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CN118772938A - 一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油及其制备方法 - Google Patents

一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油及其制备方法 Download PDF

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CN118772938A
CN118772938A CN202410761760.8A CN202410761760A CN118772938A CN 118772938 A CN118772938 A CN 118772938A CN 202410761760 A CN202410761760 A CN 202410761760A CN 118772938 A CN118772938 A CN 118772938A
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soluble synthetic
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李波
曾海燕
张红文
林白银
邓娟
何茵茵
王一歆
张豪元
张鹏
尚强勇
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Guangzhou Guoji Lubrication Technology Co ltd
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Guangzhou Guoji Lubrication Technology Co ltd
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Abstract

本公开提供了一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油及其制备方法，属于工业齿轮油技术领域，该工业齿轮油包括以下重量份的组分：水溶性聚醚80‑90份、极压抗磨剂1‑5份、防锈剂0.5‑1.5份、抗氧剂1‑5份、助溶剂5‑10份、金属缓蚀剂0.01‑1份、消泡剂0.01‑1份；所述极压抗磨剂为二烷基二硫代磷酸酯锌、磷酸酯、磷酸酯胺盐中的至少一种；所述助溶剂为格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯。本公开通过在工业齿轮油中加入特定的极压抗磨剂和助溶剂，显著提高了水溶性合成聚醚型工业齿轮油的低温性能、抗磨性能、稳定性能和防锈性能。

Description

一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油及其制备方法
技术领域
本公开涉及工业齿轮油技术领域，具体涉及一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油及其制备方法。
背景技术
随着生产率的提高，机械运行速率更快，精密齿轮箱设备普及越来越广泛；精密齿轮箱设备的特性是齿轮箱越来越小、承载负荷更大；因此对齿轮油提出更高的高温性能、润滑性能和防腐防锈性能。常规矿物型齿轮油的高温性能较差，无法满足精密齿轮箱设备持续的高温运转；PAO合成类型齿轮油存在温升大及传动效率低等问题；油溶性聚醚润滑性不足；这些问题会直接造成生产效率降低、生产成本增加；水溶性合成聚醚型工业齿轮油由于粘度指数高、高温性能更好，所以应用更为普遍。目前水溶性合成聚醚型工业齿轮油主要由水溶性聚醚、氯化石蜡极压剂、烯基丁二酸酯防锈剂及辛基丁基二苯胺等进行复配而成，但水溶性聚醚的低温性能差且吸水性强，同时对其他各添加剂的溶解性差，使工业齿轮油容易出现浑浊、氯离子析出分层等现象在低温下启动造成齿轮箱部件磨损和生锈腐蚀，因此水溶性合成聚醚型工业齿轮油的低温性能、抗磨性能、稳定性能和防锈性能仍有待提高。
发明内容
本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油及其制备方法，该水溶性聚醚型工业齿轮油具有优异的低温性能、抗磨性能、稳定性能和防锈性能。
为实现上述目的，本公开采取的技术方案为：一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油，包括以下重量份的组分：水溶性聚醚80-90份、极压抗磨剂1-5份、防锈剂0.5-1.5份、抗氧剂1-5份、助溶剂5-10份、金属缓蚀剂0.01-1份、消泡剂0.01-1份；
所述极压抗磨剂为二烷基二硫代磷酸酯锌、磷酸酯、磷酸酯胺盐中的至少一种；
所述助溶剂为格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯。
在一个实施方式中，所述格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯的质量比为(4-6)：(2-4)。
在一个实施方式中，所述助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂的质量比为助溶剂：极压抗磨剂：防锈剂＝(7-9)：(2-4):1。
在一个实施方式中，所述极压抗磨剂为磷酸酯和磷酸酯胺盐。
在一个实施方式中，所述防锈剂为石油磺酸钠、N-油酰肌氨酸十八胺、烯基丁二酸酯中的至少一种。
在一个实施方式中，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺、亚磷酸(十八烯基)酯、二硫代氨基甲酸酯衍生物中的至少一种。
在一个实施方式中，所述金属缓蚀剂为甲基苯并三唑衍生物、苯并三唑中的至少一种。
在一个实施方式中，所述消泡剂为二甲基硅油、聚丙烯酸酯中的至少一种。
另一方面，提供了一种所述水溶性合成聚醚型工业齿轮油的制备方法，包括以下步骤：将各组分按比例混合均匀，即可得到水溶性合成聚醚型工业齿轮油。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
(1)本公开所提供的水溶性合成聚醚型工业齿轮油具有优异的稳定性、低温性能、极压抗磨性能和防锈性；油品贮存时间长，符合极端高低温环境中的使用要求，设备传动效率高，部件使用寿命更长。
(2)本公开的水溶性合成聚醚型工业齿轮油可直接应用于精密齿轮箱的润滑。
(3)本公开提供的制备方法操作简便，无需特殊工艺，可实现工业化生产。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在本公开中，具体的分散、搅拌处理方式没有特别限制。
本公开所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
为解决现有技术中的水溶性聚醚型工业齿轮油的低温性能、稳定性和润滑性差的问题。
本公开提供了一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油，包括以下重量份的组分：水溶性聚醚80-90份、极压抗磨剂1-5份、防锈剂0.5-1.5份、抗氧剂1-5份、助溶剂5-10份、金属缓蚀剂0.01-1份、消泡剂0.01-1份；
所述极压抗磨剂为二烷基二硫代磷酸酯锌、磷酸酯、磷酸酯胺盐中的至少一种；
所述助溶剂为格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯。
本公开在水溶性合成聚醚型工业齿轮油中加入特定的极压抗磨剂，提高工业齿轮油的抗磨性，和常规极压抗磨剂相比，本公开的极压抗磨剂在水溶性聚醚中的溶解性更差，因此需要增加助溶剂提升水溶性聚醚和各组分之间的相容性，然而发明人实验发现，现有的增溶剂大多会影响工业齿轮油的性能，使其难以获得较高的低温性能、稳定性能、抗磨性能和防锈性能。经过探索，以格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯的复配物作为助溶剂，代替现有增溶剂用于本申请所述产品，格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯协同作用，使助溶剂与水溶性聚醚和各组分的相容性好，可以有效提升产品的低温性能、稳定性能、抗磨性能和防锈性能。
示例性地，所述水溶性聚醚的重量份可以为80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份、90份，本公开不局限于此；
示例性地，所述极压抗磨剂的重量份可以为1份、1.3份、1.5份、2份、2.5份、2.7份、3份、3.2份、3.5份、4份、4.5份、4.8份、5份；本公开不局限于此；
示例性地，所述防锈剂的重量份可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份；本公开不局限于此；
示例性地，所述助溶剂的重量份可以为5份、5.2份、5.6份、6份、6.5份、7份、7.3份、7.7份、8份、8.2份、8.5份、9份、9.5份、9.8份、10份；本公开不局限于此；
示例性地，所述抗氧剂的重量份可以为1份、1.2份、1.5份、1.7份、2份、2.5份、3份、3.2份、3.6份、4份、4.3份、4.5份、4.8份、5份；本公开不局限于此；
示例性地，所述金属缓蚀剂和消泡剂的重量份可以各自独立地为0.01份、0.05份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.9份、1份；本公开不局限于此。
示例性地，所述水溶性聚醚的40℃运动黏度为300-600mm2/s，优选为435-480mm2/s。在本申请中，所述水溶性聚苯醚为科莱恩D21/300，40℃运动黏度为458mm2/s。
示例性地，所述格尔伯特醇为异构十八醇。
在一个实施方式中，所述格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯的质量比为(4-6)：(2-4)；例如可以是4:2、4:3、4:4、5:2、5:3、5:4、6:2、6:4，但并不局限于所列举的数值，其他未列举的数值在该范围内同样适用。
当格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯的质量比在上述质量比范围内时，可以进一步提高极压抗磨剂、防锈剂和金属缓蚀剂在水溶性聚醚中的溶解性，使得工业齿轮油具有更好的低温性能、抗磨性能和稳定性能。
在一个实施方式中，所述助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂的质量比为助溶剂：极压抗磨剂：防锈剂＝(7-9)：(2-4):1；例如可以是7:2:1、7:3:1、7:4:1、8:2:1、8:3:1、8:4:1、9:2:1、9:3:1、9:4:1，但并不局限于所列举的数值，其他未列举的数值在该范围内同样适用。
当助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂的质量比在上述质量比范围内时，所得工业齿轮油具有更好的抗磨性能、低温性能和稳定性能。
在一个实施方式中，所述极压抗磨剂为磷酸酯和磷酸酯胺盐。
具体地，所述磷酸酯和磷酸酯胺盐的质量比优选为1:1-6，更优选为1：4-5。本公开采用磷酸酯和磷酸酯胺盐作为极压抗磨剂，二者之间具有较好的正协同作用，极大提升了产品的抗磨性能，有利于解决产品的抗磨性和腐蚀性之间的矛盾。
示例性地，所述磷酸酯为烷基硫代磷酸复酯；所述磷酸酯胺盐为异辛基酸性磷酸酯十八胺。
在一个实施方式中，所述防锈剂为石油磺酸钠、N-油酰肌氨酸十八胺、烯基丁二酸酯中的至少一种。
具体地，所述防锈剂为N-油酰肌氨酸十八胺。上述防锈剂能够促进工业齿轮油在部件表面形成一层润滑膜，抑制水汽、氧气和其他化学成分对齿轮箱部件的腐蚀。
在一个实施方式中，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺、亚磷酸(十八烯基)酯、二硫代氨基甲酸酯衍生物中的至少一种。
上述抗氧剂能够提升工业齿轮油的抗氧化性能，放置过早氧化衰退，延长了工业齿轮油的换油周期和使用寿命。
在一个实施方式中，所述金属缓蚀剂为甲基苯并三唑衍生物、苯并三唑中的至少一种。
所述甲基苯并三唑衍生物为甲基苯并三氮唑。
上述金属缓蚀剂能够增强防锈剂对金属的防腐蚀保护。
在一个实施方式中，所述消泡剂为二甲基硅油、聚丙烯酸酯中的至少一种。
本公开使用的消泡剂能够减少工业齿轮油的泡沫，避免工业齿轮油在使用过程中因气泡而使油膜破坏造成干摩擦现象发生。
另一方面，提供了一种所述水溶性合成聚醚型工业齿轮油的制备方法，包括以下步骤：将各组分按比例混合均匀，即可得到水溶性合成聚醚型工业齿轮油。
具体地，所述水溶性合成聚醚型工业齿轮油的制备方法，包括以下步骤：
(1)将助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂在50-60℃下混合均匀，得到混合物A；
(2)将抗氧剂、金属缓蚀剂和水溶性具体加入到混合物A中，混合均匀后，加入消泡剂混合均匀，即得水溶性合成聚醚型工业齿轮油。
具体地，步骤(1)中混合的温度过低，会导致极压抗磨剂和防锈剂在水溶性聚醚中的溶解效果差，从而导致水溶性合成聚醚型工业齿轮油的整体性能下降；若是混合的温度过高，会导致混合物A发生分解，导致水溶性合成聚醚型工业齿轮油的整体性能下降。
提供了以下实施例以促进对本公开的理解。提供这些实施例不是为了限制权利要求的范围。
本公开实施例及对比例中使用的原料信息如下：
水溶性聚醚购于科莱恩，牌号为：D21/300，40℃运动黏度为458mm2/s。
实施例和对比例
实施例和对比例所述水溶性合成聚醚型工业齿轮油的组成成分如下表1-2所示。
实施例和对比例所述水溶性合成聚醚型工业齿轮油的制备方法包括如下步骤：
(1)将助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂在50-60℃下混合均匀，得到混合物A；
(2)将抗氧剂、金属缓蚀剂和水溶性聚醚加入到混合物A中，混合均匀后，加入消泡剂混合均匀，即得水溶性合成聚醚型工业齿轮油。
表1
表2
性能测试
将实施例和对比例所得水溶性合成聚醚型工业齿轮油进行性能测试，测试结果如表3所示。
表3
从表3的实验数据可知，本公开的水溶性合成聚醚型工业齿轮油具有优异的稳定性、低温性能、极压抗磨性能和防锈性。
对比实施例3-6可知，当格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯的质量比为(4-6)：(2-4)时，水溶性合成聚醚型工业齿轮油具有更好的整体性能。
对比实施例3和实施例7-9可知，当助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂的质量比为助溶剂：极压抗磨剂：防锈剂＝(7-9)：(2-4):1时，水溶性合成聚醚型工业齿轮油具有更好的整体性能。
对比实施例3和实施例10-12可知，极压抗磨剂为磷酸酯和磷酸酯胺盐时，水溶性合成聚醚型工业齿轮油具有更好的整体性能。
对比实施例3和实施例13-14可知，防锈剂为N-油酰肌氨酸十八胺时，水溶性合成聚醚型工业齿轮油具有更好的整体性能。
对比实施例3和对比例1-3可知，本公开中格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯之间存在协同作用，有效提高水溶性合成聚醚型工业齿轮油的低温性能和润滑性，当缺少格尔伯特醇、三羟甲基丙烷壬酸酯中的至少一种时，所得水溶性合成聚醚型工业齿轮油的低温性能和润滑性能显著下降。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本公开的技术方案而非对本公开保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本公开作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本公开技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，包括以下重量份的组分：水溶性聚醚80-90份、极压抗磨剂1-5份、防锈剂0.5-1.5份、抗氧剂1-5份、助溶剂5-10份、金属缓蚀剂0.01-1份、消泡剂0.01-1份；
所述极压抗磨剂为二烷基二硫代磷酸酯锌、磷酸酯、磷酸酯胺盐中的至少一种；所述助溶剂为格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯。
2.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述格尔伯特醇和三羟甲基丙烷壬酸酯的质量比为(4-6)：(2-4)。
3.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述助溶剂、极压抗磨剂和防锈剂的质量比为助溶剂：极压抗磨剂：防锈剂＝(7-9)：(2-4):1。
4.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述极压抗磨剂为磷酸酯和磷酸酯胺盐。
5.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述防锈剂为石油磺酸钠、N-油酰肌氨酸十八胺、烯基丁二酸酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺、亚磷酸(十八烯基)酯、二硫代氨基甲酸酯衍生物中的至少一种。
7.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述金属缓蚀剂为甲基苯并三唑衍生物、苯并三唑中的至少一种。
8.如权利要求1所述的水溶性合成聚醚型工业齿轮油，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油、聚丙烯酸酯中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述水溶性合成聚醚型工业齿轮油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各组分按比例混合均匀，即可得到水溶性合成聚醚型工业齿轮油。
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