CN111019743A - 一种煤基全合成低温液压油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压油技术领域，具体为一种煤基全合成低温液压油及其制备方法，包括质量百分数为98.0‑99.5wt%的煤基合成基础油，其余为添加剂，所述煤机合成基础油包括煤制Ⅲ类+CTL4基础油：60wt%‑90wt%；煤制聚α‑烯烃PAO40基础油：0‑25wt%；煤制聚α‑烯烃PAO150基础油：0‑5wt%；本发明通过更换传统的基础油配方为全部采用煤基合成油，无需粘度指数改进剂便可使液压油具有合适的粘度和较高的粘度指数，该液压油具有好的抗剪切和耐热抗氧能力，延长了换油周期；该工业液压油的制备方法，步骤简单环保，易于实施。

Description

一种煤基全合成低温液压油及其制备方法

技术领域

本发明涉及液压油技术领域，具体涉及一种煤基全合成长寿命的低温液压油及其制备方法。

背景技术

液压油是液压系统实现能量传递、转换和控制的工作介质，同时兼具有润滑、防锈、防腐和冷却等其他功能。机械设备制造水平的不断提高、极低环境温度下启动和高温高压长时间运行的工作条件对液压油的性能提出了更加苛刻的要求，主要表现为两个方面：1.油品需具有更好的粘温性能尤其是低温性能；2.油品的寿命更长，即在高温下抗氧化能力更强。

目前低温液压油满足液压设备在极低环境温度下启动、在高温下长时间稳定运行的主要技术手段是采用低粘度矿物基础油加降凝剂和大量粘度指数改进剂或低粘度矿物基础油与聚α-烯烃合成油复配辅以相对较少的粘度指数改进剂。如专利CN107541319A《一种高粘度指数低倾点的无灰液压油及其制备方法》在三类矿物基础油中添加降凝剂0.2%-4.0%、粘度指数改进剂3-20%大大提高了油品粘度指数的同时使得油品具有较低倾点。专利CN104059741A《一种工业液压油及其制备方法》在基础油中添加30-60%的聚α-烯烃合成油后仍需8-12%的粘度指数改进剂，但其倾点最低仅为-15℃，很难满足在极寒地区的液压设备低温启动。

低粘度矿物基础油的馏分轻，因此闪点低，蒸发损失大，高温性能不理想，另外加入大分子量的粘度指数改进剂在长期使用中被剪切降解失效，使粘度变小，此外矿物基础油在高温下抗氧化性能较差容易发生氧化衰败现象，以上两方面因素导致换油周期缩短。

综上，目前低温液压油提高粘度指数主要方法是依赖粘度指数改进剂或大量聚α-烯烃合成油，通过上述方法调制的油品抗剪切、抗高温能力差从而导致油品寿命短。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供一种煤基全合成低温液压油及其制备方法。目的在于避免低温液压油中粘度指数改进剂的使用，使得油品具有长时间抗剪切能力和热稳定性能的同时兼具有卓越的低温性能。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：

基础油：98.0-99.5 wt %；

极压抗磨剂： 0.1-0.4wt%；

抗氧剂：0.05-0.3wt%；

金属减活剂： 0.1-0.5wt%；

防腐防锈剂： 0.1-0.5wt%；

清洁分散剂：0.05-0. 4wt%；

降凝剂：0-0.1 wt%；所有成分的总质量百分含量为100%。

所述基础油的组成按质量百分含量计包括以下组分：

煤制Ⅲ类+CTL4基础油：60wt%-90wt%；

煤制聚α-烯烃PAO40基础油：0-25wt%；

煤制聚α-烯烃PAO150基础油：0-5wt%。

优选的，所述极压抗磨剂包括亚磷酸三苯基酯与硫化异丁烯。

优选的，所述抗氧剂包括二辛基二苯胺与2，6-二叔丁基对甲酚。

优选的，所述金属减活剂为苯并三氮唑。

优选的，所述防腐防锈剂为石油磺酸钙。

优选的，所述清洁分散剂为烷基酚钙盐。

优选的，所述降凝剂为烷基萘。

其中，煤制Ⅲ类+CTL4基础油是润滑油行业内的一个约定俗成的通用名称，代表以煤炭为原料经过一系列化工工艺生产的100℃时粘度等级为4的润滑油基础油，其中CTL为英文“Coal To Liquid”缩写。根据美国石油学会（API）对的基础油分类将这种基础油纳入API规范的Ⅲ类油，且认为其性能是Ⅲ类油中质量最高的一档，因此通常将这种基础油称为“Ⅲ类+基础油”。

煤制聚α-烯烃PAO40基础油和煤制聚α-烯烃PAO150基础油代表以煤炭为原料经过一系列化工工艺生产的聚α-烯烃基础油，其中PAO是聚α-烯烃英文“Poly Alpha Olefin”的缩写，40或150表示100℃时油品粘度牌号，粘度牌号越大基础油的粘度越高。

一种煤基全合成低温液压油的制备方法，包括以下步骤：

1)将煤制Ⅲ类+CTL4基础油，煤制聚α-烯烃PAO40基础油和煤制聚α-烯烃PAO150基础油，搅拌混合，在容器内加热至45-60℃，以500-1000r/min 的速度搅拌30-40min。

2)将极压抗磨剂，抗氧剂，金属减活剂，防腐防锈剂，清洁分散剂和降凝剂逐步加入上步骤混合好的基础油中，加热至45-60℃，以1500-3000r/min 的速度搅拌60-90min，恢复至室温得到澄清液体即为所述液压油。

煤制Ⅲ类+CTL4基础油与传统低粘度矿物基础油相比其粘度指数高，倾点低，蒸发损失小，油品更加洁净使其具有良好的抗氧化和抗泡沫性能。煤制聚α-烯烃PAO40基础油和煤制聚α-烯烃PAO150基础油粘度指数高，倾点低，抗氧化能力强。在本发明中煤制Ⅲ类+CTL4基础油已具有较高的粘度指数、低的倾点和好的抗氧化性能，再与粘度较高的煤制聚α-烯烃基础油PAO40和/或PAO150复配调节油品粘度的同时进一步提高了油品的粘度指数同时并降低了油品的倾点，从而大幅减少了降凝剂的使用，并避免了粘度指数改进剂的使用，使得油品在长时间剪切时粘度损失较小，同时煤制Ⅲ类+CTL4基础油也改善了煤制聚α-烯烃PAO40基础油和煤制聚α-烯烃PAO150基础油溶解性差的问题。

煤制Ⅲ类+CTL4基础油相对于低粘度的矿物基础油其耐高温和抗氧化能力大大提高，再辅以少量抗氧剂油品的耐热、抗氧能力显著提高，使得油品寿命得到延长。

通过合理地对极压抗磨剂和防腐防锈剂组成含量调节实现对该工业液压油抗磨减摩性能与防腐防锈的平衡，少量使用降凝剂使得该工业液压油的低温性能大幅改善。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。

与现有技术相比，本发明的工业液压油，通过更换传统的基础油配方为全部采用煤基合成油并通过对各种添加剂的合理均衡调配，实现了无需粘度指数改进剂便可使液压油具有合适的粘度和较高的粘度指数。无需添加抗泡剂即可满足抗泡沫性能，添加极少量的降凝剂便可得到极低倾点的液压油。该液压油具有好的抗剪切和耐热抗氧能力，延长了换油周期。同时该工业液压油的抗磨减摩性能和防腐防锈性能良好，可实现对各种工业液压设备的保护。该工业液压油的制备方法，步骤简单环保，易于实施。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

实施例1

一种煤基全合成低温液压油，由以下质量分数的组分反应得到：98.0wt%基础油、0.4wt%极压抗磨剂、0.2wt%抗氧剂、0.5wt%金属减活剂、0.5wt%防腐防锈剂、0.4wt%清洁分散剂。

基础油由90wt%煤制Ⅲ类+CTL4基础油、9wt%煤制聚α-烯烃PAO40基础油和1wt%煤制聚α-烯烃PAO150基础油组成。

极压抗磨剂由亚磷酸三苯基酯与硫化异丁烯按质量比1：4复配而成。

抗氧剂由二辛基二苯胺与2，6-二叔丁基对甲酚按质量比1：2复配而成。

金属减活剂为苯并三氮唑。

防腐防锈剂为石油磺酸钙。

清洁分散剂为烷基酚钙盐。

制备该低温液压油的方法，包括以下步骤：

(1)混合基础油

将90wt%煤制Ⅲ类+CTL4基础油、9wt%煤制聚α-烯烃PAO40基础油和1wt%煤制聚α-烯烃PAO150基础油搅拌混合，在容器内加热至45℃，以1000r/min 的速度搅拌40min。

(2)添加助剂

将0.4wt%极压抗磨剂、0.2wt%抗氧剂、0.5wt%金属减活剂、0.5wt%防腐防锈剂、0.4wt%清洁分散剂逐步加入上述混合好的基础油中，加热至60℃，以2000r/min 的速度搅拌90min，恢复至室温得到澄清液体即为低温液压油。

实施例2

一种煤基全合成低温液压油，由以下质量分数的组分反应得到：99.0wt%基础油、0.2wt%极压抗磨剂、0.1wt%抗氧剂、0.15wt%金属减活剂、0.3wt%防腐防锈剂、0.2wt%清洁分散剂和0.05wt%降凝剂。

基础油由80wt% 煤制Ⅲ类+CTL4基础油、17wt%煤制聚α-烯烃PAO40基础油和3wt%煤制聚α-烯烃PAO150基础油组成。

极压抗磨剂由亚磷酸三苯基酯与硫化异丁烯按质量比1：3复配而成。

抗氧剂由二辛基二苯胺与2，6-二叔丁基对甲酚按质量比1：1.5复配而成。

金属减活剂为苯并三氮唑。

防腐防锈剂为石油磺酸钙。

清洁分散剂为烷基酚钙盐。

降凝剂为烷基萘。

制备该工业液压油的方法，包括以下步骤：

(1)混合基础油

将80wt % 煤制Ⅲ类+CTL4基础油、17wt %煤制聚α-烯烃PAO40基础油和3wt %煤制聚α-烯烃PAO150基础油搅拌混合，在容器内加热至60℃，以500r/min 的速度搅拌30min。

(2)添加助剂

将0.2 wt %极压抗磨剂、0.1 wt %抗氧剂、0.15 wt %金属减活剂、0.3 wt %防腐防锈剂、0.2 wt %清洁分散剂和0.05 wt %降凝剂逐步加入上述混合好的基础油中，加热至45℃，以3000r/min 的速度搅拌80min，恢复至室温得到澄清液体即为低温液压油。

实施例3

一种煤基全合成低温液压油，由以下质量分数的组分反应得到：99.5wt%基础油、0.1wt%极压抗磨剂、0.05wt%抗氧剂、0.1wt%金属减活剂、0.1wt%防腐防锈剂、0.05wt%清洁分散剂和0.1wt%降凝剂。

基础油由70wt% 煤制Ⅲ类+CTL4基础油、25wt%煤制聚α-烯烃PAO40基础油和5wt%煤制聚α-烯烃PAO150基础油组成。

极压抗磨剂由亚磷酸三苯基酯与硫化异丁烯按质量比1：4复配而成。

抗氧剂由二辛基二苯胺与2，6-二叔丁基对甲酚按质量比1：2复配而成。

金属减活剂为苯并三氮唑。

防腐防锈剂为石油磺酸钙。

清洁分散剂为烷基酚钙盐。

降凝剂为烷基萘。

制备该工业液压油的方法，包括以下步骤：

(1)混合基础油

将70 wt % 煤制Ⅲ类+CTL4基础油、25 wt %煤制聚α-烯烃PAO 40基础油和5 wt %煤制聚α-烯烃PAO 150基础油搅拌混合，在容器内加热至55℃，以850r/min 的速度搅拌40min。

(2)添加助剂

将0.1wt %极压抗磨剂、0.05wt %抗氧剂、0.1wt %金属减活剂、0.1wt %防腐防锈剂、0.05wt %清洁分散剂和0.1wt %降凝剂逐步加入上述混合好的基础油中，加热至58℃，以2300r/min 的速度搅拌70min，恢复至室温得到澄清液体即为低温液压油。

将成品1～3取样进行检测，检测各个数据性能指标如下表1：

表1 成品1～3性能指标。

从表中可知所调制的低温液压油具有低倾点、低成泡倾向、高闪点和高粘度指数的特点，同时摩擦和氧化性能也较好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (8)

1.一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：

基础油：98.0-99.5 wt %；

极压抗磨剂： 0.1-0.4wt%；

抗氧剂：0.05-0.3wt%；

金属减活剂： 0.1-0.5wt%；

防腐防锈剂： 0.1-0.5wt%；

清洁分散剂：0.05-0. 4wt%；

降凝剂：0-0.1 wt%；所有成分的总质量百分含量为100%；

所述基础油的组成按质量百分含量计包括以下组分：

煤制Ⅲ类+CTL4基础油：60wt%-90wt%；

煤制聚α-烯烃PAO40基础油：0-25wt%；

煤制聚α-烯烃PAO150基础油：0-5wt%。

2.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，所述极压抗磨剂包括亚磷酸三苯基酯与硫化异丁烯。

3.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，所述抗氧剂包括二辛基二苯胺与2，6-二叔丁基对甲酚。

4.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，所述金属减活剂为苯并三氮唑。

5.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，所述防腐防锈剂为石油磺酸钙。

6.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，所述清洁分散剂为烷基酚钙盐。

7.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油，其特征在于，所述降凝剂为烷基萘。

8.根据权利要求1所述的一种煤基全合成低温液压油的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将煤制Ⅲ类+CTL4基础油，煤制聚α-烯烃PAO40基础油和煤制聚α-烯烃PAO150基础油，搅拌混合，在容器内加热至45-60℃，以500-1000r/min 的速度搅拌30-40min；

2)将极压抗磨剂，抗氧剂，金属减活剂，防腐防锈剂，清洁分散剂和降凝剂逐步加入上步骤混合好的基础油中，加热至45-60℃，以1500-3000r/min 的速度搅拌60-90min，恢复至室温得到澄清液体即为所述液压油。