CN1727459A - 通用齿轮油组合物 - Google Patents
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Abstract
一种通用齿轮油组合物，包括：(a)矿物润滑油、合成润滑油或其混合物；(b)至少一种粘度指数改进剂和/或降凝剂；(c)至少一种选自硫化烯烃、二硫化二苄、烷基多硫化物、硫化油脂的含硫极压剂；(d)至少一种选自硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸复酯胺盐、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二异丁酯的含磷抗磨剂；(e)磷酸酯型多效剂；(f)1－羟基乙叉－1，1－二膦酸酯油性剂；(g)至少一种苯三唑型或噻二唑型金属减活剂和/或磺酸盐型防锈剂。该组合物具有优良的极压抗磨性、热氧化安定性、防腐防锈性及抗泡沫等性能，可满足不同粘度等级和不同规格的车辆齿轮油和工业齿轮油的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑油组合物，确切的说是通用齿轮油组合物。
技术背景
车辆(包括小轿车和卡车)的手动变速箱和后桥要求使用的车辆齿轮油是一种量大、面广的产品，要求其具有优良的极压抗磨性、热氧化安定性、防腐防锈性及抗泡沫等性能，需加入多种功能添加剂，才能满足油品的要求。
早期的车辆齿轮油和工业齿轮油注重于添加剂组分的开发，对各添加剂之间的复配效果研究相对较少。ZL 97112343.8专利介绍了一种齿轮油复合剂，其腐蚀抑制剂由脂肪酸酯胺盐和磺酸盐组成，并且使用了含硼元素的磷酸酯作为含磷抗磨剂的组分。
发明内容
本发明的特点是选用磷酸酯型多效剂和膦酸酯油性剂，并与其它组分添加剂复配，调配成不同粘度等级的通用齿轮油组合物，具有优良的极压抗磨性、热氧化安定性、防腐防锈性及抗泡沫等性能。
本发明提供的通用齿轮油组合物，其组成包括：(a)大量的矿物润滑油、合成润滑油或其混合物；(b)至少一种粘度指数改进剂和/或降凝剂；(c)至少一种含硫极压剂；(d)至少一种含磷抗磨剂；(e)磷酸酯型多效剂；(f)至少一种膦酸酯油性剂；(g)至少一种金属减活剂和/或防锈剂。
所述的组分(a)的矿物润滑油包括石蜡基润滑油和中间基润滑油，如100SN、150SN、200SN、250SN、350SN、500SN、650SN中性油和90BS、120BS、150BS光亮油；150ZN、600ZN中性油和140ZNZ光亮油。合成润滑油主要是聚α-烯烃油和其氢化物，其运动粘度可以自由调整，没有特别的限制，但通常100℃的运动粘度为3-100mm2/s，优选10-50mm2/s；或40℃运动粘度为10-2000mm2/s，优选40-800mm2/s。为了使组合物的粘度符合要求，一般要选用多种润滑油，调配出齿轮油组合物的不同粘度等级的基础油。粘度等级包括SAE90、140、80W/90、85W/90、85W/140；或N68、N100、N150、N220、N320、N460、N680等。
所述的组分(b)粘度指数改进剂和/或降凝剂选自聚甲基丙烯酸酯(分子量20000-1500000)、乙丙共聚物(分子量30000-200000)、氢化苯乙烯双烯共聚物(分子量60000-600000)、聚α-烯烃(分子量5000-300000)、烷基萘等中的一种或数种。商品牌号有T602、T611、T612、T801、T803等。以润滑油重量为100％计，其含量为0.1-10.0w％，优选0.3-5w％。
所述的组分(c)含硫极压剂选自硫化烯烃、二硫化二苄、烷基多硫化物、硫化油脂等。优选硫化异丁烯烃，该产品国内外有销售，例如Lubrizol Co.的Anglamol-33，国内商品名称为T321。以润滑油重量为100％计，其含量为0.5-5.0w％，优选0.7-4.0w％。
所述的组分(d)含磷抗磨剂选自硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸复酯胺盐、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、亚磷酸二正辛酯、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二异丁酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸二异辛酯或其混合物，优选硫代磷酸复酯胺盐、硫磷酸含氮衍生物、亚磷酸二正丁酯、硫代磷酸三苯酯。以润滑油重量为100％计，其含量为0.1-3.0w％，优选0.3-2.0w％。
所述的组分(e)为是磷酸酯型多效剂，其结构式为
(R1O)(R2O)P(O)OH·H2NR3
其中R1，R2为相同或不同的C3-C20的直链或支链的烷基、芳基；R3为C3-C28的直链或支链的烷基、芳基。一种可适用于本发明的商品是异辛基酸性磷酸酯胺盐，产品代号T308B。以润滑油重量为100％计，其含量为0.005-2.0w％，优选0.05-1.0w％。
所述的组分(f)膦酸酯油性剂为1-羟基乙叉-1，1-二膦酸酯。其结构为：
其中R1，R2为相同或不同的C2-C20的直链或支链的烷基、芳基；R3，R4为相同或不同的C2-C22的直链或支链的烷基、芳基。制备方法参见ZL 96118423.X。以润滑油重量为100％计，其含量为0.005-1.5w％，优选0.05-0.8w％。
所述的组分(g)是金属减活剂和/或防锈剂，可以是苯三唑型或噻二唑型金属减活剂、磺酸盐型防锈剂，如苯并三氮唑、苯三唑-醛-胺缩合物、噻二唑多硫化物、石油磺酸钙、镁或合成磺酸钙、镁中的一种或数种。商品牌号有T706、T551、T561、T102、T103、T105、T106等，以润滑油重量为100％计，其含量为0.01-1.0w％，优选0.01-0.5w％。
本发明提供的齿轮油组合物是按以下方法制备的：根据组合物的粘度等级，将一种或几种所述组分(a)的矿物润滑油、合成润滑油或其混合物按所需比例加入到带搅拌器的调合釜中，再加入粘度指数改进剂和/或降凝剂，在60-90℃下调配成组合物的基础油，在此基础油中再加入极压剂、抗磨剂、油性剂、金属减活剂、防锈剂等添加剂进行调合，得到本发明的组合物。
本发明提供的齿轮油组合物是由数种添加剂与基础油按一定比例调制而成，使油品具有优良的极压抗磨性、热氧化安定性、防腐防锈性及抗泡沫等性能。磷酸酯型多效剂除增加油品的极压抗磨性外，还兼具防锈性，从而可以降低磺酸盐型防锈剂的用量，也因此减少了磺酸盐型防锈剂与含硫极压剂之间的对抗效应。膦酸酯与含硫极压剂复合使用，不仅有增效作用，还能提高油品的热氧化安定性。减少了添加剂的总用量，提高了组合物的经济性和实用性，可满足不同粘度等级和不同规格的车辆齿轮油的使用要求。用于车辆的手动变速箱和后桥齿轮的润滑，各项性能指标符合GB13895-92规格要求；也可用于不同粘度等级的工业齿轮油，各项性能指标符合GB 5903-1995和USS 224规格标准。此外，本发明各组分添加剂复配效果好，使用方便。
具体实施方式
实例1
首先配制本发明通用齿轮油组合物的基础油。在带搅拌器的调和釜中，加入25w％HVI100SN矿物油、75w％HVI 120BS矿物油，并加入1.0w％降凝剂聚α-烯烃和0.6w％粘度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，在70-80℃下搅拌1-3h，得到本发明组合物的80W/90基础油。然后在此基础油中加入3.0w％硫化异丁烯、1.0w％硫代磷酸三苯酯、0.03w％苯并三氮唑、0.2w％膦酸酯、0.05w％合成磺酸钙、0.5w％异辛基酸性磷酸酯胺盐。继续保温搅拌1-3h，由此得到本发明通用齿轮油组合物。结果见表1。
实例2
首先配制本发明通用齿轮油组合物的基础油。在带搅拌器的调和釜中，加入聚α-烯烃合成油(40℃运动粘度336mm2/s)，并加入0.8w％粘度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，在70-80℃下搅拌1-3h，得到本发明组合物的N320基础油。然后在此基础油中加入0.85w％硫化异丁烯、0.5w％硫代磷酸复酯胺盐、0.03w％甲苯并三氮唑、0.1w％膦酸酯、0.03w％石油磺酸钙、0.1w％异辛基酸性磷酸酯胺盐，继续保温搅拌1-3h，由此得到本发明通用齿轮油组合物。结果见表2。
实例3
首先配制本发明通用齿轮油组合物的基础油。在带搅拌器的调和釜中，加入45w％HVI350SN矿物油、55w％聚α-烯烃合成油(100℃运动粘度32.6mm2/s)，并加入0.8w％粘度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯，在70-80℃下搅拌1-3h，得到本发明组合物的85W/90基础油。然后在此基础油中加入1.5w％硫化异丁烯、0.6w％硫磷酸含氮衍生物、0.04w％噻二唑多硫化物、0.15w％膦酸酯、0.13w％异辛基酸性磷酸酯胺盐。继续保温搅拌1-3h，由此得到本发明通用齿轮油组合物。结果见表3。
表180W/90GL-5齿轮油组合物主要性质
| 项目 | 指标 | 实例1 | 试验方法 |
| 100℃运动粘度，mm2/s-26℃表观粘度，Pa·S铜片腐蚀(121℃，3h)，级起泡性(ml)24℃93℃后24℃闪点(开口)，℃CRC L-33CRC L-37CRC L-42CRC L-60 | 13.5-24.0≯150≯3≯20/0≯50/020/0≮165通过通过通过通过 | 16.871353b0100224通过通过通过通过 | GB/T 265GB/T 11145GB/T 5096GB/T 12579GB/T 267SH/T 0517SH/T 0518SH/T 0519SH/T 0520 |
表2 N320L-CKD工业齿轮油组合物主要性质
| 项目 | 指标 | 实例2 | 试验方法 |
| 运动粘度，40℃，mm2/s粘度指数闪点(开口)，℃倾点，℃水分，％机械杂质，％抗乳化性(82℃)油中水，％乳化层，ml总分离水，ml氧化安定性，ΔV100℃，％(121℃，312h)FZG齿轮试验，通过级Timken OK值，N铜片腐蚀(100℃，3h)，级锈蚀试验蒸馏水合成海水泡沫性能(ml/ml)24℃93℃后24℃ | 288-352≥90≮200≯-8痕迹≯0.02≯2.0≯1.0≮80≯6≮112671b无锈无锈75/1075/1075/10 | 32192221-13无无0.50.1581.82.812级未失效2671b无锈无锈20/55/010/0 | GB/T 265GB/T 2541GB/T 267GB/T 3535GB/T 260GB/T 511GB/T 8022SH/T 0024SH/T 0306GB/T 11144GB/T 5096GB/T 11143GB/T 12579 |
表3 85W/90GL-4齿轮油组合物主要性质
| 项目 | 指标 | 实例3 | 试验方法 |
| 100℃运动粘度，mm2/s-12℃表观粘度，Pa·S铜片腐蚀(121℃，3h)，级起泡性(ml)24℃93℃后24℃闪点(开口)，℃机械杂质，％四球试验PB，NZMZ，ND(196N，60min)，mm | 13.5-24≯150≯3≯20≯50≯20≮180≯0.05 | 19.241141b0502230.0183343.860.30 | GB/T 265GB/T 11145GB/T 5096GB/T 12579GB/T 267GB/T 511GB/T 3142 |
Claims (13)
1.一种通用齿轮油组合物，包括：
(a)矿物润滑油、合成润滑油或其混合物；
(b)至少一种选自聚甲基丙烯酸酯、乙丙共聚物、氢化苯乙烯双烯共聚物、聚α-烯烃、烷基萘的粘度指数改进剂和/或降凝剂，以润滑油重量为100％计，含量为0.1-10.0w％；
(c)至少一种选自硫化烯烃、二硫化二苄、烷基多硫化物、硫化油脂的含硫极压剂，以润滑油重量为100％计，含量为0.5-5.0w％；
(d)至少一种选自硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸复酯胺盐、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二异丁酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸二异辛酯的含磷抗磨剂，以润滑油重量为100％计，含量为0.1-3.0w％；
(e)结构式为(R1O)(R2O)P(O)OH·H2NR3的磷酸酯型多效剂，结构式中R1、R2为C3-C20的烷基或芳基，R3为C3-C28的烷基或芳基，以润滑油重量为100％计，含量为0.005-2.0w％；
(f)1-羟基乙叉-1，1-二膦酸酯油性剂，以润滑油重量为100％计，含量为0.005-1.5w％；
(g)至少一种苯三唑型或噻二唑型金属减活剂和/或磺酸盐型防锈剂，以润滑油重量为100％计，含量为0.01-1.0w％。
2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，矿物润滑油选自100SN、150SN、200SN、250SN、350SN、500SN、650SN中性油；90BS、120BS、150BS光亮油；150ZN、600ZN中性油；140ZNZ光亮油；合成油选自聚α-烯烃油，其100℃运动粘度为3-100mm2/s或40℃运动粘度为10-2000mm2/s。
3.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(b)中，聚甲基丙烯酸酯的数均分子量为20000-1500000、乙丙共聚物的分子量为30000-200000、氢化苯乙烯双烯共聚物的分子量为60000-600000、聚α-烯烃的分子量5000-300000。
4.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(b)的含量为0.3-5w％。
5.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(c)的含量为0.7-4.0w％。
6.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(d)选自硫代磷酸复酯胺盐、硫磷酸含氮衍生物、亚磷酸二正丁酯、硫代磷酸三苯酯。
7.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(d)的含量为0.3-2.0w％。
8.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(e)为异辛基酸性磷酸酯胺盐。
9.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(e)的含量为0.05-1.0w％。
10.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(f)的含量为0.05-0.8w％。
11.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(g)选自苯并三氮唑、苯三唑-醛-胺缩合物、噻二唑多硫化物、石油磺酸钙、镁或合成磺酸钙、镁中的一种或数种。
12.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(g)的含量为0.01-0.5w％。
13.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，由矿物润滑油、合成润滑油或其混合物与粘度指数改进剂和/或降凝剂配制成的基础油的粘度等级为SAE90、140、80W/90、85W/90、85W/140；或N68、N100、N150、N220、N320、N460、N680。
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