CN1962835B - 一种开式齿轮油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型开式齿轮油组合物，包括如下组分和重量百分含量：增粘剂0.2～70％，极压抗磨剂0.1～5％，抗乳化剂0.005～0.5％，油溶型摩擦改进剂0.5～8％，余量为基础油料；本发明采用油溶型摩擦改进剂替代传统的固体添加剂应用于配方中，在保证油品的粘附性，粘温特性，抗磨性等其他性能的同时，提高油品的摩擦性能，同时改善由于固体添加剂在油中分散不均匀造成的油品性能不稳定的问题；当基础油使用矿物型油作为基础油料时，依据本发明调配的产品还可以应用于浸润式和/或喷雾式润滑等不同的开式齿轮润滑方式，扩大了油品的应用范围，满足了不同设备的润滑需求。

Description

一种开式齿轮油组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物，尤其涉及一种用于开式齿轮传动系统所用润滑油组合物，属于润滑油添加剂技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，机械设备对润滑剂的质量要求越来越高。一些润滑剂产品都制定有相应的技术标准。在我国的工业生产中，各种机械运转设备中的传动与变速大多数采用齿轮装置。一般将用于润滑齿轮传动装置包括蜗轮蜗杆的润滑油称为齿轮油。齿轮油可分为开式齿轮油、工业闭式齿轮油和车辆齿轮油等类型。其中，开式齿轮油用于在暴露条件下运转齿轮的润滑，以延长其使用寿命，多用于开式、半开式齿轮箱以及低速重负荷齿轮装置的润滑系统，可广泛应用于水泥、冶金、矿业等行业的作业机械上，特别是应用在一些特大型的旋转设备上。由于开式(或半开式)传动是外露的，工作时必然要落进灰尘及其外界的各种因素的影响而引起磨损和油品变质。因此，对开式齿轮油的质量要求非常严格，要求具备良好的粘附性和粘温特性，极压性能和抗磨性，以保证油膜厚度和强度。

开式齿轮油产品主要有：沥青质开式齿轮油、精炼矿物油、润滑脂、合成型开式齿轮油/脂、胶粘润滑剂等。

沥青质及其溶剂稀释型的开式齿轮油是开式齿轮油中的传统油品，以沥青质为基础，添加一定的功能添加剂，使用前加热软化或加一些挥发性溶剂，使用时喷上或涂上，溶剂挥发后，即有一层塑性橡胶覆盖在齿面上，能阻止磨损、灰尘和水的损害。比如申请号为200410049765.0，发明名称为一种开式齿轮油，以石油沥青为基础油料以及粘附剂、极压抗磨剂、重烷基苯溶剂和包括含氯甲烷、含氯乙烷和含氯乙烯在内的2#溶剂，经混合制得稀释型开式齿轮油，还可以不加入2#溶剂，制得普通开式齿轮油。

沥青质齿轮油虽然是传统用油，但其在应用中也有一些不足：如粘温性能差，冬天易变脆，易从齿轮上剥落，造成磨损；借助加热管来升温时，加温不当可引起润滑剂的焦化或裂化；采用喷雾润滑时，容易造成喷雾系统的堵塞；抗污染能力差，易吸收和保留住脏物，造成齿轮的磨粒磨损；在齿面上分布不均匀，换油烦琐；溶剂挥发也容易造成空气污染和安全隐患等等。

润滑脂在齿轮上成膜能力强，低温下易于分散，但其也存在使用温度范围窄，清洁不好，耗量大等问题，在应用中也受到限制。

以矿物油或合成油为基础油的胶粘型润滑剂，具有性能优良、易于清理、成本不高，利于环保等特点。

目前在开式齿轮油组合物中，多使用石磨、二硫化钼等固体添加剂，加入固体添加剂存在添加剂分散不均匀，容易沉积，使不同层面的油品性能品质不同，影响贮藏性能。

因此，为提高开式齿轮油的油品性能，满足现代开式齿轮机械的工业需求，应开发新型、性能较高的开式齿轮油产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开式齿轮油组合物，其克服了上述不足，改善油品的综合性能，同时使添加剂在油品中达到充分均匀分散，保证油品性能的均匀性和油品贮藏的稳定性。

为了实现上述目的，本发明的一种新型开式齿轮油组合物，包括如下组分和含量，其中，含量以重量百分数计：

增粘剂                      0.2～70％

极压抗磨剂                  0.1～5％

抗乳化剂                    0.05～0.5％

油溶型摩擦改进剂            0.5～8％

基础油                余量；

所述增粘剂为高分子化合物，如聚异丁烯(PIB)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)、烯烃共聚物(OCP)或氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)中的任意一种或两种以上的混合物；优选的为聚异丁烯和/或烯烃共聚物。数均分子量在1000以上，100℃运动粘度在300mm²/s，优选数均分子量在2000以上，100℃运动粘度在2500mm²/s以上。

所述极压抗磨剂为硫磷型和/或硫磷氮型，如硫化烯烃、硫磷氮化合物、膦酸酯、苯三唑十八胺、硫磷酸含氮衍生物、硫代磷酸三苯酯或烷基磷酸酯胺盐等中的一种或两种以上的混合，所述硫代磷酸三苯酯为硫代磷酸三苯甲酯或硫代磷酸三苯乙酯等；所述极压抗磨剂优选为硫化烯烃、硫磷氮化合物或膦酸脂中的一种或两种以上的混合。

所述抗乳化剂为聚氧乙烯型抗乳化剂或多元醇型抗乳化剂中的一种，聚氧乙烯型抗乳化剂为胺与环氧乙烷缩合物、蓖麻油与环氧乙烷的缩合物或环氧丙烷/环氧乙烷共聚物等，多元醇型抗乳化剂为乙二醇酯、聚酯多元醇、山梨醇酐单油酸脂或聚醚多元醇等；其中以胺与环氧乙烷缩合物为佳。

所述的油溶型摩擦改进剂为有机钼盐，比如硫磷酸氧钼、硫化硫磷酸钼、有机锌钼、有机硼钼或环烷酸钼等。

其中，优选的重量百分含量为：

增粘剂                  0.5～60％

极压抗磨剂              0.3～3％

抗乳化剂                0.01～0.3％

油溶型摩擦改进剂        0.5～5％

基础油                  余量。

最优选的含量为：

增粘剂                   30～50％

极压抗磨剂               0.5～3％

抗乳化剂                 0.05～0.1％

油溶型摩擦改进剂         0.5～4％

基础油        余量。

本发明所述基础油可为沥青、矿物油型或合成型中任意一种。

所述矿物油型基础油可选用100℃时粘度大于10mm²/s的矿物油，优选为100℃时粘度25～35mm²/s的矿物油。

合成型基础油可选用聚α-烯烃(PAO)、烷基萘、双酯或多元醇酯等中的一种或两种，优选为聚α-烯烃(PAO)和双酯。

所述沥青型基础油料选用市场所售的道路石油沥青，如60号、100号、140号、180号、200号等中的一种和/或两种以上的混合物。

对本发明的矿物型基础油来说，以采用粘度高的基础油为好，要求有一定粘附能力，与其他成分有好的感受性。由于齿轮啮合表面接触高，承受高负荷，并带有冲击载荷，齿面间的滑动方向和大小急剧变化，连续性的滑动，使每次啮合需重新建立新油膜，负荷高产生摩擦热大，使油温上升，会加速油膜破坏等特殊性，因此油品应具备较好的粘附性和油性，易于粘附在齿面上，产生较好的油膜保护，以防止在齿轮运转中被挤出或甩掉。

对于极压抗磨剂来说，其在占组合物总量的0.1～5％基础上，可为单一成分，也可为多种成分的混合，其中优选的组分及在组合物总量中重量百分含量可控制为：

硫化烯烃0.1～5％

硫磷氮化合物0～3％

膦酸酯0～5％

苯三唑十八胺0～1％。

更优选为：硫化烯烃0.3～3％

硫磷氮化合物0～2％

膦酸酯0～2％

苯三唑十八胺0～0.5％。

最好为：硫化烯烃0.3～3％

硫磷氮化合物0～1％

膦酸酯0～1％

苯三唑十八胺0～0.3％。

所述极压抗磨剂中所述硫化烯烃为硫化异丁烯，所述硫磷氮化合物为硫代磷酸复酯胺盐，比如钠盐、钾盐或钙盐等。

为了提高本发明所述开式齿轮油对金属的防护能力，防止油中的活性成分腐蚀齿轮金属表面，还可加入：0～1％防锈剂，优选为0～0.5％，最优选为0～0.3％。所述防锈剂为苯三唑衍生物、磷酸酯或季戊四醇单油酸酯中的一种。所述的苯三唑衍生物为苯并三氮唑等。

齿轮油在工作中不可避免要与水和空气接触，易形成水泡和空气泡，如果其破裂会造成齿轮工作面间金属直接接触，造成齿面擦伤和磨损。所以还可在齿轮油组合物中加入抗泡剂0～0.1％，优选为10～500ppm，最优选为10～100ppm。所述抗泡剂为硅型抗泡剂或聚丙烯酸酯。所述的硅型抗泡剂为聚甲基硅油或二甲基硅油等。

本发明所述开式齿轮油组合物可采用常规的润滑油品调和方法制备，具体为：将添加剂组分(除摩擦改进剂外)分别加入到基础油中，以45～60℃温度调和2～4小时后，进行粘度、粘度指数、抗泡性能、抗乳化性能等项目的分析检测，合格后，再加入摩擦改进剂，以45～60℃温度调和2～4小时。

粘度是润滑油运动时油液内部摩擦阻力大小的量度.粘度过大的润滑油不能流到配合间隙很小的两摩擦表面之间，因而不能起到润滑作用，若粘度过小，对于开式齿轮在低速下运转，润滑油在齿轮表面的粘附性不好，同样起不到润滑作用.因此粘度是开式齿轮油的一项非常重要的控制指标.

经检测，本发明所述开式齿轮油组合物可以根据需要，调配粘度级别为100、150、220、320、460、680等级别的开式齿轮油。性能指标参见表1。

表1开式齿轮油质量指标和试验方法

本发明开式齿轮油采用油溶型摩擦改进剂，在保证油品的粘附性，粘温特性，抗磨性等其他性能的同时，改善油品的综合性能，使添加剂在保证油品的粘附性，粘温特性，抗磨性等其他性能的同时，提高油品的摩擦性能，同时改善由于固体添加剂在油中分散不均匀造成的油品性能不稳定的问题.本发明所述开式齿轮油可灵活应用于多种润滑方式中，当基础油使用矿物型油作为基础油料时，依据本发明调配的产品还可以采用手工涂抹、滴加、飞溅、浸润和喷雾等不同开式齿轮润滑方式，扩大了油品的应用范围，满足了不同设备的润滑需求.

具体实施方式

下面由具体实施例详加说明，以致更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

实施例1

开式齿轮油组合物包括：61.3％矿物油型基础油、30％聚异丁烯、4％硫化异丁烯、1％膦酸酯、0.1％胺与环氧乙烷缩合物(T1001，购自江苏省洪泽中鹏石油添加剂有限公司)、0.5％苯并三氮唑、0.1％聚甲基硅油，3％硫磷酸氧钼，含量均为重量百分含量。

其中，矿物油型基础油，选用150BS，100℃时粘度32.3mm²/s，购自台湾。

制备方法为：将各组分(除硫磷酸氧钼外)在50℃下调和3小时后，进行粘度、粘度指数、抗泡性能、抗乳化性能等项目的分析检测，合格后再加入摩擦改进剂，在50℃下调和2小时即得成品。

经检测属于150级别开式齿轮油，具体性能检测结果见表2。

表2实施例1开式齿轮油性能检测结果

实施例2

开式齿轮油组合物包括：40.9％聚α-烯烃(PAO-100)合成型基础油、50％OCP、3％硫代磷酸复酯胺钠盐、2％膦酸酯、3％硫化硫磷酸钼、500ppm乙二醇酯、1％磷酸酯、500ppm二甲基硅油。

制备方法为：将各组分在50℃下调和4小时后，进行粘度、粘度指数、抗泡性能、抗乳化性能等项目的分析检测，再加入摩擦改进剂硫化硫磷酸钼，在50℃下再调和2小时即得成品。

经检测属于320级别开式齿轮油，具体性能检测结果见表3。

表3实施例2开式齿轮油性能检测结果

实施例3-7

开式齿轮油组合物各成分及含量如表4，制备方法同实施例2。

表4

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施的范围。所以凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及精神所为均是等同变化或修饰，均应包括于本发明的申请专利范围之内。

Claims (7)

1.一种开式齿轮油组合物，其特征在于，由如下组分按重量百分比组成：

增粘剂                      0.2～70％

极压抗磨剂                  0.1～5％

抗乳化剂                    0.005～0.5％

油溶型摩擦改进剂            0.5～8％

基础油                      余量；

所述增粘剂选自聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯或氢化苯乙烯双烯共聚物中的一种以上；

所述极压抗磨剂选自硫化烯烃或硫代磷酸复酯胺盐中的一种以上；

所述抗乳化剂为胺与环氧乙烷缩合物、蓖麻油与环氧乙烷的缩合物、环氧丙烷/环氧乙烷共聚物、乙二醇酯或聚酯多元醇；

所述的油溶型摩擦改进剂为有机钼盐。

2.根据权利要求1所述的开式齿轮油组合物，其特征在于，所述的油溶型摩擦改进剂选自硫化硫磷酸钼、有机锌钼、有机硼钼或环烷酸钼中的一种。

3.根据权利要求1所述的开式齿轮油组合物，其特征在于，由如下组分按重量百分比组成：

增粘剂                      30～50％

极压抗磨剂                  0.5～3％

抗乳化剂                    0.05～0.1％

油溶型摩擦改进剂            0.5～4％

基础油                      余量。

4.根据权利要求1所述的开式齿轮油组合物，其特征在于，所述基础油为沥青型基础油、矿物油型基础油或合成型基础油中任意一种。

5.根据权利要求4所述的开式齿轮油组合物，其特征在于，所述矿物油型基础油为100℃时粘度25～35mm²/s的矿物油。

6.根据权利要求4所述的开式齿轮油组合物，其特征在于，所述合成型基础油选用聚α-烯烃、烷基萘、双酯或多元醇酯中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的开式齿轮油组合物，其特征在于，所述硫化烯烃为硫化异丁烯，所述硫代磷酸复酯胺盐为钠盐、钾盐或钙盐。