CN112625778A - 一种75w-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及润滑油技术领域，具体涉及一种75W‑90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物，包括如下重量份的组分，合成型基础油50～70份，粘度指数改进剂10～30份，极压剂组合物3～10份，金属减活剂0.1～0.14份，清净分散剂2～4份，抗氧剂0.15～0.25份，抗乳化剂0.2～0.4份和非硅型抗泡剂0.03～0.07份；所述极压剂组合物中包括极压抗磨剂0.4～0.6份，含硫型极压剂4～7份，含磷型抗磨剂2～4份。该组合物具有优异的极压抗磨性能和材料相容性，而且其高低温性能和剪切稳定性能优异，可对城轨齿轮箱提供良好的润滑保护。而且该组合物所含各组分来源稳定，制备方法简单。

Description

一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，具体涉及一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物。

背景技术

近年来，我国城市轨道交通(以下简称“城轨”)得到迅猛发展，主要包括：地铁、轻轨、单轨、市域快轨等。城轨车辆与高速列车和其他列车的区别在于，城轨列车在运行过程中需要频繁的启动和制动，这使得城轨齿轮箱载荷较大，若润滑条件差，很容易发生润滑不良现象，直接影响城市轨道交通列车运行的安全性、平稳性和可靠性。此外，城轨齿轮箱对润滑油品的长效性有很高的要求，主要体现在经过长期使用后需要依然具有良好的润滑性能，与齿轮箱内材料如橡胶、油漆等具有良好的相容性，使油品长效地发挥作用，对齿轮箱提供持续的保护。

目前，城轨齿轮箱用油在国内外均没有统一的油品标准。城轨齿轮箱油品主要是按照齿轮箱制造商的用油要求和油品推荐来选择，而城轨齿轮箱制造商的要求一般都是在API GL-5重负荷车辆齿轮油的基础上，增加一些特定的台架试验。这些要求主要包括齿轮油的低温性能、剪切稳定性能、极压抗磨性能、高温抗氧性能、材料相容性等。现有的APIGL-5重负荷车辆齿轮油在综合性能上无法满足城轨齿轮箱的润滑要求，因此，有必要开发新的能满足城轨齿轮箱润滑要求的专用润滑油产品。

发明内容

针对现有技术中的齿轮箱润滑油无法适用于城轨齿轮箱的问题，本发明提供一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物。该组合物具有优异的极压抗磨性能和材料相容性，而且其高低温性能和剪切稳定性能优异，可对城轨齿轮箱提供良好的润滑保护。

本发明所述润滑油包括如下重量份的组分，合成型基础油50～70份，粘度指数改进剂10～30份，极压剂组合物3～10份，金属减活剂0.1～0.14份，清净分散剂2～4份，抗氧剂0.15～0.25份，抗乳化剂0.2～0.4份和非硅型抗泡剂0.03～0.07份；

所述极压剂组合物中包括极压抗磨剂0.4～0.6份，含硫型极压剂4～7份，含磷型抗磨剂2～4份。

城轨车辆的在运行过程中需要频繁的启动和制动，城轨齿轮箱载荷较大，润滑条件差，所以需要性能优异的润滑油才能给城轨齿轮箱提供良好的润滑保护，而润滑油的性能主要由基础油决定，添加剂只能补强润滑油的性能，因此本发明选择全合成基础油配方，原因在于合成型基础油的润滑性能、黏温性能、挥发性能、氧化安定性和抗结焦性能明显优于矿物基础油，并确定全合成基础油的添加量为60～70份。黏指剂可有效提高该城轨齿轮箱专用油组合物的黏度指数，可改善保证其低温启动性和剪切稳定性，可防止高温工况下油膜厚度太薄产生磨损，防止传动效率的下降。本发明所述极压抗磨剂为磷氮型或硫磷氮型，并辅助添加含硫型极压剂和含磷型抗磨剂。由于城轨齿轮箱频繁启停，载荷较大，对极压抗磨性有较高的要求，因此本发明选择多种极压抗磨性如磷氮型或硫氮型极压抗磨剂、含硫型极压剂和含磷型抗磨剂复合添加，使得各种抗磨剂之间的性能得到补强，以进一步加强该城轨齿轮箱专用油组合物的极压抗磨性能，使其更好地满足城轨的使用条件。

优选的，所述极压抗磨剂为硫代磷酸复酯胺盐或磷酸胺，所述含硫型极压剂为硫化烯烃，所述含磷型抗磨剂为亚磷酸酯或硫代磷酸酯。

优选的，所述合成型基础油为含聚烯烃合成油、酯类合成油或烷基萘合成油中的一种或几种。

优选的，所述含聚烯烃合成油为PAO6、PAO8、PAO40和PAO100中的一种多种；

优选的，所述酯类合成油为多元醇酯；

优选的，所述烷基萘合成油为单烷基萘类合成油；

作为优选的配方，所述合成型基础油包括如下重量份的组分：PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；

或PAO6 28～32份、PAO100 16～18份、多元醇酯7～9份和单烷基萘为7～9份；

或PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份。

上述配方的合成油可兼顾油品的高低温性能、氧化安定性、材料相容性等方面，其决定了油品具有优异的综合性能。

优选的，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。聚甲基丙烯酸酯具有良好的热安定性和低温流动性，与合成基础油具有良好的配伍性。

优选的，所述组合物中的金属减活剂、清净分散剂、抗氧剂、抗乳化剂、抗泡剂中的一种或多种，这些添加剂之间相容性和配伍性良好，可协同作用，整体补强油品对摩擦副的保护作用、提高油品的长效性能，提高油品的散热性能等，使油品的综合性能趋于最优。

优选的，金属减活剂优选苯三唑脂肪胺盐；

优选的，清净分散剂优选聚异丁烯丁二酰亚胺与硼化聚异丁烯丁二酰亚胺；

优选的，抗氧剂优选屏蔽酚与二烷基二苯胺；

优选的，抗乳化剂优选胺与环氧乙烷缩合物；

优选的，抗泡剂优选非硅型。

作为优选的方案，其发明所述组合物包括：

合成型基础油PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯18～22份，极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯2～4份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.1～0.14份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺2～4份，抗氧剂二烷基二苯胺0.15～0.25份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.2～0.4份和非硅型抗泡剂0.03～0.07份。

作为优选的组合，本发明所述组合物包括：

PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；或，PAO628～32份、PAO10016～18份、多元醇酯7～9份和单烷基萘为7～9份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，极压剂组合物包括硫代磷酸复酯胺盐、硫化烯烃、和亚磷酸酯三种，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺，抗氧剂二烷基二苯胺，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物和非硅型抗泡剂；

或者：

PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，极压剂组合物包括磷酸胺、硫化烯烃和硫代磷酸酯三种，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺，抗氧剂二叔丁基对甲酚，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物和非硅型抗泡剂。

作为优选的方案，本申请所述的组合物包括：

合成油PAO8 40份、PAO40 15份和多元醇酯10份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯20份，极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺3份，抗氧剂二烷基二苯胺0.2份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份；

或者：

PAO6 30份、PAO100 17份、多元醇酯8份和单烷基萘8份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯23份、极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺3份，抗氧剂二烷基二苯胺0.2份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份：

或者：

合成油PAO8 40份、PAO40 15份和多元醇酯10份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯20份，极压抗磨剂磷酸胺0.5份、硫化烯烃5份、抗磨剂硫代磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺2份，抗氧剂二叔丁基对甲酚0.3份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份。

发明所述组合物的制备方法为在50～60℃搅拌2～4小时，即可得，各成分的加料顺序没有特别限定。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过系统考察，优化选择了所述组合物的具体组成以及各成分的添加量，从而实现了各组分最佳协同作用。此外，该组合物所含各组分来源稳定，制备方法简单，按组分的配比将各组分计量后输入调合釜中、采用自动批量调和或同步剂量调和方式进行调合且各成分的加料顺序没有特别限定。

对本发明提供的75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物进行相关性能测试，包括组合物的基本理化指标，以及组合物的泡沫倾向性、承载性、抗磨性、热稳定性、防锈防腐和材料相容性等性能。测定结果表明该组合物具有突出的极压保护特性，较高的承载能力，可防止在城轨齿轮箱低速高扭矩状态下的磨损，并防止在高速下的擦伤，有利于减少维修成本，延长设备寿命；该组合物具有优异的热稳定性和氧化安定性，抑制油品在高温下氧化裂解形成油泥，延长齿轮和轴承的使用寿命；该组合物具有较高的粘度指数和极低的倾点，提供突出的高低温性能保护，仍具有极佳的低温流动性，利于设备快速启动；该组合物具有良好的剪切稳定性，即使在严苛的工作条件下，仍能减少黏度变化和保持油膜厚度，防止磨损；该组合物具有卓越的防锈、防腐蚀能力，可延长部件寿命；该组合物具有良好的材料相容性，对齿轮箱的橡胶原件和油漆几乎没有损害，可延长齿轮箱使用寿命。

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。

实施例中涉及的添加剂均可购买得到。

合成油PAO6、PAO8、PAO40和PAO100购自美孚，多元醇酯和单烷基萘购自纳克。

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，购自雅富顿；极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐购自丹阳市天宇石油添加剂厂、磷酸胺购自范德比尔特公司、硫化烯烃购自路博润、亚磷酸酯购自路博润、硫代磷酸酯购自雪佛龙，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐购自范德比尔特公司，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺购自雪佛龙，抗氧剂二烷基二苯胺购自雪佛龙、二叔丁基对甲酚购自雪佛龙，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物购自丹阳市天宇石油添加剂厂和非硅型抗泡剂购自赢创公司。

实施例1

本发明涉及一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物，包括如下重量份的组分：

合成油PAO8 40份、PAO40 15份和多元醇酯10份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯20份，极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺3份，抗氧剂二烷基二苯胺0.2份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份。

实施例2

本发明涉及一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物，包括如下重量份的组分：

PAO6 30份、PAO100 17份、多元醇酯8份和单烷基萘8份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯23份、极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺3份，抗氧剂二烷基二苯胺0.2份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份。

实施例3

本发明涉及一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物，包括如下重量份的组分：

合成油PAO8 40份、PAO40 15份和多元醇酯10份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯20份，极压抗磨剂磷酸胺0.5份、硫化烯烃5份、抗磨剂硫代磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺2份，抗氧剂二叔丁基对甲酚0.3份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份。

对比例1

与实施例1相比，其区别在于，不添加极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐。

对比例2

与实施例2相比，添加剂组分相同，其区别在于，将合成油体系中的合成油PAO6 30份、PAO100 17份、多元醇酯8份和单烷基萘8份的用量/种类进行替换，其配方为矿物油III+6 35份、PAO100 20份、多元醇酯8份。

对比例3

与实施例1相比，其区别在于，所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌，抗泡剂为硅型抗泡剂。

实验例

按照本行业标准测试方法，对各实施例制得的城轨齿轮箱专用油组合物进行性能测试，测试结果见表1。

表1 75W-90城轨齿轮箱专用油性能参数

由上表提供的测试结果可知，本发明提供的75W-90城轨齿轮箱专用油组合物综合性能优异，其中实施例1提供的组合物综合性能最佳。该组合物具有良好的低温性能、剪切稳定性能、承载能力和材料相容性，以及优异的热稳定性能、氧化安定性能和防锈性能，可在严苛的工况下，防止齿轮箱的磨损擦伤，满足城轨齿轮箱的润滑要求，保障城轨交通车辆的安全可靠运行，延长相关部件的寿命，降低维修成本。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，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 (10)

1.一种75W-90黏度级别城轨齿轮箱专用油组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分，合成型基础油50～70份，粘度指数改进剂10～30份，极压剂组合物3～10份，金属减活剂0.1～0.14份，清净分散剂2～4份，抗氧剂0.15～0.25份，抗乳化剂0.2～0.4份和非硅型抗泡剂0.03～0.07份；

所述极压剂组合物中包括极压抗磨剂0.4～0.6份，含硫型极压剂4～7份，含磷型抗磨剂2～4份。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述极压抗磨剂为硫代磷酸复酯胺盐或磷酸胺，所述含硫型极压剂为硫化烯烃，所述含磷型抗磨剂为亚磷酸酯或硫代磷酸酯。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述合成型基础油为含聚烯烃合成油、酯类合成油或烷基萘合成油中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述含聚烯烃合成油为PAO6、PAO8、PAO40和PAO100中的一种多种；

和/或，所述酯类合成油为多元醇酯；和/或，所述烷基萘合成油为单烷基萘类合成油。

5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述合成型基础油包括如下重量份的组分：PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；

或PAO6 28～32份、PAO100 16～18份、多元醇酯7～9份和单烷基萘为7～9份；

或PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份。

6.根据权利要求1～5任一项所述的组合物，其特征在于，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。

7.根据权利要求1～6任一项所述的组合物，其特征在于，

所述金属减活剂为苯三唑脂肪胺盐；

和/或，所述清净分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺或硼化聚异丁烯丁二酰亚胺；

和/或，所述抗氧剂为屏蔽酚或二烷基二苯胺；

和/或，所述抗乳化剂为胺与环氧乙烷的缩合物；

和/或，所述抗泡剂为非硅型抗泡剂。

8.根据权利要求1～7任一项所述的组合物，其特征在于，包括：

合成型基础油PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；或，PAO6 28～32份、PAO100 16～18份、多元醇酯7～9份和单烷基萘为7～9份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，极压剂组合物包括硫代磷酸复酯胺盐、硫化烯烃、和亚磷酸酯三种，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺，抗氧剂二烷基二苯胺，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物和非硅型抗泡剂；

或者：

合成型基础油PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，极压剂组合物包括磷酸胺、硫化烯烃和硫代磷酸酯三种，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺，抗氧剂二叔丁基对甲酚，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物和非硅型抗泡剂。

9.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，包括：

合成型基础油PAO8 38～42份、PAO40 14～16份和多元醇酯9～11份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯18～22份，极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯2～4份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.1～0.14份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺2～4份，抗氧剂二烷基二苯胺0.15～0.25份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.2～0.4份和非硅型抗泡剂0.03～0.07份。

10.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于，包括：

合成型基础油PAO8 40份、PAO40 15份和多元醇酯10份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯20份，极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺3份，抗氧剂二烷基二苯胺0.2份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份；

或者：

合成型基础油PAO6 30份、PAO100 17份、多元醇酯8份和单烷基萘8份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯23份、极压抗磨剂硫代磷酸复酯胺盐0.5份、硫化烯烃6份、抗磨剂亚磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺3份，抗氧剂二烷基二苯胺0.2份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份：

或者：

合成型基础油PAO8 40份、PAO40 15份和多元醇酯10份；

黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯20份，极压抗磨剂磷酸胺0.5份、硫化烯烃5份、抗磨剂硫代磷酸酯3份，金属减活剂苯三唑脂肪胺盐0.12份，清净分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺2份，抗氧剂二叔丁基对甲酚0.3份，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩合物0.3份和非硅型抗泡剂0.05份。