CN112877115A - 一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油及其制备方法，原料包括润滑油用聚醚或聚a‑烯烃和功能添加剂；取聚醚或聚a‑烯烃总用量的20％～30％加入产品釜中预热至70～90℃；将高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂加入产品釜，恒温搅拌25～35min至完全溶解止；将剩余聚醚或聚a‑烯烃计量泵入到产品釜中，将产品釜内物料温度降至45℃以下，将极压抗磨添加剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂依次计量加入到产品釜中，搅拌25～30min至均匀；将防漏剂计量加入至产品釜中，搅拌均匀得自粘型合成高温防漏工业齿轮油。本发明适用于各种温度环境，特别是高温环境下工作的减速机齿轮箱的润滑与防漏。

Description

一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油及其制备方法，属于化工材料组合技术领域。
背景技术
目前，冶金、钢铁和机械制造等行业，有大量的减速齿轮箱。减速齿轮箱在工作时有漏油现象，很多场合下漏油还很严重。特别是冶金、钢铁行业，有很多齿轮箱处于高温环境，高温环境加重了齿轮箱的漏油问题。漏油这一减速齿轮箱的“通病”，既污染了生产和工作环境，也造成了浪费，并给安全生产带来了一些不容忽视的隐患。
现阶段，普遍采用的是大黏度矿物型工业齿轮油或半流体润滑脂润滑，以期解决防漏的问题。但实际上，这是不可能的：
一、普矿油型大粘度工业齿轮油
(一)齿轮箱由于加工质量的问题，箱体会有一些砂眼。参见图1，由于普通矿物型润滑油分子量分布宽，含有大量的小分子，故而漏油；
(二)工作一段时间后，齿轮箱系统就会产生磨损，间隙变大，导致漏油；
(三)矿油型润滑油的黏度指数一般在80～100之间。这些润滑油，随着环境和齿轮箱内温度的升高，黏度会快速变小，从而导致漏油；
(四)有些齿轮油是用小黏度基础油经增稠剂稠化而成的。这种润滑油，在齿轮等的冲击和剪切作用下，稠化剂分子会被剪断，油品粘度会快速而显著变小，从而导致漏油；
(五)减速机齿轮箱环境和内部的温度很高(有的高过85℃)，使润滑油的黏度变小，从而导致漏油。
二、半流体润滑脂
半流体润滑脂是用润滑脂稠化矿物基础油而得到的一种超高粘度(如00#、000#)齿轮润滑剂，有的还加有石墨等固体润滑剂。但实践证明，半流体润滑脂不能防漏；如含石墨，漏油后对环境的影响更严重：
(一)由于半流体齿轮润滑剂的粘度很高，内摩擦很大，故减速机齿轮箱温升很大，内部的温度很高，使半流体脂的稠度变小，导致漏油；
(二)半流体脂一般是用12-羟基硬脂酸锂等润滑脂稠化减三线等基础油制得的，机械稳定性不是很好。经过减速机的剪切，半流体脂中的稠化剂就会被剪断，造成脂的稠度永久的变小，而脂中的基础油由于温度、剪切等作用，基础油会析出。基础油的黏度非常小(一般为V100℃＝9～14mm2/s)，非常容易通过砂眼和端口处渗出减速箱体外；
(三)半流体脂的稠(粘)度大，不容易被带到润滑部位，部分部位润滑不足，造成饿油，产生磨损，从而加速了润滑脂的老化和变稀，导致漏油、
综上所述，市场期望有防漏技术更高、润滑和防漏效果更好、特别是能适应高温工作环境的减速机防漏润滑油。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油及其制备方法，实现防漏技术更高、润滑和防漏效果更好、更加环保的目标，适用于各种环境下工作的减速机齿轮，特别是高温环境下各种减速机齿轮的润滑。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油，该高温防漏工业齿轮油的原料包括润滑油用聚醚或聚a-烯烃和功能添加剂；
所述功能添加剂由高温抗氧剂、极压抗磨添加剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂、防漏剂、结构稳定剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂组成；
按重量份数配比，各原料的含量为：
聚醚或聚a-烯烃100份；功能添加剂7.29～23.88份。
作为自粘型合成高温防漏工业齿轮油的优选方案，所述功能添加剂按重量份数配比为：
高温抗氧剂 0.5～3.0份；
极压抗磨添加剂 4.5～9.5份；
防锈添加剂 0.56～1.80份；
铜腐蚀抑制剂 0.01～0.03份；
防漏剂 0.5～3.5份；
结构稳定剂 1.0～5.0份；
氢离子捕捉剂 0.1～0.5份；
活性硫捕捉剂 0.1～0.5份；
破乳化剂 0.01～0.03份；
抗泡剂 0.01～0.02份。
作为自粘型合成高温防漏工业齿轮油的优选方案，所述聚醚为大粘度油溶性、水不溶性合成润滑油用聚醚基础油，即采用陶氏油溶性聚醚、南京威尔 SDT-06A/B、SDT-07A/B和SDT-08B的一种或多种。
作为自粘型合成高温防漏工业齿轮油的优选方案，所述聚a-烯烃为合成大粘度齐聚聚a-烯烃，聚a-烯烃采用PAO40和PAO100中的至少一种。
作为自粘型合成高温防漏工业齿轮油的优选方案，所述高温抗氧剂为辛基 /丁基二苯胺IRGANOX L57、二异辛基二苯胺、S-N杂蒽和RD防老剂中的至少一种；
所述极压抗磨添加剂为含氮硼酸酯、硫化猪油甲酯和TCP的至少一种；
所述防锈添加剂为苯三唑脂肪铵盐T406和油酰肌氨酸-十八铵盐的至少一种；
所述铜腐蚀抑制剂为苯骈三氮唑T706；
所述防漏剂为气相法白炭黑；
所述结构稳定剂为松香季戊四醇酯；
所述氢离子捕捉剂为RC8500；
所述活性硫捕捉剂为噻二唑衍生物T561；
所述破乳化剂为DL-32；
所述抗泡剂为T903。
其中，高温抗氧剂选用的辛基/丁基二苯胺IRGANOX L57、二异辛基二苯胺、S-N杂蒽或RD防老剂，具有优异的高温抗氧化性能，能显著提高聚醚的闪点(提高幅度大约在40℃以上)，大大提高油品的氧化安定性、使用温度和安全性，该项技术特征对冶金、钢铁行业、石化等高温场合尤为重要。
极压抗磨添加剂选用含氮硼酸酯、硫化猪油甲酯和TCP；含氮硼酸酯为新型的润滑油用极压抗磨添加剂，具有优异的极压抗磨性能和很好的防锈性能；硫化猪油甲酯为性能优良的极压抗磨剂和油性剂；TCP为一种性能优良的高温型抗摩添加剂，与活性硫捕捉剂选用的噻二唑衍生物有良好的协同作用。
防锈添加剂选用苯三唑脂肪铵盐T406、油酰肌氨酸-十八铵盐，苯三唑脂肪铵盐T406是一种多效润滑油添加剂，能提高油品的减摩和防锈性能；油酰肌氨酸-十八铵盐为一种优秀的环保型黑色金属防锈剂。
铜腐蚀抑制剂选用苯骈三氮唑T706，苯骈三氮唑T706和噻二唑衍生物 T561具有良好的协同作用和抗铜腐蚀效果。
氢离子捕捉剂选用RC8500，可有效捕捉油品中的酸离子。
活性硫捕捉剂选用噻二唑衍生物T561，噻二唑衍生物T561是一种高级 S-N型多功能添加剂，能够有效捕捉油品使用过程中产生的活性硫，还兼具极压抗磨性能和抗铜腐蚀性能。
抗泡剂选用T903，T903为复合型非硅类消泡剂，具有较好的消泡效果。
破乳化剂选用DL-32，DL-32兼具良好的抗乳化和破乳化功能。
防漏剂选用气相法白炭黑，具有极强的吸附能力，在一定温度下具有很好的膨胀能力。
结构稳定剂选用松香季戊四醇酯，其可以改善油品的结构稳定性。
本发明还提供一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份数配比，聚醚或聚a-烯烃总用量为100份；取聚醚或聚a- 烯烃总用量的20％～30％加入到产品釜中进行预热，当预热至70～90℃时，停止加热；
(2)将功能添加剂中的高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂加入到产品釜中，恒温搅拌25～35min，至高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂完全溶解止；
(3)将剩余的聚醚或聚a-烯烃计量泵入到产品釜中，将产品釜内物料温度降至45℃以下，将功能添加剂中的极压抗磨添加剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂依次计量加入到产品釜中，搅拌25～30min至均匀；
(4)将防漏剂计量加入至产品釜中，搅拌均匀得自粘型合成高温防漏工业齿轮油。
采用上述方法制备的高温防漏工业齿轮油，原料包括润滑油用聚醚或聚 a-烯烃和功能添加剂；
所述功能添加剂由高温抗氧剂、极压抗磨添加剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂、防漏剂、结构稳定剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂组成；
按重量份数配比，各原料的含量为：
聚醚或聚a-烯烃100份；功能添加剂7.29～23.88份。
进一步的，所述功能添加剂按重量份数配比为：
高温抗氧剂 0.5～3.0份；
极压抗磨添加剂 4.5～9.5份；
防锈添加剂 0.56～1.80份；
铜腐蚀抑制剂 0.01～0.03份；
防漏剂 0.5～3.5份；
结构稳定剂 1.0～5.0份；
氢离子捕捉剂 0.1～0.5份；
活性硫捕捉剂 0.1～0.5份；
破乳化剂 0.01～0.03份；
抗泡剂 0.01～0.02份。
进一步的，所述聚醚为大粘度油溶性、水不溶性合成润滑油用聚醚基础油，即采用陶氏油溶性聚醚、南京威尔SDT-06A/B、SDT-07A/B和SDT-08B的一种或多种。
进一步的，所述聚a-烯烃为合成大粘度齐聚聚a-烯烃，聚a-烯烃采用 PAO40和PAO100中的至少一种。
进一步的，所述高温抗氧剂为辛基/丁基二苯胺IRGANOX L57、二异辛基二苯胺、S-N杂蒽和RD防老剂中的至少一种；
所述极压抗磨添加剂为含氮硼酸酯、硫化猪油甲酯和TCP的至少一种；
所述防锈添加剂为苯三唑脂肪铵盐T406和油酰肌氨酸-十八铵盐的至少一种；
所述铜腐蚀抑制剂为苯骈三氮唑T706；
所述防漏剂为气相法白炭黑；
所述结构稳定剂为松香季戊四醇酯；
所述氢离子捕捉剂为RC8500；
所述活性硫捕捉剂为噻二唑衍生物T561；
所述破乳化剂为DL-32；
所述抗泡剂为T903。
其中，高温抗氧剂选用的辛基/丁基二苯胺IRGANOX L57、二异辛基二苯胺、S-N杂蒽或RD防老剂，具有优异的高温抗氧化性能，能显著提高聚醚的闪点(提高幅度大约在40℃以上)，大大提高油品的氧化安定性、使用温度和安全性，该项技术特征对冶金、钢铁行业、石化等高温场合尤为重要。
极压抗磨添加剂选用含氮硼酸酯、硫化猪油甲酯和TCP；含氮硼酸酯为新型的润滑油用极压抗磨添加剂，具有优异的极压抗磨性能和很好的防锈性能；硫化猪油甲酯为性能优良的极压抗磨剂和油性剂；TCP为一种性能优良的高温型抗摩添加剂，与活性硫捕捉剂选用的噻二唑衍生物有良好的协同作用。
防锈添加剂选用苯三唑脂肪铵盐T406、油酰肌氨酸-十八铵盐，苯三唑脂肪铵盐T406是一种多效润滑油添加剂，能提高油品的减摩和防锈性能；油酰肌氨酸-十八铵盐为一种优秀的环保型黑色金属防锈剂。
铜腐蚀抑制剂选用苯骈三氮唑T706，苯骈三氮唑T706和噻二唑衍生物 T561具有良好的协同作用和抗铜腐蚀效果。
氢离子捕捉剂选用RC8500，可有效捕捉油品中的酸离子。
活性硫捕捉剂选用噻二唑衍生物T561，噻二唑衍生物T561是一种高级 S-N型多功能添加剂，能够有效捕捉油品使用过程中产生的活性硫，还兼具极压抗磨性能和抗铜腐蚀性能。
抗泡剂选用T903，T903为复合型非硅类消泡剂，具有较好的消泡效果。
破乳化剂选用DL-32，DL-32兼具良好的抗乳化和破乳化功能。
防漏剂选用气相法白炭黑，具有极强的吸附能力，在一定温度下具有很好的膨胀能力。
结构稳定剂选用松香季戊四醇酯，其可以改善油品的结构稳定性。
本发明选用大粘度(粘度等级为ISO VG 460～1000)聚醚或葵烯齐聚的大粘度(PAO40、PAO100)聚a-烯烃为基础油。这两种基础油的分子量分布窄，一般的砂眼或磨损间隙不能通过，故具有较好的防漏效果；粘度指数高，油品粘度随温度变化的变化小，故在高温下可提供更厚的润滑油膜，提供更多的弹性流体动力润滑(HYDRO-DYNAMICLUBRICATION)；解决了油品在低、常温条件下减速机齿轮的润滑和漏油问题；
本发明选用比表面积和比表能大，吸附能力强的气相法白炭黑作为自粘防漏剂。该防漏剂在40℃温度下能吸附部分油品，但自身膨胀不是很大，适量加入可调制油品的粘度，此时纳米级白炭黑起着很好的防漏作用；随着油品温度的升高，该防漏剂的吸附能力慢慢增强，自身慢慢膨胀。这导致两大好处： 1)由于白炭黑膨胀，体积增大，油品的防漏效果越来越好，此时油品会产生“血液斑块”形成效应，在减速箱端封处逐渐形成一层“软垫”，更增强了防漏效果；2)由于防漏剂膨胀，体积增大，高温下油品仍能保持较高的粘度，提供更厚的润滑油膜、更多的弹性流体动力润滑；
本发明的产品除闪点高(达270℃以上)，产品粘度指数高、减摩抗磨性好，防漏效果好，氧化安定性和热稳定性优异，节能减排、环保，特别适用于在各种温度环境下，特别是高温环境下工作的减速机齿轮箱的润滑与防漏，节能、环保效果显著。
附图说明
图1为普通矿物型润滑油分子量分布图；
图2为聚醚基础油的分子量分布图；
图3为聚a-烯烃基础油的分子量分布图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
提供一种粘度等级为ISO VG680的自粘型合成高温防漏工业齿轮油，参见表1。
表1粘度等级为ISO VG680的操作例11-17的原料组成及配比
Figure BDA0002904122730000091
实施例2
提供一种粘度等级为ISO VG1000的自粘型合成高温防漏工业齿轮油，参见表2。
表2粘度等级为ISO VG1000的操作例21-27的原料组成及配比
Figure BDA0002904122730000101
表3粘度等级为ISO VG680最优操作例3的自粘型合成高温防漏工业齿轮油性能数据
Figure BDA0002904122730000111
表4粘度等级为ISO VG1000最优操作例3的自粘型合成高温防漏工业齿轮油性能数据
Figure BDA0002904122730000112
Figure BDA0002904122730000121
表5几种基础油的粘度指数比较
Figure BDA0002904122730000122
实施例1和实施例2中的自粘型合成高温防漏工业齿轮油制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份数配比，聚醚或聚a-烯烃总用量为100份；取聚醚或聚a- 烯烃总用量的20％～30％加入到产品釜中进行预热，当预热至70～90℃时，停止加热；
(2)将功能添加剂中的高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂加入到产品釜中，恒温搅拌25～35min，至高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂完全溶解止；
(3)将剩余的聚醚或聚a-烯烃计量泵入到产品釜中，将产品釜内物料温度降至45℃以下，将功能添加剂中的极压抗磨添加剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂依次计量加入到产品釜中，搅拌25～30min至均匀；
(4)将防漏剂计量加入至产品釜中，搅拌均匀得自粘型合成高温防漏工业齿轮油。
辅助表3、表4和表5，本发明选用大粘度(粘度等级为ISO VG 460～1000) 聚醚或葵烯齐聚的大粘度(PAO40、PAO100)聚a-烯烃为基础油。这两种基础油的分子量分布窄(基本上为正态分布，见附图2、附图3)，一般的砂眼或磨损间隙不能通过，故具有较好的防漏效果；粘度指数高(表5所示)，油品粘度随温度变化的变化小，故在高温下可提供更厚的润滑油膜，提供更多的弹性流体动力润滑(HYDRO-DYNAMIC LUBRICATION)；解决了油品在低、常温条件下减速机齿轮的润滑和漏油问题；本发明选用比表面积和比表能大，吸附能力强的气相法白炭黑作为自粘防漏剂。该防漏剂在40℃温度下能吸附部分油品，但自身膨胀不是很大，适量加入可调制油品的粘度，此时纳米级白炭黑起着很好的防漏作用；随着油品温度的升高，该防漏剂的吸附能力慢慢增强，自身慢慢膨胀。这导致两大好处：1)由于白炭黑膨胀，体积增大，油品的防漏效果越来越好，此时油品会产生“血液斑块”形成效应，在减速箱端封处逐渐形成一层“软垫”，更增强了防漏效果；2)由于防漏剂膨胀，体积增大，高温下油品仍能保持较高的粘度，提供更厚的润滑油膜、更多的弹性流体动力润滑(表5所示)；本发明的产品除闪点高(达270℃以上)、使用安全性好，最关键的是其在高低温下均有很好的防漏效果和润滑效果，节能、环保效果显著。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例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 (6)

1.一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油，其特征在于，该高温防漏工业齿轮油的原料包括润滑油用聚醚或聚a-烯烃和功能添加剂；
所述功能添加剂由高温抗氧剂、极压抗磨添加剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂、防漏剂、结构稳定剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂组成；
按重量份数配比，各原料的含量为：
聚醚或聚a-烯烃100份；功能添加剂7.29～23.88份。
2.根据权利要求1所述的一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油，其特征在于，所述功能添加剂按重量份数配比为：
高温抗氧剂0.5～3.0份；
极压抗磨添加剂4.5～9.5份；
防锈添加剂0.56～1.80份；
铜腐蚀抑制剂0.01～0.03份；
防漏剂0.5～3.5份；
结构稳定剂1.0～5.0份；
氢离子捕捉剂0.1～0.5份；
活性硫捕捉剂0.1～0.5份；
破乳化剂0.01～0.03份；
抗泡剂0.01～0.02份。
3.根据权利要求1所述的一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油，其特征在于，所述聚醚采用陶氏油溶性聚醚、SDT-06A/B、SDT-07A/B和SDT-08B的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油，其特征在于，所述聚a-烯烃采用PAO40和PAO100中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种自粘型合成高温防漏工业齿轮油，其特征在于，所述高温抗氧剂为辛基/丁基二苯胺IRGANOX L57、二异辛基二苯胺、S-N杂蒽和RD防老剂中的至少一种；
所述极压抗磨添加剂为含氮硼酸酯、硫化猪油甲酯和TCP的至少一种；
所述防锈添加剂为苯三唑脂肪铵盐T406和油酰肌氨酸-十八铵盐的至少一种；
所述铜腐蚀抑制剂为苯骈三氮唑T706；
所述防漏剂为气相法白炭黑；
所述结构稳定剂为松香季戊四醇酯；
所述氢离子捕捉剂为RC8500；
所述活性硫捕捉剂为噻二唑衍生物T561；
所述破乳化剂为DL-32；
所述抗泡剂为T903。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的自粘型合成高温防漏工业齿轮油制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份数配比，聚醚或聚a-烯烃总用量为100份；取聚醚或聚a-烯烃总用量的20％～30％加入到产品釜中进行预热，当预热至70～90℃时，停止加热；
(2)将功能添加剂中的高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂加入到产品釜中，恒温搅拌25～35min，至高温抗氧剂、防锈添加剂、铜腐蚀抑制剂和结构稳定剂完全溶解止；
(3)将剩余的聚醚或聚a-烯烃计量泵入到产品釜中，将产品釜内物料温度降至45℃以下，将功能添加剂中的极压抗磨添加剂、氢离子捕捉剂、活性硫捕捉剂、破乳化剂和抗泡剂依次计量加入到产品釜中，搅拌25～30min至均匀；
(4)将防漏剂计量加入至产品釜中，搅拌均匀得自粘型合成高温防漏工业齿轮油。
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