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CN106367169B - 一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油及其制备方法 - Google Patents

一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油及其制备方法，所述全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油包括以下组分：合成基础油、无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂、抗氧防胶剂、粘度指数改进剂、降凝剂、摩擦改进剂、防锈剂；所述合成基础油为Ⅳ类基础油。本发明的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油有着优异的极压抗磨性能、热稳定性和防锈抗腐蚀能力，满足设备高温、低温下启动和重负荷的需求，提高设备齿轮和轴承的使用寿命。同时，全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油配方中所添加的无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂可协同作用，从而降低接触面表面的摩擦系数，提高齿轮油承受极端压力和超负荷的能力，对齿轮和轴承部件表面具有突出的抗磨减摩作用。

Description

一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油技术领域，特别是一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油。
背景技术
齿轮是近代机器设备中应用最广泛的一种传动零件,随着科学技术的发展,齿轮承载能力越来越大,转速越来越高,齿面间摩擦力越来越大,工作时油温升高，加速齿轮齿面的摩擦磨损,甚至胶合失效。因此齿轮的润滑显得尤为重要。特别是机械、冶金、矿山等重型机械设备多属重负荷、中低速,而且频繁启动,承受冲击载荷,要求润滑油适合高温、高负荷。这就要求润滑油不但要有好的极压抗磨性能,还要有优异的抗氧化性和热稳定性,以满足各种工况的需要。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术调制出的工业齿轮油存在如下问题:
1、现有工业齿轮油普遍存在着极压、抗磨性能不足，齿轮装置工作面的磨损很大；
2、齿轮油的工作温度比较宽，在与空气、金属、杂质等的接触中，在高温下的齿轮油容易发生氧化，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；
3、齿轮油中的极性添加剂易与齿轮装置中某些合金部件发生反应，造成部件腐蚀；
4、热稳定性的不足，齿轮油中一些添加剂在低温储存时，容易析出，而在高温下添加剂之间又可能相互反应而生成沉淀，降低使用性能。
发明内容
为解决上述传统齿轮油所存在的问题，需要提供一种具有较高的极压抗磨性能、热稳定性和抗氧化性的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油及其制备方法。
为此，发明人提供了如下技术方案：
一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油，其包括以下重量份数的组分：
进一步地，所述全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油的基础油为Ⅳ类基础油，是由纯碳10烯烃经聚合、催化等复杂的化学反应炼制而成。与矿物基础油相比，合成基础油具有极强的抵抗外力的能力，其突出的热稳定性、抗氧化性、抗粘度变化的能力、抗剪切能力都要比矿物油强得多，能保证在很高的操作温度和负荷下，仍能保证传动系统的各个部件不受磨损。合成基础油为在100℃下运动粘度为102mm2/s、倾点为-39℃、闪点为290℃或在100℃下运动粘度为137mm2/s、倾点为-36℃、闪点为295℃的合成高分子基础油。所述合成基础油由英力士贸易(上海)有限公司提供，为Durasyn 180R、Durasyn 180I其中的一种或两种混合。
进一步地，所述无硫磷有机钼减摩剂为脂肪酸、羟乙基乙二胺、氧化钼混合物；所述无硫磷有机钼减摩剂可降低摩擦系数，提高齿轮油承受极端压力和负荷的能力，对齿轮和轴承部件表面具有抗磨减摩作用。其作用机理为：所述无硫磷有机钼减摩剂与摩擦表面做突体凸峰反应，生成铁与钼的低熔点共熔合金，即摩擦聚合物，使金属发生塑性变形；反应产物集聚到摩擦表面微观凹谷中，从而使摩擦表面光滑，产生抗磨损效果。同时，所述无硫磷有机钼减摩剂具有类似表面活性剂的结构，其极性端吸附于金属表面，油性脂肪酸长链伸入润滑油膜中，形成整齐排列的表面膜，从而减少金属之间的直接摩擦，起到减摩作用。所述无硫磷有机钼减摩剂由安能化学有限公司提供。
进一步地，所述硼酸盐极压抗磨剂为硼酸盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐、苯三唑醛胺缩合物混合物，具有突出的极压抗磨性和较好的抗氧化性，同时不含活性硫，对金属机件无腐蚀作用。所述硼酸盐极压抗磨剂由青岛利宝石油添加剂有限公司提供。
进一步地，所述抗氧防胶剂为二叔丁基对甲酚，所述抗氧防胶剂由沈阳华伦油品化学有限公司提供。
进一步地，所述粘度指数改进剂为氢化苯乙烯与异戊二烯共聚物，由于加入了粘度指数改进剂，使得制备的齿轮油具有良好的剪切稳定性和低温性，达到节省油耗的目的。所述的粘度指数改进剂由荷兰BRB(碧乐璧)公司提供，产品型号为Viscotech6540、Viscotech6545或Viscotech6550。
进一步地，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯，所述的降凝剂由辽宁锦州惠发天合化学有限公司提供。
进一步地，所述摩擦改进剂为苯三唑脂肪酸胺盐，该类化合物对金属有很强的亲和力，可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，从而减少摩擦和磨损。所述摩擦改进剂由沈阳华仑油品化学有限公司提供。
进一步地，所述防锈剂为烯烃丁二酸，其可在金属表面形成一层薄膜防止金属不受氧气与水的侵蚀。所述防锈剂由沈阳华伦油品化学有限公司提供。
本发明还提供一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1、按重量份配比，将合成型基础油投入反应釜中，搅拌并加热至60～65℃；
2、在反应釜中依次投入降凝剂、粘度指数改进剂后在500r/min的转速下搅拌30分钟；
3、在反应釜中投入无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂后，在300～400r/min转速下继续搅拌60～90分钟；
4、在反应釜中依次投入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂后，在100～200r/min转速下搅拌75～90分钟；
5、将反应釜中物料输送到储存罐中静置60分钟以上，得到所述全合成齿轮油。
区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：
本发明的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油产品，有着优异的极压抗磨性能、热稳定性和防锈抗腐蚀能力，满足设备，特别是大型设备高温、低温下启动和重负荷的需求，提高设备齿轮和轴承的使用寿命。同时，全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油配方中所添加的无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂可协同作用从而降低摩擦系数，提高齿轮油承受极端压力和超载荷的能力，对齿轮和轴承部件表面具有明显的抗磨减摩作用。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
第1实施例：
一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
步骤2：在反应釜中加入合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂，在350r/min的转速下搅拌70分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在150r/min的转速下搅拌80分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置60分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第2实施例：
一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
步骤2：在反应釜中加入Durasyn 180R合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂，在400r/min的转速下搅拌60分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在100r/min的转速下搅拌90分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置65分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第3实施例：
一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油的制备方法，包括如下步骤：
步骤2：在反应釜中加入Durasyn 180R合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂，在300r/min的转速下搅拌90分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在200r/min的转速下搅拌75分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置70分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
实施例4-7
本实施例和第3例的区别在于，改变步骤4中的无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂的重量份数，无硫磷有机钼减摩剂的重量份数依次为：1.0、1.2、1.5、1.9，硼酸盐极压抗磨剂的重量份数依次为：1.2、1.2、1.4、1.4；
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第8实施例：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
步骤2：在反应釜中加入Durasyn 180I合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂，在300r/min的转速下搅拌80分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在200r/min的转速下搅拌75分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置60分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第9实施例：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
步骤2：在反应釜中加入Durasyn 180I合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂，在400r/min的转速下搅拌70分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在200r/min的转速下搅拌90分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置90分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第10实施例：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
步骤2：在反应釜中加入Durasyn 180I合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂，在400r/min的转速下搅拌80分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在150r/min的转速下搅拌85分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置80分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
实施例11-14
本实施例和第3例的区别在于，改变步骤4中的无硫磷有机钼减摩剂和硼酸盐极压抗磨剂的重量份数，无硫磷有机钼减摩剂的重量份数依次为：1.0、1.2、1.5、1.9，硼酸盐极压抗磨剂的重量份数依次为：1.6、1.6、1.8、1.8；
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第15实施例：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
合成基础油(Durasyn 180I与Durasyn 180R按重量份数比1：1的混合)95份
步骤2：在反应釜中加入合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂，在400r/min的转速下搅拌90分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在100r/min的转速下搅拌90分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置70分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
第16实施例：
步骤1：按以下重量份数称取各组分：
合成基础油(Durasyn 180I与Durasyn 180R按重量份数比2：1的混合)90份
步骤2：在反应釜中加入合成基础油，搅拌加热至65℃；
步骤3：再往反应釜中依次加入降凝剂、粘度指数改进剂，在500r/min的转速下搅拌30分钟；
步骤4：继续往反应釜中依次加入无硫磷有机钼减摩剂、硼酸盐极压抗磨剂，在300r/min的转速下搅拌90分钟；
步骤5：最后往反应釜中依次加入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在100r/min的转速下搅拌75分钟；
步骤6：将反应釜中的物料输送到储存罐中静置60分钟，得到全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品。
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
实施例17-20
本实施例和第16例的区别在于，改变步骤4中的无硫磷有机钼减摩剂的重量份数，无硫磷有机钼减摩剂的重量份数依次为：1.0、1.2、1.5、1.9，硼酸盐极压抗磨剂的重量份数依次为：1.6、1.6、1.8、1.8；
所得的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油成品作为试验用油进行理化性能检测，以验证成品的综合性能，结果见附表1。
参比油为市售重负荷工业齿轮油。
附表1 参比油与各实施例制备所得试验用油的综合测试指标
其中，运动粘度试验的试验方法为GB/T265；粘度指数试验的试验方法为GB/T1995；四球试验的试验方法为GB/T3142；铜片腐蚀试验的试验方法为GB/T5096；防锈试验的试验方法为GB/T11143。
依据对比实施例1和实施例1-20结果，我们可以得出如下结论：按本配方配制的成品全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油与参比油市售重负荷工业齿轮油相比，热稳定性、抗氧化性、抗粘度变化的能力、抗剪切能力都要比参比油强得多，能保证在齿轮工作面在较高的操作温度和高载荷下，仍能保证传动系统的各个部件不受磨损。
本发明实施例3制备的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油经过某水泥厂的传动齿轮机使用，使用结果显示：本发明的工业齿轮油与市售齿轮油相比，减轻了轮齿间的30％左右的摩擦；在同等温度水平下，实施例3的换油周期延长至市售齿轮油的3～5倍；使用全合成工业齿轮油后的齿轮组运转效率比市售齿轮油提高了18％。由此也说明了本发明制备的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油具有非常优异的的极压润滑性能，热稳定性和防锈抗腐蚀能力，可以提高设备齿轮和轴承的使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油，其特征在于，其组分及重量份为：
所述合成基础油为Ⅳ类基础油；
所述合成基础油成分为碳10烯烃，为在100℃下运动粘度为102mm2/s、倾点为-39℃、闪点为290℃或在100℃下运动粘度为137mm2/s、倾点为-36℃、闪点为295℃的合成高分子基础油，其中任意一种或两种的组合；
所述无硫磷有机钼减摩剂为脂肪酸、羟乙基乙二胺、氧化钼混合物；
所述硼酸盐极压抗磨剂为硼酸盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐、苯三唑醛胺缩合物混合物；
所述粘度指数改进剂为氢化苯乙烯与异戊二烯共聚物；
所述降凝剂为烷基萘；
所述摩擦改进剂为苯三唑脂肪酸胺盐。
2.如权利要求1所述的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油，其特征在于，所述抗氧防胶剂为二叔丁基对甲酚。
3.如权利要求1所述的全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油，其特征在于，所述防锈剂为烯烃丁二酸。
4.一种权利要求1所述全合成超载荷抗磨极压工业齿轮油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按权利要求1所述的重量份配比，将合成型基础油投入反应釜中，搅拌并加热至65℃；
S2：在反应釜中投入降凝剂、粘度指数改进剂后在500r/min的转速下搅拌30分钟；
S3：在反应釜中投入无硫磷有机钼减摩剂，在300～400r/min转速下继续搅拌60～90分钟；
S4：在反应釜中依次投入抗氧防胶剂、摩擦改进剂、防锈剂，在100～200r/min转速下搅拌75～90分钟；
S5：将反应釜中物料输送到储存罐中静置60分钟以上，得到所述齿轮油。
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