CN113416595A - 一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能性流体技术领域，尤其是一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法，包括具有润滑粘度的基础油、三羟甲基丙烷单油酸酯、清净剂以及含锌抗磨添加剂。该减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法，通过设置一种制备功能流体的方法，包括向功能流体中加入三羟甲基丙烷单油酸酯，而不是甘油单油酸酯，这有效地避免了由单油酸甘油酯引起的液体的水乳化问题，通过设置一种减少磨损的方法，包括将金属表面与一种功能性流体接触，该流体包括主要数量的具有润滑粘度的油和至少约0.05wt％的三羟甲基丙烷单油酸酯，而不是甘油单油酸酯，这有效地避免了由单油酸甘油酯引起的液体水乳化的问题。

Description

一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法

技术领域

本发明涉及功能性流体技术领域，尤其涉及一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法。

背景技术

现代润滑油配方是按照通常由原始设备制造商设定的严格规格配制的。为了满足这种规格，使用了各种添加剂，以及具有润滑粘度的基础油。根据不同的应用，典型的润滑油成分可能包含分散剂、清净剂、抗氧化剂、磨损抑制剂、防锈剂、腐蚀抑制剂、泡沫抑制剂和摩擦改进剂等。高压柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，目前在混凝土泵车等行走机械中已广泛使用。为了使柱塞泵及液压系统高效稳定工作，液压油必须具有良好的抗氧化性能，必须提供足够的抗磨损和极压性能，以及耐水性/过滤性能力，以便在长时间高温下，减少油泥等物质生成；同时其优异的清净性，对不可避免产生的油泥有良好的溶解性，减少卡阀现象的产生；而长时间使用的液压系统难免会进入水，在精密的柱塞泵系统中，液压油表现出优异的过滤性，避免产生堵塞等作用；其优良的抗磨性能，在高压下对液压体系提供抗磨保护。

目前，通用型HM抗磨液压油如长期适用于高压柱塞泵中，常常出现油泥较多，液压系统动作迟缓、卡阀，过滤器堵塞，遇水后油品过滤性较差等问题，美国专利5604188.提供了一种新型锌添加剂，可作为润滑剂的抗氧化剂和极压剂，并具有较高的热稳定性。此外，它们还表现出良好的过滤性能和良好的耐腐蚀性。这些含锌添加剂是通过混合(i)至少一种二烷基二硫代磷酸锌，其中每个烷基含有6至12个碳原子，并在其β-碳原子上有支链，和(ii)至少一种烷酸锌，其中每个烷酸基团在其β-碳原子上有支链，按每当量(ii)的6.0至8.0 的比例形成。根据此发明，提供了某些锌盐，它们具有抗氧化剂和极压剂的功能，并具有较高的热稳定性，此外，还表现出良好的可滤性能(例如在AFNOR 湿式可滤性试验中)和良好的耐腐蚀性。然而，这种含锌的抗磨高压柱塞泵专用抗磨液压油也面临许多问题，例如，在使用一段时间后，抗磨高压柱塞泵专用抗磨液压油可能会析出白色的锌盐沉积物并堵塞过滤器，另外，这种产品的环境友好性也很值得怀疑，因此非常有必要将该产品的锌盐含量控制在很低的水平。

发明内容

基于现有的抗磨高压柱塞泵专用抗磨液压油可能会析出白色的锌盐沉积物并堵塞过滤器的技术问题，本发明提出了一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法。

本发明提出的一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法，包括具有润滑粘度的基础油、三羟甲基丙烷单油酸酯、清净剂以及含锌抗磨添加剂，所述清净剂选自至少一种低碱值磺酸盐、至少一种高碱值磺酸盐，和至少一种硫化烷基酚金属盐清净剂，具有润滑粘度的基础油占主要数量。

优选地，所述低碱值磺酸盐是低碱值磺酸钙，所述低碱值磺酸盐重量至少占比0.04wt％～0.06wt％；

优选地，所述硫化烷基酚金属盐清净剂是硫化烷基酚钙清净剂，所述硫化烷基酚金属盐清净剂重量至少占比0.04wt％～0.06wt％；

优选地，所述高碱值磺酸盐是高碱值磺酸钙，所述高碱值磺酸盐重量至少占比0.04wt％～0.06wt％；

通过上述技术方案，高碱值磺酸盐清净剂是高碱值碱土金属磺酸盐清净剂，优选的是，碱土金属选自钙、镁、钠或钡，因而高碱值碱土金属磺酸盐清净剂可以是高碱值钙磺酸盐清净剂或高碱值镁清净剂。

优选地，所述含锌抗磨添加剂是二烷基二硫代磷酸锌，所述含锌抗磨添加剂重量至少占比0.1wt％～0.3wt％；

通过上述技术方案，抗磨添加剂的例子包括二烷基-1-二硫代磷酸锌(伯烷基、仲烷基和芳基型)、二苯硫醚、三氯硬脂酸甲酯、氯化萘、氟烷基聚硅氧烷、环烷酸铅、中和磷酸盐、二硫磷酸盐和无硫磷酸盐，本发明采用的抗磨添加剂是二烷基硫代磷酸锌。

优选地，所述二烷基二硫代磷酸锌来自于伯醇；

通过上述技术方案，二烷基二硫代磷酸锌包含二氢碳酰二硫代磷酸锌，通常每个烷基中含有约4至约12个碳原子，更常见的是约6至约12个碳原子，最好是每个烷基含有约8至约12个碳原子，适合的烷基的例子包括丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、正己基、仲己基、正辛基、2-乙基己基、癸基和十二烷基，本发明中二烷基二硫代磷酸锌的每个烷基分子是2-乙基己基，二烷基二硫代磷酸锌可以在很宽的重量范围内用于高压柱塞泵专用抗磨液压油，而通常情况下，高压柱塞泵专用抗磨液压油中含有约0.2-约0.9％(重量)的二烷基二硫代磷酸锌。

优选地，所述三羟甲基丙烷单油酸酯重量占比0.05wt％～3wt％；

本发明中的有益效果为：

1、通过设置一种制备功能流体的方法，包括向功能流体中加入三羟甲基丙烷单油酸酯，而不是甘油单油酸酯，这有效地避免了由单油酸甘油酯引起的液体的水乳化问题。

2、通过设置一种减少磨损的方法，包括将金属表面与一种功能性流体接触，该流体包括主要数量的具有润滑粘度的油和至少约0.05wt％的三羟甲基丙烷单油酸酯，而不是甘油单油酸酯，这有效地避免了由单油酸甘油酯引起的液体水乳化的问题。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法，包括具有润滑粘度的基础油、三羟甲基丙烷单油酸酯、清净剂以及含锌抗磨添加剂，清净剂选自至少一种低碱值磺酸盐、至少一种高碱值磺酸盐，和至少一种硫化烷基酚金属盐清净剂，具有润滑粘度的基础油占主要数量；

低碱值磺酸盐是低碱值磺酸钙，低碱值磺酸盐重量至少占比 0.04wt％～0.06wt％；

硫化烷基酚金属盐清净剂是硫化烷基酚钙清净剂，硫化烷基酚金属盐清净剂重量至少占比0.04wt％～0.06wt％；

高碱值磺酸盐是高碱值磺酸钙，高碱值磺酸盐重量至少占比 0.04wt％～0.06wt％，高碱值磺酸盐清净剂是高碱值碱土金属磺酸盐清净剂，优选的是，碱土金属选自钙、镁、钠或钡，因而高碱值碱土金属磺酸盐清净剂可以是高碱值钙磺酸盐清净剂或高碱值镁清净剂；

含锌抗磨添加剂是二烷基二硫代磷酸锌，含锌抗磨添加剂重量至少占比 0.1wt％～0.3wt％，抗磨添加剂的例子包括二烷基-1-二硫代磷酸锌(伯烷基、仲烷基和芳基型)、二苯硫醚、三氯硬脂酸甲酯、氯化萘、氟烷基聚硅氧烷、环烷酸铅、中和磷酸盐、二硫磷酸盐和无硫磷酸盐，本发明采用的抗磨添加剂是二烷基硫代磷酸锌；

二烷基二硫代磷酸锌来自于伯醇，二烷基二硫代磷酸锌包含二氢碳酰二硫代磷酸锌，通常每个烷基中含有约4至约12个碳原子，更常见的是约6至约12 个碳原子，最好是每个烷基含有约8至约12个碳原子，适合的烷基的例子包括丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、正己基、仲己基、正辛基、2-乙基己基、癸基和十二烷基，本发明中二烷基二硫代磷酸锌的每个烷基分子是2-乙基己基，二烷基二硫代磷酸锌可以在很宽的重量范围内用于高压柱塞泵专用抗磨液压油，而通常情况下，高压柱塞泵专用抗磨液压油中含有约0.2-约0.9％(重量)的二烷基二硫代磷酸锌；

三羟甲基丙烷单油酸酯重量占比0.05wt％～3wt％；

除了上述功能液中采用的三羟甲基丙烷单油酸酯、清净剂和抗磨添加剂外，功能液还可包括：

金属清净剂，硫化或未硫化的烷基或烯基酚酸盐、来自合成或天然原料的磺酸盐、羧酸盐、水杨酸盐、酚酸盐、多羟基烷基或烯基芳香族化合物的硫化或未硫化金属盐、烷基或烯基羟基芳香族磺酸盐、硫化或未硫化的烷基或烯基环烷酸盐、烷酸、酸的金属盐、烷基或烯基多元酸的金属盐，以及它们的化学和物理混合物；

抗氧化剂，抗氧化剂可以减少矿物油在使用过程中的劣化趋势，这种劣化表现为氧化产物，如金属表面的油泥和清漆状沉积物以及粘度的增加。抗氧化剂可包括但不限于苯酚型(酚类)氧化抑制剂等抗氧化剂，如4,4′-亚甲基双 (2,6-二叔丁基苯酚)、4,4′-双(2,6-二叔丁基苯酚)、4。4′-双(2-甲基-6- 叔丁基苯酚)，2,2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，4,4′-丁二烯-双(3- 甲基-6-叔丁基苯酚)。4,4′-异亚丙基双(2,6-二叔丁基苯酚)，2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-壬基苯酚)，2,2′-异亚丁基双(4,6-二甲基苯酚)，2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)，2,6-二叔丁基-1-4-甲基苯酚，2,6-二叔丁基苯酚，2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚，2,6-二叔二甲基氨基对甲酚。2,6-二特 -4-(N,N′-二甲基氨基甲基苯酚),4,4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚),2, 2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、双(3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苄基)-硫化物和双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)。二苯胺类氧化抑制剂包括但不限于烷基化二苯胺、苯基-α-萘胺和烷基化-α-萘胺。其他类型的氧化抑制剂包括金属二硫代氨基甲酸酯(如二硫代氨基甲酸锌)和亚甲基双(二丁基二硫代氨基甲酸酯)。抗氧化剂通常以约0至约10wt％，最好是0.05至约3.0wt％的量加入油中，按发动机油的总量计；

抗磨损/极压剂，这些制剂可以减少移动金属部件的磨损，这类制剂的例子包括但不限于磷酸盐、亚磷酸盐、氨基甲酸盐、酯类、含硫化合物、钼络合物、二烷基二硫代磷酸锌(伯烷基、仲烷基和芳基型)、硫化油、硫化异丁烯、硫化聚丁烯、二苯硫醚、三氯硬脂酸甲酯、氯化萘、氟烷基聚硅氧烷以及环烷酸铅；

防锈剂，包括非离子型聚氧乙烯表面活性剂和其他化合物，非离子型聚氧乙烯表面活性剂和其他化合物：聚氧乙烯月桂醇醚、聚氧乙烯高级醇醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯辛基硬脂醇醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯乙二醇单油酸酯；其他化合物：硬脂酸和其他脂肪酸、二羧酸、金属皂、脂肪酸胺盐、重磺酸的金属盐、多元醇的部分羧酸酯和磷酸酯；

破乳剂，烷基酚和环氧乙烷的添加物，聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯山梨醇酯；

多功能添加剂，硫化氧化钼二硫代氨基甲酸酯、硫化氧化钼有机磷二硫酸盐、氧化钼单甘酯、氧化钼二乙基酰胺、胺-钼复合物和含硫钼复合物；

粘度指数改进剂，聚甲基丙烯酸酯类聚合物、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯- 异戊二烯共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物、聚异丁烯，以及分散剂类粘度指数改进剂；

倾点降低剂，聚甲基丙烯酸甲酯；

抑泡剂，甲基丙烯酸烷基酯聚合物和二甲基硅酮聚合物；

金属失活剂，二水杨酸丙二胺、三唑衍生物、巯基苯噻唑、噻二唑衍生物和巯基苯咪唑；

分散剂，烯基琥珀酰亚胺，用其他有机化合物改性的烯基琥珀酰亚胺，用碳酸乙烯酯或硼酸后处理的烯基琥珀酰亚胺，多元醇和聚异丁烯基琥珀酸酐的酯，苯酚-水杨酸酯及其后处理类似物。碱金属或混合碱金属、碱土金属硼酸盐、水合碱金属硼酸盐的分散体、碱土金属硼酸盐的分散体、聚酰胺无灰分散剂等或此类分散剂的混合物；

这些额外的成分可以以任何顺序混合，也可以以成分组合的形式进行混合。

通过设置一种制备功能流体的方法，包括向功能流体中加入三羟甲基丙烷单油酸酯，而不是甘油单油酸酯，这有效地避免了由单油酸甘油酯引起的液体的水乳化问题；

通过设置一种减少磨损的方法，包括将金属表面与一种功能性流体接触，该流体包括主要数量的具有润滑粘度的油和至少约0.05wt％的三羟甲基丙烷单油酸酯，而不是甘油单油酸酯，这有效地避免了由单油酸甘油酯引起的液体水乳化的问题。

对照实施例A

制备了一种对比的基础配方，其中包含：

(i)0.05wt％的27TBN的Ca磺酸盐清净剂的油浓缩物。

(ii)0.05wt％的320TBN的Ca磺酸盐清净剂的浓缩油。

(iii)0.2wt-％的二硫代磷酸锌油浓缩物，该油浓缩物由含有7.3wt％磷的低碳醇衍生而来；以及

(iv)用第三类基础油添加至100％。

实施例1

通过添加0.5重量％的三羟甲基丙烷单脂肪酸酯到对对照实施例A的基础配方的高压柱塞泵专用抗磨液压油，制备出一种抗磨高压柱塞泵专用抗磨液压油。

实施例2

(i)0.05wt％的27TBN的Ca磺酸盐清净剂的油浓缩物。

(ii)0.05wt％的320TBN的Ca磺酸盐清净剂的浓缩油。

(iii)0.5wt-％来自含磷7.3wt％的低碳醇的二硫代磷酸锌的油浓缩物；以及

(iv)余量，第二类基础油。

通过用0.15重量％的三羟甲基丙烷单脂肪酸酯对上述的基础配方制备出一种抗磨高压柱塞泵专用抗磨液压油。

实施例3

通过用0.8的三羟甲基丙烷单脂肪酸酯到对实施例A的基础配方的高压柱塞泵专用抗磨液压油，制备出一种抗磨高压柱塞泵专用抗磨液压油。

实施例4

通过用0.1重量％的三羟甲基丙烷单脂肪酸酯对实施例A的基础配方进行顶层处理，制备了一种润滑油成分。

结果表明，符合本发明的液体在Afnor湿滤性和ASTM D665B锈蚀测试中给出了优异的结果。比较实施例1在防锈试验中给出了好的结果，但在Afnor湿试验中却出现了数据很差。

这意味着所使用的样品造成了滤膜的堵塞，这是由于污染物的存在，后者被认为是由清净剂成分与防锈剂的相互作用产生的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种减少高压柱塞泵专用抗磨液压油摩擦的方法，包括具有润滑粘度的基础油、三羟甲基丙烷单油酸酯、清净剂以及含锌抗磨添加剂，其特征在于：所述清净剂选自至少一种低碱值磺酸盐、至少一种高碱值磺酸盐，和至少一种硫化烷基酚金属盐清净剂。

2.根据权利要求1的高压柱塞泵专用抗磨液压油，其特征在于：所述低碱值磺酸盐是低碱值磺酸钙，所述低碱值磺酸盐重量至少占比0.04wt%~0.06wt%。

3.根据权利要求1的高压柱塞泵专用抗磨液压油，其特征在于：所述硫化烷基酚金属盐清净剂是硫化烷基酚钙清净剂，所述硫化烷基酚金属盐清净剂重量至少占比0.04wt%~0.06wt%。

4.根据权利要求1的高压柱塞泵专用抗磨液压油，其特征在于：所述高碱值磺酸盐是高碱值磺酸钙，所述高碱值磺酸盐重量至少占比0.04wt%~0.06wt%。

5.根据权利要求1的高压柱塞泵专用抗磨液压油，其特征在于：所述含锌抗磨添加剂是二烷基二硫代磷酸锌，所述含锌抗磨添加剂重量至少占比0.1wt%~0.3wt%。

6.根据权利要求5的高压柱塞泵专用抗磨液压油，其特征在于：所述二烷基二硫代磷酸锌来自于伯醇。

7.根据权利要求1的高压柱塞泵专用抗磨液压油，其特征在于：所述三羟甲基丙烷单油酸酯重量占比0.05wt%~3wt%。