CN113831948B - 一种液压油复合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压油复合剂，包含如下组分：抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、金属清净剂、金属减活剂和基础油，所述防锈剂选自二壬基萘磺酸钙、低碱值烷基苯磺酸钙中的至少一种，所述金属清净剂选自高碱值合成磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙、中碱值烷基水杨酸钙中的至少一种。本发明的液压油复合剂调配的液压油具有优异的抗磨性能，可以有效降低设备磨损，延长设备使用寿命；具有优异的抗氧化性能，有效抑制油品老化，延长设备换油周期；具有优异的过滤性能，能够有效预防过滤器堵塞等情况，保障液压系统安全高效运行；且本发明的液压油复合剂不使用含钡、含氯等对环境污染严重的添加剂，属于环境友好型添加剂。

Description

一种液压油复合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及液压油技术领域，更具体地说，涉及一种液压油复合剂及其制备方法。
背景技术
液压传动系统是利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。液压传动系统具有体积小、重量轻、操作简单、自动化程度高等优点，目前广泛用于工程机械、矿山机械、冶金机械、塑料机械、造纸机械、农业机械、智能机械、汽车、机床、石油化工、航空航天等领域。液压系统中的液体称为工作介质，液压油作为液压传动系统的主要工作介质，具有传递能量、系统润滑、防锈、防腐、冷却等作用，其用量在工业润滑油脂总量中占比达到40％以上。液压油的发展趋势是根据液压系统发展趋势而决定的，液压系统的发展现状面临着更小的液压体系、更高的压力和温度、更高的过滤精度、更长的换油周期的挑战等等，这就对液压油的性能提出了更高的要求，要求液压油不仅要具有良好的抗磨、抗氧化能力，还应具备优异的过滤性等要求。
国内液压油技术现状，从GB 11118.1-2011标准与国际主流标准的对比中可以看出，GB 11118.1-2011对液压油的抗磨、抗氧化能力要求较为严格，但对液压油过滤性及密封适应性等方面要求较为宽松，未来由于液压系统的变化必然导致过滤系统精度的提升，要求液压油不仅注重抗磨、抗氧化能力的提升，还必须具备优异的过滤性能。目前液压油产品普遍存在只注重抗磨、抗氧化性能，过滤性能差的情况，大多数产品只能满足GB11118.1-2011中过滤性SH/T 0210试验方法的要求，而使用SH/T 0805过滤性测试方法检测结果较差，主要由于两种试验方法的条件差异所致，SH/T 0805比SH/T 0210试验方法更为苛刻。SH/T 0805与SH/T 0210过滤性试验方法相比具有以下特点：滤膜孔径小；含水试验使用机械搅拌(SH/T 0210采用手动震荡方式)使试样乳化更彻底，同时乳化后试样要进行长时间加热处理(SH/T 0210方法试验乳化后直接过滤)再进行过滤试验。含锌液压油复合剂产品中所含锌盐在有水、高温的条件下容易出现水解，水解后产物容易堵塞液压系统过滤设备，造成设备过滤系统压力升高，润滑效果下降，设备运行异常，影响设备使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压油复合剂及其制备方法，解决了现有技术中液压油产品存在过滤性能较差的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种液压油复合剂，包含如下组分：抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、金属清净剂、金属减活剂和基础油，所述防锈剂选自二壬基萘磺酸钙、低碱值烷基苯磺酸钙中的至少一种，所述金属清净剂选自高碱值合成磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙、中碱值烷基水杨酸钙中的至少一种。
在本发明的液压油复合剂中，所述抗磨剂为二烷基二硫代磷酸锌。
在本发明的液压油复合剂中，所述抗氧剂选自丁辛基二苯胺、2,6二叔丁基苯酚、2,6二叔丁基对甲酚中的至少一种。
在本发明的液压油复合剂中，所述金属减活剂选自甲基苯三唑衍生物、噻二唑衍生物中的至少一种；所述基础油为不加氢中性油，包括但不限于150SN、100SN等等。
在本发明的液压油复合剂中，包含的各组分的质量份数比为：抗磨剂40-75份、抗氧剂5-30份、防锈剂1-10份、金属清净剂1-6份、金属减活剂1-6份、基础油3-25份。
在本发明的液压油复合剂中，所述防锈剂为低碱值烷基苯磺酸钙；所述金属清净剂为硫化烷基酚钙。
在本发明的液压油复合剂中，所述抗氧剂包括2,6二叔丁基苯酚和2,6二叔丁基对甲酚，所述2,6二叔丁基苯酚和2,6二叔丁基对甲酚的质量比为(1.5-5)：1。所述2,6二叔丁基苯酚比2,6二叔丁基对甲酚用量大的协同效果较佳，优选比例为(1.5-2.5)：1。
在本发明的液压油复合剂中，所述抗氧剂还包括丁辛基二苯胺。
本发明还提供了上述任一所述的液压油复合剂的制备方法，包括：
S1、在容器内加入抗磨剂；
S2、在边搅拌边升温的条件下，依次加入抗氧剂、基础油、金属减活剂、防锈剂、金属清净剂；
S3、保持升温的温度继续搅拌混合均匀得到液压油复合剂。
在本发明的制备方法中，在步骤S2中，升温至50-65℃；在步骤S3中，保持50-65℃继续搅拌1-2小时；
在步骤S3之后还包括步骤S4：将混合均匀的液压油复合剂进行过滤。
实施本发明的液压油复合剂及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的液压油复合剂调配的液压油具有优异的抗磨性能，可以有效降低设备磨损，延长设备使用寿命；具有优异的抗氧化性能，有效抑制油品老化，延长设备换油周期；具有优异的过滤性能，能够有效预防过滤器堵塞等情况，保障液压系统安全高效运行；本发明的液压油复合剂可适用于极为苛刻的精密液压、润滑系统；且本发明的液压油复合剂不使用含钡、含氯等对环境污染严重的添加剂，属于环境友好型添加剂。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的液压油复合剂及其制备方法作进一步说明：
实施例1：二烷基二硫代磷酸锌40份，2,6-二叔丁基苯酚20份，2,6-二叔丁基对甲酚10份，二壬基萘磺酸钙5份，高碱值硫化烷基酚钙5份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油17份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、二壬基萘磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例2：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚12份，2,6-二叔丁基对甲酚6份，低碱值烷基苯磺酸钙5份，高碱值硫化烷基酚钙5份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油14份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例3：二烷基二硫代磷酸锌75份，2,6-二叔丁基苯酚4份，2,6-二叔丁基对甲酚1份，低碱值烷基苯磺酸钙5份，高碱值合成磺酸钙清净剂5份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油7份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值合成磺酸钙清净剂；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例4：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚12份，2,6-二叔丁基对甲酚6份，低碱值烷基苯磺酸钙5份，中碱值烷基水杨酸钙5份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油14份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、中碱值烷基水杨酸钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例5：二烷基二硫代磷酸锌30份，2,6-二叔丁基苯酚30份，2,6-二叔丁基对甲酚15份，低碱值烷基苯磺酸钙防锈剂3份，高碱值硫化烷基酚钙3份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油16份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙防锈剂、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例6：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚12份，2,6-二叔丁基对甲酚6份，低碱值烷基苯磺酸钙5份，高碱值硫化烷基酚钙5份，噻二唑衍生物3份，中性基础油14份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、噻二唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例7：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚6份，2,6-二叔丁基对甲酚12份，低碱值烷基苯磺酸钙3份，高碱值硫化烷基酚钙3份，高碱值合成磺酸钙清净剂3份，噻二唑衍生物5份，中性基础油13份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、噻二唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙、高碱值合成磺酸钙清净剂；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例8：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚10份，2,6-二叔丁基对甲酚5份，丁辛基二苯胺3份，二壬基萘磺酸钙3份，低碱值烷基苯磺酸钙3份，高碱值硫化烷基酚钙5份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油13份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、丁辛基二苯胺、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、二壬基萘磺酸钙、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例9：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚18份，低碱值烷基苯磺酸钙5份，高碱值硫化烷基酚钙3份，中碱值烷基水杨酸钙3份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油13份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、中碱值烷基水杨酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例10：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基对甲酚15份，丁辛基二苯胺3份，二壬基萘磺酸钙3份，低碱值烷基苯磺酸钙3份，中碱值烷基水杨酸钙3份，高碱值合成磺酸钙清净剂3份，甲基苯三唑衍生物3份，中性基础油9份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基对甲酚、丁辛基二苯胺、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、二壬基萘磺酸钙、低碱值烷基苯磺酸钙、烷基水杨酸钙、磺酸钙清净剂；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例11：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基对甲酚18份，低碱值烷基苯磺酸钙1份，高碱值硫化烷基酚钙1份，，甲基苯三唑衍生物1份，中性基础油25份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基对甲酚、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实施例12：二烷基二硫代磷酸锌55份，2,6-二叔丁基苯酚15份，丁辛基二苯胺3份，低碱值烷基苯磺酸钙10份，高碱值硫化烷基酚钙6份，甲基苯三唑衍生物6份，中性基础油3份。
制备方法为向容器中加入二烷基二硫代磷酸锌，边搅拌边升温至55-65℃，然后依次加入2,6-二叔丁基苯酚、丁辛基二苯胺、中性基础油、甲基苯三唑衍生物、低碱值烷基苯磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙；保持55-65℃，搅拌2小时，经过滤得到液压油复合剂产品。
实验结果
分别将以上实施例调配HM46液压油，按照GB/T 3142、SH/T 0189进行抗磨性能对比，SH/T 0193进行抗氧化性能对比，SH/T 0210、ISO 13357进行过滤性能对比，按照GB/T11143进行防锈性对比；调油配方为：复合剂0.8％、台塑Ⅱ类150N基础油60％、台塑Ⅱ类500N基础油39.2％，另需外加复合抗泡剂40ppm。
抗磨性对比：根据SH/T 0189润滑油抗磨损性能测定法(四球机法)对样品进行抗磨性评价(实验条件为：392N、75℃、1200r/min、60min)，实验结果为磨斑直径，磨斑直接越小，表示试样抗磨性能越好；根据GB/T 3142润滑剂承载能力的测定(四球机法)，测定样品的最大无卡咬负荷，结果为PB(N)，PB值越高，表示试样抗磨性越好；具体结果见下表：
表1不同样品抗磨性能试验结果
样品名 磨斑直径，mm P<sub>B</sub>，N
实施例1 0.51 862.4
实施例2 0.43 980
实施例3 0.40 1048.6
实施例4 0.43 980
实施例5 0.55 744.8
实施例6 0.43 980
实施例7 0.45 921.2
实施例8 0.40 1048.6
实施例9 0.43 980
实施例10 0.43 980
实施例11 0.46 921.2
实施例12 0.43 980
在一定范围内，逐渐提高配方中抗磨剂占比，抗磨性能有明显提升，超出该范围后，继续提升抗磨剂占比，抗磨性能提升不明显。
抗氧、防锈性能对比：分别按照SH/T 0193润滑油氧化安定性的测定(旋转氧弹法)，试验温度为150℃，测试样品的氧化诱导期，结果越大，表示试样抗氧化能力越好；按照GB/T 11143(B法)加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法，对样品防锈性能进行考察。实验结果见下表：
表2不同样品抗氧、防锈性能试验结果
Figure BDA0003271230840000091
从上表结果可以看出：配方中单独使用2,6二叔丁基苯酚时，抗氧化效果优于2,6二叔丁基对甲酚，使用2,6二叔丁基苯酚复配少量2,6二叔丁基对甲酚时有较好的协同效果，尤其是2,6二叔丁基苯酚用量大于2,6二叔丁基对甲酚时协同效果较佳，且在一定范围内增加两者总占比，抗氧化能力提升明显，超出该范围后，抗氧化能力提升效果下降；而且当2,6二叔丁基苯酚相对于2,6二叔丁基对甲酚用量更少时则抗氧效果减弱。另在酚型抗氧剂中加入胺型抗氧剂，抗氧化性能还有一定程度的提高。
过滤性能对比1：所述SH/T 0210过滤性测定法，该方法分为两部分：第一部分为干法(即不加水)，第二部分为湿法(加2％水)，结果为200mL试样在一定条件下在规定的过滤设备中滤出75mL试样所用的时间，结果越小，表示该组试样过滤性能越好。
根据SH/T 0210-1992过滤性试验方法对样品进行过滤性评价，具体结果见下表：
表3不同样品过滤性能试验结果(一)
样品名 干法/s 2％水/s
实施例1 96.2 100.5
实施例2 90.3 92.2
实施例3 111.2 121.7
实施例4 98.0 99.3
实施例5 90.6 93.1
实施例6 92.1 93.4
实施例7 90.2 93.0
实施例8 88.1 89.8
实施例9 90.6 91.9
实施例10 100.5 105.7
实施例11 89.8 91.0
实施例12 91.5 92.8
从上表结果可以看出，各实施例使用SH/T 0210方法评价结果表现较好，且均可以满足GB/T 11118.1-2011中液压油对过滤性能的要求(干法≯600s，湿法≯600s)，各实施例评价结果相差较小，过滤性能区分性不大。
过滤性能对比2：所述SH/T 0805过滤性测定法，该方法同样分为两个部分：
方法一(干法)：在规定的条件下(不同粘度级别的油对应的试验压力不同),320mL试样通过孔径0.8μm的滤膜，记录过滤规定体积试样所用的时间。
方法二(湿法)：试样经过加水高速搅拌，并70℃加热72h后，避光放置24h，按照方法一进行试验。
阶段一过滤性FⅠ：在无膜过滤堵塞的理想条件下过滤试样的体积数与240mL的比率，用百分数表示，结果越大表示试样过滤性能越好；
阶段二过滤性FⅡ：为最初的过滤速率和在过滤200mL-300mL时流速的比率，用百分数表示，结果越大表示试样过滤性能越好。
根据SH/T 0805过滤性试验方法对样品进行过滤性评价，具体结果见下表：
表4不同样品过滤性能试验结果(二)
Figure BDA0003271230840000111
Figure BDA0003271230840000121
配方中防锈剂主要用于提高液压油的防锈性能；金属清净剂主要用于清洁液压系统，减少液压元件表面漆膜和油泥的生成，同时可以中和掉油品老化产生的酸性物质。本发明复配使用低碱值烷基苯磺酸钙防锈剂与硫化烷基酚钙清净剂，不仅可以达到防锈、清净性能的要求，同时过滤性能出现大幅提升。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液压油复合剂，其特征在于，包含如下组分：抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌、抗氧剂2,6 二叔丁基苯酚和2,6 二叔丁基对甲酚、防锈剂低碱值烷基苯磺酸钙、金属清净剂高碱值硫化烷基酚钙、金属减活剂和基础油，所述2,6 二叔丁基苯酚和2,6 二叔丁基对甲酚的质量比为（1.5-5）：1；
包含的各组分的质量份数比为：抗磨剂40-75份、抗氧剂5-30份、防锈剂1-10份、金属清净剂1-6份、金属减活剂1-6份、基础油3-25份。
2.根据权利要求1所述的液压油复合剂，其特征在于，所述金属减活剂选自甲基苯三唑衍生物、噻二唑衍生物中的至少一种；所述基础油为不加氢中性油。
3.根据权利要求1所述的液压油复合剂，其特征在于，所述抗氧剂还包括丁辛基二苯胺。
4.一种权利要求1-3任一所述的液压油复合剂的制备方法，其特征在于，包括：
S1、在容器内加入抗磨剂；
S2、在边搅拌边升温的条件下，依次加入抗氧剂、基础油、金属减活剂、防锈剂、金属清净剂；
S3、保持升温的温度继续搅拌混合均匀得到液压油复合剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，升温至50-65℃；在步骤S3中，保持50-65℃继续搅拌1-2小时；
在步骤S3之后还包括步骤S4：将混合均匀的液压油复合剂进行过滤。
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