CN114836252A - 一种钟表擒纵系统专用齿轮油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于润滑油技术领域。本发明提供了一种钟表擒纵系统专用齿轮油，包括如下重量份的组分：饱和多元醇酯97～99份；低硫磷极压抗磨剂0.5～1.2份；油性剂0.06～0.2份；抗氧剂0.05～0.1份；防锈剂0.06～0.13份。本发明还提供了一种钟表擒纵系统专用齿轮油的制备方法。本发明的钟表擒纵系统专用齿轮油具有优异的粘附性和内聚性，专用齿轮油的油膜强度、抗摩擦性能、抗擦伤性能和抗腐蚀性能显著提高；本发明的专用齿轮油能够在严苛的条件下使用，使用寿命为矿物油型同类产品的8～10倍，使用时齿轮的寿命可延长5～8年，适合在不同的机械手表、钟表的宝石轴承上使用。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，尤其涉及一种钟表擒纵系统专用齿轮油及其制备方法。
背景技术
钟表就好比持续运转的复杂小型机器，在仅仅几立方厘米的空间内，数以百计的独立部件不断转动，当中包括游丝和齿轮。一块钟表机芯可能包含数十个活动部件，互相不断摩擦，由此引起的磨蚀会令微小颗粒脱落，阻碍精密机械的运作。在高度精密的钟表机械机芯中，约有数十个位置需要涂上润滑油，例如齿轮枢轴转动的轴承，在发条盒内的主游丝、上链装置和擒纵系统都需要添加润滑油。若钟表机芯增设万年历等复杂装置，需要润滑的位置随即会提高到几倍之多。
目前，普通钟表齿轮油普遍存在如下问题：采用Ⅱ类、Ⅲ类基础油调制的普通钟表齿轮油普遍存在着极压、抗磨性能不足，加剧工作面的磨损；普通钟表齿轮油的工作温度比较宽，在与空气、金属、杂质的接触中以及在高温下容易发生氧化，造成油品粘度增加、酸值增加，表面张力下降，从而引起金属腐蚀；在齿轮装置中某些部件是用青铜或其他合金制成的，它极易与Ⅱ类、Ⅲ类矿物基础油中的极性添加剂发生反应，造成腐蚀；热稳定性的不足，使得其中的一些添加剂在低温储存时，容易析出，在高温下添加剂之间还可能相互反应生成沉淀，降低了使用性能。
上述种种情况使得钟表的齿轮油需要符合一系列的特殊标淮。在1925年之前，表界通常是通过烹煮牛脚脂腺来提取牛脚油，作为钟表齿轮油的不二之选。但牛脚油最大缺点是会随时间而快速变质。在六十年代期间，特殊化学工业界开始研发合成钟表齿轮油，这种昂贵的高科技产品经过很长一段时间依然不会稠化或蒸发，并能抗腐蚀和抗氧化。
酯类型基础油是一款综合性能较好、开发应用最早的一类合成润滑油，目前世界上的喷气发动机润滑油几乎全部都是酯类型基础油。但是，现有技术中很少将酯类型基础油用于精密的钟表机芯中。因此，研究开发一种以酯类型基础油为主的钟表擒纵系统专用齿轮油，提高钟表的耐磨、耐极压、耐腐蚀性能，具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种钟表擒纵系统专用齿轮油及其制备方法。本发明的钟表擒纵系统专用齿轮油具有优异的粘附性和内聚性，专用齿轮油的油膜强度、抗摩擦性能、抗擦伤性能和抗腐蚀性能显著提高，体现出优异的润滑性和承载极端压力的性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种钟表擒纵系统专用齿轮油，包括如下重量份的组分：
作为优选，所述饱和多元醇酯为三羟甲基丙烷酯或季戊四醇油酸酯；所述饱和多元醇酯的酸值≤0.05mg KOH/g。
作为优选，所述低硫磷极压抗磨剂为纳米硼酸无灰型抗磨剂、硫化异丁烯或氨基硫代酯。
作为优选，所述油性剂为脂肪胺双唑衍生物或苯三唑脂肪酸胺盐。
作为优选，所述抗氧剂为二烷基二苯胺或2,6-二叔丁基对甲酚。
作为优选，所述防锈剂为烯基丁二酸盐或磺酸钠。
本发明还提供了一种所述的钟表擒纵系统专用齿轮油的制备方法，包括如下步骤：
1)将饱和多元醇酯和低硫磷极压抗磨剂进行混合，得到混合物；
2)将混合物与抗氧剂、油性剂、防锈剂进行混合，得到钟表擒纵系统专用齿轮油。
作为优选，步骤1)所述混合的温度为60～65℃，时间为15～20min；所述混合在300～400r/min的转速下进行。
作为优选，步骤2)所述混合的温度为60～65℃，时间为75～90min；所述混合在100～200r/min的转速下进行。
本发明的有益效果包括以下几点：
1)本发明的专用齿轮油使钟表中摩擦偶件之间的干摩擦变为润滑剂之间的摩擦，减少摩擦阻力和磨损，降低工作温度和动力损耗，减小摩擦系数，提高能量传递效率，维持钟表原有的精度，延长使用寿命；本发明的专用齿轮油能够在严苛的条件下使用，使用寿命为矿物油型同类产品的8～10倍，使用时齿轮的寿命可延长5～8年，适合在不同的机械手表、钟表的宝石轴承上使用。
2)本发明的钟表擒纵系统专用齿轮油具有优异的粘附性和内聚性，专用齿轮油的油膜强度、抗摩擦性能、抗擦伤性能和抗腐蚀性能显著提高，体现出优异的润滑性和承载极端压力的性能。
具体实施方式
本发明提供了一种钟表擒纵系统专用齿轮油，包括如下重量份的组分：
本发明所述钟表擒纵系统专用齿轮油包含97～99份饱和多元醇酯，优选为97.5～98.5份，进一步优选为98份。
本发明所述饱和多元醇酯优选为三羟甲基丙烷酯或季戊四醇油酸酯；所述饱和多元醇酯的酸值优选≤0.05mg KOH/g，进一步优选0.05mg KOH/g；所述饱和多元醇酯的倾点优选≤-58℃，进一步优选-58℃；所述饱和多元醇酯的闪点优选≥225℃，进一步优选225℃；所述饱和多元醇酯的运动粘度(40℃)优选为17.5～18.8mm2/s，进一步优选为18.1mm2/s。
本发明的饱和多元醇酯以多缩二元醇、三元醇、四元醇与饱合脂肪酸或苯甲酸经不同程度的缩合、催化等化学反应而成。
本发明所述钟表擒纵系统专用齿轮油包含0.5～1.2份低硫磷极压抗磨剂，优选为0.7～1份，进一步优选为0.8～0.9份。
本发明所述低硫磷极压抗磨剂优选为纳米硼酸无灰型抗磨剂、硫化异丁烯或氨基硫代酯；所述氨基硫代酯优选为二硫代氨基甲酯；所述低硫磷极压抗磨剂的四球机试验P8/N优选≥900kgf，磨斑直径优选≤0.55mm。
本发明所述纳米硼酸无灰型抗磨剂是由包括纳米硼酸钙的添加剂制备而成，所述纳米硼酸无灰型抗磨剂是一种无磷、低硫、低灰、节能减持抗磨剂，具有突出的抗磨、减摩性和较好的极压性能。
当金属表面承受较高负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，此时，本发明的低硫磷极压抗磨剂与金属摩擦表面发生化学反应，产生熔点较低和剪切强度较小的化学反应膜，能够显著的减小摩擦、磨损和防止擦伤。
本发明所述钟表擒纵系统专用齿轮油包含0.06～0.2份油性剂，优选为0.08～0.18份，进一步优选为0.1～0.15份，更优选为0.12～0.14份。
本发明所述油性剂优选为脂肪胺双唑衍生物或苯三唑脂肪酸胺盐；所述油性剂的铜片腐蚀(100℃，3h)优选≤1级，水分含量≤0.35wt％。
本发明油性剂的作用机理为：在油性剂作用下，通过极性基团吸附在摩擦表面上，形成分子定向吸附膜，阻止金属间的接触，从而减少金属之间的直接摩擦，起到减小摩擦作用。
本发明所述钟表擒纵系统专用齿轮油包含0.05～0.1份抗氧剂，优选为0.06～0.08份，进一步优选为0.07份。
本发明所述抗氧剂优选为二烷基二苯胺或2,6-二叔丁基对甲酚；所述二烷基二苯胺中，氮含量优选为3.8～4.3wt％，进一步优选为4wt％；二苯胺含量优选≤1.0wt％，所述抗氧剂的倾点优选≤12.0℃。
本发明所述钟表擒纵系统专用齿轮油包含0.06～0.13份防锈剂，优选为0.08～0.11份，进一步优选为0.09～0.1份。
本发明所述防锈剂优选为烯基丁二酸盐或磺酸钠，所述防锈剂在人工海水中或蒸馏水中浸泡24h不生锈。
本发明的抗氧剂和防锈剂可在金属表面生成化学膜，阻止金属变成粒子进入齿轮油中，减弱其对齿轮油所产生的催化氢化作用。
本发明还提供了一种所述的钟表擒纵系统专用齿轮油的制备方法，包括如下步骤：
1)将饱和多元醇酯和低硫磷极压抗磨剂进行混合，得到混合物；
2)将混合物与抗氧剂、油性剂、防锈剂进行混合，得到钟表擒纵系统专用齿轮油。
本发明步骤1)所述混合的温度优选为60～65℃，进一步优选为62～64℃，更优选为63℃；所述混合的时间优选为15～20min，进一步优选为17～19min，更优选为18min；所述混合优选在300～400r/min的转速下进行，进一步优选在320～380r/min的转速下进行，更优选在340～360r/min的转速下进行。
本发明步骤1)所述混合优选将饱和多元醇酯加热到60～65℃，在300～400r/min的转速下加入低硫磷极压抗磨剂。
本发明步骤2)所述混合的温度优选为60～65℃，进一步优选为62～64℃，更优选为63℃；所述混合的时间优选为75～90min，进一步优选为78～87min，更优选为80～85min；所述混合优选在100～200r/min的转速下进行，进一步优选在120～180r/min的转速下进行，更优选在140～160r/min的转速下进行。
本发明步骤2)所述混合优选在混合物中顺次加入抗氧剂、油性剂、防锈剂；所述混合结束之后优选将得到的混合物抽至储存罐静置1h，得到钟表擒纵系统专用齿轮油。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将97g来自日本三井株式会社的三羟甲基丙烷酯投入反应釜中，加热至60℃，在300r/min的搅拌速度下加入0.5g来自青岛利宝石添加剂有限公司的纳米硼酸无灰型抗磨剂，搅拌20min。三羟甲基丙烷酯的运动粘度(40℃)为18.5mm2/s，酸值为0.05mg KOH/g，倾点为-58℃，闪点为225℃；纳米硼酸无灰型抗磨剂的磨斑直径为0.53mm。然后顺次加入0.06g来自沈阳华伦油品化学有限公司的脂肪胺双唑衍生物(水分含量为0.35wt％)、0.05g来自沈阳华伦油品化学有限公司的二烷基二苯胺(氮含量为4wt％)、0.06g来自辽宁锦州安泰化学有限公司的烯基丁二酸钠，在60℃、100r/min的搅拌速度下搅拌90min直至混合均匀，再抽至储存罐中静置1h，即得1#钟表擒纵系统专用齿轮油。
实施例2
将99g季戊四醇油酸酯投入反应釜中，加热至65℃，在400r/min的搅拌速度下加入1.2g硫化异丁烯，搅拌15min。季戊四醇油酸酯的运动粘度(40℃)为17.8mm2/s，酸值为0.05mg KOH/g，倾点为-58℃，闪点为225℃；硫化异丁烯的磨斑直径为0.55mm。然后顺次加入0.2g苯三唑脂肪酸胺盐(水分含量为0.35wt％)、0.1g 2,6-二叔丁基对甲酚、0.13g烯基丁二酸钾，在65℃、200r/min的搅拌速度下搅拌75min直至混合均匀，再抽至储存罐中静置1h，即得2#钟表擒纵系统专用齿轮油。
实施例3
将98g三羟甲基丙烷酯投入反应釜中，加热至63℃，在350r/min的搅拌速度下加入1g纳米硼酸无灰型抗磨剂，搅拌18min。三羟甲基丙烷酯的运动粘度(40℃)为18.1mm2/s，酸值为0.05mg KOH/g，倾点为-58℃，闪点为225℃；纳米硼酸无灰型抗磨剂的磨斑直径为0.55mm。然后顺次加入0.13g脂肪胺双唑衍生物(水分含量为0.35wt％)、0.08g二烷基二苯胺(氮含量为4.1wt％)、0.1g烯基丁二酸钠，在63℃、150r/min的搅拌速度下搅拌85min直至混合均匀，再抽至储存罐中静置1h，即得3#钟表擒纵系统专用齿轮油。
实施例1～3的1#～3#钟表擒纵系统专用齿轮油的理化性能和模拟台架测试的主要参数指标如表1所示。
表1 1#～3#钟表擒纵系统专用齿轮油的理化性能的参数指标
实施例3的3#钟表擒纵系统专用齿轮油和矿物油调制的普通钟表齿轮油的性能比较如表2所示。
表2 3#专用齿轮油和普通钟表齿轮油的性能指标
本发明的钟表擒纵系统专用齿轮油的抗摩擦性能显著提高；本发明的专用齿轮油使钟表中摩擦偶件之间的干摩擦变为润滑剂之间的摩擦，减少摩擦阻力和磨损，降低摩擦系数，提高能量传递效率，维持钟表原有的精度，延长使用寿命。由表2可知，本发明的专用齿轮油具有优良的润滑性和抗流散性能，起到很好的防护作用，适合在不同的机械手表、钟表的宝石轴承上使用。
本发明的低硫磷极压抗磨剂、油性剂、抗氧剂和防锈剂明显改善了钟表擒纵系统专用齿轮油的油膜强度、抗摩擦性能和抗腐蚀性能，体现出优异的润滑性和承载极端压力的性能；本发明的专用齿轮油能够在严苛的条件下使用，使用寿命为矿物油型同类产品的8～10倍，使用时齿轮的寿命可延长5～8年，并可节约钟表齿轮油人工和材料费用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种钟表擒纵系统专用齿轮油，其特征在于，包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的齿轮油，其特征在于，所述饱和多元醇酯为三羟甲基丙烷酯或季戊四醇油酸酯；所述饱和多元醇酯的酸值≤0.05mg KOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮油，其特征在于，所述低硫磷极压抗磨剂为纳米硼酸无灰型抗磨剂、硫化异丁烯或氨基硫代酯。
4.根据权利要求3所述的齿轮油，其特征在于，所述油性剂为脂肪胺双唑衍生物或苯三唑脂肪酸胺盐。
5.根据权利要求4所述的齿轮油，其特征在于，所述抗氧剂为二烷基二苯胺或2,6-二叔丁基对甲酚。
6.根据权利要求4或5所述的齿轮油，其特征在于，所述防锈剂为烯基丁二酸盐或磺酸钠。
7.权利要求1～6任意一项所述的钟表擒纵系统专用齿轮油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将饱和多元醇酯和低硫磷极压抗磨剂进行混合，得到混合物；
2)将混合物与抗氧剂、油性剂、防锈剂进行混合，得到钟表擒纵系统专用齿轮油。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述混合的温度为60～65℃，时间为15～20min；所述混合在300～400r/min的转速下进行。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述混合的温度为60～65℃，时间为75～90min；所述混合在100～200r/min的转速下进行。
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