CN110951529A - 一种高铁电机车宽粘温减震器油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种高铁电机车宽粘温减震器油及其制备方法，其组成成分及其质量百分比分别为：调和基础油65.05‑96.73％；摩擦改进油性剂0.08‑5％；金属减活剂0.02‑0.8％；抗氧剂0.05‑1.5％；抗泡剂0.01‑0.05％；分散剂1‑5％；降凝剂0.5‑3.5％；纳米陶瓷多效抗磨剂0.1‑9.3％；破乳剂0.01‑0.3％；粘指改性剂1.5‑9.5％。本发明的减震器油将单一油膜润滑变为与纳米陶瓷覆膜双重润滑，一旦油膜被挤压破裂，机件摩擦表面上形成的纳米陶瓷覆膜层将充分发挥润滑效能，摩擦系数下降，减少了减震器运动机件表面运转的摩擦阻力，使减震器工作更加平稳。

Description

一种高铁电机车宽粘温减震器油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油生产技术领域，尤其涉及一种高铁电机车宽粘温减震器油及其制备方法。
背景技术
中国当前经济的高速发展，带动着国内铁路行业进入了高速发展时期，目前我国高速铁路营业里程达2.2万公里以上，“四纵四横”高铁网已基本形成，随着车速的提升，为了维持列车运行的平稳性和安全性，必须在其走行部安装性能良好减震器装置。高速列车油压减震器是减震装置中的关键部件，它的性能直接影响到车辆运行的安全性和舒适性。因此对于提升高速铁路的减震器性能有着重要意义，也是对我国减震器行业发展的重大推进。
高铁车辆在运行时会出现多种随机性的自由振动，有摇头、伸缩、横摆、浮沉、侧滚、点头六种随机振动。油压减振器作用在于衰减转向架和车体的振动，抑制车辆蛇行运动，对车辆的运行稳定性和舒适性具有重要的影响。因此，减震器油的性能会直接影响高铁减震器的性能，减震器油性能的优劣，反映在减震器油在减震器中的油品内摩擦力，油品的粘温特性以及低温流动性、高温抗氧性，是否符合防锈、抗泡、以及对密封件相容性等要求。尤其在高速铁路机车速度高，减震器动作频率的连续频震，运行时行驶快，油温会时升时降的情况下，更加要求高铁机车的减震器所配套的减震器油要有很强大的粘温性能及高速频震和突发性高抗磨损性能。这样才能保证高铁电机车减震器使用寿命，也是对人类生命安全的保证。
高铁电机车减震器油，要求有极高的粘度指数，优异的润滑抗磨性，优异的空气释放性能，具有突出的抗泡稳定性，优异的黏温特性，优异的低温流动性，优异的抗剪切性能，保证减震油的热平衡性能，具有良好的高温氧化安定性，能降低摩擦系数，减少减震器运动机件表面运转的摩擦阻力，使减震器工作中更加平稳。
发明内容
本发明旨在为制备润滑油提供一定的指导，而提供一种高铁电机车宽粘温减震器油及其制备方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量百分比分别为：
调和基础油65.05-96.73％；摩擦改进油性剂0.08-5％；金属减活剂0.02-0.8％；抗氧剂0.05-1.5％；抗泡剂0.01-0.05％；分散剂1-5％；降凝剂0.5-3.5％；纳米陶瓷多效抗磨剂0.1-9.3％；破乳剂0.01-0.3％；粘指改性剂1.5-9.5％。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将一定质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照一定配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在60-70℃下搅拌调和60-90min，得到减震器油。
本发明的有益效果是：本发明的减震器油中还添加了纳米陶瓷多效抗磨剂，纳米陶瓷多效抗磨剂为含氮硼酸酯和稀土纳米陶瓷等复合成的新型多功能环保材料，在摩擦表面形成一种具有减磨、抗磨作用的化学吸附膜，在高速、高温、高压等苛刻工况条件下，化学吸附膜以层状微晶结构叠置于金属表面，并与多种元素相互作用，形成多种元素摩擦共渗层，改善了原有的金属材料的晶界结构，生成置换或间隙固溶体，明显抑制油温升高，且具有长期持续的润滑功效和突出的高温抗氧化功能及清净分散性。添加纳米陶瓷多效抗磨剂后，将单一油膜润滑变为与纳米陶瓷覆膜双重润滑，一旦油膜被挤压破裂，机件摩擦表面上形成的纳米陶瓷覆膜层将充分发挥润滑效能，摩擦系数下降，减少了减震器运动机件表面运转的摩擦阻力，使减震器工作更加平稳。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
具体实施例1：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油858.3kg；摩擦改进油性剂20kg；金属减活剂3kg；抗氧剂3kg；抗泡剂0.2kg；分散剂15kg；降凝剂10kg；纳米陶瓷多效抗磨剂38kg；破乳剂0.5kg；粘指改性剂20kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在65℃下搅拌调和60min，得到减震器油A1。
具体实施例2：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油851.3kg；摩擦改进油性剂20kg；金属减活剂4kg；抗氧剂3kg；抗泡剂0.2kg；分散剂10kg；降凝剂10kg；纳米陶瓷多效抗磨剂40kg；破乳剂0.5kg；粘指改性剂58kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在65℃下搅拌调和60min，得到减震器油A2。
具体实施例3：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油838.8kg；摩擦改进油性剂20kg；金属减活剂4kg；抗氧剂3kg；抗泡剂0.2kg；分散剂10kg；降凝剂10kg；纳米陶瓷多效抗磨剂45kg；破乳剂0.5kg；粘指改性剂65kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在65℃下搅拌调和60min，得到减震器油A3。
具体实施例4：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油832.5kg；摩擦改进油性剂20kg；金属减活剂4kg；抗氧剂3kg；抗泡剂0.2kg；分散剂10kg；降凝剂10kg；纳米陶瓷多效抗磨剂46kg；破乳剂0.5kg；粘指改性剂70kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在65℃下搅拌调和60min，得到减震器油A4。
具体实施例5：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油826.3kg；摩擦改进油性剂20kg；金属减活剂4kg；抗氧剂3kg；抗泡剂0.2kg；分散剂10kg；降凝剂10kg；纳米陶瓷多效抗磨剂46g；破乳剂0.5kg；粘指改性剂76kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在65℃下搅拌调和60min，得到减震器油A5。
具体实施例6：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油967.3kg；摩擦改进油性剂0.8kg；金属减活剂0.2kg；抗氧剂0.5kg；抗泡剂0.1kg；分散剂10kg；降凝剂5kg；纳米陶瓷多效抗磨剂1kg；破乳剂0.1kg；粘指改性剂15kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在60℃下搅拌调和60min，得到减震器油A6。
具体实施例7：
制备1吨的高铁电机车宽粘温减震器油，其组成成分及其质量分别为：
调和基础油650.5kg；摩擦改进油性剂50kg；金属减活剂8kg；抗氧剂15kg；抗泡剂0.5kg；分散剂50kg；降凝剂35kg；纳米陶瓷多效抗磨剂93kg；破乳剂3kg；粘指改性剂95kg。
所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
所述抗氧剂为液体高分子量酚。
所述分散剂为无灰磷酸酯。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32。
所述粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
一种制备高铁电机车宽粘温减震器油的方法，将上述质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照上述配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、闪点提高剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在70℃下搅拌调和90min，得到减震器油A7。
本发明中选取提高粘温性能的粘指改性剂作为添加剂，选用的是聚甲基丙烯酸酯，加入了聚甲基丙烯酸酯粘指改性剂以后，粘温曲线变化平缓，润滑油具有良好的粘温性，在较低温度时，这些粘度指数改进剂中的高分子有机化合物分子在减震器油中的溶解度小，分子蜷曲成为紧密的小团，因而减震器油的粘度增加很小，而在高温时，粘指改性剂在减震器油中的溶解度增大，蜷曲状的线型分子膨胀伸长，从而使粘度增长较大，所以粘度指数越高，粘度随温度变化越小。
本发明的减震器油中还添加了纳米陶瓷多效抗磨剂，纳米陶瓷多效抗磨剂为含氮硼酸酯和稀土纳米陶瓷等复合成的新型多功能环保材料，在摩擦表面形成一种具有减磨、抗磨作用的化学吸附膜，在高速、高温、高压等苛刻工况条件下，化学吸附膜以层状微晶结构叠置于金属表面，并与多种元素相互作用，形成多种元素摩擦共渗层，改善了原有的金属材料的晶界结构，生成置换或间隙固溶体，明显抑制油温升高，且具有长期持续的润滑功效和突出的高温抗氧化功能及清净分散性。添加纳米陶瓷多效抗磨剂后，将单一油膜润滑变为与纳米陶瓷覆膜双重润滑，一旦油膜被挤压破裂，机件摩擦表面上形成的纳米陶瓷覆膜层将充分发挥润滑效能，摩擦系数下降，减少了减震器运动机件表面运转的摩擦阻力，使减震器工作更加平稳。
将实施例1-7得到的减震器油A1-A7分别进行如下测试，测试结果如表1所示：
(1)采用GB/T3142公开的方法测试A1-A7的PB值；
(2)采用GB/T11144公开的方法测试A1-A7的Timken通过复合值；
(3)采用GB/T2541公开的方法测试A1-A7的粘度指数值；
(4)采用GB/T5096公开的方式测试A1-A7对铜片的腐蚀级别；
(5)采用SH/T0306公开的方式测试A1-A7对FZG齿轮的通过级别；
(6)采用GB/T3536公开的方式测试A1-A7对闪点值；
(7)采用GB/T3535公开的方式测试A1-A7对倾点值。
Figure BDA0002334574490000091
表1
从表1的测试结果可以看出，本发明的高铁电机车宽粘温减震器油组合物A1-A5数据中A5的测试数据为最优，高于高铁电机车的减震器所要求的标准，说明本发明的高铁电机车宽粘温减震器油组合物具有优异常磨状态的抗磨性，优异的粘温性和高剪切性尤其优异的低粘度高粘度指数，从而解决了高铁电机车速度快、地域宽高低温变化频繁、以及高频振动高剪切状态所带来的问题。
A1-A5采用本发明优选的实施方案，A1-A5的结果比较可以看出，所述高铁电机车宽粘温减震器油组合物中各组分的种类及含量，在本发明优选的范围内时，高铁电机车宽粘温减震器油组合物的各组分协同效应增强，使得铁电机车宽粘温减震器油组合物的各种性能更优。
本发明同时实施了A6-A7的实施例，A6实施例得到的测试结果于普通的最低的限量要求的减震器油可以达到，对于高铁减震器的使用有待改进；A7实施例中添加剂增加后，测试过程中，各项测试指标不是随着添加剂量的增长而正价增长，反而是添加剂量越大，各项指标增长速度越慢或不增长，因此从性价比及环保的要求来考虑A1-A5优于A6-A7。
上述实施例中仅仅给出了本实验的优选方式，在本发明中部分成分还可以选用其他试剂，其中摩擦改进油性剂还可选择聚亚油酸和苯三唑十八胺盐中的一种或多种；金属减活剂还可选择噻二唑衍生物、N，N-二烷基氨基亚甲基苯三唑和氮杂环丁二酸酐中的一种或多种；抗氧剂还可选择2，6-二叔丁基对甲酚、p’，p-二辛基二苯胺和双十二烷基二苯胺中的一种或多种；分散剂还可选择硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚丁二酰亚胺和硼化高分子量聚异丁烯二酰亚胺中的一种或多种；降凝剂还可选择聚ɑ烯烃降凝剂、富马酸酯与醋酸乙烯酯共聚物和马来酸酯和丙烯酸酯与醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，其组成成分及其质量百分比分别为：
调和基础油65.05-96.73％；摩擦改进油性剂0.08-5％；金属减活剂0.02-0.8％；抗氧剂0.05-1.5％；抗泡剂0.01-0.05％；分散剂1-5％；降凝剂0.5-3.5％；纳米陶瓷多效抗磨剂0.1-9.3％；破乳剂0.01-0.3％；粘指改性剂1.5-9.5％。
2.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述调和基础油为新多元醇酯和高加氢精制基础油60N的混合物，其中新多元醇酯和高加氢精制基础油60N占调和基础油的质量百分比分别为43％和57％。
3.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述摩擦改进油性剂为硫化烯烃棉籽油。
4.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述金属减活剂为液体苯三唑衍生物。
5.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述抗氧剂为液体高分子量酚。
6.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述分散剂为无灰磷酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
8.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述抗泡剂为丙烯酸酯与醚共聚物。
9.根据权利要求1所述的一种高铁电机车宽粘温减震器油，其特征在于，所述破乳剂为聚醚类高分子化合物DL32，粘指改性剂为聚甲基丙烯酸酯。
10.一种制备权利要求1～9任一项所述的高铁电机车宽粘温减震器油的方法，其特征在于，将一定质量的调和基础油在温度为65℃下搅拌45min，然后在调和基础油中按照一定配比加入摩擦改进油性剂、金属减活剂、抗氧剂、抗泡剂、分散剂、降凝剂、纳米陶瓷多效抗磨剂、破乳剂和粘指改性剂，继续在60-70℃下搅拌调和60-90min，得到减震器油。
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