CN111100738B - 一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，采用深度精制基础油和烷基萘基础油组合物作为基础油，配伍无锌型液压油多功能添加剂、酚型抗氧剂、胺型抗氧剂、金属减活剂、降凝剂他抗泡剂。本发明所述耐氧化长寿命无锌液压液组合物，可广泛应用于苛刻工况、大负载、高油温等工况环境下的各种液压系统，如野外工作的工程机械、海工装备、港口机械等，还特别适用于需要长换油周期以及含有铜、银部件液压系统的润滑与密封。

Description

一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，具体涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物。
背景技术
随着现代液压技术的不断发展，液压系统的工作压力越来越高，油箱越来越小，工作温度越来越高，对液压油的耐久性和抗氧化性能也提出了更高的要求。同时，随着工程机械等设备的大型化、工作载荷的不断加大、工作时间的连续性程度不断提高，工程机械的用户也对用于其设备的液压油的耐氧化性和寿命提出了更高的要求。
另一方面，有些液压系统使用了含有铜和银的零部件，含锌的液压油会对含有铜、银的部件造成腐蚀。因此，提高对铜、银部件的保护对于一款高性能的液压油来说是必不可少的，同时对设备运行的可靠性保证也是必须的。
综上所述，有必要开发一种耐氧化、长寿命可广泛应用于苛刻工况、大负载、高油温、长换油周期等工况环境，以及含有铜、银部件液压系统的液压液。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐氧化长寿命，可广泛应用于苛刻工况、大负载、高油温、长换油周期等工况环境，以及含有铜、银部件液压系统的无锌液压液组合物。
Figure BDA0001845823330000011
Figure BDA0001845823330000021
本发明所述的液压液选择深度精制基础油和烷基萘基础油的混合物作为基础油的主要成分，并且在其中添加抗凝剂及其他种类的添加剂，可有效地增强液压液的抗氧化性能，延长其使用寿命。
本发明所述深度精制基础油选自一种或两种以上的混合物；深度精制的加氢矿物基础油具有较高的粘度指数，和良好的抗氧化性能，天然气制合成基础油(GTL)、煤制合成基础油(CTL)具有超高的粘度指数，低温性能和抗氧化性能相比其他种类的深度精制的加氢矿物基础油更加优异，优选为煤制合成基础油(CTL)。
当选择煤制合成基础油时，液压油的寿命和抗氧化性非常优异，但是这中油不易获取，添加深度精制的加氢矿物基础油虽然在效果上较差一些，但是其易于获取，成本低，有利于进行大规模地应用。
所述烷基萘基础油是由烯烃和萘反应获得的具有优异氧化安定性和水解稳定性的合成基础油，在液压液中使用时还会表现出优异的添加剂相容性、橡胶相容性和抗乳化性能。
本发明所述深度精制基础油和烷基萘基础油的其中一批的检测数据如表1所示。
表1：本发明的基础油的检测数据
Figure BDA0001845823330000022
所述无锌型液压油多功能添加剂选用由包括防锈添加剂、抗磨添加剂等多种添加剂的原料调制而成，不含锌元素。其40℃运动黏度为111～151cSt，氮含量1.84～2.30％，硫含量1.59～2.15％，磷含量0.61～0.75％，钙含量0.49～0.61％，特别适用于采用精制加氢基础油或合成基础油调制的液压液。比如锦州圣大化学品有限公司的SR-5011和AFTON公司的H544，实施例中表示为
Figure BDA0001845823330000031
544，其中，H544的性能如表2：
表2：本发明的液压油复合剂的典型指标
闪点(开口)，℃ 112
运动黏度(40℃)，mm<sup>2</sup>/s 118
氮元素，％M 2.18
硫元素，％M 1.91
磷元素，％M 0.68
钙元素，％M 0.56
所述胺型抗氧剂为N-苯基-α-萘胺、芳基胺或烷基化二苯胺中的一种或几种，优选烷基化二苯胺，应用中效果较好的型号为比如辽宁天合的T557、BASF的L57。胺型抗氧剂具有良好的高温抗氧化性能和热稳定性能，可以有效控制产品在使用过程中的黏度增长，与其他芳胺类抗氧剂和屏蔽酚型抗氧剂同时使用会产生协同作用。
所述酚型抗氧剂如2,6-二叔丁基酚、2,6-二叔丁基对甲酚、硫化烷基酚或液体高相对分子质量酚，优选液体高相对分子质量酚，应用中效果较好的型号为BASF的L118和L135。
所述酚型抗氧剂与胺型抗氧剂同时使用时可以产生协同作用，尤其是液体高相对分子质量酚，同时还具有较好的油溶性和流动性，具有较好的抗氧化性能和油泥控制能力。
所选金属减活剂为噻二唑衍生物、三唑衍生物和噻唑衍生物，优选甲苯并三唑衍生物，应用中效果较好的型号为北京兴普精细化工技术开发有限公司的T551。所述金属减活剂可以与金属离子生成螯合物，或者在金属表面生成保护膜，不仅能够抑制金属或金属离子对液压液的氧化催化作用，还可以对金属表面起到抗磨防锈的作用。
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯、聚α-烯烃，优选聚α-烯烃。聚α-烯烃与本发明所选用的液压液复合剂配合使用可使产品的倾点显著降低。以上降凝剂可从无锡南方石油添加剂有限公司购得。
所述抗泡剂是硅型、非硅型抗泡剂中的一种或两种，应用中复合抗泡剂效果较好的实例为上海高桥石化分公司炼油厂的“1#复合抗泡剂”；优选聚甲基丙烯酸酯或二甲基硅油中的一种或两种。该抗泡剂具有配伍性好，加入方法灵活、方便，对产品空气释放性能影响较小，特别适用于液压液的调制。
本发明所述一种无灰液压油组合物的制备方法简单方便，采用将无锌型液压油多功能添加剂、胺型抗氧剂、酚型抗氧剂、金属减活剂、降凝剂和抗泡剂加入深度精制基础油和烷基萘基础油组合物中，在50～60℃搅拌2～3小时而成。
作为优选的方案，本发明的组合物包括如下重量百分含量的组分：
无锌型液压油多功能添加剂0.3～1.0％；
胺型抗氧剂烷基化二苯胺0.1～0.15％；
酚型抗氧剂液体高相对分子质量酚0.2～0.3％；
金属减活剂噻二唑衍生物或甲苯并三唑衍生物0.01～0.5％；
降凝剂聚α-烯烃或聚甲基丙烯酸酯0.01～0.3％；
抗泡剂1#复合抗泡剂、二甲基硅油或非硅型抗泡剂0.001～0.05％；
所述深度精制基础油为加氢基础油-1，CTL-1基础油和CTL-2基础油中的一种或两种。
作为优选的方案，本发明的组合物包括如下组分：
无锌型液压油多功能添加剂
Figure BDA0001845823330000041
544 0.2～0.4％；
胺型抗氧剂T557 0.08～0.12％；
酚型抗氧剂L118 0.1～0.3％；
金属减活剂噻二唑衍生物0.008～0.012％；
降凝剂聚甲基丙烯酸酯0.008～0.012％；
抗泡剂二甲基硅油0.0009～0.0011％；
烷基萘基础油烷基萘基础油29～31％；
深度精制基础油加氢基础油-1余量。
作为优选的方案，本发明的组合物包括如下组分：
无锌型液压油多功能添加剂
Figure BDA0001845823330000053
544 0.5～1.0％；
胺型抗氧剂烷基化二苯胺L57或T557 0.1～0.15％；
酚型抗氧剂液体高相对分子质量酚L135或L118 0.2～0.3％；
金属减活剂甲苯并三唑衍生物T551或噻二唑衍生物0.01～0.5％；
Figure BDA0001845823330000051
所述深度精制基础油为CTL-2基础油、CTL-2基础油与加氢基础油-1的混合物或CTL-2基础油与CTL-1基础油的混合物。
进一步优选的，包括如下重百分含量的组分:
Figure BDA0001845823330000052
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物的性能分析数据如下表：
表3：本发明提供的耐氧化长寿命无锌液压液组合物的性能分析数据
Figure BDA0001845823330000061
本发明所述的耐氧化长寿命无锌液压液组合物，以深度精制基础油和烷基萘基础油组合物为基础油，加入并优化配伍无锌型液压油多功能添加剂、胺型抗氧剂、酚型抗氧剂、金属减活剂、降凝剂和抗泡剂，使本发明所提供的耐氧化长寿命无锌液压液组合物具有优异的抗氧化性能，对设备的铜、银部件不产生腐蚀，同时具有良好的低温性能、抗乳化性能、水解安定性能和橡胶相容性，尤其具有长寿命的特点，其寿命长度超过了10000h。
由腐蚀度的试验数据看出，本发明所提供的耐氧化长寿命无锌液压液组合物对铜片和银片不产生腐蚀。
由旋转氧弹和氧化安定性的试验数据可以看出，本发明所提供的耐氧化长寿命无锌液压液组合物具有优异的抗氧化性能，氧化安定性试验中酸值达到2.0的时间为10050～15000h，远高于GB11118.1-2011液压油国标中对L-HM(高压)的氧化安定性的要求(1500h后总酸值不大于2.0)。说明本发明所提供的耐氧化长寿命无锌液压液组合物具有优异的耐氧化特性和较长的氧化寿命。
综上所述，本发明所提供的耐氧化长寿命无锌液压液组合物是一种可广泛应用于苛刻工况、大负载、高油温、长换油周期等工况环境以及含有铜、银部件的液压系统的液压油组合物。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000071
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2小时，即得。
分别取69.379Kg加氢基础油-1和30Kg烷基萘基础油组成基础油组合物。取无锌型液压油多功能添加剂(
Figure BDA0001845823330000073
544)0.3Kg，胺型抗氧剂(T557)0.1Kg，酚型抗氧剂(L118)0.2Kg，金属减活剂(噻二唑衍生物)0.01Kg，降凝剂(聚甲基丙烯酸酯)0.01Kg，抗泡剂(二甲基硅油)0.001Kg，依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2小时，制成本发明所述产品。
实施例2
本实施例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000072
Figure BDA0001845823330000081
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2.5小时，即得。
实施例3
本实施例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000082
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在55℃下搅拌2小时，制成本发明所述产品。
实施例4
本实施例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000091
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在55℃下搅拌2小时，制成本发明所述产品。
比较例1
本比较例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，与实施例3相比，其区别在于，不添加烷基萘基础油，不添加烷基萘基础油，将金属减活剂由甲苯并三唑衍生物T551替换为噻二唑衍生物，将酚型抗氧剂由L135替换为L118，具体包括：
Figure BDA0001845823330000092
Figure BDA0001845823330000101
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2小时，制成本发明所述产品。
比较例2
本比较例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，与实施例1相比，其区别在于，将所述金属减活剂由噻二唑衍生物替换为甲苯并三唑衍生物T551，并调整其他各组分的用量，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000102
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2.5小时，制成本发明所述产品。
比较例3
本比较例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，与实施例1相比，其区别在于，不含胺型抗氧剂，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000103
Figure BDA0001845823330000111
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2小时，即得。
比较例4
本比较例涉及一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，与实施例1相比，其区别在于，不含抗氧剂和金属减活剂，包括如下组分：
Figure BDA0001845823330000112
上述液压液组合物的制备方法为，将各种添加剂依次加入到基础油组合物中，在60℃下搅拌2小时，即得。
比较例5
市场上销售的无灰液压油。
实施例1～4和比较例1～5的数据比较见表4。
表4：组合物性能比较
Figure BDA0001845823330000113
Figure BDA0001845823330000121
由表4倾点的数据看出，本发明产品的倾点要低于比较例5所提供的市售产品，说明本发明具有较好的低温流动性。
通过实施例1和比较例2的数据对比可以看出，金属减活剂的选择对产品的整体性能有重要的影响。
通过实施例1和比较例3的数据对比可以看出，胺型抗氧剂对产品的整体性能有重要的影响。
通过实施例1和比较例4的数据对比可以看出，抗氧剂和金属减活剂对产品的整体性能有重要的影响。
CTL基础油和烷基萘基础油的组合物与聚α-烯烃降凝剂搭配可以获得更好的低温性能。由实施例1～4和比较例1～5的旋转氧弹数据和氧化安定性数据可以看出，随着CTL基础油和烷基萘基础油使用比例的增加可以提升产品的抗氧化性能，尤其是CTL基础油和烷基萘基础油的组合物作为基础液使用时可以获得更加优异的抗氧化性能，并且对抗氧剂的感受性更好。同时本发明提供的产品氧化性能要明显优于市售产品，说明本发明所提供的产品具有更好的耐氧化性能，具有更长的氧化寿命。
由表4腐蚀度试验的数据看出，本发明所提供的产品对铜片和银片的腐蚀性要明显小于比较例5所提供的市售产品，说明本发明所提供的产品对液压系统中的铜、银部件可以起到有效的保护。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种耐氧化长寿命无锌液压液组合物，其特征在于，包括如下重量百分含量的组分：
无锌型液压油多功能添加剂 0.8~1.0%；
胺型抗氧剂烷基化二苯胺 0.1~0.15%；
酚型抗氧剂液体高相对分子质量酚 0.25~0.3%；
金属减活剂甲苯并三唑衍生物 0.5%；
降凝剂 聚α-烯烃或聚甲基丙烯酸酯 0.2~0.3%；
抗泡剂1#复合抗泡剂、二甲基硅油或非硅型抗泡剂 0.02~0.05%；
烷基萘基础油 10~40%；
深度精制基础油 余量；
所述深度精制基础油为加氢基础油-1，CTL-1基础油和CTL-2基础油中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的耐氧化长寿命无锌液压液组合物，其特征在于，包括如下重量百分含量的组分：
无锌型液压油多功能添加剂 HiTEC® 544 0.8~1.0%；
胺型抗氧剂L57、T557 0.1~0.15%；
酚型抗氧剂L135或L118 0.25~0.3%；
金属减活剂甲苯并三唑衍生物T551 0.5%；
降凝剂 聚α-烯烃 0.2~0.3%；
抗泡剂1#复合抗泡剂或非硅型抗泡剂 0.02~0.05%；
烷基萘基础油 10~40%；
深度精制基础油 余量；
所述深度精制基础油为CTL-2基础油、CTL-2基础油与加氢基础油-1的混合物或CTL-2基础油与CTL-1基础油的混合物。
3.制备权利要求1或2耐氧化长寿命无锌液压液组合物的方法，其特征在于，在深度精制基础油和烷基萘基础油组合物中加入无锌型液压油多功能添加剂、胺型抗氧剂、酚型抗氧剂、金属减活剂、降凝剂和抗泡剂，在50～60℃搅拌2～3小时，即得组合物。
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