CN103045333B - 一种高低温通用型合成润滑油组合物及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高低温通用型合成润滑油组合物及其制备方法。所述合成润滑油组合物含有基础油和多种添加剂，所述基础油由APIIV类油和APIV类油组成，二者的质量比为4～9:1。所述添加剂为极压抗磨剂、抗氧化剂、金属减活剂和防锈剂的优化组合。本发明提供的润滑油组合物与现有润滑油相比，具有更优异的低温性能，在保证100℃高温运动粘度不小于5mm2/s的前提下，其–40℃低温运动粘度远小于现有产品的粘度，能够在–40℃严寒区使用，从而保证机械设备在严寒区的正常运转，满足润滑油组合物南北通用、冬夏通用的使用要求，适用于机械装备减速器的润滑。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油化工产品，具体地说是一种高低温通用型合成润滑油组合物及其制作方法。
背景技术
润滑油是用在各种类型机械设备上以减少摩擦，保护机械设备及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。但由于现有润滑油通用性差，其低温粘度很大，–30℃的运动粘度为6150mm2/s，-40℃的运动粘度无法测量，只能用于使用环境温度在–30℃以上的地区。在-40℃严寒地区，现有润滑油不能满足装备通用性的用油要求，需要更换低粘度级别的专用油料。由于我国气温差别很大，南北不同地区的冬夏温度经历从-40℃到50℃的悬殊温差，所以各类机械设备经常需要按照季节变化或是地区调动进行换油，大大增加了机械设备的维护成本；而且，近年来极端低温频现，客观上也对润滑油的低温使用性能提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目之一的就是提供一种高低温通用型合成润滑油组合物，以解决现有润滑油在南北地区或冬夏季节不能通用的问题。
本发明的目之二的就是提供一种高低温通用型合成润滑油组合物的制作方法，以制备出能在南北地区或冬夏季节通用的润滑油组合物。
本发明的目的之一是这样实现的：一种高低温通用型合成润滑油组合物，该润滑油组合物是以基础油配以添加剂组成；所述基础油由API分类的IV类油和V类油组成，所述IV类油和所述V类油的质量比为4～9:1；所述添加剂包括极压抗磨剂、抗氧化剂、金属减活剂和防锈剂，所述添加剂占所述基础油的质量百分比分别是：
极压抗磨剂 0.1～1.5％，
抗氧化剂 0.2～3％，
金属减活剂 0.02～0.05％，
防锈剂 1～3％。
所述基础油中IV类油和V类油的优选质量比为4.5～7:1。
所述极压抗磨剂为含磷极压抗磨剂，所述含磷极压抗磨剂为磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二正丁酯、胺中和脂族醇磷酸酯或磷酸三甲酚酯中的任意一种。
所述含磷极压抗磨剂优选胺中和脂族醇磷酸酯或磷酸三甲酚酯中的任意一种。
所述抗氧化剂为屏蔽酚型抗氧化剂，所述屏蔽酚型抗氧化剂为2,6–二叔丁基酚、2,4,6–三叔丁基酚、2,6–二叔丁基对甲酚或高分子量酚中的任意一种。
所述屏蔽酚型抗氧化剂优先2,6–二叔丁基对甲酚或高分子量酚中的一种。
所述金属减活剂为苯三唑衍生物或噻二唑衍生物，所述苯三唑衍生物为N,N′-二烷基氨基亚甲基苯三唑，所述噻二唑衍生物为噻二唑多硫化物。
所述防锈剂为中性二壬基萘磺酸钡。
所述防锈剂为磺酸钙和羧酸钙任意比例的混合物。
本发明中的基础油由选自API分类的IV类油和V类油组成，其中API基础油的分类以及各分类特性如表1所示：
表1：API基础油分类
API分类的IV类油的聚α-烯烃（PAO2、PAO4、PAO6、PAO8、PAO10等）的化学成分为梳状结构的癸烯低聚物，具有比矿物油优越的粘度指数和极低的倾点，有宽的操作温度范围，在低温下粘度低，有优异的低温流动性，并且与酯类油的混溶性好。这些特点使API分类的IV类油在低温应用中极具吸引力。具体地，API分类的IV类油为聚α-烯烃中的PAO6基础油，其100℃运动粘度为5.0～7.0mm2/s，40℃运动粘度为25～40mm2/s，闪点≥213℃，倾点≤-58℃，粘度指数≥124。
API分类的V类油为酯类油中的一种双酯组分。所述酯类油具有独特“哑铃结构”和高极性，其哑铃结构的线性二元酸部分有较好的粘度指数，支链末端使其有极低的倾点，线性部分末端的支链部分，围绕酯链自由旋转很好，使其具有优异的粘度指数和倾点。具体地，100℃运动粘度为2.4～4.4mm2/s，40℃运动粘度为9.5～20mm2/s，闪点为207～247℃，倾点为-57～-65℃，粘度指数为126～149。
本发明中所用的添加剂包括极压抗磨剂、抗氧化剂、金属减活剂和防锈剂。添加剂用来进一步增强润滑油本身的机械性能，从而满足机械设备对润滑油的多方面的使用要求。
本发明的目的之二是这样实现的：一种高低温通用型合成润滑油组合物的制作方法，包括以下步骤：
a、按权利要求1所述的质量份比称取基础油和添加剂；
b、将所称取的添加剂加入到所述基础油中API分类的V类油中，在60～80℃条件下恒温搅拌1～3小时，得混合物；
c、将所称取的所述基础油中API分类的IV类油加入到b步骤制得的混合物中，在80～100℃条件下恒温搅拌1～5小时，即成高低温通用型合成润滑油。
本发明解决了现有润滑油在南北地区或冬夏季节不能通用的问题，进而减少甚至避免了因机械装备在不同地区间调动或在不同季节中使用所必须要做的换油工作，由此降低了各类机械设备的维护成本。
本发明中添加剂的筛选及其与基础油之间的配比及优化，大幅度提高了合成润滑油的机械性能，使得本发明润滑油组合物不仅低温性能更为优异，而且具有适宜的高温粘度、极高的闪点和极低的倾点，并且还具有足够的极压抗磨性能、优异的氧化安定性能和防锈性能，适于对减速器的润滑，满足了润滑油组合物南北通用、冬夏通用的使用要求。
本发明提供的润滑油组合物与现有润滑油相比，具有更优异的低温性能，在保证100℃高温、运动粘度不小于5mm2/s的前提下，其–40℃低温运动粘度远小于现有产品的粘度，能够在–40℃严寒区使用，适用温度更低，从而保证了机械设备在严寒地区的正常运转。
具体实施例
下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例1：
取胺中和脂族醇磷酸酯0.5kg，2,6二叔丁基对甲酚0.5kg，N，N′二烷基氨基亚甲基苯三唑0.02kg，中性二壬基萘磺酸钡3kg，然后依次加入到API分类的V类油10kg中，在80℃恒温搅拌1小时，得混合物；然后将API分类的IV类油90kg加入到上述的混合物中，在80℃恒温搅拌1小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例2：
取亚磷酸二正丁酯0.5kg，2,6二叔丁基对甲酚2.5kg，V，N′二烷基氨基亚甲基苯三唑0.03kg，中性二壬基萘磺酸钡2kg，然后依次加入到API分类的V类油12.5kg中，在60℃恒温搅拌1小时，得混合物；然后将API分类的IV类油87.5kg加入到上述的混合物中，在90℃恒温搅拌5小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例3：
取胺中和脂族醇磷酸酯1kg，2,6–二叔丁基对甲酚1kg，N，N′–二烷基氨基亚甲基苯三唑0.03kg，中性二壬基萘磺酸钡2kg，然后依次加入到API分类的V类油15kg中，在70℃恒温搅拌2小时，得混合物；然后将API分类的IV类油85kg加入到上述的混合物中，在100℃恒温搅拌2小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例4：
取磷酸三乙酯0.1kg，2,6–二叔丁基酚0.2kg，NN′–二烷基氨基亚甲基苯三唑0.05kg，中性二壬基萘磺酸钡1kg，然后依次加入到API分类的V类油18.2kg中，在80℃恒温搅拌3小时，得混合物；然后将API分类的IV类油81.8kg加入到上述的混合物中，在85℃恒温搅拌3小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例5：
取胺中和脂族醇磷酸酯1.5kg，2,6–二叔丁基对甲酚1.5kg，NN′–二烷基氨基亚甲基苯三唑0.05kg，中性二壬基萘磺酸钡1kg，然后依次加入到API分类的V类油20kg中，在60℃恒温搅拌1小时，得混合物；然后将API分类的IV类油80kg加入到上述的混合物中，在90℃恒温搅拌4小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例6：
取磷酸三甲酚酯0.25kg，高分子量酚0.25kg，噻二唑多硫化物0.02kg，磺酸钙1kg，羧酸钙1kg，然后依次加入到API分类的V类油10kg中，在70℃恒温搅拌2小时，得混合物；然后将API分类的IV类油90kg加入到上述的混合物中，在95℃恒温搅拌5小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例7：
取磷酸三甲酚酯1.0kg，高分子量酚3.0kg，噻二唑多硫化物0.05kg，磺酸钙0.5kg，羧酸钙1.5kg，然后依次加入到API分类的V类油12.5kg中，在80℃恒温搅拌3小时，得混合物；然后将API分类的IV类油87.5kg加入到上述的混合物中，在100℃恒温搅拌1小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例8：
取磷酸三苯酯0.5kg，高分子量酚0.5kg，噻二唑多硫化物0.04kg，中性二壬基萘磺酸钡1.5kg，然后依次加入到API分类的V类油15kg中，在60℃恒温搅拌3小时，得混合物；然后将API分类的IV类油85kg加入到上述的混合物中，在80℃恒温搅拌2小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例9：
取磷酸三甲酚酯0.8kg，高分子量酚0.2kg，噻二唑多硫化物0.02kg，中性二壬基萘磺酸钡2kg，然后依次加入到API分类的V类油11.2kg中，在70℃恒温搅拌2小时，得混合物；然后将API分类的IV类油88.8kg加入到上述的混合物中，在90℃恒温搅拌3小时，制成高低温通用型合成润滑油。
实施例10：
取磷酸三丁酯1.0kg，2,4,6–三叔丁基酚1.0kg，噻二唑多硫化物0.05kg，中性二壬基萘磺酸钡1kg，然后依次加入到API分类的V类油20kg中，在80℃恒温搅拌1小时，得混合物；然后将API分类的IV类油80kg加入到上述的混合物中，在100℃恒温搅拌4小时，制成高低温通用型合成润滑油。
本发明的基础油中的API IV类油和API V类油及各种添加剂均为普通市售商品。
对比例：
取邻叔丁基酚1.0kg，苯并三唑0.8kg，硫化异丁烯1.0kg，然后依次加入到矿物油100kg中，在100℃下恒温搅拌1小时，制成润滑油。
取邻叔丁基酚0.5kg，苯并三唑0.02kg，硫化异丁烯0.5kg，山梨糖醇单油酸酯0.5kg，然后依次加入到半合成油100kg中，在100℃下恒温搅拌1小时，制成润滑油。
实施例11：
对本发明中的实施例中制备的产品进行性能测定，其检测标准依照下列标准进行：
GB/T265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法；
GB/T3535石油产品倾点测定法；
SH/T0450合成油氧化腐蚀测定法；
GB/T7304石油产品和润滑剂酸值测定法（电位滴定法）；
SH/T0471航空涡轮润滑油在低温下静置后的运动粘度和粘度变化测定法；
SH/T0189润滑油抗磨损性能测定法（四球机法）；
检测结果如表2所示：
根据上述测试结果表明，本发明制备的润滑油组合物均满足相应标准，与现有润滑油相比，具有更优异的低温性能，在保证100℃高温运动粘度不小于5mm2/s的前提下，其-40℃低温运动粘度也能满足实际使用需求，可见，本发明提供的润滑油能够在-40℃严寒地区使用，甚至适用温度更低的环境使用，可以保证机械设备在严寒地区的正常运转，满足润滑油组合物南北通用、冬夏通用的使用要求。
Claims (9)
1.一种高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，该润滑油组合物是以基础油配以添加剂组成；所述基础油由API分类的IV类油和V类油组成，所述IV类油和所述V类油的质量比为4～9:1；所述添加剂包括极压抗磨剂、抗氧化剂、金属减活剂和防锈剂，所述添加剂占所述基础油的质量百分比分别是：
所述极压抗磨剂为含磷极压抗磨剂，所述含磷极压抗磨剂为磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亚磷酸二正丁酯、胺中和脂族醇磷酸酯或磷酸三甲酚酯中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述基础油中IV类油和V类油的质量比为4.5～7:1。
3.根据权利要求1所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述含磷极压抗磨剂为胺中和脂族醇磷酸酯或磷酸三甲酚酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述抗氧化剂为屏蔽酚型抗氧化剂，所述屏蔽酚型抗氧化剂为2,6–二叔丁基酚、2,4,6–三叔丁基酚、2,6–二叔丁基对甲酚或高分子量酚中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述屏蔽酚型抗氧化剂为2,6–二叔丁基对甲酚或高分子量酚。
6.根据权利要求1所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述金属减活剂为苯三唑衍生物或噻二唑衍生物，所述苯三唑衍生物为N,N′–二烷基氨基亚甲基苯三唑，所述噻二唑衍生物为噻二唑多硫化物。
7.根据权利要求1所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述防锈剂为中性二壬基萘磺酸钡。
8.根据权利要求1所述的高低温通用型合成润滑油组合物，其特征在于，所述防锈剂为磺酸钙和羧酸钙任意比例的混合物。
9.一种权利要求1所述高低温通用型合成润滑油组合物的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、按权利要求1所述的质量份比称取基础油和添加剂；
b、将所称取的添加剂加入到所述基础油中API分类的V类油中，在60～80℃条件下恒温搅拌1～3小时，得混合物；
c、将所称取的所述基础油中API分类的IV类油加入到b步骤制得的混合物中，在80～100℃条件下恒温搅拌1～5小时，即成高低温通用型合成润滑油。
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