專利名稱：通用機床油組合物的制作方法
本說明涉及一種用于通用機床油的復合添加劑，以及含有該添加劑的通用機床油組合物。
通用機床要求使用L-HL油，即通用機床油，這種油用量大、使用面廣，是機械油的升級產品。通用機床油要求具有良好的氧化安定性、防銹性、抑制銅腐蝕性、抗乳化性、抗泡沫性及空氣釋放等性能，因此需加入多種功能添加劑，才能滿足油品的使用要求。
早期機床用油采用機械油，不加入添加劑，油品壽命一般只有3個月至半年。主要問題是油品氧化安定性差，易生成油泥，堵塞油路。同時也發生銹蝕現象。1979年ISO公布了機床潤滑劑的規格標準(ISO 3498-1979)，要求使用具有良好抗氧防銹性能的精制礦物油。
U.S.3,872,048在混合礦油中加入2,6-二叔丁基對甲酚抗氧劑及烯基丁二酸型或磺酸鹽型防銹劑，用于機床的液壓箱、主軸箱和齒輪箱，可以減少機床潤滑部位摩擦付的磨損，降低溫升，防止銹蝕，使油品的使用時間延長一倍以上。
Ciba-Geige(汽巴-嘉基)公司申請的專利U.S.4,701,273將苯三唑型金屬減活劑-1-〔二-(2-乙基己基)-氨基亞甲基〕-苯三唑，與選自屏蔽酚型、芳胺型等抗氧劑中的至少一種抗氧劑復合，用于潤滑油中，使油品氧化安定性有較大的提高。
但通用機床油不僅要有優良的抗氧化性能，還需匹配優良的防銹性，EP 0239536專利報道采用了β-羥基脂肪胺型防銹劑與抗氧劑、金屬減活劑復合使用，取得較好的效果，但未顧及油品其它性能的要求，例如抗泡沫、破乳化性能等。
U.S 5,902,777專利介紹了由4,4′-二辛基二苯胺，2,6-二叔丁基酚-4-甲酚，磷酸三甲酚酯及異硬脂酸三乙烯四胺組分添加劑調制成的液壓油，具有較好的抗氧化性能和減摩特性，并能抑制油泥的形成，可用于液壓機械設備。
本發明的目的是提供一種用于通用機床油的抗氧防銹復合添加劑。
本發明的另一個目的是提供一種通用機床油組合物，它具有優良的抗氧化、防銹蝕、抑制銅腐蝕、抗乳化、抗泡沫等性能，能滿足L-HL液壓油GB 11118-89規格要求。
本發明提供的用于通用機床油的抗氧防銹復合添加劑包括如下組成以復合劑總重為基準，(Ⅰ)液體屏蔽酚型抗氧劑，72～95％，優選80～90％；(Ⅱ)芳胺型抗氧劑，1～8％，優選2～5％；(Ⅲ)苯三唑型金屬減活劑，2～10％，優選4～7％；
(Ⅳ)烯基丁二酸型防銹劑，2～10％，優選4～8％；本發明復合劑的組分(Ⅰ)是液體屏蔽酚型抗氧劑，其中2,6-二叔丁基酚含量＞75重％，其它是鄰叔丁基酚、2,4-二叔丁基酚、2,4,6-三叔丁基酚。該產品國內商品牌號為T502，國外牌號有Ethyl公司的Ethyl 4733。該產品呈液態，可將芳胺型抗氧劑、金屬減活劑、粘膠狀的防銹劑以及其它添加劑很好地混溶，調制成抗氧防銹復合劑，使用方便。
本發明復合劑的組分(Ⅱ)是芳胺型抗氧劑，包括N-苯基-α-萘胺、P,P′-二叔丁基二苯胺、混合烷基化二苯胺、N苯基-β-萘胺、烷基化N苯基-α-萘胺。以上產品均有商品出售。
本發明復合劑的組分(Ⅲ)是苯三唑型金屬減活劑，其結構式為 其中R為丁基，該化合物化學名稱為N,N-二正丁基-氨基亞甲基-苯三唑，國內商品牌號為T551。該添加劑與酚型、胺型抗氧劑復合使用，有突出的增效作用，能明顯提高油品的氧化安定性。
本發明組合物的組分(Ⅳ)是防銹劑，可以是十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯。這類防銹劑用量少，效果好，前者商品名稱為T746，后者商品名稱為T746A。
本發明復合劑中還可以選擇性地含有非硅型抗泡劑(Ⅴ)，在油品起泡性達不到指標要求的情況下需加入抗泡劑。組分(Ⅴ)主要包括丙烯酸酯與烷基醚共聚物，國內商品牌號為T912，以及T912與硅型抗泡劑的復合抗泡劑，國內商品牌號為T921。這類非硅抗泡劑對油品空氣釋放性能無不利影響。以復合劑總重為基準，非硅型抗泡劑的含量為0.05～0.5％，優選0.1～0.3％。
本發明復合劑中還可以選擇性地含有抗乳化劑(Ⅵ)，用以改善油品的抗乳化能力。深度精制的油料可以不使用抗乳化劑。組分(Ⅵ)是烷撐二胺四聚氧丙撐縮合物，國內商品牌號為T1001。以復合劑總重為基準，抗乳化劑的含量為5～25％，優選10～20％本發明提供的通用機床油組合物的組成為以組合物總重為基準，本發明提供的抗氧防銹復合添加劑0.2～1.0％，優選0.3～0.8％，余量為基礎油。
所說的基礎油為礦物潤滑油，其中石蠟基潤滑油可以是150SN、200SN、350SN、650SN中性油，精制手段為白土精制或加氫補充精制。中間基潤滑油可以是150ZN或600ZN中性油。基礎油粘度等級可以是N32、N46、N68、N100。
其中非硅型抗泡劑和抗乳化劑可以加入到復合劑中，也可以直接加入到基礎油中。
本發明提供的復合添加劑充分利用了添加劑之間的協同效應，屏蔽酚型抗氧劑具有終止游離基的作用，芳胺型抗氧劑(N-苯基-α-萘胺)除有終止游離基作用外，還具有分解氫過氧化物的作用，苯三唑型金屬減活劑可在金屬表面形成鈍化膜，抑制金屬對油品氧化的催化作用。三者復合有突出的協同效應，使油品具有優良的抗氧化性能，大大延長油品使用期。由于金屬減活劑還具有抑制銅腐蝕的性能，組合物中不必再加入銅腐蝕抑制劑。防銹劑選擇了烯基丁二酸型，它們具有用量少、防銹效果好的特點，且對氧化性能的不良影響比石油磺酸鹽型防銹劑小得多。由于利用了上述多種添加劑之間的協同效應，減少了添加劑的總用量，提高了復合劑的經濟性及實用性。
本發明提供的通用機床油組合物由本發明提供的抗氧防銹復合劑與基礎油按一定比例調制而成，具有優良的抗氧化、防銹蝕、防銅腐蝕、抗乳化、抗泡沫等性能，可滿足不同粘度等級(N32、N46、N68、N100)的通用機床油的使用要求。該組合物可用于機床的液壓系統、循環系統及齒輪箱等部件。
下面通過實施例對本發明作進一步說明。
實施例1抗氧防銹復合劑F-1在200ml燒杯中，依次加入6.5g十二烯基丁二酸防銹劑T746、4.1g苯三唑型金屬減活劑T551、2.0g N-苯基-α-萘胺T531、80g液體屏蔽酚型抗氧劑T502，放于加熱器上加熱，用玻璃棒攪動混合，控制溫度55±5℃，維持30min，使物料均勻，得到一透明的淺棕色液體，氮含量1.12％。
實施例2抗氧防銹復合劑F-2在200ml燒杯中，依次加入6.5g十二烯基丁二酸半酯防銹劑T746A、4.0g苯三唑型金屬減活劑T551、2.4g烷基化二苯胺(L-57)、88g液體屏蔽酚型抗氧劑T502，然后放于加熱器上加熱，用玻璃棒攪動混合，控制溫度55±5℃，維持30min，使物料均勻，得到一透明的淺棕色液體，氮含量0.95％。
實施例3抗氧防銹復合劑F-3在200ml燒杯中，依次稱入5.4g十二烯基丁二酸防銹劑T746、5.7g苯三唑型金屬減活劑T551、2.5gN-苯基-α-萘胺T531、83g液體屏蔽酚型抗氧劑T502，然后放于加熱器上加熱，用玻璃棒攪動混合，控制溫度55±5℃，維持30min，使物料均勻，得到一透明的淺棕色液體，氮含量1.46％。
實施例4基礎油燕山石化公司煉油廠150SN(40℃粘度為30.52mm2/s)添加劑0.35重％F-1將上述百分含量添加劑和上述基礎油，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為30.27mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表1所示。
實施例5基礎油大連石化公司煉油廠150SN(40℃粘度為29.49mm2/s)添加劑0.35重％F-2將上述百分含量添加劑和上述基礎油，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為29.23mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表1所示。
實施例6基礎油濟南煉油廠150ZN，屬中間基潤滑油(40℃粘度為30.36mm2/s)添加劑0.35重％F-3將上述百分含量添加劑和上述基礎油，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為30.09mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表1所示。
實施例7基礎油錦西石化公司煉油廠150SN(遼河地區油)，40℃粘度為30.23mm2/s。
添加劑0.45重％F-3將上述百分含量添加劑和上述基礎油，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為29.98mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表1所示。
表1N32L-HL油組合物主要性能 為酸值達2mgKOH/g所需時間。
實施例8基礎油燕山石化公司煉油廠(石蠟基)，50份(重)150SN(粘度v40℃為30.52mm2/s)和50份(重)350SN(粘度v40℃為65.24mm2/s)混合，基礎油粘度v40℃為43.87mm2/s。
添加劑0.45重％F-1；0.05重％T1001抗乳化劑將上述百分含量添加劑和上述基礎油在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為43.40mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表2所示。
實施例9基礎油大連石化公司煉油廠200SN(粘度v40℃為43.64mm2/s)添加劑0.45重％F-2；0.05重％T1001上述百分含量添加劑和上述基礎油，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為42.96mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表2所示。
實施例10基礎油由濟南煉油廠64份(體)150ZN(粘度v40℃為28.82mm2/s)和36份(體)600ZN(粘度v40℃為139.1mm2/s)調合而成，基礎油粘度v40℃為43.67mm2/s。
添加劑0.35重％F-3；0.05重％T1001上述百分含量添加劑和上述基礎油，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為43.19mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表2所示。
實施例11基礎油茂名石油公司煉油廠53份(重)150SN和47份(重)350SN調合而成，基礎油粘度v40℃為46.75mm2/s。
添加劑0.4重％F-1將上述百分含量添加劑和上述基礎油在50～60℃攪拌溶解，然后加入4ppmT912非硅抗泡劑，成品油粘度v40℃為46.15mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表2所示。
實施例12基礎油燕山石化公司煉油廠350SN(粘度v40℃為65.24mm2/s)添加劑0.45重％F-1；0.05重％T1001將上述百分含量添加劑和上述基礎油在50～60℃攪拌溶解，然后加入10ppmT921非硅抗泡劑，成品油粘度v40℃為64.37mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表3所示。
表2N46L-HL油組合物重要性能 為酸值達2mgKOH/g所需時間。
實施例13基礎油大連石化公司煉油廠由36份(體)200SN(粘度v40℃為43.64mm2/s)和64份(體)500SN(粘度v40℃為85.62mm2/s)調合而成，基礎油粘度v40℃為66.96mm2/s。
添加劑0.55重％F-1；0.05重％T1001將上述百分含量添加劑和上述基礎油在50～60℃攪拌溶解，然后加入10ppmT912非硅抗泡劑，成品油粘度v40℃為66.48mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表3所示。
實施例14基礎油濟南煉油廠，由42份(體)150ZN(粘度v40℃為28.82mm2/s)和58份(體)600ZN(粘度v40℃為139.1mm2/s)調合而成，基礎油粘度v40℃為62.84mm2/s。
添加劑0.4重％F-3將上述百分含量添加劑和上述基礎油在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為62.31mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表3所示。
實施例15基礎油燕山石化公司煉油廠，由45份(重)350SN(粘度v40℃為65.24mm2/s)和55份(重)650SN(粘度v40℃為132.86mm2/s)調合而成，基礎油粘度v40℃為95.12mm2/s。
添加劑0.7重％F-1；0.05重％T1001將上述百分含量添加劑和上述基礎油(余量)，在50～60℃攪拌溶解，成品油粘度v40℃為93.96mm2/s，其性能符合L-HL油標準GB11118-89，如表3所示。
表3 N68、N100L-HL油組合物重要性能 為酸值達2mgKOH/g所需時間。
實施例16將實施例8的N46L-HL油，裝入X52K立銑床的油箱內(大約30Kg)，進行試驗。主要加工機床齒輪，加工材料為40Cr45#鋼，與市售的L-HL油同樣條件下進行試驗開車，經1638h，油樣分析結果見表4。
表4 N46L-HL油實機運轉情況
從粘度、抗乳化性、旋轉氧彈、酸值等變化上看出，試驗油(實施例8)好于市售的L-HL油。
實施例17 N46L-HL油在機床中的使用情況將實施例11的N46LHL油，裝入CA6140普通車床的油箱內，加工材料為A3、45、12Cr、Mn鋼，高速鋼、銅、鋁、鑄鐵等，開機達2120h，油樣監測結果見表5。
表5 實施例11在實機運轉中的狀況
從粘度、酸值變化上看，油品性能良好。
權利要求
1．一種用于通用機床油的抗氧防銹復合添加劑，以復合劑總重為基準，包括如下組分(Ⅰ)72～95％液體屏蔽酚型抗氧劑；(Ⅱ)1～8％芳胺型抗氧劑；(Ⅲ)2～10％苯三唑型金屬減活劑；(Ⅳ)2～10％烯基丁二酸型防銹劑。
2．按照權利要求1所述的復合劑，各組分含量為(Ⅰ)80～90％液體屏蔽酚型抗氧劑；(Ⅱ)2～5％芳胺型抗氧劑；(Ⅲ)4～7％苯三唑型金屬減活劑；(Ⅳ)4～8％烯基丁二酸型防銹劑。
3．按照權利要求1或2所述的復合劑，其中組分(Ⅰ)中，2,6-二叔丁基酚含量＞75重％，其它是鄰叔丁基酚、2,4-二叔丁基酚、2,4,6-三叔丁基酚。
4．按照權利要求1或2所述的復合劑，其中組分(Ⅱ)選自N-苯基-α-萘胺、P,P’-二叔丁基二苯胺、混合烷基化二苯胺、N苯基-β-萘胺或烷基化N苯基-α-萘胺。
5．按照權利要求1或2所述的復合劑，其中組分(Ⅲ)是N,N-二正丁基-氨基亞甲基-苯三唑。
6．按照權利要求1或2所述的復合劑，其中組分(Ⅳ)為十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯。
7．按照權利要求1或2所述的復合劑，其中還可以選擇性地含有非硅型抗泡劑，含量為0.05～0.5％。
8．按照權利要求7所述的復合劑，所說非硅型抗泡劑為丙烯酸酯與烷基醚共聚物或其與硅型抗泡劑的復合抗泡劑。
9．按照權利要求1或2所述的復合劑，其中還可以選擇性地含有抗乳化劑，含量為5～25％。
10．按照權利要求9所述的復合劑，所說抗乳化劑是胺與環氧化物的縮合物。
11．一種通用機床油組合物，以組合物總重為基準，其組成為0.2～1.0％權利要求1提供的抗氧防銹復合添加劑及余量的基礎油。
12．按照權利要求11所述的組合物，所說基礎油的粘度等級為N32、N46、N68、N100。
全文摘要
本發明涉及一種用于通用機床油的抗氧防銹復合添加劑,以復合劑總重為基準,包括:72～95%液體屏蔽酚型抗氧劑,1～8%芳胺型抗氧劑,2～10%苯三唑型金屬減活劑和2～10%烯基丁二酸型防銹劑。該復合劑中還可以選擇性地含有非硅型抗泡劑和抗乳化劑。本發明還涉及一種通用機床油組合物,是由上述抗氧防銹復合劑與基礎油按一定比例調制而成,該組合物具有優良的抗氧化、防銹蝕、防銅腐蝕、抗乳化、抗泡沫等性能,可滿足不同粘度等級的通用機床油的使用要求,可用于機床的液壓系統、循環系統及齒輪箱等部件。
文檔編號C10M133/00GK1299860SQ9912594
公開日2001年6月20日 申請日期1999年12月13日 優先權日1999年12月13日
發明者李新華, 張鏡誠, 韓秀月 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工集團公司石油化工科學研究院