CN112442411B - 一种矿山专用齿轮油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种矿山专用齿轮油组合物，包括基础油，至少0.01％破乳剂，在该齿轮油组合物中的质量百分含量；至少0.01％降凝剂，其中，所述破乳剂为聚环氧乙烷含氮衍生物、环氧乙烷缩合物、烷基聚醚类、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚合物中的至少一种或一种以上的混合物；所述降凝剂为烷基萘、丙烯酸聚合物、聚α‑烯烃中的至少一种或一种以上的混合物。本发明矿山专用齿轮油组合物具备突出的高抗水性能，优异的低温性能、极压抗磨性能、黏温性能，优良的氧化安定性及防腐蚀性能，尤其是在抗乳化性能方面表现出色。本发明可用于矿山机械齿轮箱中，特别是处于多水环境的齿轮箱，可完全适应在严苛环境下工作的矿山设备齿轮箱的润滑要求。

Description

一种矿山专用齿轮油组合物
技术领域
本发明涉及一种齿轮油组合物，具体涉及一种矿山专用齿轮油组合物。本发明还涉及该齿轮油组合物的制备方法及其应用。
背景技术
近年来，经济发展对能源的需求比以往更加迫切。随着机械化生产水平的不断提升，矿山机械的单机容量也在不断的增加，矿山设备齿轮箱的工作条件更为苛刻。
矿山机械长期处于多水、多粉尘的环境中，齿轮箱不可避免的会与水或水蒸汽接触，从而造成齿轮箱中齿轮油的污染，如果齿轮油的分水能力较差，随着齿轮的高速运转，齿轮油不断的被搅动，就会使油和水混在一起，造成油品乳化变质，严重影响油膜的产生，造成齿轮润滑不良。因此，矿山机械对齿轮油的抗水性能提出了更高的要求。除此之外，在开采过程中，矿山机械经常会有瞬间过载、工作温度高、工作周期长、启动频繁等情况，在露天矿中使用的齿轮油要适应大范围的温度变化。因此，需要一种具有突出的高抗水性能，优异的抗泡性能、抗乳化性能、极压抗磨损性能和低温性能，良好的黏温性能和热稳定性，良好的氧化安定性及防腐蚀性能的矿山专用齿轮油。
发明内容
本发明提供一种齿轮油组合物，其具有突出的高抗水性能，优异的低温流动性、热稳定性和良好的抗剪切性能。本发明齿轮油组合物尤其适用于用作矿山(机械)专用齿轮油组合物。
本发明的发明人惊奇地发现，在基础油中加入特殊的破乳剂和降凝剂可以解决上述齿轮油组合物的至少一个技术问题。
具体而言，本发明提供一种齿轮油组合物，包括：
基础油，
破乳剂，在该齿轮油组合物中的质量百分含量至少为0.01％；及
降凝剂，在该齿轮油组合物中的质量百分含量至少为0.01％；
其中，所述破乳剂为聚环氧乙烷含氮衍生物、环氧乙烷缩合物、烷基聚醚类、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚合物中的至少一种或一种以上的混合物；
所述降凝剂为烷基萘、丙烯酸聚合物、聚α-烯烃中的至少一种或一种以上的混合物。
齿轮箱尤其是矿山专用矿用机械的齿轮箱通常处于高温、冲击负荷大、震动强度大、多粉尘、多水的环境中，不可避免的会与水接触，从而导致油品乳化变质，且矿用机械又有工作强度大、停工换油成本高的特点。由于本发明采用了上述特定种类的破乳剂，使得该齿轮油在含水量低于20％时，乳化液为油包水型，润滑性能较好；在含水量大于20％时，具有快速的油水分离性能；从而有效的保证了齿轮箱设备的正常工作。在此基础上，本发明还采用了上述特定种类的降凝剂，进一步使该齿轮油具有优异的低温流动性、热稳定性和良好的抗剪切性能。即使在水分混入油品后，本发明齿轮油仍然能够在一段时间内保持良好的极压抗磨性，提供有效的齿轮润滑保护。
优选地，本发明提供的齿轮油组合物中，所述破乳剂的质量百分含量为0.01％～1％，更优选为0.02％～1％，较佳为0.05％。
优选地，本发明提供的齿轮油组合物中，所述降凝剂的质量百分含量为0.01％～2％，更优选为0.05％～1％，较佳为1％。
在本发明一些较佳的实施方式中，所述破乳剂为环氧乙烷缩合物T1001、烷基聚烯醚DL 32、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚合物EC 6797A中的一种或几种，该破乳剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.05％；所述降凝剂为丙烯酸聚合物Vx 1-248、聚α-烯烃T803中的一种或两种，该降凝剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为1％。
在本发明一些较佳的实施方式中，所述基础油为精制矿物油和/或合成基础油；其中，所述精制矿物油优选为黏度指数大于90的I类和/或II类加氢精制矿物油；所述合成基础油优选为聚α-烯烃合成油、多元醇酯合成油、聚亚烷基二醇合成油中的任一种或几种的混合物。
在本发明一些较佳的实施方式中，所述基础油为HVI Ia 500和HVI 150BS的混合物。
本发明提供的齿轮油组合物中，所述基础油的质量百分含量通常为70％-90％；优选至少为70％，更优选至少为75％，进一步优选至少为80％。
本发明提供的齿轮油组合物可进一步包括一种或多种以下添加剂：
黏度指数改进剂，优选为聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、聚正丁基乙烯基醚中的至少一种或一种以上的混合物。该黏度指数改进剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.1％～15％，更优选为0.1％-10％；进一步优选为4％～9％。
抗氧剂，优选为胺类和高分子质量酚混合物、二烷基二硫代氨基甲酸盐、硫化烷基酚、二烷基二硫代氨基甲酸酯中的至少一种或一种以上的混合物。该抗氧剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.1％～1％，更优选为0.1％-0.6％；例如0.1％、0.35％、0.6％、1％。
极压剂，优选为硫化烷基酚、二硫代磷酸锑、硫化异丁烯、硫代磷酸酯、烷基多硫化物中的至少一种或一种以上的混合物。该极压剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.1％～2.5％，更优选为0.3％-1％。
抗磨剂，优选为磷酸胺、酸性磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯胺盐中的至少一种或一种以上的混合物。该抗磨剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.1％～3％，更优选为0.3％-2.5％。
摩擦改进剂，优选为油酸、脂肪酸、硝化脂肪酯、烷基亚磷酸酯、非活性硫化脂肪油、氮硼酸酯中的至少一种或一种以上的混合物。该摩擦改进剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.1％～5％，更优选为0.1％-2％，例如0.5％。
防锈剂，优选为十二烯基丁二酸半酯、季戊四醇单油酸酯、苯并三氮唑中的至少一种或一种以上的混合物。该防锈剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.01％～0.5％，更优选为0.02％-0.5％，例如0.04％。
金属减活剂，优选为甲基苯三唑、苯三唑及其衍生物、噻二唑衍生物中的至少一种或一种以上的混合物。该金属减活剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.01％～0.5％，更优选为0.03％-0.2％，例如0.1％。
抗泡剂，优选为聚甲基硅油、丙烯酸酯与醚共聚物、有机硅/聚丙烯酸酯聚合物中的至少一种或一种以上的混合物。该抗泡剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量优选为0.0001％～0.3％，更优选为0.0001％-0.2％，例如0.001％。
在本发明一些较佳的实施方式中，所述齿轮油组合物由如下质量百分含量的组分组成：
Figure BDA0002183963680000041
在本发明一些较佳的实施方式中，所述齿轮油组合物由如下质量百分含量的组分组成：
Figure BDA0002183963680000051
在本发明一些较佳的实施方式中，所述齿轮油组合物由如下质量百分含量的组分组成：
Figure BDA0002183963680000052
本发明上述优选配方的齿轮油组合物，综合性能优异，各项性能指标均达到使用要求；具有突出的高抗水性能，优异的低温性能、极压抗磨性能、黏温性能，优良的氧化安定性及防腐蚀性能，尤其是在抗乳化性能方面表现出色，能够满足矿用齿轮箱齿轮的润滑需要。本发明齿轮油组合可用于矿山机械齿轮箱中，特别是处于多水环境的齿轮箱，可完全适应在严苛环境下工作的矿山设备齿轮箱的润滑要求
本发明上述齿轮油组合物可采用本领域常规方法制备，例如将各组分按配比混匀即可。具体地，本发明齿轮油组合物的制备方法，包括如下步骤：
1)除抗泡剂外，采用各成分按配比在45～75℃搅拌2～3小时；
2)将温度降至40～50℃，加入抗泡剂，继续搅拌2～3小时。
本发明还提供一种齿轮箱，它包括上述齿轮油组合物。特别地，该齿轮箱为矿山(机械)专用齿轮箱。
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。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例
根据下表1配方调配黏度级别范围为ISO VG 150～680，以ISO VG320黏度级别的矿山专用齿轮油组合物的实施例1-4，其各项典型理化指标见表2。
这些矿山专用齿轮油组合物的具体制备方法如下：
1)除抗泡剂外，取各成分按配比在50℃搅拌3小时；
2)将温度降至40℃，加入抗泡剂，继续搅拌2小时。
表1
Figure BDA0002183963680000061
Figure BDA0002183963680000071
表2
Figure BDA0002183963680000072
Figure BDA0002183963680000081
表2结果表明，实施例1-4组合物具有突出的高抗水性能，优异的低温性能、极压抗磨性能、黏温性能，优良的氧化安定性及防腐蚀性能。将其用于矿山机械齿轮箱中，特别是处于多水环境的齿轮箱，可完全适应在严苛环境下工作的矿山设备齿轮箱的润滑要求。
对比例
根据下表3配方调配黏度级别范围为ISO VG 150～680，以ISO VG320黏度级别的齿轮油组合物的对比例1-4，其各项典型理化指标见表4。该齿轮油组合物的制备方法与上文实施例基本相同。
表3
Figure BDA0002183963680000082
Figure BDA0002183963680000091
表4
Figure BDA0002183963680000092
Figure BDA0002183963680000101
表4结果表明，若破乳剂及降凝剂选择不当，所制备的齿轮油组合物高抗水性能及的低温性能不佳，难以满足矿山机械工况需要。
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 (14)

1.一种齿轮油组合物，其特征在于，包括：
基础油，在该齿轮油组合物中的质量百分含量为70%-90%；
破乳剂，在该齿轮油组合物中的质量百分含量为0.01%~1%；
所述破乳剂为环氧乙烷缩合物T1001、烷基聚烯醚 DL 32、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚合物 EC 6797A中的一种或几种；
降凝剂，在该齿轮油组合物中的质量百分含量为0.01%~2%；
所述降凝剂为丙烯酸聚合物Vx 1-248、聚α-烯烃 T803、聚甲基丙烯酸酯 Vx 8-310中的两种以上；
黏度指数改进剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.1%-10%；
抗氧剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.1%-0.6%；
极压剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.3%-1%；
抗磨剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.3%-2.5%；
摩擦改进剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.1%-2%；
防锈剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.02%-0.5%；
金属减活剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.03%-0.2%；
抗泡剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.0001%-0.2%。
2.根据权利要求1所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油组合物中所述破乳剂的质量百分含量为0.02%~1%；和/或，
所述齿轮油组合物中所述降凝剂的质量百分含量为0.05%~1%。
3.根据权利要求1所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油组合物中所述破乳剂的质量百分含量为0.05%；和/或，
所述齿轮油组合物中所述降凝剂的质量百分含量为1%。
4.根据权利要求1所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述破乳剂，在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.01-0.05%；所述降凝剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为1%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述基础油为精制矿物油和/或合成基础油。
6.根据权利要求5所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述精制矿物油为黏度指数大于90的I类和/或II类加氢精制矿物油；所述合成基础油为聚α-烯烃合成油、多元醇酯合成油、聚亚烷基二醇合成油中的任一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1-4任一项所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述基础油为HVI Ia500和HVI 150BS的混合物。
8.根据权利要求1-4、6任一项所述的齿轮油组合物，其特征在于，
所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、聚正丁基乙烯基醚中的至少一种或一种以上的混合物；
所述抗氧剂为胺类和高分子质量酚混合物、二烷基二硫代氨基甲酸盐、硫化烷基酚、二烷基二硫代氨基甲酸酯中的至少一种或一种以上的混合物；
所述极压剂为硫化烷基酚、二硫代磷酸锑、硫化异丁烯、硫代磷酸酯、烷基多硫化物中的至少一种或一种以上的混合物；
所述抗磨剂为磷酸胺、酸性磷酸酯胺盐、硫代磷酸酯胺盐中的至少一种或一种以上的混合物；
所述摩擦改进剂为油酸、脂肪酸、硝化脂肪酯、烷基亚磷酸酯、非活性硫化脂肪油、氮硼酸酯中的至少一种或一种以上的混合物；
所述防锈剂为十二烯基丁二酸半酯、季戊四醇单油酸酯、苯并三氮唑中的至少一种或一种以上的混合物；
所述金属减活剂为甲基苯三唑、苯三唑及其衍生物、噻二唑衍生物中的至少一种或一种以上的混合物；
所述抗泡剂为聚甲基硅油、丙烯酸酯与醚共聚物、有机硅/聚丙烯酸酯聚合物中的至少一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求8所述的齿轮油组合物，其特征在于，
所述黏度指数改进剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为4%~9%；
所述金属减活剂在所述齿轮油组合物中的质量百分含量为0.1%。
10.根据权利要求8所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油组合物由如下质量百分含量的组分组成：
至少一种破乳剂 0.01%~1%；
至少一种降凝剂 0.01%~2%；
至少一种黏度指数改进剂 0.1%~10%
至少一种抗氧剂 0.1%~0.6%；
至少一种极压剂 0.3%~1%；
至少一种抗磨剂 0.3%~2.5%；
至少一种摩擦改进剂 0.1%~2%；
至少一种防锈剂 0.02%~0.5%；
至少一种金属减活剂 0.03%~0.2%；
至少一种抗泡剂 0.0001%~0.2%；
余量为基础油。
11.根据权利要求8所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油组合物由如下质量百分含量的组分组成：
至少一种破乳剂 0.02%~1%；
至少一种降凝剂 0.01%~1%；
至少一种黏度指数改进剂 0.1%~10%；
至少一种抗氧剂 0.1%~0.6%；
至少一种极压剂 0.3%~1%；
至少一种抗磨剂 0.3%~2.5%；
至少一种摩擦改进剂 0.1%~2%；
至少一种防锈剂 0.02%~0.5%；
至少一种金属减活剂 0.03%~0.2%；
至少一种抗泡剂 0.0001%~0.2%；
余量为基础油。
12.根据权利要求8所述的齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油组合物由如下质量百分含量的组分组成：
至少一种破乳剂 0.02%~0.05%；
至少一种降凝剂 0.5%~1%；
至少一种黏度指数改进剂 4%~9%；
至少一种抗氧剂 0.3%~0.6%；
至少一种极压剂 0.3%~1%；
至少一种抗磨剂 1~2%；
至少一种摩擦改进剂 0.1%~0.5%；
至少一种防锈剂 0.02%~0.05%；
至少一种金属减活剂 0.03%~0.2%；
至少一种抗泡剂 0.0001%~0.1%；
余量为基础油。
13.一种齿轮箱，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述齿轮油组合物。
14.根据权利要求13所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱为矿山专用齿轮箱。
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