專利名稱：油膜軸承油組合物的制作方法
技術領域：
本發明提供一種油膜軸承油組合物，是一種用于冶金系統高速線材軋機油膜軸承及齒輪傳動系統潤滑、導衛系統油霧潤滑的潤滑油組合物，屬于潤滑油技術領域。
油膜軸承油是鋼鐵工業向高速化大型化發展應運而生的一類新油品。國外此類油品的研制起始于六十年代中后期，工業化于七十年代。當時，鋼板高速軋機和摩根無扭高速線材軋機使用的油膜軸承急需與之相匹配的油膜軸承油，而通常的軸承油和主軸油均不能滿足其性能要求，因此抗乳化抗氧型油膜軸承油(典型規格Mobil Vacuoline 100系列)最早問世。后來在使用中發現，上述軋機有的軸承處于近水部位，又發展了防銹型油膜軸承油(典型規格Mobil Vacuoline 300系列)。七八十年代由于各國對鋼鐵線材需求量的劇增，促使了無扭式高速線材軋機的發展，軋機軸速高達3600～7000m/min。因此適應摩根高速線材軋機油膜軸承的抗氧抗乳化防銹抗磨型油膜軸承油(典型規格Mobil Vacuoline 500系列及U.S.Steel 136規格)在一些工業國家研制成功并相繼投入生產使用。我國從七十年代至八十年代相繼研制了100系列和300系列油膜軸承油，但經檢索，國內外未見有高速線材軋機500系列油膜軸承油組合物的專利公開報導，雖然含硫含磷二組分添加劑的潤滑油國外也有報導，但是具體化合物與本發明所涉及的化合物不同。《石油商技》1996年第5期發表的論文“460號油膜軸承油的研究與應用”公開報導的是100系列油膜軸承油，其主要性能有抗氧化性、抗乳化性和按首都鋼鐵工業公司要求增加的防銹性能，所用化合物與本發明所涉及的500系列油膜軸承油化合物不同。《潤滑油》1997年第5期發表的論文“220號抗磨型油膜軸承油研究”公開報導的是500系列220號油膜軸承油，但具體化合物與本發明所涉及的化合物也不同。
國內高速線材軋機導衛系統采用油霧潤滑，所用油品較混亂，有的采用工業齒輪油，有的采用抗磨液壓油，尚沒有專用的油霧潤滑油。
本發明的目的是提供一種摩根無扭式高速線材軋機油膜軸承潤滑油組合物，可適用于多種基礎油，并滿足Mobil Vacuoline 500系列及U.S.Steel 136規格要求，同時還要滿足冶金系統高速線材軋機油膜軸承及齒輪傳動系統潤滑、導衛系統油霧潤滑的要求。
本發明為了實現上述目的，對組合物中各添加劑組分進行了精心選擇。除了考慮各功能添加劑組分自身的性能和特點必須突出和優秀外，同時還把抗乳化性能的好壞作為優先選擇的條件之一，并對組合物中各添加劑組分按全面滿足規格中各性能要求進行了仔細的平衡。該組合物具有優良的抗磨性、抗乳化性、抗氧性、防腐防銹性等特點。
本發明提出的油膜軸承油組合物，含有(A)一定量的基礎油；(B)至少一種極壓抗磨劑；(C)至少一種抗氧劑，和/或抗氧抗腐劑，和/或金屬鈍化劑；(D)至少一種防銹劑；(E)一定量的抗乳化劑；(F)一定量的抗泡劑；(G)適量的降凝劑；(H)適量的粘度指數改進劑和(I)適量的抗乳化抗磨補強劑。
本發明提出的油膜軸承油組合物中，(A)為中粘度指數深精制的基礎油(MVIS)、高粘度指數深精制的基礎油(HVIS)如加氫油、很高粘度指數深精制的基礎油(VHVIS)如合成油，或它們任意組合的混合物；(B)為二烷基芐基二硫、磷酸酯及其胺鹽衍生物、硫代磷酸酯及其胺鹽衍生物、二烷基二硫代磷酸鋅及其衍生物、氨基硫代酯，或它們任意組合的混合物；(C)較適宜的是2，6-二叔丁基對甲酚、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽、N苯基α萘胺、二仲醇基二硫代磷酸鋅、二壬基二苯胺類、噻二唑衍生物，或它們任意組合的混合物；(D)較適宜的是中性或堿性烷基磺酸鹽、烯基丁二酸及其衍生物，或它們任意組合的混合物；(E)較適宜的是胺與環氧化物的縮合物，或環氧乙、丙烷嵌段聚醚；(F)較適宜的是丙烯酸酯與醚共聚物或甲基硅油；(G)較適宜的是聚α烯烴；(H)較適宜的是聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、乙丙共聚物，或它們任意組合的混合物；(I)較適宜的是酯類化合物、胺類化合物、脂肪醇，或它們任意組合的混合物。
本發明中，如無特殊說明，所用溫度均為攝氏度，所用百分數(％)均為質量百分數。
本發明提出的油膜軸承油組合物中，含組分(A)80.0～99.5m％、組分(B)0.1～5m％、組分(C)0.01～2.00m％、組分(D)0.01～0.80m％、組分(E)0.001～0.500m％、組分(F)0.0001～0.5m％、組分(G)0～3m％、組分(H)0～8m％、組分(I)0.001～8m％。
更進一步，本發明提出的油膜軸承油組合物中，(A)為中粘度指數深精制的礦物油(MVIS)、高粘度指數深精制的基礎油(HVIS)如加氫油、很高粘度指數深精制的基礎油(VHVIS)如合成油，或它們任意組合的混合物；(B)較適宜的是磷酸三甲酚酯、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽、二仲醇基二硫代磷酸鋅、氨基硫代酯、硫代磷酸三丁酯、硫代磷酸三苯酯、二甲苯芐基二硫、二芐基二硫、酸性磷酸酯胺鹽，或它們任意組合的混合物；(C)較適宜的是2，6-二叔丁基對甲酚、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽、二仲醇基二硫代磷酸鋅、二壬基二苯胺、N苯基α萘胺、噻二唑衍生物，或它們任意組合的混合物；(D)較適宜的是中性或堿性烷基磺酸鹽、烯基丁二酸及其衍生物，或它們任意組合的混合物；(E)較適宜的是胺與環氧化物的縮合物，或環氧乙、丙烷嵌段聚醚；(F)較適宜的是丙烯酸酯與醚共聚物，或甲基硅油；(G)較適宜的是聚α烯烴；(H)較適宜的是聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、乙丙共聚物，或它們任意組合的混合物；(I)較適宜的是酯類化合物、胺類化合物、C8～C18脂肪醇，或它們任意組合的混合物。
更進一步，本發明提出的油膜軸承油組合物中含組分(A)90.0～99.5m％、組分(B)0.4～3.0m％、組分(C)0.01～1.0m％、組分(D)0.01～0.50m％、組分(E)0.001～0.300m％、組分(F)0.0001～0.5m％、組分(G)0～1m％、組分(H)0～8m％、組分(I)0.001～8m％。
上述油膜軸承油組合物的制備方法是先將按比例所需量的基礎油(A)加入帶攪拌器的調和釜內，并升溫到50～60℃，其次將按比例所需的組分(F)(先用9∶1的煤油稀釋并磨合好)加入到基礎油中，攪拌0.5～1小時；再次，根據基礎油傾點及粘度指數加入適量的組分(G)和(H)；然后依次將組分(E)、(B)、(C)、(D)、(I)在30～80℃下充分攪拌4～6個小時，至混合物全部溶解。本發明組合物制備方法簡便，在一般實驗室和調和廠均可以實施。
為了篩選添加劑組分和組合物，本發明在實驗室采用了油膜承載能力試驗模擬油膜軸承的使用工況，試驗條件250mL試油放入裝有軸頸及軸瓦的油槽中，使軸頸圓心以下浸泡在試驗油中，油溫恒定在38～42℃，在軸頸轉速1500轉/分鐘條件下逐級加載，每級負荷下運行1min，以發生燒瓦時的負荷PW來評價油膜承載能力。PW越大，表明油膜承載能力越高。
油膜軸承油組合物的極壓抗磨性能采用四球機試驗(GB/T3142或ASTM D2783)進行評定。
為了評價組合物各項性能是否符合Mobil Vacuoline 500及U.S.Steel 136規格要求，還進行了下列試驗抗乳化試驗GB/T8022或ASTM D2711GB/T7305或ASTM D1401銅片腐蝕試驗 GB/T5096或ASTM D130液相銹蝕試驗 GB/T11143或ASTM D665旋轉氧彈試驗 SH/T0193或ASTM D2272FZG齒輪機試驗 GB/T0306或ASTM D5182抗泡沫試驗GB/12579或ASTM D892本發明的效果通過下面的實施例進一步說明。但應該明白下面的實施例不是限制本發明的范圍，任何不超出本發明的構思和范圍的改動，都在本發明的范圍之內。實施例1油膜軸承油組合物(I)，它包括97.90％的組分(A)，即加氫油HVIS400與MVI90BS以10∶1的混合物；1.70％的組分(B)，即T309硫代磷酸三苯酯、T322二芐基二硫以1∶1的混合物；0.1％的組分(C)，即T205二仲醇基二硫代磷酸鋅；0.10％的組分(D)，即T705A中性二壬基萘磺酸鋇；0.15％的組分(E)，即T1001胺與環氧化物縮合物；0.0003％的組分(F)，即T901甲基硅油；0.05％的組分(G)，即T803B聚α烯烴。組合物(II)不含組分(C)、(D)，組分(B)中含0.2％的T322，1.0％的T309和0.5％的T306磷酸三甲酚酯，其余均同組合物(I)。
組合物(I)、(II)主要性能評定結果見表—1。
表—1組合物(I)、(II)主要性能評定結果
試驗結果表明組合物(II)中沒有含抗氧防腐劑，不僅液相銹蝕和銅片腐蝕變差，而且極壓抗腐性能也不如組合物(I)。實施例2油膜軸承油組合物(III)，它包括99.00％的組分(A)，即加氫油HVIS500；0.6％的組分(B)，即T323氨基硫代酯、T203二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽以2∶1的混合物；0.5％的組分(C)，即2，6-二叔丁基對甲酚；0.05％的組分(D)，即T746烯基丁二酸；0.005％的組分(E)，即T1002環氧乙、丙烷嵌段聚醚；0.0005％的組分(F)，即T901甲基硅油。組合物(IV)不含組分(E)，其余均同組合物(III)。
組合物(III)、(IV)的GB/T7305(或ASTM D1401)抗乳化性能評定果為組合物(IV)大于30分鐘，組合物(III)僅為7分鐘。顯然，組合物(IV)不含抗乳化劑，其抗乳化性能明顯比組合物(III)差。實施例3油膜軸承油組合物(V)，它包括98.43％的組分(A)，即聚α烯烴合成油與MVI400以4∶1的混合物；1.20％的組分(B)，即T306磷酸三甲酚酯與T322二芐基二硫以5∶1的混合物；0.2％的組分(C)，即T203二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽；0.07％的組分(D)，即T705A中性二壬基萘磺酸鋇；0.10％的組分(E)，即T1001胺與環氧化物縮合物；0.0005％的組分(F)，即T901甲基硅油。組合物(VI)，它包括1.2％的組分(B)，即硫代磷酸三丁酯、T203二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽以5∶1的混合物；其余均同組合物(V)。
組合物(V)、(VI)主要性能評定見表—2。
表—2 組合物(V)、(VI)主要性能評定<
>試驗結果表明組合物(V)中由于組分(B)含有T322二芐基二硫，其抗氧化性能明顯優于不含二芐基二硫的組合物(VI)。實施例4油膜軸承油組合物(VII)，它包括95.37％的組分(A)，即MVIS400；2.5％的組分(B)，即T308酸性磷酸酯胺鹽、T322二芐基二硫、T306磷酸三甲酚酯以2∶2∶1的混合物；0.83％的組分(C)，即含0.5％的T501 2，6-二叔丁基對甲酚、0.3的T531 N苯基α萘胺和0.03的T561噻二唑衍生物；0.3％的組分(D)，即T705A中性二壬基萘磺酸鋇；0.005％的組分(E)，即T1002環氧乙、丙烷嵌段聚醚；0.0015％的組分(F)，即T901甲基硅油；2.0％的組分(H)，即聚甲基丙烯酸酯；1.0％的組分(I)，即鄰苯二甲酸酯和十二醇以1∶1的混合物。組合物(VIII)不含組分(I)，其余均同組合物(VII)。
組合物(VII)、(VIII)的GB/T7305(或ASTM D1401)抗乳化性能評定結果見表—3。
表—3 組合物(VII)、(VIII)抗乳化性能評定結果
顯然，組合物(VIII)不含抗乳化抗磨補強劑，其蒸餾水抗乳化性能雖然與組合物(VII)相當，但工業水的抗乳化性能明顯比組合物(VII)差。而油膜軸承油通常在高溫、多塵、有沖擊負荷及經常與水接觸的苛刻工況條件下使用，要求油品具有優異的抗乳化性能、抗磨性能、抗氧化性能及水解穩定性能，尤其是對鋼廠工業冷卻水具有優異的抗乳化性能。本發明特有的抗乳化抗磨補強劑可以實現這一性能，使油膜軸承油滿足高速線材軋機的潤滑要求。
權利要求
1.一種油膜軸承油組合物，其特征在于它含有(A)一定量的基礎油，在組合物中含量為80.0～99.5m％；(B)至少一種極壓抗磨劑，在組合物中含量為0.1～5m％；(C)至少一種抗氧劑，和/或抗氧抗腐劑，和/或金屬鈍化劑，在組合物中含量為0.01～2.00m％；(D)至少一種防銹劑，在組合物中含量為0.01～0.80m％；(E)一定量的抗乳化劑，在組合物中含量為0.001～0.500m％；(F)一定量的抗泡劑，在組合物中含量為0.0001～0.5m％；(G)適量的降凝劑，在組合物中含量為0～3m％；(H)適量的粘度指數改進劑，在組合物中含量為0～8m％；(I)適量的抗乳化抗磨補強劑，在組合物中含量為0.001～8m％。
2.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(A)為中粘度指數深精制的基礎油(MVIS)、高粘度指數深精制的基礎油(HVIS)如加氫油、很高粘度指數深精制的基礎油(VHVIS)如合成油，或它們任意組合的混合物。
3.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(B)為二烷基芐基二硫、氨基硫代酯、硫代磷酸酯及其胺鹽衍生物、二烷基二硫代磷酸鋅及其衍生物、磷酸酯及其胺鹽衍生物、它們任意組合的混合物。較適宜的是磷酸三甲酚酯、酸性磷酸酯胺鹽、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽、二仲醇基二硫代磷酸鋅、氨基硫代酯、硫代磷酸三丁酯、硫代磷酸三苯酯、二甲基芐基二硫、二芐基二硫，或它們任意組合的混合物。
4.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(C)較適宜的是2，6-二叔丁基對甲酚、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽、二仲醇基二硫代磷酸鋅、二壬基二苯胺、N苯基α萘胺、噻二唑衍生物，或它們任意組合的混合物。
5.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(D)較適宜的是中性或堿性烷基磺酸鹽、烯基丁二酸及其衍生物，或它們任意組合的混合物。
6.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(E)較適宜的是胺與環氧化物的縮合物，或環氧乙、丙烷嵌段聚醚。
7.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(F)較適宜的是丙烯酸酯與醚共聚物或甲基硅油。
8.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(G)較適宜的是聚α烯烴。
9.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(H)較適宜的是聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、乙丙共聚物，或它們任意組合的混合物。
10.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于所說的(I)較適宜的是酯類化合物、胺類化合物、脂肪醇，或它們任意組合的混合物。
11.根據權利要求1所述的油膜軸承油組合物，其特征在于該組合物具有優良抗磨性、抗乳化性、抗氧性、防銹性等性能，可以用于冶金系統高速線材軋機油膜軸承及齒輪傳動系統的潤滑、導衛系統油霧潤滑。
全文摘要
本發明提供一種油膜軸承油組合物,是一種用于冶金系統高速線材軋機油膜軸承及齒輪傳動系統潤滑、導衛系統油霧潤滑的潤滑油。該組合物包括(A)一定量的基礎油;(B)至少一種極壓抗磨劑;(C)至少一種抗氧劑,和/或抗氧抗腐劑,和/或金屬鈍化劑;(D)至少一種防銹劑;(E)一定量的抗乳化劑;(F)一定量的抗泡劑;(G)適量的降凝劑;(H)適量的粘度指數改進劑和(I)適量的抗乳化抗磨補強劑。上述組合物具有優良的抗磨性、抗乳化性、抗氧性、防銹性等性能特點。
文檔編號C10M137/10GK1259561SQ9812390
公開日2000年7月12日 申請日期1998年10月30日 優先權日1998年10月30日
發明者張青蔚, 伏喜勝 申請人:中國石化蘭州煉油化工總廠