CN109294706A - 一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其组分及质量百分含量为：合成酯基础油：10％～32％；烷基化芳烃基础油：8％～13％；合成烃基础油：10％～40％；粘度指数改进剂：30％～70％；极压抗磨剂：6.5％～10％；金属钝化剂：0.1～0.3％；抗氧剂：0.1％～0.5％；防锈剂：0.02％～0.05％；降凝剂：0.3％～0.5％；消泡剂：0.01％～0.02％。润滑剂为浅黄色透明液体，其技术指标为：运动粘度3000～50000mm2/s；粘度指数150～220；最大无卡咬复合值PB≥1666N；烧结复合值PD≥3087N；圆锥滚子轴承剪切实验：剪切后粘度变化不超过±3％。产品粘附力非常强，能在齿面形成足够厚的润滑油膜来保证齿轮润滑，使齿面间时刻处于弹性流体润滑状态，100％的基础油参与润滑。

Description

一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑技术领域，特别涉及工业开式齿轮润滑油。

背景技术

大型开式齿轮主要应用在一些原材料处理设备上，如电厂的磨煤机、水泥厂的回转窑、矿山的球磨机、化工行业的干燥机、造纸行业的鼓式碎浆机等。这类齿轮运行工况苛刻：低速度、高重载、常伴随着粉尘和水汽环境介质的影响。这些条件使开齿寿命大大降低，为了保证开齿的使用寿命，除了要严格执行操作规程以外，最重要的就是保证润滑的高效性。目前国内开齿润滑剂一般有一下三种：沥青型、流体石墨脂、全合成油。随着设备上开齿越来越大，工况条件越来越苛刻，全合成油类型的超高粘度的开齿润滑剂开始得到重视。

沥青型润滑产品，作为开式齿轮最早的润滑剂是因为价格低廉易于得到而在开式齿轮设备发展的初始阶段得到广泛应用。沥青是多环芳烃与杂环类的混合物，在实际使用中主要作用是增粘并非润滑，抗剪切能力差，四球机负荷低。在重负荷工况下，受到机械挤压和剪切后易变稀，导致粘附性下降，继而导致润滑失效，另外沥青难清洗不环保，如今在国内已经退出市场，但还有少部分设备在使用。

流体石墨脂产品，是随着大型开式齿轮设备出现，为了适应新工艺而研发。以矿物油或合成油为基础油，利用合适的稠化剂，同时加有一定量的石墨做固体子润滑材料制作的润滑脂产品，主要应用在喷射系统。相对于沥青型产品，流体石墨脂改善了润滑性和流动性，提升了极压性能；利用石墨在重载，以及油膜不足的情况下起到自润滑的“紧急润滑”功效，用以弥补沥青型产品缺陷。但是流体石墨脂最大的问题在于，它本身由于油膜薄强度低，使他本身时刻都处于边界润滑状态，另外其黑色的外观也不易时刻观察齿面的状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，粘附力极强，油膜强度大，使齿面间时刻处于弹性流体润滑状态。同时兼具良好的低温性能适用于冬季，色浅易于观察齿面状态，是不含沥青、铅、氯以及CFC溶剂的环保润滑剂。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其组分及质量百分含量为：

合成酯基础油：10％～32％；

烷基化芳烃基础油：8％～13％；

合成烃基础油：10％～40％；

粘度指数改进剂：30％～70％；

极压抗磨剂：6.5％～10％；

金属钝化剂：0.1～0.3％；

抗氧剂：0.1％～0.5％；

防锈剂：0.02％～0.05％；

降凝剂：0.3％～0.5％；

消泡剂：0.01％～0.02％。

所述的极压剂为二烷基五硫化物、抗磨剂剂为纳米硼酸钾。

所述的金属钝化剂为二硫基代二唑、笨并三氮唑的组合物。

所述的抗氧剂为二叔基对甲酚，异丁烯与对甲酚在磷酸作用下烷基化、中和结晶、再经分离、水洗、过滤、再结晶、再分离、干燥而得。

所述的防锈剂为烯基丁二酸、四聚丙烯与马来酸酐加合反应，产物经水洗、蒸馏、水解、干燥而得。

所述的降凝剂为聚a烯烃，蜡裂解产物所得a烯烃在三氯化铝、三氟化硼、茂金属催化下聚合、并经过蜡裂解、费托合成而得。

所述的消泡剂为2#复合消泡剂，用丙烯酸酯非硅抗泡剂及椰子醇、环己醇为原料配置而成。

一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，润滑剂为浅黄色透明液体，其技术指标为：运动粘度3000～50000mm2/s；粘度指数150～220；最大无卡咬复合值PB≥1666N；烧结复合值PD≥3087N；圆锥滚子轴承剪切实验：剪切后粘度变化不超过±3％。

一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂制备方法，

(1)将合成酯基础油投入到1号反应釜中，保持釜温度在60℃～70℃搅拌30分钟；

(2)将抗氧剂加入反应釜搅拌至均匀透明后；再加入烷基化芳烃基础油，保持反应釜内温度在60℃～70℃，搅拌30分钟；

(3)然后一次加入极压剂、减磨剂、金属钝化剂、防锈剂、降凝剂、消泡剂，搅拌至均匀透明，同时升高温度，保持釜内温度在70℃～80℃；

(4)在2号反应釜中投入合成烃基础油，同时升高温度保持反应釜温度在100℃～110℃之间，待温度到达后，加入粘度指数改进剂继续搅拌1～1.5小时；

(5)将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，调整釜内温度在80℃±5℃下，进行反应，待釜内物料均一透明后，再将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，进行反应，待物料均一透明后，将1号釜内剩余物料全部投入2号反应釜内，反应至均一透明；

(6)待将2号反应釜内物料均均一透明后，进行循环搅拌过滤30～40分钟，循环搅拌过滤后将物料转入真空脱气釜进行真空负压脱气，脱去在循环搅拌过滤时产生的气泡，得到超高粘度全合成开式齿轮润滑油。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明润滑剂运动粘度3000～50000mm2/s，为超高粘度润滑剂，产品粘附力非常强，能在齿面形成足够厚的润滑油油膜来保证润滑，油膜足够厚油膜强度大使齿面间时刻处于弹性流体润滑状态，100％的基础油参与润滑。同时在保证充分润滑的前提下润滑剂使用量是其他类型产品的二分之一。

2.含有的纳米硼酸钾减磨剂可以有效的降低齿轮温度，同时兼具良好的低温性能及时在冬季也可以被轻易喷射至齿面。

3.润滑剂为浅黄色透明液体，易于观察齿面状态。

4.分子链整齐，润滑油不会因为被剪断而造成粘度下降，导致油膜破裂，粘附性变差而从齿轮表面流失。

5.该润滑剂颜色浅气味低属于环保型产品，不含沥青、铅、氯以及CFC溶剂的润滑剂，浅色，避免含石墨润滑剂带来的污染，废油处理简便，运行维护更容易。在矿山、冶金行业的大型开式齿轮传动系统中，是一类极具市场前景并满足未来发展的润滑产品。

该油品在沈阳重型机械集团有限公司生产的MYQ3245球磨机上使用时，大齿面温度为：25℃，小齿面温度为：35℃，该企业4台球磨机，年用油量为1.5吨/年。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。

一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其组分及质量百分含量为：

合成酯基础油：10％～32％；

烷基化芳烃基础油：8％～13％；

合成烃基础油：10％～40％；

粘度指数改进剂：30％～70％；

极压抗磨剂：6.5％～10％；

金属钝化剂：0.1～0.3％；

抗氧剂：0.1％～0.5％；

防锈剂：0.02％～0.05％；

降凝剂：0.3％～0.5％；

消泡剂：0.01％～0.02％；

所述的极压抗磨剂为二烷基五硫化物、纳米硼酸钾组合物。

所述的金属钝化剂为二硫基代二唑、笨并三氮唑的组合物。

所述的抗氧剂为二叔基对甲酚，异丁烯与对甲酚在磷酸作用下烷基化、中和结晶、再经分离、水洗、过滤、再结晶、再分离、干燥而得。

所述的防锈剂为烯基丁二酸、四聚丙烯与马来酸酐加合反应，产物经水洗、蒸馏、水解、干燥而得。

所述的降凝剂为聚a烯烃，蜡裂解产物所得a烯烃在三氯化铝、三氟化硼、茂金属催化下聚合、并经过蜡裂解、费托合成而得。

所述的消泡剂为2#复合消泡剂，用丙烯酸酯非硅抗泡剂及椰子醇、环己醇为原料配置而成。

超高粘度环保型开式齿轮润滑油技术指标见表1；

表1超高粘度环保型开式齿轮润滑油技术指标

实施例1

一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂的制备，将15％的合成酯基础油投入到1号反应釜中，保持反应釜温度在60℃±5℃，然后加入0.3％抗氧剂搅拌至均匀透明。再加入8.5％烷基化芳烃基础油，保持反应釜内温度在70℃±5℃，然后一次加入6％的极压剂、0.5％的减磨剂、0.2％金属钝化剂、0.02％防锈剂、0.5％降凝剂、0.02％消泡剂，搅拌至均匀透明。

在2号反应釜中投入40％合成烃基础油，同时升高温度保持反应釜温度在100℃～110℃之间，待油品均匀透明后加入28.96％粘度指数改进剂继续搅拌1小时后，将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，调整釜内温度在80℃±5℃下，进行反应，待釜内物料均一透明后，再将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，进行反应，待物料均一透明后，将1号釜内剩余物料全部投入2号反应釜内，反应至均一透明；进行循环搅拌过滤30～40分钟，转入真空脱气釜进行负压脱气。得到超高粘度全合成开式齿轮润滑剂。技术指标见表2；

表2超高粘度环保型开式齿轮润滑油3000技术指标

实施例2

将15％的合成酯基础油投入到1号反应釜中，保持反应釜温度在60℃±5℃，然后加入0.2％抗氧剂搅拌至均匀透明。再加入10％烷基化芳烃基础油，保持反应釜内温度在70℃±5℃，然后一次加入7％的极压剂、1％的减磨剂、0.3％金属钝化剂、0.03％防锈剂、0.5％降凝剂、0.02％消泡剂，搅拌至均匀透明。

在2号反应釜中投入15％合成烃基础油，同时升高温度保持反应釜温度在100℃～110℃之间，待油品均匀透明后加入50.95％粘度指数改进剂继续搅拌1小时后，将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，调整釜内温度在80℃±5℃下，进行反应，待釜内物料均一透明后，再将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，进行反应，待物料均一透明后，将1号釜内剩余物料全部投入2号反应釜内，反应至均一透明；进行循环搅拌过滤30～40分钟，转入真空脱气釜进行负压脱气。得到超高粘度全合成开式齿轮润滑剂。技术指标见表3

表3超高粘度环保型开式齿轮润滑油1万#技术指标

实施例3

将10％的合成酯基础油投入到1号反应釜中，保持反应釜温度在60℃±5℃，然后加入0.1％抗氧剂搅拌至均匀透明。再加入13％烷基化芳烃基础油，保持反应釜内温度在70℃±5℃，然后一次加入8.5％的极压剂、1.5％的减磨剂、0.3％金属钝化剂、0.05％防锈剂、0.5％降凝剂、0.02％消泡剂，搅拌至均匀透明。

在2号反应釜中投入10％合成烃基础油，同时升高温度保持反应釜温度在100℃～110℃之间，待油品均匀透明后加入56.03％粘度指数改进剂继续搅拌1小时后，将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，调整釜内温度在80℃±5℃下，进行反应，待釜内物料均一透明后，再将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，进行反应，待物料均一透明后，将1号釜内剩余物料全部投入2号反应釜内，反应至均一透明；进行循环搅拌过滤30～40分钟，转入真空脱气釜进行负压脱气。得到超高粘度全合成开式齿轮润滑剂。技术标准见表4；

表4：超高粘度环保型开式齿轮润滑油2万#技术指标

Claims (9)

1.一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，其组分及质量百分含量为：

合成酯基础油：10％～32％；

烷基化芳烃基础油：8％～13％；

合成烃基础油：10％～40％；

粘度指数改进剂：30％～70％；

极压抗磨剂：6.5％～10％；

金属钝化剂：0.1～0.3％；

抗氧剂：0.1％～0.5％；

防锈剂：0.02％～0.05％；

降凝剂：0.3％～0.5％；

消泡剂：0.01％～0.02％。

2.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述的极压剂为二烷基五硫化物、抗磨剂剂为纳米硼酸钾。

3.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述的金属钝化剂为二硫基代二唑、笨并三氮唑的组合物。

4.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述的抗氧剂为二叔基对甲酚，异丁烯与对甲酚在磷酸作用下烷基化、中和结晶、再经分离、水洗、过滤、再结晶、再分离、干燥而得。

5.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述的防锈剂为烯基丁二酸、四聚丙烯与马来酸酐加合反应，产物经水洗、蒸馏、水解、干燥而得。

6.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述的降凝剂为聚a烯烃，蜡裂解产物所得a烯烃在三氯化铝、三氟化硼、茂金属催化下聚合、并经过蜡裂解、费托合成而得。

7.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述的消泡剂为2#复合消泡剂，用丙烯酸酯非硅抗泡剂及椰子醇、环己醇为原料配置而成。

8.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂，其特征在于，所述润滑剂为浅黄色透明液体，其技术指标为：运动粘度3000～50000mm2/s；粘度指数150～220；最大无卡咬复合值PB≥1666N；烧结复合值PD≥3087N；圆锥滚子轴承剪切实验：剪切后粘度变化不超过±3％。

9.根据权利要求1所述的一种超高粘度环保型开式齿轮润滑剂制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)将合成酯基础油投入到1号反应釜中，保持釜温度在60℃～70℃搅拌30分钟；

(2)将抗氧剂加入反应釜搅拌至均匀透明后；再加入烷基化芳烃基础油，保持反应釜内温度在60℃～70℃，搅拌30分钟；

(3)然后一次加入极压剂、减磨剂、金属钝化剂、防锈剂、降凝剂、消泡剂，搅拌至均匀透明，同时升高温度，保持釜内温度在70℃～80℃；

(4)在2号反应釜中投入合成烃基础油，同时升高温度保持反应釜温度在100℃～110℃之间，待温度到达后，加入粘度指数改进剂继续搅拌1～1.5小时；

(5)将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，调整釜内温度在80℃±5℃下，进行反应，待釜内物料均一透明后，再将1号反应釜中三分之一物料转入2号反应釜内，进行反应，待物料均一透明后，将1号釜内剩余物料全部投入2号反应釜内，反应至均一透明；

(6)待将2号反应釜内物料均均一透明后，进行循环搅拌过滤30～40分钟，循环搅拌过滤后将物料转入真空脱气釜进行真空负压脱气，脱去在循环搅拌过滤时产生的气泡，得到超高粘度全合成开式齿轮润滑油。