CN102925263A - 一种超高粘度指数抗磨液压油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超高粘度指数抗磨液压油，包括以下质量百分比的组分：加氢异构基础油37.7～89.8％，双酯类基础油5～30％，粘度指数改进剂5～30％，无灰抗磨液压油复合添加剂0.2～2％，抗磨极压剂0.02～0.2％，金属减活剂0.01～0.1％。本发明还公开了该超高粘度指数抗磨液压油的制备方法。本发明提供的超高粘度指数抗磨液压油满足目前世界上抗磨液压油最高水平Denison HF-0的规格要求，且其粘度指数、抗磨性、低温性已超越Denison HF-0的规格要求。本发明的超高粘度指数液压油，可以在极寒地区使用，与通常的抗磨液压油相比，可使液压系统的能源消耗降低3％以上，能够提供更好的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压油及其制备方法，具体是一种超高粘度指数抗磨液压油及其制备方法。
背景技术
目前，常用的抗磨液压油按基础油分有两种，即精制矿物基础油的HM，HR，HV和合成基础油的HS；按添加剂种类分有含ZDDP为主剂的锌型配方和硫、磷、氮剂为主剂的无灰配方；按粘度指数分有抗磨液压油和高粘度指数抗磨液油。
含锌抗磨液压油很容易通过叶片泵，但却较难通过柱塞泵，因为配方中的ZDDP对使用中的高压柱塞镀铜部件产生严重腐蚀，导致液压泵损坏，而且当油中混入少量水分后，即发生严重乳化，造成过滤系统的堵塞。
无论采用矿物基础油还是合成基础油的抗磨压油，无论是满足国家标准GB11118.1-94，还是满足目前世界上抗磨液压油最高水平Denison HF-0的规格要求，普通抗磨液压油HM的粘度指数在90～100，高粘度指数抗磨液压油HV、HS的粘度指数在130～160，仍然难以满足苛刻条件和节能的市场要求，并存在以下缺点：1)常规粘度指数和高粘度指数的抗磨液压油，为了满足其润滑性的要求，通常需选择较高粘度的抗磨液压油，这样就会造成较高的能耗。2)常规粘度指数的抗磨液压油，不能满足低温的液压系统，会造成启动困难或启动阶段异常磨损，即使采用合成型的HS抗磨液压油，不但价格较高，而且也不能满足-50℃以下的超低温寒区的工作。3)常规粘度指数的液压油，在液压系统高温工作环境下，其粘度较低，不能形成连续油膜，容易造成液压系统磨损，同时常规粘度指数抗磨液压油，其抗磨性亦不能满足高压液压系统的要求。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种超高粘度指数的抗磨液压油，其粘度指数VI≥250，并具有良好的抗乳化性，防护性，水解安定性，热稳定性和过滤性，优秀的剪切稳定性、非常低的倾点、突出的抗磨性和显著的节能效果，油品质量不仅满足国家标准GB/11118.1-94有关抗磨液压油优等品的规格，并且可满足Denison HF-0的规格要求，同时具有良好的节能效益。
本发明的第二个目的是提供上述超高粘度指数抗磨液压油的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于包括以下质量百分比的组份：
如上所述的超高粘度指数抗磨液压油，所述的加氢异构基础油采用加氢异构化60SN和70SN基础油中的一种或两种的混合。加氢异构化60SN、70SN基础油，其粘度指数在100～140，饱和烃含量大于98％，硫含量小于0.03％，由于饱和烃含量高，硫含量低，其自身的抗氧化安定性好，既可满足油品规格的寿命要求，又适宜油品的粘度配伍性。
如上所述的超高粘度指数抗磨液压油，所述的双酯类基础油采用癸二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、癸二酸二异癸酯和己二酸二异癸酯中的一种或两种以上的混合，主要作用有：a、提高油品抗氧化安定性，b、提高油品添加剂的溶解能力，c、由于此类双酯自身粘度指数高，加入油品中有助于油品的粘度指数得到提高。
如上所述的超高粘度指数抗磨液压油，所述的粘度指数改进剂采用聚甲基丙烯酸酯(PMA)和聚异丁烯(PIB)中的一种或两种的混合。本发明实施例中的粘度指数改进剂，优先采用罗曼克斯公司聚甲基丙烯酸酯(8-310)和韩国大林公司聚异丁烯(PB950)，作用在于提高油品的粘度指数，与其它类别的粘度指数改进剂如乙烯丙烯共聚物(OCP)及聚α-烯烃相比，优势在于：a、相同加剂量下，粘度指数提高快，b、油品抗剪切安定性好。
如上所述的超高粘度指数抗磨液压油，所述的无灰抗磨液压油复合添加剂采用Lubrizol公司的LZ5186、Afton公司的Hitec 543、RheinChemie公司的Additin RC 9303、BASF化学公司的IRGALUBE2030A中的一种，其作用是为油品提供良好的抗氧化性、抗磨极压性、防锈性，防腐蚀性、清净分散性和抗泡性。采用复合添加剂与单剂相比优势在于：a、添加剂总量少，b、添加剂之间配伍性更好，c、此类复合添加剂通过叶片泵和柱塞泵的台架实验，d、采用无灰复合添加剂有利于改善锌剂配方中ZDDP对使用中的高压柱塞镀铜部件严重腐蚀而导致液压泵磨损和损坏，同时也有助于改善油品的抗乳化性。
如上所述的超高粘度指数抗磨液压油，所述的抗磨极压剂采用无灰二硫代磷酸酯(例如BASF公司的Irgalube353)和有机磷、硫、氮化合物(例如Afton H307)中的一种，其配伍无灰抗磨液压油复合添加剂使用，属于一种极压抗磨补强剂，作用在于提高油品的抗磨性减少泵阀的磨损。其加剂量非常少，在0.02～0.2％范围内，却可以极大地提高油品的极压抗磨性，例如：加剂量为0.03％时，其油品四球磨痕直径降低20％左右。
如上所述的超高粘度指数抗磨液压油，所述的金属减活剂采用苯三唑衍生物(T551)和噻二唑衍生物(T561)中的一种，其属于对复合添加剂在金属减活方面的补强，该类金属减活剂可在金属表面生成化学膜，防止金属或金属离子进入油中，以减弱对油品所产生的催化氧化作用，防止硫、有机酸对有色金属如铜、银等金属表面的腐蚀，而且不会跟极压抗磨剂竞争吸附金属表面，也不影响油品的极压抗磨性。将其用量控制在0.01～0.1％的范围内，即满足其抑制活性硫、有机酸对有色金属表面的腐蚀。
本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种超高粘度指数抗磨液压油的制备方法，其特征是，先将加氢异构基础油、双酯类基础油和粘度指数改进剂一起加热60±5℃，恒温搅拌混合30-60分钟，然后加入无灰抗磨液压油复合添加剂、抗磨极压剂和金属减活剂，搅拌均匀，过滤，即可得超高粘度指数液压油成品。
本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的超高粘度指数抗磨液压油，其粘度指数VI≥250，已突破了现有所有矿物基础油和合成基础油配制成的抗磨液压油和高粘度指数抗磨液压油，比现有技术制成的普通抗磨液压油粘度指数提高150％以上，比现有技术制成的高粘度指数抗磨液压油粘度指数提高80％以上。
2、本发明提供的超高粘度指数抗磨液压油，其粘度指数VI≥250与通常的粘度指数为100左右的抗磨液压油相比，本发明的超高粘度指数抗磨液压油32号油品，它在100℃左右的粘度与通常粘度指数抗磨液压油68号油相当，因此，在选用本发明油品时，比通常粘度指数液压油降低1至2个粘度等级情况下，可达到同样的润滑效果。因此可在常温阶段或启动阶段降低液压系统的能源消耗。节约能源消耗3％以上。
3、选择通常的粘度指数与本发明相同粘度的油品，在高温环境下，本发明油品可以提供厚度和强度更好的润滑油膜，使其液压系统的泵、阀可以得到更好的保护。
4、本发明的油品可以使用在通常液压油无法满足的超低温(-50℃以下)环境，如冷窖、南北极等极寒地区，同时也可用于温差范围很大的液压系统。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。
实施例一
(1)先将820kg的加氢异构化60N、50kg的癸二酸二(2-乙基己酯)和120kg的聚甲基丙烯酸酯(VISCOPLEX 8-310)一起加入反应釜中，加热升温至55℃，恒温搅拌混合30分钟；
(2)加入10kg的无灰抗磨液压油复合添加剂H543、0.5kg液态无灰二硫代磷酸酯(BASF公司的Irgalube353)、0.2kg苯三唑衍生物(T551)，搅拌混合30分钟，得到混合物经过板框过滤机过滤，即得超高粘度指数抗磨液压油。
实施例二
(1)先将780kg的加氢异构化60N、50kg的己二酸二(2-乙基己酯)、150kg的聚甲基丙烯酸酯(罗曼克斯公司的8-310)和10kg聚异丁烯(韩国大林公司的PB950)一起加入反应釜中，加热升温至60℃，恒温搅拌混合40分钟；
(2)加入10kg的无灰抗磨液压油复合添加剂RC9303、1kg的无灰硫、磷、氮抗磨极压剂Afton H307(即有机磷、硫、氮化合物)、0.15kg噻二唑衍生物(T561)(金属减活剂)，搅拌混合30分钟。得到的混合物经过板框过滤机过滤，即得到高粘度指数抗磨液压油。
实施例三
(1)先将800kg的加氢异构化70N、50kg的癸二酸二异癸酯、140kg的聚甲基丙烯酸酯(8-310)加入反应釜中，加热升温至65℃，恒温搅拌混合50分钟；
(2)加入10kg的无灰抗磨液压油复合添加剂H543、0.5kg液态无灰二硫代磷酸酯Irgalube 353、0.2kg苯三唑衍生物T551搅拌混合30分钟，得到混合物经过板框过滤机过滤，即得到高粘度指数抗磨液压油。
实施例四
(1)先将710kg加氢异构化70N、100kg的癸二酸二异癸酯、160kg聚甲基丙烯酸酯8-310、20kg聚异丁烯PB950加入反应釜中，加热升温至60℃，恒温搅拌混合60分钟；
(2)加入10kg的无灰抗磨液压油复合添加剂LZ 5186、1kg无灰硫、磷、氮抗磨极压剂H307，0.1kg T561搅拌混合30分钟，得到混合物经过板框过滤机过滤，即得到超高粘度指数抗磨液压油。
实施例五
(1)先将660kg加氢异构化70N、160kg的癸二酸二(2-乙基己基)酯、170kg聚甲基丙烯酸酯8-310加入反应釜中，加热升温至60℃，恒温搅拌混合30分钟；
(2)加入10kg的无灰抗磨液压油复合添加剂Irgalube 2030A、0.5kg液态无灰二硫代磷酸酯Irgalube 353、0.15kg苯三唑衍生物T551，搅拌混合30分钟，得到混合物经过板框过滤机过滤，即得到超高粘度指数抗磨液压油。
实施例与规格对比数据：
下表列出了以本发明实施例一、二、四的分析结果，由表1可见，本发明油品质量满足国家标准GB11118.1-94中抗磨液压油的优等品的要求，并通过国内高压泵台架实验，即T5D叶片泵台架试验和Denison P46柱塞泵台架试验，油品质量满足Denison HF-0规格要求，三种实施例的油品其粘度指VI均大于250，比规格要求的粘度指数大于150％以上。通过实际使用证明，三种实施例油品可节约电能消耗3％以上。
表1本发明油品与GB11118.1-94中的22、32、46三种规格抗磨液压油对比分析结果
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于：包括以下质量百分比的组分
2.根据权利要求1所述的超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于，所述的加氢异构基础油采用加氢异构化60SN和70SN基础油中的一种或两种的混合。
3.根据权利要求1所述的超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于，所述的双酯类基础油采用癸二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、癸二酸二异癸酯和己二酸二异癸酯中的一种或两种以上的混合。
4.根据权利要求1所述的超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于，所述的粘度指数改进剂采用聚甲基丙烯酸酯(PMA)和聚异丁烯(PIB)中的一种或两种的混合。
5.根据权利要求1所述的超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于，所述的无灰抗磨液压油复合添加剂采用Lubrizol公司的LZ5186、Afton公司的Hitec 543、RheinChemie公司的Additin RC 9303、BASF化学公司的IRGALUBE 2030A中的一种。
6.根据权利要求1所述的超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于，所述的抗磨极压剂采用无灰二硫代磷酸酯和有机磷、硫、氮化合物中的一种。
7.根据权利要求1所述的超高粘度指数抗磨液压油，其特征在于，所述的金属减活剂采用苯三唑衍生物(T551)和噻二唑衍生物中的一种。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的超高粘度指数抗磨液压油的制备方法，其特征在于，先将加氢异构基础油、双酯类基础油和粘度指数改进剂一起加热至60±5℃，恒温搅拌混合30-60分钟，然后加入无灰抗磨液压油复合剂、抗磨极压剂、金属减活剂，搅拌均匀，过滤，即得到所述超高粘度指数抗磨液压油。
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