CN109233953A - 一种抗燃降解环保型液压油 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗燃降解环保型液压油，其包括：基础油、粘度调节剂、抗氧剂、抗磨剂、防锈剂和抗泡沫剂；本发明提供的抗燃降解环保型液压油，具有优异的润滑性，高低温稳定性和突出的生物可降解性；良好的空气释放性、橡胶适应性以及能与矿物油完全相容特点；本发明提供的抗燃降解环保型液压油，能被广泛应用在地下挖掘机、连铸生产线、现代化农业机械、海洋设施等重视环保又防火灾的新领域。

Description

一种抗燃降解环保型液压油

技术领域

本发明涉及润滑油生产技术领域，具体涉及一种抗燃降解环保型液压油。

背景技术

液压系统是以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置，而液压油是液压系统中传递能量的工作介质，还同时起着润滑、防锈、冷却、减震等作用。液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的优劣，还因系统的污染防护和处理，系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命，据统计，国内外的液压系统故障大约有70％是由于污染引起的。油液污染对系统的危害主要有：元件的污染磨损；元件堵塞与卡紧故障；加速油液性能的劣化。在大型钢铁企业及压铸行业由于熔融的钢铁对设备的耐高温、高热、抗燃性有很高的要求。

同时，市场最流行润滑油油品大多是以石油为基础油的润滑油，它们难以降解，几乎长期留在环境中。每年全球消耗润滑油为3600～4000万吨，其中1000万吨左右的润滑油由于泄漏、飞溅、油气蒸发、包装用品的残留、不当地抛弃等原因直接进入人类居住的生态环境，严重污染土壤和水资源，破坏生态环境。人们对润滑油的污染问题也很关注。

因此需要一种抗燃、可生物降解的液压油，具有优良的抗燃性、润滑性能，优良的热、氧化安定性和剪切安定性，优良的防锈、抗腐蚀性，和密封材料适应性，降低能耗提高经济节约性，延长机器和工具设备的寿命长期润滑，延长服务间隔，减少维护费用，降低人工成本。

发明内容

本发明提供一种抗燃降解环保型液压油，其包括：

基础油、粘度调节剂、抗氧剂、抗磨剂、防锈剂和抗泡沫剂。

作为本发明的一种实施方式，所述基础油为多元醇酯类基础油。

作为本发明的一种实施方式，所述粘度调节剂为聚酯型粘度调节剂。

作为本发明的一种实施方式，所述抗氧剂为酚型抗氧剂。

作为本发明的一种实施方式，所述抗泡沫剂为非硅型抗泡沫剂。

作为本发明的一种实施方式，所述非硅型抗泡沫剂为丙烯酸酯与醚共聚物。

作为本发明的一种实施方式，按照重量份计，其包括

作为本发明的一种实施方式，其还包括四臂PEG巯基。

作为本发明的一种实施方式，所述四臂PEG巯基的数均分子量为400或600。

本发明的第二方面提供一种抗燃液压油，其由上述的抗燃降解环保型液压油制备得到。

有益效果：

1、本发明提供的抗燃降解环保型液压油，具有优异的润滑性，高低温稳定性和突出的生物可降解性；良好的空气释放性、橡胶适应性以及能与矿物油完全相容特点；

2、本发明提供的抗燃降解环保型液压油，能被广泛应用在地下挖掘机、连铸生产线、现代化农业机械、海洋设施等重视环保又防火灾的新领域；

3、本发明提供的抗燃降解环保型液压油，具有优良的抗燃性、润滑性能，优良的热、氧化安定性和剪切安定性，优良的防锈、抗腐蚀性，和密封材料适应性，降低能耗提高经济节约性，延长机器和工具设备的寿命长期润滑，延长服务间隔，减少维护费用，降低人工成本。

具体实施方式

为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。

尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。

此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括介于(并包括)所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。

本发明提供一种抗燃降解环保型液压油，其包括：

基础油、粘度调节剂、抗氧剂、抗磨剂、防锈剂和抗泡沫剂。

作为本发明的一种实施方式，按照重量份计，其包括

基础油

常见的基础油选自矿物油、合成油及其混合物的基础油。

作为本发明的一种实施方式，所述矿物油选自III类矿物油。

作为本发明的一种实施方式，所述合成基础油选自PAO合成油、酯类合成油、聚醚类合成油中的一种或多种。

酯类油的优点：加抑制剂其氧化稳定性和热稳定性优于矿物油，使用温度高，低倾点，低温流动性好；良好的粘温性能，能与矿物油及其他多种合成油混溶，良好的抗磨损，抗擦伤特性；低挥发性，无毒，可生物降解。

酯类油的缺点：只能得到低粘度油，与密封材料相容性较差，只与少数丁腈橡胶相容，与涂料不相容，水稳定性差，防腐性能中等。

聚醚油的优点：可生产需要的各种粘度等级，很好的粘温性能，高承载能力，即良好的抗擦伤和抗磨特性，优良的摩擦特性，特别是对钢/青铜摩擦副，加抑制剂有很好的氧化稳定性，使用温度高，良好的低温流动性，低倾点，良好的抗腐蚀性，无毒，可生物降解。

聚醚油的缺点：一般不溶于矿物油、酯类油和合成烃，与添加剂的溶解度和感受性一般，压粘性不如矿物油，仅溶于水中才抗燃，仅对环氧树脂相容，仅对氟橡胶和聚四氟乙烯等密封材料相容。

所述III类矿物油为III类加氢矿物油。根据API规范定义，III类矿物油基础油主要是加氢异构化基础油，硫含量小于或等于0.03％，饱和烃含量大于或等于90％，粘度指数大于120。所述III类矿物油包括但不限于中石化高桥生产的III类加氢基础油、S-oil生产的III类基础油、或Yubase生产的III类基础油。

作为本发明的一种优选方式，所述基础油为酯类合成油，所述酯类合成油为多元醇酯类合成油；所述多元醇酯类合成油购买自营口市东旭化工厂，品牌为科路博，规格型号为4027。

粘度调节剂

粘度调节剂是一种油溶性高分子聚合物，在低温时聚合物分子之间的相互作用力较强，因此聚合物紧紧缠绕；在高温时聚合物本身分子动能增加，逐渐溶解在液压油中，并以线状伸展的状态存在于液压油中，此时粘度调节剂分子流体力学体积增大，阻碍溶剂液压油分子的运动，导致液压油的内摩擦力增大，即粘度增加，从而提高液压油的粘温性能。

目前使用较多的粘度调节剂主要有聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、烯烃共聚物、氢化苯乙烯双烯共聚物。

从提高产品的低温性能、热氧化安定性能的角度出发，本发明中，所述粘度调节剂为聚甲基丙烯酸酯，因为侧链含有甲基，主要是主链对基础油的粘度调节，当主链较长时，主要是分子之间的相互吸引力作用点比较多，使分子的动能降低。

本发明中，所述粘度调节剂为T819HB，品牌为润达，具体购买自锦州市润达化工有限责任公司。

抗氧剂

润滑油在使用过程中，受到空气、水的影响，不可避免的发生氧化反应，此外，机械设备在摩擦过程中产生热量，机械设备中的各种金属材料，如铜、铁等均会加速润滑油的氧化变质，最终使其粘度增加，生成酸性物质则会腐蚀机械设备，也会生成各种炭状或沥青状等沉淀物质阻塞管路。

为了缓解油的氧化变质，延长油的使用寿命和防止机件遭受腐蚀磨损，常用的方法就是在油品中加入抗氧剂，以抑制油品的氧化。根据抗氧剂对油品氧化过程阻抑方式的不同，将其分为自由基捕获剂和过氧化物分解剂。自由基捕获剂主要是通过失去自身结构中的活性氢原子，与润滑油分子中氧化生成的过氧化自由基相结合，使之失去活性，从而阻断氧化反应。自由基捕获剂主要分为酚型抗氧剂和胺型抗氧剂。过氧化物分解剂是利用本身的还原性活性元素来分解氢过氧化物，从而达到抑制润滑油进一步氧化的目的。

自由基捕获剂包括受阻酚型抗氧剂、芳胺型抗氧剂和铜拟制剂等。

过氧化物分解剂：有机硫化物、二烷基二硫代磷酸盐(酯)、亚磷酸酯、过碱基酚、水杨酸盐等。

作为本发明的一种实施方式，所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂，即酚型抗氧剂。

本发明中，所述酚型抗氧剂的制备方法如下：

S01将0.02mol 4-乙基-3-羟基苯甲酸装入干燥的250mL的反应器中，加50mL氯仿，溶解后，在氮气保护下缓慢滴加4mL二氯亚砜，然后在50℃下反应5h，反应结束后减压蒸馏，除去溶剂和未反应的二氯亚砜，得到产物1；

S02将反应器中加入0.002mol的聚酰胺-胺聚合物，7ml蒸馏水和2g无水碳酸钾，在25℃下完全溶解后，置于0℃冰水浴中，缓慢滴加溶解在35ml苯中的0.12mol的产物1，滴加完毕后，缓慢升温至25℃，恒温反应15小时，反应后将产物加入到三氯甲苯中，过滤、干燥，即可制备得到酚型抗氧剂。

抗磨剂

抗磨剂主要包括硫系、磷系、氯系抗磨剂等。

国外的含硫抗磨剂品种较多，主要包括丁烯硫化油脂和硫化酯、黄原酸酯、硫代碳酸盐、二硫代氨基甲酸盐和多硫化合物等。

有机硫化物主要适用于高速、冲击载荷，有良好的抗擦伤、抗烧结的极压性能。

有机硫化物在缓和条件下生成吸附膜起油性添加剂的作用，在极压条件下生成含硫的无机膜，起到抗磨添加剂的作用。无机膜不一定是纯硫化铁，而是较复杂的过渡层，靠近基体的部分铁的成分多，靠表面的部分硫的成分多。硫化铁膜没有氯化铁膜那样的层状结构，抗剪切强度较大，因此摩擦系数较高。

磷系抗磨剂品种较为复杂，不仅表现在化合物种类上，也表现在元素组成上。有含单一磷元素的；有含硫、磷两元素的，有含磷、氮两元素的，也有含硫、磷、氮三元素的。即使元素组成相同，化合物结构也可以不同。

不同磷化合物用于不用目的，磷系抗磨剂的热稳定性越差，则抗磨性越好，但抗磨持久性下降；国外含磷抗磨剂主要是亚磷酸酯、磷酸酯、硫代磷酸酯和酸性磷酸酯胺盐。

氯系抗磨剂中，获得广泛使用的有氯化石蜡、五氯联苯等氯化烃类、氯化脂肪酸类。一般地讲，氯化石蜡活性强，作为抗磨剂时，极压磨损性好，但其安定性与抗腐蚀性差。与此相反，五氯联苯等环状氯化物非常安定，抗腐蚀性好好些，但缺乏足够的载荷性，极压抗磨损性较差。

作为本发明的一种实施方式，本发明中所述减磨剂为含有磷元素的减磨剂。

作为本发明的一种优选方式，所述减磨剂选自亚磷酸酯、磷酸酯、烷基硫代磷酸盐中的一种。

作为本发明的一种优选方式，所述烷基硫代磷酸盐选自硫磷伯仲烷基锌盐、硫磷伯仲辛烷基锌盐和硫磷双辛伯烷基锌盐中的一种。

作为本发明的一种更加优选的方式，所述烷基硫代磷酸盐为硫磷双辛伯烷基锌盐。

防锈剂

防锈剂多是一些极性物质，其分子结构的特点是：一端是极性很强的基团，具有亲水性质；另一端是非极性的烷基，具有疏水性。当含有防锈剂的油品，防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成致密的单分子或多分子保护层，阻止腐蚀介质与金属表面接触。防锈剂还对水及一些腐蚀性物质有增溶作用，将其增溶于胶束中，起到分散或减活作用，从而消除腐蚀性物质对金属的侵蚀。

防锈剂在金属表面的吸附有物理吸附和化学吸附两种，有的情况是二者均有。磺酸盐在金属表面的吸附，目前认为是一种比较强的物理吸附；有机胺由于胺中的氮原子有多余的配价电子，能够同吸附在金属表面的水分子借助氢键结合，使水脱表面，其余胺分子在金属表面产生物理吸附。

作为本发明的一种实施方式，本发明中，所述防锈剂为苯并三氮唑。

抗泡沫剂

液压油发泡的原因主要有：油品使用了各种添加剂，特别是一些表面活性剂；油品本身氧化变质；油品急速的吸入和循环；油温度上升和压力下降而释放空气；含有空气的润滑油的高速搅拌。

液压油发泡的危害：油泵的效率下降，能耗增加，性能变差；破坏液压油的正常润滑状态，加速机械磨损；液压油与空气接触面积增大，促进液压油的氧化变质；含泡液压油的溢出；润滑油冷却能力下降。

抗泡剂一般分为：硅抗泡剂、非硅抗泡剂和复合抗泡剂。

本发明中，所述抗泡剂为非硅抗泡剂，因为非硅型抗泡剂对抗磨液压油的空气释放值不利影响小，在酸性介质中稳定以及长期稳定性好等特点。从基础油对添加剂的感受性良好角度出发，本发明中所述非硅型抗泡沫剂为丙烯酸酯与醚共聚物；具体为抗泡剂T911。

四臂PEG巯基

本发明中，所述四臂PEG巯基的分子量为400或600，更加优选为400。

本发明中，所述四臂PEG巯基购买自上海巨启化学科技有限公司。

本发明中，所述四臂PEG巯基的重量份为0.1-0.5份，更加优选为0.3份。

本发明的第二方面提供一种抗燃液压油，其由上述抗燃降解环保型液压油制备得到，具体制备方法如下：

A、制备润滑油添加剂，依次将除基础油之外的添加剂加入到搅拌设备中，搅拌时间为120-140min，搅拌速率为650r/min，搅拌结束后得到润滑油添加剂；

B、取基础油与润滑油添加剂放入搅拌设备中进行混合搅拌30-100min，搅拌结束后得到抗燃液压油。

有益效果：本发明制备得到的抗燃降解环保型液压油及其液压油制品，具备优异的润滑性，高低温稳定性和突出的生物可降解性。常规液压油中，使用的减磨剂或者抗氧化剂为烷基二硫代磷酸盐，特别是烷基二硫代磷酸锌，其兼具抗氧化、抗磨、极压以及抗腐蚀等优异性能的有灰型多效润滑油添加剂，同时市面上暂时未找到其替代品。但是，烷基二硫代磷酸盐在油品的抗氧化作用中，其产物将不再具有抗磨性能，甚至由于其氧化产物含有硫化锌和氧化锌，会破坏其之前形成的防磨层；同时，烷基二硫代磷酸盐只能在滑动摩擦层表面形成膜，并不能形成滚动接触膜。因此，烷基二硫代磷酸盐并不能形成优异、长久的抗磨性能。本发明提供的所述抗磨减压油组合物，其所述四臂PEG巯基可以将烷基二硫代磷酸盐的抗氧化产物和过氧化物产物的含羟基化合物，在抗氧化剂的作用下，能够与金属表面形成膜；同时本发明提供的烷基二硫代磷酸盐为硫磷双辛伯烷基锌盐，其在金属表面形成的是聚磷酸盐为长链聚磷酸盐，结晶粗细不均匀，在后续的四臂PEG巯基可以弥补这一缺陷。

下面结合具体实施例对本发明提供的抗燃降解环保型液压油进行详细说明。

实施例1：本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油，按照重量份，其包括：

基础油：本实施例中所述基础油为酯类合成油，购买自营口市东旭化工厂，品牌为科路博，规格型号为4027。

本实施例中，所述粘度调节剂为T819HB，品牌为润达，具体购买自锦州市润达化工有限责任公司。

本实施例中，所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂，其制备方法如下：

S01将0.02mol 4-乙基-3-羟基苯甲酸装入干燥的250mL的反应器中，加50mL氯仿，溶解后，在氮气保护下缓慢滴加4mL二氯亚砜，然后在50℃下反应5h，反应结束后减压蒸馏，除去溶剂和未反应的二氯亚砜，得到产物1；

S02将反应器中加入0.002mol的聚酰胺-胺聚合物，7ml蒸馏水和2g无水碳酸钾，在25℃下完全溶解后，置于0℃冰水浴中，缓慢滴加溶解在35ml苯中的0.12mol的产物1，滴加完毕后，缓慢升温至25℃，恒温反应15小时，反应后将产物加入到三氯甲苯中，过滤、干燥，即可制备得到酚型抗氧剂。

本实施例中，所述抗磨剂为烷基硫代磷酸盐，具体为硫磷双辛伯烷基锌盐。

所述防锈剂为苯并三氮唑。

所述抗泡剂为非硅抗泡剂，具体为抗泡剂T911。

所述四臂PEG巯基的分子量为400。

本实施例的第二方面提供一种抗燃液压油，其由上述抗燃降解环保型液压油制备得到，具体制备方法如下：

A、制备润滑油添加剂，依次将除基础油之外的添加剂加入到搅拌设备中，搅拌时间为120-140min，搅拌速率为650r/min，搅拌结束后得到润滑油添加剂；

B、取基础油与润滑油添加剂放入搅拌设备中进行混合搅拌30-100min，搅拌结束后得到抗燃液压油。

实施例2：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油，按照重量份，其包括：

实施例3：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油，按照重量份，其包括：

实施例4：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油，按照重量份，其包括：

实施例5：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油，按照重量份，其包括：

实施例6：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油中的四臂PEG巯基的分子量为600。

实施例7：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油中的四臂PEG巯基的分子量为2000。

实施例8：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油中的抗氧剂为市售，具体为N,N-二仲丁基对苯二胺。

实施例9：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油中的抗磨剂为硫化异丁烯。

实施例10：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油中的抗磨剂为硫磷伯仲烷基锌盐。

实施例11：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油不包含四臂PEG巯基。

实施例12：本实施例的实施方案与实施例1的区别在于，本实施例提供一种抗燃降解环保型液压油中的抗氧剂为市售，具体为N,N-二仲丁基对苯二胺；抗磨剂为硫化异丁烯。

性能测试：

其中，四球试验中，所述钢球为GCr15标准钢球，其直径为12.7mm，硬度为61-65HRC。试验条件为1450r/min，25℃。

从上面实施例的测试结果可以看出，在未包含本发明提供的四臂PEG巯基和特有的抗氧剂，其防锈性能和抗磨性能均弱于实施例1的测试结果，且四臂PEG巯基的分子量过大时，对本发明的粘度有很大的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，其包括：

基础油、粘度调节剂、抗氧剂、抗磨剂、防锈剂和抗泡沫剂。

2.权利要求1所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，所述基础油为多元醇酯类基础油。

3.权利要求1所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，所述粘度调节剂为聚酯型粘度调节剂。

4.权利要求1所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，所述抗氧剂为酚型抗氧剂。

5.权利要求1所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，所述抗泡沫剂为非硅型抗泡沫剂。

6.权利要求5所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，所述非硅型抗泡沫剂为丙烯酸酯与醚共聚物。

7.权利要求1所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，按照重量份计，其包括：

8.权利要求1所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，其还包括四臂PEG巯基。

9.权利要求8所述的一种抗燃降解环保型液压油，其特征在于，所述四臂PEG巯基的数均分子量为400或600。

10.一种抗燃液压油，其由权利要求1-9任一项所述的抗燃降解环保型液压油制备得到。