CN113150857A - 一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用和节能液压油 - Google Patents

一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用和节能液压油 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用和节能液压油；该节能液压油包括：基础油、复合剂、降凝剂和黏度指数改进剂，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0‑1.5。本发明的节能液压油通过添加分子量分布较窄的聚甲基丙烯酸酯，使得制备的节能液压油具有良好的节能率，进而具有良好的节能效果。

Description

一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应 用和节能液压油
技术领域
本发明属于节能液压油技术领域，更具体地，涉及一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用和节能液压油。
背景技术
液压系统是借助液压油的静压力来传递功率，使机械或装置按要求工作的系统。液压传动具有元件体积小、结构紧凑、操作灵活方便、传递功率大等优点，在机床、石油机械、冶金机械、工程机械、农业机械、汽车、船舶以至航空、宇宙航行等诸多领域得到了广泛应用。随着现代科学技术的迅速发展，液压产品的性能不断提高，结构也越来越复杂，在工业生产中的作用和地位的重要性也日益突出。
液压油是借助于处在密闭容积内的液体压力能来传递能量或动力的工作介质，在液压系统中起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。
液压油由基础油和添加剂两部分组成。基础油是液压油的主要成分，决定着液压油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是液压油的重要组成部分。
液压油的基础油主要包括精制矿物油、加氢油、合成烃油。添加剂有抗氧剂、防锈剂、油性剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、破乳剂、清净分散剂、粘度指数改进剂、降凝剂和抗泡剂等。
液压系统总效率是体积效率与机械效率的总体表现，系统工作效率越高，功率损失越小。液压油黏度对液压系统总效率及体积效率与机械效率的影响为：黏度越大，体积效率越高，但由于油液的黏性增大，摩擦损失增加，机械效率降低。当压力恒定时，对于每一个液压泵而言，均存在一个最佳黏度范围，在这一范围内，液压泵的效率最高。而对于同一黏度等级的油品而言，高黏度指数的油品相对低黏度指数的油品，具有更宽的温度操作范围，在同一操作温度和压力下，高黏度指数油品比低黏度指数油品具有更高的效率。
所谓节能液压油，就是能够提高系统工作效率的液压油。使用黏度指数改进剂改善油品的黏温性能，增大油品使用温度范围，满足冬夏温差较大的地区液压设备使用，在低温时可以减小机械能量损失，在高温高压条件下可以减少泵的内部泄漏，以达到节能的效果。
为了改善润滑油的粘温性能，人们通常在其中添加粘度指数改进剂，以获得低温启动性能好、在高温下又能保持适当粘度。常用的黏度指数改进剂有聚甲基丙烯酸酯(PMA)、聚异丁烯(PIB)、乙烯-丙烯共聚物(OCP)及氢化苯乙烯-双烯共聚物(HSD)等四大类。通常认为粘度指数改进剂的高分子线团在高温下伸展，在低温下收缩。这种线团形态的变化，使其在高温下增粘能力大，在低温下增粘能力小，从而改善了润滑油的粘温性能。其中聚甲基丙烯酸酯(PMA)具低温性能好、黏温性能突出、分子结构及分子量调节范围宽等特点，而在齿轮油、液压油及高性能低黏度发动机油中得到广泛应用。节能液压油产品开发的关键是黏度指数改进剂的选择，聚甲基丙烯酸酯(PMA)在节能液压油中的应用具有十分明显的优势：黏温性能好，增稠能力强，很容易将油品的黏度指数提高到200以上；剪切稳定性好，能确保使用过程中油品黏度的稳定，避免黏度过低而造成压力不稳现象；低温性能很好，且具有降凝作用，提高油品的环境适应能力，做到冬夏通用。但是聚甲基丙烯酸酯(PMA)作为节能液压油的黏度指数改进剂也存在节能率不高的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一类分子量分布指数为 1.0-1.5的聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用和一种节能液压油，该节能液压油通过添加分子量分布指数为1.0-1.5的聚甲基丙烯酸酯黏度指数改进剂，以提高节能液压油的节能效果。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.5。
本发明的另一方面提供一种节能液压油，该节能液压油包括：基础油、复合剂、降凝剂和黏度指数改进剂，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.5。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明的节能液压油通过添加分子量分布较窄的聚甲基丙烯酸酯，使得制备的节能液压油具有良好的节能率，进而具有良好的节能效果。
(2)本发明的节能液压油具有黏度指数高、低温性能好等显著特点，能满足全方位、全天候的液压设备用油要求。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的一方面提供一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.5。
根据本发明，优选地，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为 1.0-1.3。
对低分子物质而言，分子量是一个确定的值，但聚合物不是这样，由于聚合物的聚合过程复杂，即使是同一种聚合物，分子链长短也不一样，分子量大小不同，聚合物分子量的这种特征称为多分散性。聚合物的这种多分散性可用分子量分布指数(PDI)来表示，它是重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比值。当PDI＝1时，是均一分子量聚合物，PDI值比1 越大，分子量分布越宽，多分散程度越大。聚合物的分子量分布对其性能有着非常大的影响，对分子量分布过宽的高聚物，低分子量部分使其力学性能降低，而分子量过高部分又给流动性带来困难，同时，在使用中的剪切稳定性也较差，易出现黏度过度降低的现象。发明人研究发现：目前使用的聚甲基丙烯酸酯黏度指数改进剂(黏指剂)的分子量分布较宽，使得添加了分子量分布较宽的聚甲基丙烯酸酯的节能液压油的节能率不高，节能效果不是很好，而当选择分子量分布指数为1.0-1.5的聚甲基丙烯酸酯作为黏指剂添加到基础油中制备的节能液压油具有更好的节能效果。
根据本发明，优选地，所述聚甲基丙烯酸酯的重均分子量为5万-50万。
本发明的另一方面提供一种节能液压油，该节能液压油包括：基础油、复合剂、降凝剂和黏度指数改进剂，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.5。
根据本发明，优选地，以节能液压油的总重量计，所述节能液压油包括：复合剂为0.5-1％、降凝剂为0.3-1％和黏度指数改进剂为5-15％，余量为基础油。
根据本发明，优选地，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为 1.0-1.3。
本发明中，所用的分子量分布指数为1.0-1.5的聚甲基丙烯酸酯可以利用本领域常规的活性自由基聚合方法或者阴离子聚合方法制得，也可以商购获得。
本发明中，所用的基础油可以为本领域任何液压油常用的基础油，例如可以为精制矿物油、加氢油和合成烃油中的至少一种。
本发明的节能液压油除了含有基础油和黏度指数改进剂外，还可以含有其他任何液压油常用的添加剂，例如可以为抗氧剂、防锈剂、油性剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、破乳剂、清净分散剂、降凝剂和抗泡剂等添加剂中的至少一种，上述添加剂中的至少两种形成液压油复合剂(即复合剂)，本发明的复合剂的具体添加剂成分组成和添加剂成分组成的用量配比可以为本领域的常规选择，本领域技术人员可以根据性能需要选择复合剂的具体添加剂成分组成和用量配比。本发明的节能液压油的各组分用量为本领域节能液压油的常规添加量。
根据本发明，优选地，所述聚甲基丙烯酸酯的重均分子量为5万-50万。
以下通过实施例进一步说明本发明：
以下各实施例和对比例提供的液压油的制备方法均为：将表1中相应配方的各组分混合均匀，即得。
以下各实施例和对比例所用的III类加氢基础油为韩国SK公司的油公 4号基础油，降凝剂为聚甲基丙烯酸酯型降凝剂，购自大连新意业新材料开发有限公司，牌号为TK-chem8101，复合剂为液压油复合剂，购自大连新意业新材料开发有限公司，牌号为TK-H5216；PMA1购自大连新意业新材料开发有限公司，牌号为TK-chem V6245，PMA2购自大连新意业新材料开发有限公司，牌号为TK-chem V6545；PMA3、PMA4为市售某公司 PMA型黏度指数改进剂。
实施例1-3提供了一种节能液压油，具体配方见表1。
对比例1
本对比例提供了一种普通节能液压油，具体配方见表1。
对比例2
本对比例提供了一种非节能液压油，具体配方见表1。
表1
Figure RE-GDA0003083426330000061
其中，PMA1至PMA4的具体性能参数见表2。
表2
Figure RE-GDA0003083426330000062
测试例
对实施例1-3和对比例1-2制备的液压油进行液压泵试验，试验采用D enisonT6C006高压叶片泵，液压泵试验条件如表3所示；具体测试结果见表4。
表3
试验条件 T6C006叶片泵试验
排量/ml·r-1 21.3
压力/MPa 10,15,20,25
入口温度/℃ 60
转速/r·min-1 1500
油箱容量/L 50
表4叶片泵能效值比较(60℃)
Figure RE-GDA0003083426330000071
其中，表4中的平均节能率为10、15、20和25MPa四个压力下的节能率的平均值；10、15、20和25MPa四个压力下的节能率分别为(相应压力下的待测样品效率-相应压力下的对比例2效率)/相应压力下的对比例2 效率*100％，以10MPa实施例1的节能率为例，10MPa实施例1的节能率为(82.36-80.57)/80.57*100％＝2.22％。
由表4可知：各节能液压油均能提高系统效率，且压力越大，效率提高越明显，PMA的分子量分布越窄，节能效果越明显。在四个测试压力下，实施例1-3和对比例1的节能液压油的平均节能率分别为12.19％、10.71％、 10.12％和8.23％。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种聚甲基丙烯酸酯作为节能液压油的黏度指数改进剂的应用，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.5。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.3。
3.根据权利要求1所述的应用，其中，所述聚甲基丙烯酸酯的重均分子量为5万-50万。
4.一种节能液压油，其特征在于，该节能液压油包括：基础油、复合剂、降凝剂和黏度指数改进剂，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.5。
5.根据权利要求4所述的节能液压油，其中，以节能液压油的总重量计，所述节能液压油包括：复合剂为0.5-1％、降凝剂为0.3-1％和黏度指数改进剂为5-15％，余量为基础油。
6.根据权利要求4所述的节能液压油，其中，所述聚甲基丙烯酸酯的分子量分布指数为1.0-1.3。
7.根据权利要求4所述的节能液压油，其中，所述聚甲基丙烯酸酯的重均分子量为5万-50万。
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