CN114369492B - 一种螺杆式空压机油组合物及空压机油 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及润滑油制备领域，具体公开了一种螺杆式空压机油组合物及螺杆式空压机油。所述螺杆式空压机油组合物包括三羟甲基丙烷油酸酯，季戊四醇油酸酯，聚丙二醇，聚乙二醇，烷基二苯醚，其中所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为（20‑30）:（10‑20）。利用所述螺杆式空压机油组合物制备成螺杆式空压机油。所述螺杆式空压机油具有较好的黏度指数，所述粘度指数在152以上，且使用周期在8000h以上，降解率在75%以上；此外，螺杆式空压机油能够应用到在其他压缩机中，例如压缩天然气。
Description
技术领域
本申请涉及润滑油制备领域，更具体地涉及一种螺杆式空压机油组合物及空压机油。
背景技术
在当前空气压缩机市场的不断变化中，螺杆式空气压缩机日益成为主流压缩机，喷油螺杆式压缩机是螺杆式空气压缩机中应用最广泛的一种。喷油螺杆式压缩机的工作原理是当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室。当转子凹槽封闭后，压缩机油被喷入压缩腔室内。当转子旋转压缩压缩机油和气体(简称油气混合物)时，压缩腔室的容积不断减小，向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气-压缩-排气的过程。压缩机油在喷油螺杆式压缩机内内起密封、冷却和润滑的作用。因此，压缩机油对于螺杆式空压机的运转具有重要的意义。
目前压缩机油主要有两类，一类是矿物型基础油，另一类是合成基础油。矿物型基础油是目前常用的压缩机油，由于其价格便宜，12-15元/公斤，受到大部分使用者的青睐。但是，矿物型基础油的使用周期较短，一般使用周期为2000-3000h。同时矿物型基础油的散热效果差，易造成螺杆式压缩机高温的问题，需要进行停机散热处理，从而给使用者带来一定的经济损失。此外，使用后的矿物型基础油存在污染环境的问题。
合成基础油主要有聚α-烯烃(PAO)类基础油和酯类基础油。合成基础油虽然能延长使用周期，一般使用周期为4000-6000h，合成基础油本身具有较好的散热性能。但是，合成基础油的价格高于矿物型基础油，30-35元/公斤。
发明内容
为了提高压缩机油的使用周期同时兼顾经济效益与环境保护，本申请提供了一种螺杆式空压机油组合物及空压机油。
第一方面，本申请提供了一种螺杆式空压机油组合物。所述螺杆式空压机油组合物包括三羟甲基丙烷油酸酯，季戊四醇油酸酯，聚丙二醇，聚乙二醇，烷基二苯醚，其中所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为(20-30):(10-20)。
在本申请中，螺杆式空压机油组合物以三羟甲基丙烷油酸酯和季戊四醇油酸酯为主要原料。三羟甲基丙烷油酸酯是三羟甲基丙烷与油酸的酯化物，季戊四醇油酸酯是季戊四醇与油酸的酯化物。三羟甲基丙烷油酸酯与季戊四醇油酸酯均具有较好的润滑性、耐热性和抗燃性，同时具有高粘度指数且不易挥发。
在相关研究报道中，在螺杆式空压机油组合物中加入烷基二苯醚。烷基二苯醚能够提高螺杆式空压机油的氧化稳定性，特别是在高温条件下，螺杆式空压机油使用时蒸发量少，粘度变化小。一般地，以螺杆式空压机油组合物为100wt％计，三羟甲基丙烷油酸酯为15-25％，季戊四醇油酸酯20-30％，烷基二苯醚5-15％。
本申请将聚丙二醇和聚乙二醇加入到螺杆式空压机油中，能够提高螺杆式空压机油自身性能，延长螺杆式空压机油的使用周期。此外，聚丙二醇和聚乙二醇的加入能提高螺杆式空压机油的降解率，减少对环境的污染。本申请制备的螺杆式空压机油还能够应用到在其他压缩机中，例如压缩天然气。
当聚丙二醇和聚乙二醇按照(20-30):(10-20)的比例进行配合时，能够提高螺杆式空压机油黏度指数和闪点，降低螺杆式空压机油的倾点。所述螺杆式空压机油的倾点在-33℃以下，黏度指数在152以上，闪点在235℃以上。螺杆式空压机油的散热性能得以提高，使用周期在8000h以上，减少停机换油的次数，进而节约生产成本。此外，螺杆式空压机油的降解率在75％以上，能够减少对环境的污染。
当螺杆式空压机油中单独加入聚丙二醇或聚乙二醇时，反而降低了螺杆式空压机油的粘度指数和闪点，提高了倾点，进而降低了螺杆式空压机油的使用期限和降解率。
优选地，所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为(22-26):(14-18)。
本申请在三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯和烷基二苯醚的基础上增加聚丙二醇和聚乙二醇。随着所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的加入比例的逐渐增大，螺杆式空压机油的黏度指数和闪点先增大后减小，倾点先减小后增大。螺杆式空压机油的使用周期和降解率先增大后减小。
当所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为(22-26):(14-18)时，所述螺杆式空压机油的倾点在-36℃以下，黏度指数在155以上，闪点在238℃以上。螺杆式空压机油的使用周期在8700h以上，降解率在79％以上。
在一个具体的实施方案中，所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为25:15。所述螺杆式空压机油的倾点为-42℃，黏度指数为160，闪点为243℃。螺杆式空压机油的使用周期为9500h，降解率为82％。
优选地，所述聚丙二醇的数均分子量为725-2000。
聚丙二醇是一种聚合物，具有不同的数均分子量。聚丙二醇的数均分子量的大小直接影响着聚丙二醇的运动粘度。随着聚丙二醇的数均分子量的增大，运动粘度逐渐升高，影响着螺杆式空压机油对压缩机内部组件的润滑性等性能。
在本申请中，随着聚丙二醇的数均分子量逐渐增加，能够提高螺杆式空压机油的闪点和黏度指数，降低倾点，延长螺杆式空压机油的使用期限，提高降解率。当聚丙二醇的数均分子量达到1000时，随着聚丙二醇的数均分子量逐渐增加，螺杆式空压机油的闪点和黏度指数逐渐降低，倾点逐渐提高。螺杆式空压机油的使用期限和降解率逐渐降低。示例性地，聚丙二醇的数均分子量为725，1500，2000。
在一个具体的实施方案中，所述聚丙二醇的数均分子量为1000，螺杆式空压机油的使用期限在9300h以上，降解率在82％以上。
优选地，所述聚乙二醇的数均分子量为400-1000。
聚乙二醇和聚丙二醇同样是一种聚合物，具有不同的数均分子量。聚乙二醇数均分子量的大小也同样影响着螺杆式空压机油的性能。在本申请中，当聚乙二醇的数均分子量低于400或高于1000时，虽然能提高螺杆式空压机油的闪点和黏度指数，降低倾点。但是，螺杆式空压机油的性能提高程度略低。示例性地，所述聚乙二醇的数均分子量为400，800，1000。
在一个具体的实施方案中，所述聚乙二醇的数均分子量为600，螺杆式空压机油的使用期限在8300h以上，降解率在78％以上。
优选地，所述螺杆式空压机油组合物还包括功能性添加剂。
在本申请中，螺杆式空压机油中加入功能性添加剂，进一步提高螺杆式空压机油的自身性能和使用性能。功能性添加剂包括降凝剂，抗氧剂，腐蚀抑制剂，清净剂，减摩剂，破乳剂，消泡剂，防锈剂。
在本申请中，降凝剂为聚甲基丙烯酸酯，占螺杆式空压机油组合物总量的0.2-1.0wt％。抗氧剂为聚二羟基-三甲基喹啉，占螺杆式空压机油组合物总量的0.5-2.0wt％。腐蚀抑制剂为二壬基萘磺酸钡，占螺杆式空压机油总量的0.5-2.0wt％。清净剂为硼化无灰型清净剂，清净剂占螺杆式空压机油总量的0.1-5.0wt％。减摩剂是噻二唑衍生物与硫代氨基甲酸钼的混合物，减摩剂占螺杆式空压机油组合物总量的0.1-1.0wt％。破乳剂占螺杆式空压机油组合物总量的0.1-0.6wt％。消泡剂为甲基硅油类，占螺杆式空压机油组合物总量的0.1-0.6wt％。防锈剂为石油磺酸钙，占螺杆式空压机油组合物总量的0.1-1.0wt％。
第二方面，本申请提供了一种螺杆式空压机油。所述螺杆式空压机油通过本申请所述的螺杆式空压机油组合物制备而成。
优选地，所述螺杆式空压机油的使用周期在8000h以上，油品降解率在75％以上。
利用本申请中的螺杆式空压机油组合物制备螺杆式空压机油，能够提高螺杆式空压机油的使用周期，提高降解率。螺杆式空压机油的使用周期在8000h以上，降解率在75％以上。此外，使用后的螺杆式空压机油能够应用在其他压缩机中。在本申请中，螺杆式空压机油的粘度指数在152以上，倾点在-33℃以下，闪点在235℃以上。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用酯类基础油为主体，加入聚丙二醇、聚乙二醇和烷基二苯醚，通过各组分之间的相互配合，螺杆式空压机油的使用周期在8000h以上，降解率在75％以上；
2、本申请中优选采用聚丙二醇与所述聚乙二醇的重量比为25:15，螺杆式空压机油具有较高的黏度指数与闪点，较低的倾点；
3、本申请中优选采用聚丙二醇的数均分子量为1000，聚乙二醇的数均分子量为600，螺杆式空压机油的倾点-48℃，黏度指数167，闪点255℃，使用周期9900h，降解率85％。
具体实施方式
以下结合实施例与对比例对本申请作进一步详细说明。
原料
本申请中应用的组分均可通过市售获得，部分组分来源如表1所示。
表1组分来源
| 组分 | 来源(厂家) |
| 三羟甲基丙烷油酸酯 | 南通九泽化工有限公司 |
| 季戊四醇油酸酯 | 南通九泽化工有限公司 |
| 聚丙二醇 | 南通九泽化工有限公司 |
| 聚乙二醇 | 南通九泽化工有限公司 |
| 烷基二苯醚 | 上海纳克润滑技术有限公司 |
| 降凝剂 | 赢创特种化学(上海)有限公司 |
实施例
实施例1
将20kg的三羟甲基丙烷油酸酯、30kg的季戊四醇油酸酯、30kg的聚丙二醇、10kg的聚乙二醇和10kg的烷基二苯醚进行混合，制备成螺杆式空压机油。
其中，所述聚丙二醇的数均分子量为725，所述聚乙二醇的数均分子量为600。
在螺杆式空压机油中加入功能性添加剂，0.5kg的降凝剂(占螺杆式空压机油总量的0.5wt％)。1kg的抗氧剂(占螺杆式空压机油总量的1.0wt％)。1kg的腐蚀抑制剂(占螺杆式空压机油总量的1wt％)。1kg的清净剂(占螺杆式空压机油的1wt％)。1kg的减摩剂(占螺杆式空压机油总量的1wt％。)0.6kg的破乳剂(占螺杆式空压机油总量的0.6wt％)。0.6kg的消泡剂(占螺杆式空压机油总量的0.6wt％)。0.5kg的防锈剂(占螺杆式空压机油总量的0.5wt％)。
实施例2-12与实施例1的区别如表2所示。
表2实施例2-12与实施例1的区别参数
*表2中“-”表示加入量为0kg。
对比例6
现有合成基础油为PAO8。所述PAO8为长沙江龙化工科技有限公司。
对比例7
现有矿物基润滑油为150SN。所述150SN为茂名市宏泰石化有限公司。
性能检测试验
检测一：螺杆式空压机油基础性能检测
对实施例1-12，对比例1-7的螺杆式空压机油基础性能检测，主要包括粘度指数、倾点与闪点。
粘度指数按照(GB/T 2541-1981)《石油产品粘度指数算表》检测。
倾点按照(GB/T 3535-2006)《石油产品倾点测定法》检测。
闪点按照(GB/T 3536-2008)《石油产品.闪点和燃点的测定.克利夫兰开口杯法》检测。
具体的基础检测结果如表3所示。
表3螺杆式空压机油基础检测结果
检测二：螺杆式空压机油使用检测
将实施例1-12，对比例1-7的螺杆式空压机油进行应用，测试螺杆式空压机油的使用周期并检测降解率。选择19台螺杆式空压机进行测试，螺杆式空压机的电机功率为22KW，转速为2940r/min，容积流量为3.5m3/min，一次装油量为18kg。具体检测结果如表4所示。
表4螺杆式空压机油使用检测结果
| 类别 | 使用周期/小时 | 降解率/％ |
| 实施例1 | 8400 | 78 |
| 实施例2 | 9000 | 80 |
| 实施例3 | 9500 | 82 |
| 实施例4 | 8700 | 79 |
| 实施例5 | 8000 | 75 |
| 实施例6 | 9900 | 85 |
| 实施例7 | 9200 | 81 |
| 实施例8 | 9800 | 85 |
| 实施例9 | 9600 | 82 |
| 实施例10 | 8300 | 78 |
| 实施例11 | 8800 | 80 |
| 实施例12 | 9300 | 82 |
| 对比例1 | 7200 | 65 |
| 对比例2 | 7400 | 68 |
| 对比例3 | 7800 | 73 |
| 对比例4 | 7700 | 70 |
| 对比例5 | 7200 | 60 |
| 对比例6 | 6200 | 15 |
| 对比例7 | 2100 | 10 |
结合实施例1-5和对比例1-5并结合表3和表4可以看出，在螺杆式空压机油组合物中加入聚丙二醇和聚乙二醇，通过调整聚丙二醇和聚乙二醇的加入比例，能够提高螺杆式空压机油的粘度指数，粘度指数在152以上。
将所述聚丙二醇和所述聚乙二醇加入到由三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯和烷基二苯醚组成的混合物中，混合后获得螺杆式空压机油。所述螺杆式空压机油的使用周期在8000h以上，降解率在75％以上。
尤其是实施例3，所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的加入比例为25:15，螺杆式空压机油的粘度指数为160，使用周期为9500h，降解率为82％。
结合实施例3、6、7、10和11并结合表3和表4可以看出，当聚乙二醇的数均分子量不变时，随着聚丙二醇的数均分子量的逐渐增高，螺杆式空压机油的粘度指数、使用周期和降解率先增大后减小。当随着聚丙二醇的数均分子量为1000时，螺杆式空压机油具有较高粘度指数、使用周期和降解率。所述螺杆式空压机油的粘度指数为167，使用周期为9900h，降解率为85％。
结合实施例5、8、9和12并结合表3和表4可以看出，当聚丙二醇的数均分子量不变时，随着聚乙二醇的数均分子量的逐渐增高，螺杆式空压机油的粘度指数、使用周期和降解率逐渐增大。但是，当聚乙二醇的数均分子量达到600时，螺杆式空压机油的粘度指数、使用周期和降解率逐渐减小。
结合实施例1-12和对比例6和7并结合表4可以看出，通过本申请制备的螺杆式空压机油，与现有的合成基础油PAO8、矿物基润滑油150SN相比，本申请制备的螺杆式空压机油的使用时间是所述PAO8的1.29倍以上，是所述150SN的3.81倍以上。
尤其是由实施例6制备的螺杆式空压机油，使用时间是所述PAO8的1.60倍，是所述150SN的4.71倍。
检测三：经济性计算
结合检测一与检测二的测试结果，对实施例5，实施例6，对比例6与对比例7的使用情况进行计算。具体计算结果如表5所示。
在表5中，单价指的是平均价格。
总价＝单价X一次性装油量(18kg)。
经济性指的是每小时螺杆式空压机油的价格，经济性＝总价/使用周期。
表5经济性计算结果
| 类别 | 使用周期/h | 单价元/kg | 总价/元 | 经济性元/h |
| 实施例5 | 8000 | 68 | 1224 | 0.1555 |
| 实施例6 | 9900 | 68 | 1224 | 0.1236 |
| 对比例6 | 6200 | 51 | 918 | 0.1481 |
| 对比例7 | 2100 | 15 | 270 | 0.1286 |
结合实施例5、6和对比例6、7并结合表5可以看出，实施例5和实施6的单价高于对比例6和对比例7。从经济性上看，实施例5大于对比例6，对比例6大于对比例7。但是，实施例5和实施例6的使用周期较长，能够减少停机换油的次数，进而节约成本。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种螺杆式空压机油组合物，其特征在于，所述螺杆式空压机油组合物包括三羟甲基丙烷油酸酯，季戊四醇油酸酯，聚丙二醇，聚乙二醇，烷基二苯醚；以螺杆式空压机油组合物为100wt%计，所述三羟甲基丙烷油酸酯为15-25%，所述季戊四醇油酸酯为20-30%，所述烷基二苯醚为5-15%；
其中所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为（20-30）:（10-20）；且所述聚丙二醇的数均分子量为725-2000；所述聚乙二醇的数均分子量为400-1000；
通过所述螺杆式空压机油组合物制备螺杆式空压机油，所述螺杆式空压机油的使用周期在8000h以上，油品降解率达在75%以上。
2.根据权利要求1所述的螺杆式空压机油组合物，其特征在于，所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为（22-26）:（14-18）。
3.根据权利要求2所述的螺杆式空压机油组合物，所述聚丙二醇和所述聚乙二醇的重量比为25:15。
4.根据权利要求1所述的螺杆式空压机油组合物，所述聚丙二醇的数均分子量为1000。
5.根据权利要求1所述的螺杆式空压机油组合物，所述聚乙二醇的数均分子量为600。
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