CN1209449C - 一种齿轮润滑油添加剂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种齿轮润滑油添加剂组合物，它包括(A)一定量的矿物油和(B)至少一种含硫的极压添加剂；(C)至少一种含磷的抗磨添加剂；(D)至少一种防锈添加剂；(E)至少一种摩擦改进剂；(F)至少一种抗氧剂或金属钝化剂。将上述添加剂组合物按4.5～4.8%(质量)加入到基础油中，可制备达到GB13895-92(API GL-5)规格指标的车辆齿轮油。添加剂组合物按1.2～2.0%(质量)加入到基础油中，可制备达到GB5903-95规格指标的工业齿轮油。

Description

一种齿轮润滑油添加剂组合物

(一)技术领域

本发明涉及一种润滑油添加剂组合物，尤其是一种用于齿轮传动系统所用润滑油的添加剂组合物，属于润滑油添加剂技术领域。

(二)背景技术

齿轮润滑油复合剂的主要研究方向是提高经济性，采用无灰型，提高热安定性。提高齿轮润滑油复合剂的经济性主要是降低复合剂在齿轮油中的加剂量，降低复合剂的生产成本；无灰型的齿轮油复合剂具有颜色浅、储存稳定性好、与其它类型复合剂的相容性好、与基础油相容性好等优点，是今后齿轮油润滑油复合剂的研究方向；提高齿轮润滑油复合剂的热安定性，是齿轮油发展的需要。通过国内外专利查询，未发现有相关内容的公开专利。目前，国际市场上最具代表性的齿轮润滑油复合添加剂是Lubrizol公司的Anglamol 6085、Mobil公司的G252等，但对其添加剂的具体组成尚未有公开的文献报道，国内最高水平的齿轮润滑油复合添加剂是兰州炼化公司生产的LAN4202，LAN4202复合剂已申请中国专利(申请号为97112343·8)。本发明提供的齿轮润滑添加剂组合物与LAN4202复合剂相比，有如下特点：①技术经济性更优；②本发明提供的齿轮油复合剂为无灰型的齿轮油复合添加剂；③本发明提供的齿轮油复合剂比LAN 4202具有更好的热安定性。

(三)发明内容

本发明的目的是：提供一种无灰型的齿轮润滑油组合物，可适用于各种基础油，用其调制的重负荷车辆齿轮油(API GL-5)满足GB 13895-92规格要求；用其调制的中、重负荷工业齿轮油满足GB 5903-95规格要求。

本发明为实现上述目的，对添加剂组合物中的各添加剂组分进行精心选择，除了考虑各组分功能添加剂自身的性能和突出的优点外，同时把添加剂与基础油的相容性、热氧化安定、防锈性和抗磨性作为优先考虑的条件之一。因此，仅靠添加剂各组分的性能远远不能实现上述目的，还必须对组合物中的各添加剂之间的复合效应进行全面考察，以达到齿轮油添加剂组合物整体性能的全面平衡。

本发明调配的齿轮油复合剂，产品的硫含量为28.0～34.0wt％，磷含量为1.5～2.5wt％，氮含量为0.5～1.0wt％，具有优良的热氧化安定性、防锈性、极压抗磨性、抗乳化性及与基础油间的相容性。产品以4.5～4.8wt％加剂量调制的80W/90、85W/90、80W/140、85W/140、90、140等粘度牌号的重负荷车辆齿轮油满足GB 13895-92规格要求，产品以1.2～2.0％(质量)加剂量调制的100、150、220、320、460、680等粘度牌号的中、重负荷工业齿轮油满足GB 5903-95规格要求。该产品加剂量低，生产成本低，应用范围广，具有很好的经济效益与社会效益。该复合剂组合物调配方便，性能优良，有广阔的推广应用前景。

本发明的齿轮润滑油添加剂组合物，它含有：(A)一定量的矿物油作稀释油；和(B)至少一种含硫的极压添加剂；(C)至少一种含磷的抗磨添加剂；(D)至少一种防锈添加剂；(E)至少一种摩擦改进剂；(F)至少一种抗氧剂或金属钝化剂。所说的稀释油(A)为深度精制的中粘度指数(MVI)或高粘度指数(HVI)矿物油，所说的添加剂组合物，含1～20wt％的稀释油(A)；所说的(B)为硫化异丁烯，所说的添加剂组合物含(B)组分30～75wt％；所说的(C)为硫代磷酸酯及其胺盐衍生物，或磷酸酯及其胺盐衍生物，或硫磷酯及其胺盐衍生物，或膦酸酯及其胺盐衍生物，或它们任意组合的混合物，所说的添加剂组合物，含(C)组分10～50wt％；所说的(D)较适宜的是脂肪酸酰胺，或丁二酰亚胺及其硼化物，或烯基丁二酸酯，或它们任意的混合物，所说的添加剂组合物，含(D)组分3～20wt％；所说的(E)较适宜的是硼化脂肪酸酯，或苯三唑脂肪胺盐，或长链的酸性亚磷酸酯，或它们任意组合的混合物，所说的添加剂组合物，含(E)组分1～10wt％；所说的(F)较适宜的是有机硼酸酯，或二壬基二苯胺，或噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物，所说的添加剂组合物，含(F)组分0.1～8wt％。

更进一步，本发明的齿轮润滑油添加剂组合物，它含有：(A)一定量的矿物油作稀释油；和(B)至少一种含硫的极压添加剂；(C)至少一种含磷的抗磨添加剂；(D)至少一种防锈添加剂；(E)至少一种摩擦改进剂；(F)至少一种抗氧剂或金属钝化剂。

其中所说的(A)是深度精制的MVI或HVI矿物油，所说的添加剂组合物，含(A)组分的适宜含量为3～10wt％；

(C)组分较适宜的是硫代磷酸酯胺盐，或磷酸酯胺盐，或三烷基硫代磷酸酯，或膦酸酯胺盐，或它们任意组合的混合物，组分(C)在添加剂组合物中的适宜含量为14～40wt％；

(D)组分较适宜的是脂肪酸酰胺，或硼化丁二酰亚胺，或烯基丁二酸酯，或它们任意组合的混合物，组分(D)在添加剂组合物中的适宜含量为5～15wt％；

(E)组分较适宜的是硼化的脂肪酸酯，或苯三唑脂肪胺盐，或长链酸性亚磷酸酯，或它们任意组合的混合物，组分(E)在添加剂组合物中的适宜含量为2～8wt％；

(F)组分较适宜的是有机硼酸脂，或二壬基二苯胺，或噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物，组分(F)在添加剂组合物中的适宜含量为1～7wt％。

制法：上述齿轮油添加剂组合物的制备方法是：先将按比例所需要的稀释油(A)加入带搅拌器的搪瓷调合釜内，其次将按比例所需量的含硫极压添加剂(B)、含磷抗磨添加剂(C)、摩擦改进剂(E)加入到调合釜中，升温至60～70℃下搅拌2小时后，降温至50～60℃下加入防锈添加剂(D)、抗氧剂/或金属钝化剂(F)，50～60℃下继续搅拌2小时，至混合物均匀透明。

为了筛选添加剂组分和添加剂组合物，本发明在实验室采用了各种试验方法进行模拟评定。其中有烘箱氧化试验、模拟L-33试验、模拟L-37试验、模拟L-42试验。

为了评价添加剂组合物加入基础油后，是否符合GB 13895-92的国家标准，进行石油产品铜片腐蚀试验法(GB/T5096或ASTMD130)，石油产品泡沫性质测定法(GB/T12579)，抗擦伤试验(CRCL-42或SH/T0519)，承载能力试验(CRC L-37或SH/T0518)，锈蚀试验(ASTM-STP-512A L-33或SH/T0517)，热氧化安定性试验(ASTM D5704或CRC L-60-1)热氧化安定性试验(CRC L-60或SH/T0520)。

(四)具体实施方式

本发明的效果通过下面的实施例进一步说明。但应明白，下面的实施例不是限制本发明的范围，任何不超出本发明构思和范围的改动，都在本发明的范围之内。

实施例1：

添加剂组合物(I)，它包括：65.0％的硫化异丁烯(组分B)；8％的三烷基二硫代磷酸酯(组分C)；8％酸性磷酸酯胺盐(组分C)；10％硼化丁二酰亚胺(组分D)；3％硼化脂肪酸酯(组分E)；3％二壬基二苯胺(组分F)；3％HVI500稀释油(组分A)。添加剂组合物(II)除组分(C)8％的三烷基二硫代磷酸酯被8％的三烷基磷酸酯替代外，其余均同组合物(I)，组合物(I)、(II)以4.8％加入80W/90基础油中，其评定结果列于表2中。

                                             表1 80W/90基础油性质

项    目	性    质
		运动粘度(100℃)mm2/s-26℃表现粘度mPa·s闪点   (开)水份   ％	19.26146400204痕迹

机杂   ％

0.008

                                          表2  组合物(I)、(II)性能评定结果

项  目	组合物(I)	组合物(II)	指   标
				模拟L-42，通过负荷N模拟L-37，综合评分分	53.385.21	＜44.480.61	不小于53.38不大于15

实验结果表明，三烷基二硫代磷酸酯可明显提高了模拟L-42的通过负荷。

实施例2：

添加剂组合物(III)，它包括：50％硫化异丁烯(组分B)；30％膦酸酯胺盐(组分C)；7％脂肪酸酰胺(组分D)；5％长链酸性亚磷酸酯(组分E)；5％噻二唑衍生物(组分F)；余量为HVI500稀释油(组分A)。添加剂组合物(IV)除不含7％脂肪酸酰胺(组分D)外，其余均同组合物(III)。组合物(III)和(IV)均以1.4％加入320号基础油中，其评定结果列表4中。

                                              表3 320号基础油性质

项    目	性    质
		运动粘度(40℃)mm2/s倾点    ℃闪点    (开)℃水份    ％	347.2-12218痕迹

机杂    ％

0.007

                              表4 组合物(III)、(IV)性能评价结果

项  目	组合物(III)	组合物(IV)
			D665B锈蚀试验(GB 11143)	无锈	重锈

实验结果表明，脂肪酸酰胺(组分D)作为一种无灰防锈剂能明显地提高齿轮油添加剂组合物的防锈性能。

实施例3：

添加剂组合物(V)，它包括：75％硫化异丁烯(组分B)；14％硫代磷酸酯胺盐(组分C)；5％烯基丁二酸酯(组分D)；2％苯三唑脂肪胺盐(组分E)；1％有机硼酸酯(组分F)；余量为HVI500稀释油(组分A)。添加剂组合物(VI)除不含1％有机硼酸酯(组分F)外，其余均同组合物(V)。组合物(V)和(VI)均以4.5％加入80W/90基础油中，其评定结果列表5。

                                 表5 组合物(V)、(VI)性能评定结果

项  目	组合物(V)	组合物(VI)
			模拟L-33烘箱氧化试验杯 底油泥	无锈无	轻锈有

实验结果表明，有机硼酸酯(组分F)可明显提高齿轮油添加剂组合物的防锈性能和热安定性。

实施例4：

添加剂组合物(VII)，它包括：70％硫化异丁烯(组分B)；8％硫代磷酸酯(组分C)；8％磷酸酯胺盐(组分C)；6％脂肪酸酰胺(组分D)；3％苯三唑脂肪胺盐(组分E)；2％有机硼酸酯(组分F)；3％HVI500稀释油(组分A)。组合物(VII)以4.8％加入80W/90基础油中，其台架结果列表6中。

                                          表6 组合物(VII)台架评定结果

项    目	80W/90 GL-5油指标	评价结果
			抗擦伤试验  (L-42)承载能力试验(L-37)	通过通过	通过通过
锈蚀试验    (L-33)盖板锈蚀评分齿轮、齿面、轴承及其它部位锈蚀情况	不小于8.0不大于无锈	9.32无锈
			热氧化安定性(L-60-1)100℃运动粘度增长％戊烷不溶物       ％甲苯不溶物       ％大齿轮平均漆膜/和炭评分四面平均油泥评分	不小于100不大于3不大于2不小于7.5不小于9.4	95.50.4260.2788.749.71
热氧化安定性(L-60)

100℃运动粘度增长％戊烷不溶物       ％甲苯不溶物       ％

不小于100不大于3不大于2

95.50.4260.278

实验结果表明，添加剂组合物(VII)为无灰型的齿轮油复合剂，以4.8％加入80W/90基础油中调制的重负荷车辆齿轮油，不仅通过了L-42、L-37、L-33、L-60四个齿轮台架，达到了GB 13895-92(API GL-5)规格指标，而且还通过了L-60-1台架，说明该组合物的热氧化安定性能达到了新一代车辆齿轮油水平(PG-2)。

Claims (6)

1.一种齿轮润滑油添加剂组合物，其特征在于它含有：

(A)一定量的稀释油，为深度精制的中粘度指数或高粘度指数矿物油，组合物含组分(A)1～20wt％，

(B)至少一种含硫极压添加剂，为硫化异丁烯，组合物含组分(B)30～75wt％，

(C)至少一种含磷抗磨添加剂，为硫代磷酸酯及其胺盐衍生物，或磷酸酯及其胺盐衍生物，或硫磷酸酯及其胺盐衍生物，或膦酸酯及其胺盐衍生物，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(C)10～50wt％，

(D)至少一种防锈添加剂，为脂肪酸酰胺，或丁二酰亚胺及其硼化物，或烯基丁二酸酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(D)3～20wt％，

(E)至少一种摩擦改进剂，为硼化脂肪酸酯，或苯三唑脂肪胺盐，或长链的酸性亚磷酸酯，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(E)1～10wt％，

(F)至少一种抗氧剂或金属钝化剂，为有机硼酸酯，或二壬基二苯胺，或噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物，组合物含组分(F)0.1～8wt％。

2.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(A)组分含量为3～10wt％。

3.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(C)组分为硫代磷酸酯胺盐，或磷酸酯胺盐，或三烷基硫代磷酸酯，或膦酸酯胺盐，或它们任意组合的混合物，含量为14～40wt％。

4.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(D)组分为脂肪酸酰胺，或硼化丁二酰亚胺，或烯基丁二酸酯，或它们任意组合的混合物，含量为5～15wt％。

5.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(E)组分含量为2～8wt％。

6.根据权利要求1所述的添加剂组合物，其特征在于(F)组分含量为1～7wt％。