CN114574268A - 一种可生物降解液力传动油组合物 - Google Patents

一种可生物降解液力传动油组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可生物降解液力传动油组合物。可生物降解液力传动油组合物，包括液力传动油多功能添加剂和酯类基础油，其中，所述液力传动油多功能添加剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.1wt％～2.5wt％。本发明采用酯类基础油尤其是饱和多元醇酯作为基础油，添加液力传动油多功能添加剂所制成的液力传动油组合物，具有优异的可生物降解性和极低的生态毒性。进一步通过优化配伍黏度指数改进剂、降凝剂和抗泡剂，使得液力传动油组合物产品还具有优异的抗氧化性能，良好的低温性能、抗泡性能和抗磨性能。

Description

一种可生物降解液力传动油组合物
技术领域
本发明涉及一种液力传动油组合物，具体涉及一种可生物降解液力传动油组合物。
背景技术
当今社会，人类对环境保护愈加重视，润滑剂对环境造成的污染问题已经引起了人们的广泛关注。因此，开发可生物降解润滑剂成为润滑剂发展的必然趋势。
可生物降解型润滑剂又称环境友好型润滑剂，即油品既能满足润滑的性能要求，且自身及损耗产物又不会对环境造成损害，或在一定程度上为环境所允许。其中包括具有优良的可生物降解性、对环境污染小、生态毒性小和资源可再生等。目前世界范围内所使用的润滑剂，在装拆、灌注和机械运转过程中有大约4％～10％的润滑剂流入环境，对环境造成污染。以矿物油作为基础的传统润滑剂产品在自然环境中的可生物降解能力差，滞留时间长，一旦渗透到土壤和含水层中，将对环境造成很大的破坏。
可生物降解液力传动油，由基础油和添加剂组成。要求油品在满足传动系统用油要求的基础上，同时具有优异的可生物降解性、毒性小、可再生等特性。基于以上性能要求，普通的矿物油无法满足其要求。目前可生物降解液力传动油主要采用植物油、酯类油等可生物降解类的基础油，同时添加一些功能性添加剂。
发明内容
本发明提供一种可生物降解液力传动油组合物，可高度生物降解，同时还具有优异的抗氧化性能和良好的低温流动性。
本发明提供一种可生物降解液力传动油组合物，包括液力传动油多功能添加剂和酯类基础油，其中，所述液力传动油多功能添加剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.1wt％～2.5wt％。
本发明发现，选用酯类基础油更有利于液力传动油组合物生物降解；在此基础上进一步添加多功能添加剂调配成的液力传动油组合物，不仅有良好的防锈性、抗氧性，而且具有突出的抗磨性能，可使液压泵及其它元件的磨损大大降低，延长机械使用寿命。
根据本发明实施例，所述液力传动油多功能添加剂是以抗磨剂、防锈剂和抗氧剂为主，并添加金属减活剂、抗乳化剂和抗泡剂调配而成的；其运动黏度(40℃)为70～90mm2/s，硫含量6wt％～8wt％(质量分数)，磷含量3wt％～4wt％(质量分数)，锌含量2wt％～5wt％(质量分数)，外观为琥珀色透明液体。
根据本发明实施例，所述液力传动油多功能添加剂选自Afton Chemical的Hitec521、Lubrizol Corporation的LZ 5703中的一种或两种。
具体地，Hitec 521的典型的技术指标如下表：
Hitec 521的典型理化数据
项目 典型数据 试验方法
运动黏度(40℃)，mm<sup>2</sup>/s 75 GB/T 265
密度，kg/m<sup>3</sup> 1030 GB/T 1884
闪点(闭口)，℃ 125 GB/T 3536
硫含量，％(质量分数) 8.4 GB/T 388
磷含量，％(质量分数) 3.96 SH/T 0296
锌含量，％(质量分数) 5.04 SH/T 0226
具体地，LZ 5703的典型的技术指标如下表：
LZ 5703的典型理化数据
项目 典型值 试验方法
运动黏度(40℃)，mm<sup>2</sup>/s 86 GB/T 265
密度，kg/m<sup>3</sup> 1023 GB/T 1884
闪点(闭口)，℃ 110 GB/T 3536
硫含量，％(质量分数) 7.70 GB/T 388
磷含量，％(质量分数) 3.90 SH/T 0296
锌含量，％(质量分数) 4.87 SH/T 0226
根据本发明实施例，所述液力传动油多功能添加剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量优选为0.2wt％～2.0wt％，更优选为0.4wt％～1.5wt％。研究发现，所述液力传动油多功能添加剂在以上含量范围内更有利于提高液力传动油组合物的防锈性、抗氧性和抗磨性能，可使液力传动系统及其它元件的磨损大大降低，延长机械使用寿命。
根据本发明实施例，所述酯类基础油可选自双酯、油酸酯、饱和多元醇酯中的一种或几种的组合。
根据本发明实施例，所述酯类基础油在40℃运动黏度为10～1000mm2/s。
根据本发明实施例，所述酯类基础油选自PRIOLUBE 3970和/或PRIOLUBE1973，可购自英国Croda禾大公司。
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有黏度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂中的一种或几种。
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有黏度指数改进剂，其在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量可选为0.1wt％～20wt％，优选为0.2wt％～16wt％，更优选为0.8wt％～10wt％。
根据本发明实施例，所述黏度指数改进剂优选为聚甲基丙烯酸甲酯，其分子量在50000～80000。聚甲基丙烯酸甲酯具有优异的低温性能，良好的剪切安定性、抗乳化性和过滤性，可有效控制蜡结晶，改进油品的倾点和低温运动黏度。本发明实施例采用试验方法为(CEC L-45-A-99)KRL 20h，PSSI不大于20(10％溶于100N矿物油中)的聚甲基丙烯酸酯，例如Evonik Additives GmbH公司的Viscoplex8-310。
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有降凝剂，其在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量可选为0.01wt％～5.0wt％，优选为0.05wt％～2.0wt％，更优选为0.08wt％～1.0wt％。
根据本发明实施例，所述降凝剂为分子量在40000～60000的聚甲基丙烯酸酯，例如Evonik Additives GmbH公司的Viscoplex1-248。
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有抗泡剂，其在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量可选为0.001～0.05wt％，优选为0.001wt％～0.02wt％，更优选为0.002wt％～0.01wt％。若抗泡剂添加比例过小，会影响液压油的泡沫特性，若添加量过大，则会影响液压油的空气释放特性。
根据本发明实施例，所述抗泡剂为硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂或复合抗泡剂。例如：聚甲基硅油(T901)、非硅型(Mobilad C-405)、复合型(BAN 155)。
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物，包括以下组分：
Figure BDA0002811987010000031
Figure BDA0002811987010000041
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物，包括以下组分：
Figure BDA0002811987010000042
根据本发明实施例，所述可生物降解液力传动油组合物，包括以下组分：
Figure BDA0002811987010000043
本发明还提供可生物降解液力传动油组合物的制备方法，具体可采用常规的润滑油品调和方法制备。例如可将各成分按配比加入调合容器中，在50～65℃搅拌2～3小时而成。
本发明采用酯类基础油尤其是饱和多元醇酯作为基础油，添加液力传动油多功能添加剂所制成的液力传动油组合物，具有优异的可生物降解性(生物降解率＞82％，OECD301B)，极低的生态毒性(EC50＞100mg/L，OECD201/202/203)。进一步地，通过优化配伍黏度指数改进剂、降凝剂和抗泡剂，使得液力传动油组合物产品还具有优异的抗氧化性能，良好的低温性能、抗泡性能和抗磨性能。本发明的产品原料配伍合理，制备方法简单，适用范围广，原料易得。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
其中，Hitec 521购自Afton Chemical公司，LZ 5703购自Lubrizol Corporation公司，Viscoplex1-248和Viscoplex8-310购自Evonik Additives GmbH公司，BAN 155购自盟庆信添加剂有限公司。多元醇酯基础油PRIOLUBE 3970和PRIOLUBE1973均购自英国Croda禾大，在100℃典型运动粘度分别为4.42mm2/s、8mm2/s。
实施例
实施例1-4提供可生物降解液力传动油组合物，其配方见表1。其制备方法如下：在调合容器中先将酯类基础油加热到60℃，随后加入黏度指数改进剂、液力传动油多功能添加剂和降凝剂搅拌至均匀透明，再按配比加入抗泡剂，搅拌2～3小时而成。
表1实施例1-4可生物降解液力传动油组合物配方(质量分数)
组分 实施例1(％) 实施例2(％) 实施例3(％) 实施例4(％)
Hitec 521 -- 0.85 -- 0.85
LZ 5703 1.1 -- 1.1 --
Viscoplex1-248 0.2 0.2 0.2 0.2
Viscoplex8-310 2.5 2.5 2.5 2.5
BAN155 0.005 0.005 0.005 0.005
PRIOLUBE 3970 65.0 65.0 -- --
PRIOLUBE 1973 余量 余量 余量 余量
采用OECD标准的分析方法对实施例1～4进行了生态毒性、生物降解特性两个方面性能的检测，结果如下表2所示：
表2实施例1-4的分析数据
Figure BDA0002811987010000051
由上表可知，实施例1～4的可生物降解液力传动油采用OECD方法进行生物降解特性和生态毒性测试后，生态毒性满足ISO15380的要求。同时，本发明的生物降解率要高于ISO15380的标准要求(＞60％)。
对比例
对比例1-2采用聚α烯烃基础油PAO基础油(英力士PAO6基础油)调配可生物降解液力传动油组合物，其配方见表3。其制备方法如下：在调合容器中先将PAO基础油加热到60℃，随后加入黏度指数改进剂、液力传动油多功能添加剂和降凝剂搅拌至均匀透明，再按配比加入抗泡剂，搅拌2～3小时而成。
表3对比例1-2可生物降解液力传动油组合物配方(质量分数)
组分 对比例1(％) 对比例2(％)
Hitec 521 -- 0.85
LZ 5703 1.1 --
Viscoplex1-248 0.2 0.2
Viscoplex8-310 2.5 2.5
BAN155 0.005 0.005
PAO 6 余量 余量
实施例1-4与对比例1-2的分析数据如下表4所示：
表4实施例1-4和对比例1-2分析数据对比
Figure BDA0002811987010000061
由表4可知，实施例1-4相较于对比例1-2，具有更好的抗氧化特性和可生物降解特性。
以上数据表明，本发明的一种可生物降解液力传动油组合物具有优异的可生物降解性(生物降解率＞82％，OECD301B)，极低的生态毒性(EC50＞100mg/L，OECD201/202/203)。此外，该产品还具有优异的抗氧化性能，良好的低温性能、抗泡性能和抗磨性能。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案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 (10)

1.一种可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，包括液力传动油多功能添加剂和酯类基础油，其中，所述液力传动油多功能添加剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.1wt％～2.5wt％。
2.根据权利要求1所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述液力传动油多功能添加剂是以抗磨剂、防锈剂和抗氧剂为主，并添加金属减活剂、抗乳化剂和抗泡剂调配而成的；
可选地，所述液力传动油多功能添加剂运动黏度(40℃)为70～90mm2/s，硫含量6wt％～8wt％，磷含量3wt％～4wt％，锌含量2wt％～5wt％；
可选地，所述液力传动油多功能添加剂选自Afton Chemical的Hitec 521、LubrizolCorporation的LZ 5703中的一种或两种。
3.根据权利要求1或2所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述液力传动油多功能添加剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.2wt％～2.0wt％，优选为0.4wt％～1.5wt％。
4.根据权利要求1或2所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述酯类基础油选自双酯、油酸酯、饱和多元醇酯中的一种或几种的组合；
可选地，所述酯类基础油在40℃运动黏度为10～1000mm2/s；
可选地，所述酯类基础油选自PRIOLUBE 3970和/或PRIOLUBE 1973。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有黏度指数改进剂，所述黏度指数改进剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.1wt％～20wt％，优选为0.2wt％～16wt％，更优选为0.8wt％～10wt％；
优选地，所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸甲酯。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有降凝剂，所述降凝剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.01wt％～5.0wt％，优选为0.05wt％～2.0wt％，更优选为0.08wt％～1.0wt％；
可选地，所述降凝剂为分子量在40000～60000的聚甲基丙烯酸酯。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述可生物降解液力传动油组合物中还含有抗泡剂，所述抗泡剂在所述可生物降解液力传动油组合物中的含量为0.001～0.05wt％，优选为0.001wt％～0.02wt％，更优选为0.002wt％～0.01wt％；
可选地，所述抗泡剂为硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂或复合抗泡剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述可生物降解液力传动油组合物，包括以下组分：
Figure FDA0002811985000000021
9.根据权利要求1-7任一项所述的可生物降解液力传动油组合物，其特征在于，所述可生物降解液力传动油组合物，包括以下组分：
Figure FDA0002811985000000022
优选地，所述可生物降解液力传动油组合物，包括以下组分：
Figure FDA0002811985000000023
10.权利要求1-9任一项所述可生物降解液力传动油组合物的制备方法，其特征在于，包括将各成分按配比加入调合容器中，在50～65℃搅拌2～3小时。
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