CN107474912A - 一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物及其应用，属于润滑油技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物；解决该技术问题采用的技术方案为：一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括基础油和齿轮油复合剂；所述基础油包括：超高粘度PAO基础油，占组合物总重量的5%‑20%；高粘指加氢基础油，占组合物总重量的58%‑89.5%；API V类基础油，占组合物总重量的5%‑20%；余量为齿轮油复合剂；本发明组合物具有较高的粘度指数和优异的高低温性能，可以保证高温机械的长时间正常运转，从而提高生产效率；本发明可广泛应用于工业齿轮设备领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业齿轮油组合物及其应用，尤其涉及一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物及其应用，属于润滑剂技术领域。
背景技术
齿轮传动是机械中最重要的传动方式之一。为避免齿轮在工作中产生磨损而损坏，需要用润滑剂(工业齿轮油)将其工作面隔开，以保持齿轮机构的工效和延长使用寿命。根据相关资料介绍，大约54％的机械故障是由润滑问题引起的，其中润滑不足与不当各占34.4％和19.6％。可见，润滑剂和润滑技术对齿轮传动的重要性。
随着齿轮工业的高速发展，工业齿轮箱朝着更大的动力、更高的载荷和较小的体积方向发展，工作的环境潮湿。其中载荷的增大，增加了齿面接触压力和金属与金属之间的磨损和点蚀；齿轮箱体积的变小，润滑齿轮和轴承的油品更少，导致油品温度的升高，加速油品的氧化，而氧化过程产生的油泥会导致油品和齿轮箱组件使用寿命缩短；潮湿的工作条件会导致轴承腐蚀加剧，带来设备维修与更换成本的增加。工业齿轮油作为齿轮设计的重要零部件，也随着齿轮设备的发展在抗磨性能、承载能力、抗点蚀性能和氧化安定性方面提出了更高的要求，目前满足GB5903-2011规格的油品已经不能满足使用的要求。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，提供了一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物。本发明提供的齿轮油组合物可以保证机械在高温条件下长时间正常运转，从而提高生产效率。
本发明为实现上述目的，对齿轮油组合物中的各基础油组分：超高粘度PAO基础油、高粘指加氢基础油、API V类基础油进行精心选择，并对不同基础油组合的性能进行了详细的考察，同时也较为深入的研究了各组分之间的相互作用关系，把齿轮油组合物具有优异的粘温性能、具有较高的粘度指数和优异的高低温性能作为研究的重点，旨在达到本发明满足工业传动系润滑的目的。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括基础油和齿轮油复合剂；所述基础油包括：超高粘度PAO基础油，占组合物总重量的5％-20％；高粘指加氢基础油，占组合物总重量的58％-89.5％；API V类基础油，占组合物总重量的5％-20％；余量为齿轮油复合剂。
所述API V类基础油具有优异的水解稳定性、出众的热氧化安定性、优异的添加剂溶解性、与多种弹性橡胶体兼容性、优秀的破乳化性。
进一步地，所述齿轮油复合剂占组合物总重量的0.5％-2％。
进一步地，所述齿轮油复合剂占组合物总重量的0.5％-1％。
所述超高粘度PAO基础油为C5-C20的聚合烯烃，优选分子量为20000的。
进一步地，所述超高粘度PAO基础油为经茂金属催化剂合成的100℃下运动粘度为1300mm2/s的mPAO1300和100℃下运动粘度为2000mm2/s的mPAO2000中的一种或多种。
所述高粘指加氢基础油包括费托蜡加氢异构S-CTL8基础油，所述S-CTL8基础油100℃下运动粘度为8mm2/s。
进一步地，所述高粘指加氢基础油还可以为季戊四醇酯、烷基苯、烷基萘中的一种或多种与S-CTL8基础油的混合物。
所述S-CTL8基础油倾点低于-40℃，在-35℃时的运动粘度小于等于4200mm2/s。
所述S-CTL8基础油初始氧化温度201℃。
所述S-CTL8基础油重量热分解50％时温度为400℃。
所述S-CTL8基础油沸程在380℃-650℃。
所述工业齿轮油复合剂为H317、H307、H352、LZ5060、LA4021中的一种或多种。本发明中用到的齿轮油复合剂均满足DIN 51517-3标准。
所述的工业齿轮油组合物用于工业齿轮箱设备中。
本发明基础油具有油膜强度高、粘度指数高、与石油基矿物油相比，高温时的油膜厚度更厚；本发明中的基础油分子大小及形状较为均一，内摩擦力小，因而节能；本发明中的基础油具有优异的热氧化安定性，比矿物油更耐高温，使用寿命更长。
本发明采用以下各种试验方法来对基础油的基本理化指标进行测试，运动粘度测定法(GB/T 265)，粘度指数计算(GB/T 2541),闪点测试法(GB/T 3536)，倾点测定法(GB/T3535)，水分测试法(GB/T 260)，机械杂质测试法(GB/T 511)，乳化性测试法(GB/T 7322)。
本发明一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物的制备方法为：将工业齿轮油复合剂在40-80℃温度下加入基础油中，搅拌0.5-2小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
本发明采用以下各种试验方法来对所述工业齿轮油组合物的性能进行评定，其中为了评价齿轮油复合剂加入基础油后，是否符合GB/T5903—2011的国家标准，进行了石油产品运动粘度测定法(GB/T 265)，石油产品粘度指数计算(GB/T1995),石油产品铜片腐蚀实验法(GB/T 5096)，加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法(GB/T 11143)，石油产品倾点测定法(GB/T 3535)，润滑油抗磨损性能测定法(四球机法)(SH/T 0189)，石油和合成液水分离性测定法(GB/T7305)，润滑油极压性能测定法(Timken试验)(GB/T11144)润滑油承载能力测定法(CL—100)(SH/T0306或ASTM D5182)，极压润滑油氧化安定性测定法(SH/T0123)。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明组分中，S-CTL8基础油使得工业齿轮油具有优异的低温流动性，易于冷启动，可在环境温度很低的地方使用而不需要预热；API V类基础油具有优异的水解稳定性、出众的热氧化安定性、优异的添加剂溶解性、与多种弹性橡胶体兼容性、优秀的破乳化性。
2、本发明齿轮油配方中加入超高粘度基础油，挥发性低，使用过程中的挥发损失更少，不需要频繁添加。
3、本发明的工业齿轮油其倾点均低于-30℃，粘度指数在180以上，具有优异的氧化安定性，抗磨性，热稳定性，防腐蚀性能，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例，仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(97.35％)、雅富顿公司生产的H307工业齿轮油复合剂(1.65％)、自主研发的LA4021工业齿轮油复合剂(1％)；其中，基础油包括mPAO1300(15％)、S-CTL8基础油(65％)、烷基萘(2.2％)、季戊四醇酯(5％)、API V类基础油(10.15％)。本实施例中基础油的基本理化指标见表1。
按照上述重量百分比分别称取所需量组分，将工业齿轮油复合剂在40℃温度下加入基础油中，搅拌2小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。测试所制备工业齿轮油组合物的各项性能，结果详情见表2。
实施例2：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(99.1％)和雅富顿公司生产的H352工业齿轮油复合剂(0.9％)；其中，基础油包括mPAO2000(10％)、S-CTL8基础油(71.8％)、API V类基础油(17.3％)。本实施例中基础油的基本理化指标见表1。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在45℃温度下加入基础油中，搅拌1.5小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。测试所制备工业齿轮油组合物的各项性能，结果详情见表2。
实施例3：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(98.2％)和雅富顿公司生产的H317工业齿轮油复合剂(1.8％)；其中，基础油包括mPAO1300(8％)、mPAO2000(7％)、S-CTL8基础油(50％)、烷基苯(20％)、API V类基础油(13.2％)。本实施例中基础油的基本理化指标见表1。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在70℃温度下加入基础油中，搅拌1小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。测试所制备工业齿轮油组合物的各项性能，结果详情见表2。
实施例4：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(98.2％)和路博润公司生产的LZ5060工业齿轮油复合剂(1.8％)；其中，基础油包括mPAO1300(17％)、S-CTL8基础油(73％)、API V类基础油(8.2％)。本实施例中基础油的基本理化指标见表1。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在55℃温度下加入基础油中，搅拌1.2小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。测试所制备工业齿轮油组合物的各项性能，结果详情见表2。
实施例5：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(99％)和雅富顿公司生产的H307工业齿轮油复合剂(1％)；其中，基础油包括mPAO1300(10％)、S-CTL8基础油(60％)、烷基萘(24％)、API V类基础油(5％)。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在60℃温度下加入基础油中，搅拌1小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
实施例6：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(98.2％)和自主研发的LA4021工业齿轮油复合剂(1.8％)；其中，基础油包括mPAO2000(20％)、S-CTL8基础油(50％)、季戊四醇酯(15％)、API V类基础油(13.2％)。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在65℃温度下加入基础油中，搅拌1小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
实施例7：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(97.5％)雅富顿公司生产的H307工业齿轮油复合剂(1％)和H352工业齿轮油复合剂(1.5％)；其中，基础油包括mPAO1300(5％)、mPAO2000(8％)、S-CTL8基础油(20％)、烷基萘(23％)、烷基苯(32％)、API V类基础油(9.5％)。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在80℃温度下加入基础油中，搅拌0.5小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
实施例8：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(98.1％)、雅富顿公司生产的H307工业齿轮油复合剂(0.6％)和路博润公司生产的LZ5060工业齿轮油复合剂(1.3％)；其中，基础油包括mPAO1300(16％)、S-CTL8基础油(18％)、烷基苯(20.1％)、季戊四醇酯(24％)、API V类基础油(20％)。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在75℃温度下加入基础油中，搅拌1小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
实施例9：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(99％)、自主研发的LA4021工业齿轮油复合剂(0.5％)和路博润公司生产的LZ5060工业齿轮油复合剂(0.5％)；其中，基础油包括mPAO2000(5％)、S-CTL8基础油(16％)、烷基苯(20％)、烷基萘(29％)、季戊四醇酯(22％)、API V类基础油(7％)。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在70℃温度下加入基础油中，搅拌0.5小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
实施例10：
一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，包括如下重量百分比的组分：基础油(98％)、自主研发的LA4021工业齿轮油复合剂(0.5％)、雅富顿公司生产的H317工业齿轮油复合剂(0.5％)和路博润公司生产的LZ5060工业齿轮油复合剂(1％)；其中，基础油包括mPAO1300(10％)、mPAO2000(10％)、S-CTL8基础油(10％)、烷基苯(30％)、烷基萘(18％)、API V类基础油(20％)。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在50℃温度下加入基础油中，搅拌2小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。
上述实施例1-10和对比例1-3中，费托蜡加氢异构油S-CTL8是将煤气化产生的CO+H2混合气先经费托合成，生成以蜡为主的液体燃料，再经过加氢异构化形成的；S-CTL8基础油的倾点低于-40℃，在-35℃时的运动黏度为小于等于4200mm2/s，初始氧化温度为201℃，重量热分解50％时温度为400℃，沸程在380℃～650℃；mPAO1300和mPAO2000为使用碳原子数为8-20的a-烯烃在茂金属催化剂作用下控制不同聚合度聚合得到的产物，100℃下运动粘度为分别为1300mm2/s和2000mm2/s。
对比例1：
使用同等粘度级别的基础油(基本理化指标见表1)，重量百分比为98.2％，余量1.8为雅富顿公司生产的H317工业齿轮油复合剂。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在70℃温度下加入基础油中，搅拌1小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。测试所制备工业齿轮油组合物的各项性能，结果详情见表2。
对比例2：
使用同等粘度级别的基础油(基本理化指标见表1)，重量百分比为98.2％，余量1.8为雅富顿公司生产的H317工业齿轮油复合剂。
按照上述重量百分比分别称取所需量的组分，将工业齿轮油复合剂在70℃温度下加入基础油中，搅拌1小时，使其全部溶解即可得到本发明的工业齿轮油组合物。测试所制备工业齿轮油组合物的各项性能，结果详情见表2。
对实施例和对比例测试了粘度、粘度指数、倾点、铜片腐蚀、液相腐蚀、抗乳化性能和氧化安定性等项目。本发明的各液压油各项性能满足标准，具有良好的氧化安定性，抗磨性，抗乳化性及防锈性能。
对比例1得到的齿轮油组合物虽然各项指标合格，但是抗氧化性、抗腐蚀性和氧化安定性都比实施例1-4差，对比例2的倾点不合格，且其抗腐蚀性、抗锈蚀性、抗乳化性、抗磨性以及氧化安定性与实施例1-4相比都存在着较大的差距。
表1
表2
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从那一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (9)
1.一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于，包括基础油和齿轮油复合剂；所述基础油包括：超高粘度PAO基础油，占组合物总重量的5%-20%；高粘指加氢基础油，占组合物总重量的58%-89.5%；API V类基础油，占组合物总重量的5%-20%；余量为齿轮油复合剂。
2.根据权利要求1所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油复合剂占组合物总重量的0.5%-2%。
3.根据权利要求2所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油复合剂占组合物总重量的0.5%-1%。
4.根据权利要求1所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于，所述超高粘度PAO基础油为C5-C20的聚合烯烃。
5.根据权利要求1所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于，所述超高粘度PAO基础油为100℃下运动粘度为1300 mm2/s的mPAO1300和100℃下运动粘度为2000 mm2/s的mPAO2000中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于，所述高粘指加氢基础油包括费托蜡加氢异构S-CTL8，所述S-CTL8基础油100℃下运动粘度为8mm2/s。
7.根据权利要求6所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，所述S-CTL8基础油倾点低于-40℃，在-35℃时的运动粘度小于等于4200 mm2/s。
8.根据权利要求1所述的一种高粘指、宽温域的工业齿轮油组合物，其特征在于所述工业齿轮油复合剂为H317、H307、H352、LZ5060和LA4021中的一种或多种。
9.权利要求1-8任一所述的工业齿轮油组合物用于工业齿轮箱设备中。
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| CN112608786A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-06 | 圣保路石油化工（天津）股份有限公司 | 一种长里程汽车齿轮油及其制备方法 |
| CN115368955A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-11-22 | 福斯润滑油(中国)有限公司 | 一种低倾点油田和风力发电专用合成型齿轮油及制备方法 |
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| CN101280240A (zh) * | 2007-04-05 | 2008-10-08 | 株式会社日本能源 | 齿轮油组合物 |
| CN101842468A (zh) * | 2008-06-04 | 2010-09-22 | 雪佛龙美国公司 | 齿轮油组合物、其制备和使用方法 |
| CN102604729A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-25 | 石俊峰 | 一种风电机用齿轮润滑油组合物 |
-
2017
- 2017-06-27 CN CN201710502498.5A patent/CN107474912A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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