CN107312598B

CN107312598B - 一种低温超重负荷合成齿轮油

Info

Publication number: CN107312598B
Application number: CN201710531013.5A
Authority: CN
Inventors: 赫常山
Original assignee: Beijing Yashike Laien Petroleum Chemical Co ltd
Current assignee: Beijing Yashike Laien Petroleum Chemical Co ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: CN107312598A

Abstract

本发明涉及一种低温超重负荷合成齿轮油，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2‑0.3％。本发明的齿轮油具有极好的低温性能，能够有效延长油品的使用周期，并且通过硼酸盐形成的固体硼酸盐膜具有良好的抗极压性，能够承受极大的负荷，具有优异的抗磨减摩性。

Description

一种低温超重负荷合成齿轮油

技术领域

本发明涉及润滑油领域，尤其涉及一种低温超重负荷合成齿轮油。

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的润滑油称为齿轮油。

当今汽车领域的发展趋势为节能和环保，汽车厂商为了提高燃油经济性，汽车车体采用流线型设计及更低的底盘设计，从而使得车辆的空气动力学性能更趋合理，车辆在行驶时空气阻力减小；同时也使得流过变速箱和驱动桥外表面的空气流量也减少，车辆的散热性能变差，摩擦热难以散发，后桥和变速箱的工作温度大大提高，而使用条件苛刻将导致齿轮油的油品氧化和密封件老化的加速。

另外，因矿山开采、水利和交通等重大基础设施建设需要，重型、超重型载货车辆越来越多，而且我国重载卡车普遍存在严重超载的事实，卡车载荷的增加使得驱动桥齿轮传动功率增加，而驱动桥齿轮的几何尺寸并没有很大变化，因此导致齿面压力增加，温度升高，如果再成倍增加载荷的情况下，如若没有足够的油膜保护，或油膜破裂，将发生干摩擦，而瞬间的摩擦热足以熔化齿面上微凸不平的加工痕迹，发生烧结、擦伤，因此提高齿轮油的载荷能力，改进其耐热性及热氧化稳定性和对密封件的兼容性是目前亟待解决的重要问题。目前GL-5齿轮油难以满足重载车辆驱动桥的使用要求，需要改进油品的热氧化稳定性，提高油品的抗载荷能力，同时延长齿轮油的使用寿命。

长期以来，我国在齿轮油生产应用上，存在着粘度大、品种多、选用时粘度偏高的问题，能耗主要浪费在摩擦损失上比发达国家多2-3倍。提高燃油经济性除从设备上改变外，对油品的粘度也有要求，油品粘度选择趋于低粘度化。近年，西欧和北美等地区通过采用低粘度多级齿轮油提高燃油经济性。由于变速箱和后桥齿轮工作时处于混合润滑状态，油品粘度大可以形成更厚的油膜，可以承受更大负荷，但由于油品粘度高，其分子间(流动)阻力也会相应较高，会消耗更多能源。由于从燃油经济性考虑需要选择低粘度齿轮油，但从承载负荷考虑需要粘度较大齿轮油。因此，需要一款低粘度重载齿轮油解决燃油经济性与重载负荷之间的矛盾。

可见，燃油经济性的要求，对现代齿轮油的要求更为苛刻，需要具备低粘度、优秀的抗氧防腐性、优良的抗磨性以及能承受高负荷的能力等要求。

随着环境保护观念越来越深入人心，在汽车领域的最明显的体现为润滑油品中硫磷含量的降低，但车辆高速重载双曲线齿轮、齿面接触应力高达2000～4000MPa，滑动速度为10m/s，特别是在山区和高原地区行驶的重载车辆，常会因低速超载、高扭矩、长距离爬坡，导致包括变速箱、后桥齿轮等在内的齿轮***“脱碳”、“扳齿”磨损，这就要求齿轮油必须有好的抗极压性。齿轮油中发挥极压作用的硫磷物质，活性硫通过与齿轮表面形成一层固体膜有效提高齿轮的抗极压能力。但硫-磷型极压剂与现代环保法规矛盾，因此急需一种环境友好且抗极压性能良好的极压剂加入，在同等重负荷下减少硫磷用量。

在实际使用过程中，车辆工况经常为温度较低的室外，特别是我国北方地区冬季寒冷，这就需要齿轮油在低温时具有良好的流动性，才能随着齿轮工作有足够量的齿轮油带到摩擦面。如齿轮油低温性能不佳，虽然车辆能启动，但环形齿轮不能将齿轮油甩至主动齿轮轴承，齿面易产生磨痕，当温度继续降低时，齿轮油凝固，环形齿轮将壳体内润滑油划成沟槽，齿轮干摩擦，齿面烧结，此时车辆无法启动。优良的低温性能是寒冷地区汽车齿轮油应具备的基本条件。

中国专利CN102041140B公开了一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，包含抗氧剂、油酸改性的纳米硼酸盐、分散剂、破乳剂以及基础油。制备除了风力发电机使用的齿轮油，这类齿轮油不含硫烯类极压抗磨添加剂，有突出的抗微点蚀效果，解决了普通齿轮油微点蚀性能差等缺点，并且也适用于其他工业齿轮油。但是上述发明的基础油选用的是矿物型基础油150SN、500SN、150BS中的一种、两种或两种以上混合物。但是矿物油产品具有明显的不足：首先矿物油的低温性能差，尤其是高粘度润滑油的倾点一般都在-10℃以上，在寒区冬季野外操作很难启动。其次，矿物油在120℃下就开始迅速氧化，加入各种添加剂后可以在150℃下长期使用，但在更高温度下使用寿命很短，且容易生成积碳。矿物油的粘度指数一般都在90～110，加氢油可提高到120～130，再高的粘度指数矿物油就达不到了。并且，矿物油遇火会燃烧。抗辐射性差，密度不大于1。因此上述发明的齿轮油不适用于低温超重负荷的条件，不满足在低温超重负荷的条件下齿轮油的粘度和流动性要求。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种低温超重负荷齿轮油，本发明的齿轮油具备较低粘度、良好的低温性能、抗氧化、抗腐蚀、抗磨抗极压等性能。

本发明提供了一种低温超重负荷合成齿轮油，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2％～0.3％。本发明使用合成基础油聚α烯烃和酯类油，由于聚α烯烃和酯类基础油有良好的低温性能，使用此类基础油制备的油品在低温状态下依旧保持油品优良的使用性能。并利用酯类油具有极性这一特点，其极性基团易吸附在金属表面，在油品粘度较低的情况下酯类油通过极性基团吸附在摩擦副表面，形成较厚的油膜，发挥更好的抗磨减摩作用，同时使用有机钼作为抗磨减摩剂，有效降低磨损，提高燃油经济性。

根据一种优选实施方式，所述极压抗磨剂还包括是硫-磷类抗磨剂；所述摩擦改进剂还包括含硫磷钼的化合物。本发明使用的极压剂除常用极压剂外，还加入油溶性纳米硼酸盐。润滑油中加入纳米粒子添加剂可显著提高其润滑性能和承载能力，并能减少硫磷添加剂的用量，提高产品的品质，特别适用于润滑条件苛刻的环境中。本发明利用油溶性纳米硼酸盐在极压条件下，不与金属起反应，而在两个滑动的金属表面产生了电荷，使硼酸带电离子团产生定向移动，在摩擦表面沉积，生成具有弹性粘附力很强的硼酸盐膜，能承受冲击负荷，且热稳定性好，该膜能在温度超过150℃时仍能使用，明显高于硫-磷性极压抗磨剂极限使用温度130℃。且硼酸盐膜厚度是传统极压膜的10-20倍，特别能承受冲击负荷。重要的是硼酸盐粒子在低粘度油中向滑动金属表面移动速度更快，因此在低粘度油中更易形成承载负荷更高的硼酸盐膜，既保证油品低粘度的同时又保证其有良好的极压性能。同时硼酸盐膜还有一定的抗磨减摩性，有效提高燃油经济性。由于硼酸盐极压剂的加入，在保证高承重的情况下，减少传统极压剂的加入量，即油品中硫-磷含量明显降低，可以有效减少金属腐蚀，并保护环境。为了得到在润滑油中分散稳定性好的油溶性纳米硼酸钙添加剂，需要对其表面进行改性。

棕榈酸，也称十六烷基酸，是组成动植物油脂的重要成分，是含十六个碳原子的饱和脂肪酸，十六烷基酸中的-COOH可以与无机物粒子表面具有的-OH发生化学作用，在化学力的作用下形成共价键，将棕榈酸接枝在无机物粒子表面，既达到了对无机物粒子表面进行修饰的作用，从而使无机物粒子具有新的性能。本发明使用的油溶性纳米硼酸钙，其采用硼砂、无水氯化钙为原料，棕榈酸为表面修饰剂，在液相中通过复分解反应，得到油溶性纳米硼酸钙。

根据一个优选实施方式，油溶性纳米硼酸钙的制备过程如下所述：

(1)将10kg的1mol/L的NaOH水溶液(pH值为10-12)，缓慢的加入到20kg的1mol/L的Na₂B₄O₇的水溶液中，搅拌将其混合均匀；将20kg的1mol/L的CaCl₂缓慢的加入到上述物料中，搅拌混合均匀备用。

(2)将50L的120#的溶剂油与1.2mol/L棕榈酸在空气中搅拌混合均匀，通过加入步骤(1)的物料，在40-70℃的条件下反应8小时，静置4小时，得到上下两层透明的液体，放掉下层水相，减压脱水，得到浅黄色的粘稠液体。将此物质加入150N基础油中，经过超声振荡分散，得到油溶性纳米硼酸钙。

本发明使用的粘度指数改进剂为改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，其碳链的侧链嵌段短碳链，并引入羟基，使具有良好的低温性能的同时，其与其它种类聚甲基丙烯酸甲酯增粘剂相比在相同加剂量下，具有更好的增稠能力和更强的抗剪切能力及吸附强度。

根据一种优选实施方式，所述合成齿轮油还包括抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂、抗乳化剂和抗泡剂，其中，所述抗氧剂是酚酯型抗氧剂和胺型抗氧剂的复合物；所述防锈剂是羧酸盐类防锈剂；所述金属钝化剂是苯并三氮唑衍生物和噻二唑衍生物的复合物；所述抗乳化剂是胺与环氧乙烷缩合物、环氧丙烷/环氧乙烷共聚物或非硅类抗乳剂，所述抗泡剂是聚丙烯酸酯型抗泡剂。

根据一种优选实施方式，所述混合基础油为聚α烯烃、双酯、多元醇酯或聚合酯类基础油中的两种或几种。

根据一种优选实施方式，所述混合基础油包括50％～55％的聚α烯烃、10％的多元醇酯和35％～40％的聚酯。本发明使用的高粘度聚酯是一种新型润滑材料，其分子结构中含有极性酯基，不仅能改善添加剂的溶解性，充分发挥添加剂的功效，还具有很强的吸附能力，作为齿轮油基础油组分能在金属摩擦表面吸附形成厚而牢固的化学吸附膜。该化学吸附膜在齿轮高温高速运转情况下仍能提供足够的油膜保护。

根据一种优选实施方式，所述合成齿轮油中抗氧剂的质量百分比为2.5％，所述防锈剂的质量百分比为0.1％，所述金属钝化剂的质量百分比为1.0％，所述抗乳剂的质量百分比为0.5％，所述抗泡剂的质量百分比为外加0.001％。

根据一种优选实施方式，所述油溶性纳米硼酸盐为十六烷基硼酸钙。优选青岛利宝T362十六烷基硼酸钙，该剂为粒径60纳米，通过加入适当的耦合剂与抗氧抗腐剂、防锈剂、金属钝化剂调和而成的一种多功能添加剂。

根据一种优选实施方式，所述有机钼为氨基甲酸钼。

根据一个优选实施方式，有机钼添加剂作为摩擦改进剂可以有效降低齿轮摩擦阻力从而减小车辆磨损，但摩擦改进剂中高水平的钼又会导致发动机腐蚀磨损，缩短发动机使用寿命；同时，当钼含量过高时还会加速油品氧化。另一方面，有机钼中若不添加硫磷等活性元素，其抗磨性能又低；但是，发动机油中高含量的硫磷和灰份会对尾气排放处理装置造成负面影响。优选地，本发明的减摩剂选用氨基甲酸钼。本发明选用的有机钼为无硫磷的钼，不仅可以避免发动机油中高含量的硫磷和灰份对尾气排放处理装置造成负面影响，还可延缓油品老化。另一方面，本发明通过加入的无硫磷的钼与摩擦副表面发生化学反应形成的化学保护膜来增强其抗磨性能。

根据一个优选实施方式，所述减摩剂中还可加入聚四氟乙烯。然而，使用过程中，由于聚四氟乙烯自身吸附能力强，容易团聚，影响其分散性，本发明通过将聚四氟乙烯与抗乳剂配合使用时可有效解决聚四氟乙烯因自身吸附能力强造成的团聚，提高聚四氟乙烯在润滑油体系中的分散稳定性，从而提高其使用性能，使制得的齿轮油具有良好的流动性。更优选地，所述聚四氟乙烯为亚微态聚四氟乙烯。并且所述亚微态聚四氟乙烯的粒度为0.05～0.5μm，所述聚四氟乙烯的加入量为钼化合物的1～5倍。通过亚微态聚四氟乙烯可以在摩擦副表面吸附沉积形成一层物理保护膜，有效保护金属表面，本发明通过加入聚四氟乙烯与无硫磷的钼协同作用可进一步增强其抗磨性能。

根据一种优选实施方式，所述极压抗磨剂为含硫极压抗磨剂、含磷极压抗磨剂或硼酸钙极压抗磨剂中的一种或几种。所述摩擦改进剂还包括含硫磷的化合物。

本发明还提供了一种制备低温超重负荷合成齿轮油的方法，所述方法包括：

将1/2的混合基础油加入调和釜中，升温至85℃±5℃，加入聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂后不断搅拌1h；

加入剩余的2/3混合基础油，保持温度为60℃，

依次加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、抗乳化剂、摩擦改进剂、摩擦改进剂、抗泡剂继续循环搅拌2-3h，加入剩余的1/3基础油，冷却后得到成品。

本发明的低温超重负荷齿轮油至少具有以下优势：

1、本发明的低温超重负荷齿轮油在低温条件下具有良好的流动性，能够有效减少车辆启动中造成的磨损，并且由于加入油溶性纳米硼酸盐在齿轮金属表面形成的固体硼酸盐膜具有良好的抗极压性，能够承受极大的负荷，并且形成的硼酸盐膜具有一定的抗磨减摩性。

2、本发明的低温超重负荷齿轮油采用了改性的聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂，加入改性聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂后使得油品整体具有优秀的低温性能外，也减少了增粘剂的用量，保持齿轮油具有较低的剪切指数，并保持较高的增稠能力，同时有效降低产品的成本。

3、本发明的低温超重负荷齿轮油中减摩剂采用了有机钼和含硫磷的复合减摩剂，适当降低了含硫磷化合物的用量，同时可有效提高了油品的抗磨减摩性能，提高了齿轮的传动效率。

4、本发明的低温超重负荷齿轮油中采用的是全合成的基础油调和，同时结合改性聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂，本发明制备的低温超重负荷齿轮油在零下50℃～150℃以及150℃以上均具有良好的综合性能，各方面性能优异，并能够有效延长油品的使用周期，甚至可以终身不换油。

5、本发明通过合成酯基础油的酯基在发动机摩擦表面吸附形成表面膜、亚微态聚四氟乙烯在摩擦副表面吸附沉积形成的物理保护膜以及无硫磷的钼与摩擦副表面发生化学反应形成的化学保护膜三者协同作用实现润滑抗磨保护。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式结合实施例进行详细说明。

本发明的低温超重负荷合成齿轮油至少包括如下组分：抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、抗乳化剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂、抗泡剂以及基础油。其中各组分的重量百分比分别为：抗氧剂2.5％，防锈剂0.1％，极压抗磨剂9.5％，金属钝化剂1.0％，抗乳化剂0.5％，摩擦改进剂0.5％，粘度指数改进剂7.5％，外加的抗泡剂0.001％，并且抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、抗乳化剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂以及基础油的总质量百分数为100％。外加抗泡剂0.001％。

本发明的基础油为聚α烯烃、双酯、多元醇酯、聚合酯类基础油中的两种或几种。优选为聚α烯烃、多元醇酯和聚酯复合的合成混合基础油。根据一种优选实施方式，所述混合基础油包括50％～55％的聚α烯烃、10％的多元醇酯和35％～40％的聚酯。

根据一种优选实施方式，本发明选用的聚α烯烃、多元醇酯和聚酯复合合成的混合基础油的性质如表1所示。

表1本发明一种优选实施方式的混合基础油的性质

项目	聚α烯烃	多元醇酯	聚酯
				粘度40℃	31.7	19.7	11000
粘度100℃	5.98	4.48	700
				粘度指数	137	145	254
闪点℃	236	244	270
				倾点℃	-64	-55	-10
蒸发损失％	7.6	2.87	—

本发明的混合基础油选用聚α烯烃、多元醇酯和聚酯的两种的合成润滑油基础油，在性能上比矿物润滑油具有一系列的优点。首先，本发明的混合基础油具有热安定性好、热分解温度高、闪点及自燃点高、对添加剂的感受性好的特点，并且加入抗氧化添加剂后，其氧化安定性更好，使用温度高。具有优良的耐高温性能。例如：聚α烯烃的热分解温度为338℃，长期工作的整体极限温度范围为177～232℃，短期工作的整体极限温度范围为316～330℃。双酯的热分解温度为283℃，长期工作的整体极限温度范围为175℃，短期工作的整体极限温度范围为200～220℃。多元醇酯的热分解温度为316℃，长期工作的整体极限温度范围为177～190℃，短期工作的整体极限温度范围为218～232℃。其次，本发明的混合基础油具有较高的粘度指数，较低的倾点。并且从表1可以看出，本发明选用的聚酯基础油在低温时其粘度远大于聚α烯烃和多元醇酯，由此可以保证在低温超负荷条件齿轮油具有较好的粘度。并且结合聚α烯烃和多元醇的辅助作用，能够保证基础油在低温下的流动性。从表1还可以看出，混合基础油的蒸发损失较小，聚酯的蒸发损失甚至为零，也就是说在使用过程中，温度高时本发明的混合基础油的挥发性损失较小，因此可以减小耗油量，不需要经常补油。另外，本发明选用的聚酯类基础油具有生物降解功能，在齿轮油使用过程中，不可避免地会发生泄漏、溢出或不适当的排放而流失到环境中。而本发明的聚酯类基础油的生物可降解性可达到100％。

本发明的抗氧剂是酚酯型抗氧剂和胺型抗氧剂的复合物；优选科聚亚N531和汽巴二烷基二苯胺L57。本发明的防锈剂是羧酸盐类防锈剂；优选十二烯烃基丁二酸半酯T747A。本发明的极压抗磨剂为硫-磷型、油溶性纳米硼酸钙类极压抗磨剂中的一种或几种，其中含硫极压抗磨剂优选硫化异丁烯T2040，其硫含量高，气味极低；含磷极压抗磨剂优选硫代磷酸复酯铵盐T307，其硫磷比较高，具有较强的极压抗磨性能，在高温环境中的稳定性好，还具有一定的防锈性能。

其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，油溶性纳米硼酸钙极压抗磨剂选用十六烷基硼酸钙，具有突出的极压抗磨性和较好的清净、抗氧和防锈作用，无毒无味，具有一定的生物可降解性。

表2十六烷基硼酸钙的性质

本发明的金属钝化剂是液体苯并三氮唑衍生物和噻二唑衍生物的复合物；液体苯并三氮唑衍生物优选为巴斯夫产Irgamet39，噻二唑衍生物优选为为兰炼RHYT581新型多功能金属减活剂，RHY581集极压、金属减活化学基团于一身,同时具有优良的极压抗磨性、防锈性及金属减活性能，解决了含硫极压剂与金属减活剂在配方中同时使用的矛盾，RHY581的分子中含有极压基团。不仅可以改善油品的防腐性能，而且可以减少配方中极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂的用量。

本发明的抗乳化剂是胺与环氧乙烷缩合物、环氧丙烷/环氧乙烷共聚物、非硅类抗乳剂或聚醚类，优选聚醚类高分子化合物DL32，破乳性好，还有一定的消泡作用。

本发明使用的粘度指数改进剂为改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，其碳链的侧链嵌段短碳链，并引入羟基，使具有良好的低温性能的同时，其与其它种类聚甲基丙烯酸甲酯增粘剂相比在相同加剂量下，具有更好的增稠能力和更强的抗剪切能力及吸附强度。本发明的抗泡剂是聚丙烯酸酯型抗泡剂，具有优良的抗泡稳定性和空气释放值。

本发明的摩擦改进剂至少包括有机钼；优选氨基甲酸钼和含硫磷的化合物的一种或两种，其中氨基甲酸钼优选范德比尔特Molyvan807，含硫磷钼的化合物优选美孚MobiladG-204，两种摩擦改进剂都具有优良的减摩和极压抗磨性能。

上述功能添加剂可以单独添加进行调和，也可以先做成一个复合添加剂包加入基础油中进行调和，其中添加剂的加剂量为21.6％。

所述混合基础油的质量百分比为78.40％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2％～0.3％。本发明使用合成基础油聚α烯烃和酯类油，由于聚α烯烃和酯类基础油有良好的低温性能，使用此类基础油制备的油品在低温状态下依旧保持油品优良的使用性能。并利用酯类油具有极性这一特点，其极性基团易吸附在金属表面，在油品粘度较低的情况下酯类油通过极性基团吸附在摩擦副表面，形成较厚的油膜，发挥更好的抗磨减摩作用，同时使用有机钼作为抗磨减摩剂，有效降低磨损，提高燃油经济性。

根据一种优选实施方式，所述合成齿轮油中抗氧剂的质量百分比为2.5％，所述防锈剂的质量百分比为0.1％，所述金属钝化剂的质量百分比为1.0％，所述抗乳剂的质量百分比为0.5％，所述抗泡剂的质量百分比为外加的0.001％。

将二分之一的混合基础油加入调和釜中，升温至85℃±5℃，加入聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂后不断搅拌1h；

加入剩余的混合基础油，保持温度为60℃，

依次加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、抗乳化剂、摩擦改进剂、摩擦改进剂、抗泡剂继续循环搅拌2-3h，冷却后得到成品。

表3和表4示出了本发明实施例1至3中所采用的组分的质量百分比。

表3实施例1～3中混合基础油的混合比

表4实施例1～3中各组分的质量百分比

实施例1

将1/2基础油加入调和釜中，升温至85℃±5℃，加入聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂(7.5％)后不断搅拌1h。加入剩余2/3基础油，保持温度为60℃依次加入抗氧剂L57(1.0％)、抗氧剂N531(1.5％)、防锈剂T747A(0.1％)、硫化异丁烯T2040(5.5％)、硫磷酸复酯胺盐T307(2％)、十六烷基硼酸钙(2％)、液体苯并三氮唑衍生物L39(0.5％)、噻二唑衍生物RHY581(0.5％)、抗乳化剂DL32(0.5％)、摩擦改进剂M807(0.3％)、摩擦改进剂G-204(0.2％)、抗泡剂C-402外加的(0.001％)继续循环搅拌2-3小时，加入剩余的1/3基础油，冷却即得成品。

实施例2

将1/2基础油加入调和釜中，升温至85℃±5℃，加入聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂(7.5％)后不断搅拌1h。加入剩余2/3基础油，保持温度为60℃依次加入抗氧剂L57(1.0％)、抗氧剂N531(1.5％)、防锈剂T747A(0.1％)、硫化异丁烯T2040(5.0％)、硫磷酸复酯胺盐T307(2.5％)、十六烷基硼酸钙(2.0％)、液体苯并三氮唑衍生物L39(0.5％)、噻二唑衍生物RHY581(0.5％)、抗乳化剂DL32(0.5％)、摩擦改进剂M807(0.25％)、摩擦改进剂G-204(0.25％)、外加的抗泡剂C-402(0.001％)继续循环搅拌2-3小时，加入剩余的1/3基础油，冷却即得成品。

实施例3

将1/2基础油加入调和釜中，升温至85℃±5℃，加入聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂(7.5％)后不断搅拌1h。加入剩余2/3基础油，保持温度为60℃依次加入抗氧剂L57(1.0％)、抗氧剂N531(1.5％)、防锈剂T747A(0.1％)、硫化异丁烯T2040(4.5％)、硫磷酸复酯胺盐T307(3.0％)、十六烷基硼酸钙(2.0％)、液体苯并三氮唑衍生物L39(0.5％)、噻二唑衍生物RHY581(0.5％)、抗乳化剂DL32(0.5％)、摩擦改进剂M807(0.2％)、摩擦改进剂G-204(0.3％)、外加的抗泡剂C-402(0.001％)继续循环搅拌2-3小时，加入剩余的1/3基础油，冷却即得成品。

表5示出了实施例1～3制备的齿轮油的各项指标测试结果。

表5实施例1～3制备的齿轮油各项指标测试结果

齿轮油的粘度是液体油品流动时的内摩擦力，而运动粘度是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，粘度越大，油膜强度越高，而流动性也越差。粘度指数越高，表示油品的粘度受温度的影响越小，其粘温性能越好。倾点是在规定的条件下被冷却的试样能流动时的最低温度。齿轮油的闪点是其挥发性指标。闪点低的润滑油，挥发性高，容易燃烧，安全性差，挥发性高在工作过程中容易蒸发损失，严重时引起润滑油粘度增大。油品的抗腐蚀性测试采用油品在一定温度条件下对紫铜片腐蚀的程度来评价润滑油的抗腐蚀性。常用的GB/T5096试验，是在试验油中加入铜片，在恒定的温度下(按使用要求，如100℃、121℃)浸泡3h，取出铜片，与腐蚀标准色板颜色进行对比来确定润滑油的腐蚀等级，本发明的齿轮油可达到1b级。综合考虑，实施例1制备的齿轮油的性能最佳。

表6为实施例1～3与市售对比油的指标测试结果

表6实施例1～3制备的齿轮油与对比例各项指标测试结果

本发明的低温超重负荷齿轮油在低温条件下具有良好的流动性，能够有效减少车辆启动中造成的磨损，并且由于加入油溶性纳米硼酸盐在齿轮金属表面形成的固体硼酸盐膜具有良好的抗极压性，能够承受极大的负荷，并且形成的硼酸盐膜具有一定的抗磨减摩性；加入改性聚甲基丙烯酸酯类粘度指数改进剂后使得油品整体具有优秀的低温性能外，也减少了增粘剂的用量，保持齿轮油具有较低的剪切指数，并保持较高的增稠能力，同时有效降低产品的成本；本发明的低温超重负荷齿轮油中减摩剂采用了有机钼和含硫磷的复合减磨剂，适当降低了含硫磷化合物的用量同时可有效提高了油品的抗磨减摩性能，提高了齿轮的传动效率。本发明的低温超重负荷齿轮油中采用的是全合成的基础油调和，同时结合改性聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂，本发明制备的低温超重负荷齿轮油具有极好的低温性能，良好的综合性能，各方面性能优异，并能够有效延长油品的使用周期，甚至可以终身不换油。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2-0.3％；

所述混合基础油包括50％～55％的聚α烯烃、10％的多元醇酯和35％～40％的聚酯；

所述油溶性纳米硼酸盐为十六烷基硼酸钙；

所述摩擦改进剂还包括粒度为0.05～0.5μm的亚微态聚四氟乙烯，所述聚四氟乙烯的加入量为有机钼的1～5倍；

所述合成齿轮油还包括抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂、抗乳化剂和抗泡剂，其中，所述抗氧剂是酚酯型抗氧剂和胺型抗氧剂的复合物；所述防锈剂是羧酸盐类防锈剂；所述金属钝化剂是苯并三氮唑衍生物和噻二唑衍生物的复合物；所述抗乳化剂是胺与环氧乙烷缩合物、环氧丙烷/环氧乙烷共聚物或非硅类抗乳剂，所述抗泡剂是聚丙烯酸酯型抗泡剂；

所述合成齿轮油中抗氧剂的质量百分比为2.5％，所述防锈剂的质量百分比为0.1％，所述金属钝化剂的质量百分比为1.0％，所述抗乳剂的质量百分比为0.5％，所述抗泡剂的质量百分比为外加的0.001％；

所述极压抗磨剂还包括硫-磷类抗磨剂；

所述低温超重负荷齿轮油在零下50℃～150℃以及150℃以上均具有良好的综合性能；

所述合成齿轮油的制备方法包括：

加入剩余的2/3混合基础油，保持温度为60℃，

依次加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂、金属钝化剂、抗乳化剂、摩擦改进剂、抗泡剂继续循环搅拌2-3h，加入剩余的1/3基础油，冷却后得到成品。

2.如权利要求1所述的低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述摩擦改进剂还包括含硫磷的化合物。

3.如权利要求1所述的低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述有机钼为氨基甲酸钼。

4.如权利要求1所述的低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述极压抗磨剂为含硫极压抗磨剂、含磷极压抗磨剂或硼酸钙极压抗磨剂中的一种或几种，所述摩擦改进剂还包括含硫磷的化合物。