了齿轮的几何学特点，破坏了润滑状态，而且腐蚀产物与锈蚀产物还会进一步引起PMO的变质，产生恶性循环。PMO对铜腐性能提出很高的要求，不但要求121℃，3h条件下铜片小于1级，同时要求48小时后铜片腐蚀小于3级。表中数据显示本发明的48小时后铜片锈蚀为2a，液相锈蚀为无锈，具有优良的防锈、防腐性能。
造纸机循环油润滑系统中有密封元件，所以要求PMO有一定的橡胶相容性，本发明的橡胶相容性达到了质量要求标准。
5、两种基础油复配后产生了协同效果
从实施例和对比例的结果对比可看出，两种不同粘度的基础油联用后产生了协同效应，抗氧化性和抗磨性能大大提升。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种润滑油，其特征在于，主要由以下成分混合而成：按重量份计，
低粘度聚α烯烃基础油10-56份，高粘度聚α烯烃基础油40-87份，复合剂2-3份，消泡剂；所述消泡剂在所述润滑油中的重量含量为0.3-1‰；
所述低粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为11mm2/S以下，所述高粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为35mm2/S以上；
所述复合剂主要由清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂中的至少一种组成，优选由清净分散剂、抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂、降凝剂和粘度指数改进剂组成。
2.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述复合剂中，按重量份计，清净分散剂40-70份、抗氧剂2-10份、极压抗磨剂2-8份、摩擦改进剂2-10份，降凝剂2-8份，粘度指数改进剂100份。
3.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述清净分散剂选自碱性磺酸钙、中性磺酸钙、碱性硫化烷基酚钙和丁二酰亚胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧化剂ZDDP和氨基硫代酯中的至少一种；
优选地，所述极压抗磨剂选自二苄基二硫代物、硫化异丁烯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、硫磷丁辛基锌盐和磷酸铵中的一种或多种；
优选地，所述摩擦改进剂选自油酸、十二醇、油酸铝、硬脂酸丁酯、十六烷胺和油酸酰胺中的一种或多种；
优选地，所述降凝剂选自烷基萘、聚α烯烃、富马酸酯和Viscoplex系列中的一种或多种；
优选地，所述粘度指数改进剂选自甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述低粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为10mm2/S以下，优选PAO4、PAO6、PAO8和PAO10中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述高粘度聚α烯烃基础油在100℃的粘度为40mm2/S以上，优选PAO40、PAO100和PAO150中的一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于，所述消泡剂为改性硅氧烷或聚丙烯酸酯或两者的混合，优选两者的混合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的润滑油，其特征在于，所述低粘度聚α烯烃基础油、所述高粘度聚α烯烃基础油和所述复合剂的重量比为10-37：60-87：2-3。
9.根据权利要求1-7任一项所述的润滑油，其特征在于，所述消泡剂在所述润滑油中的重量含量为0.3-0.5‰。
10.权利要求1-9任一项所述的润滑油的应用，其特征在于，所述润滑油用于造纸机。
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