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
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
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)
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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