專利名稱：一種無鋅高壓抗磨液壓油及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液壓油及其制備方法，本發(fā)明尤其涉及一種無鋅高壓抗磨液壓油及其制備方法。
背景技術：
目前，常用的高壓抗磨液壓油有兩種，即用穩(wěn)定的二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)為主劑的鋅型配方和以硫、磷、氮劑為主劑的無灰配方，這兩種油品性能平衡，在高性能葉片泵和柱塞泵系統(tǒng)中顯示了優(yōu)良的穩(wěn)定性，符合Denison HF-O和Vickers M4950-S規(guī)格、 DIN51524(II)規(guī)格和 Cincinnati Milascron 規(guī)格。為了高壓抗磨液壓油具備更好的抗磨、抗氧化、抗乳化及防銹的性能，通常會添加添加劑。自70年代以來，世界各添加劑公司已逐漸由單一添加劑的出售發(fā)展為復合添加劑的出售。復合添加劑不單純是單劑組分的加和，其中有各添加劑之間的協(xié)同、增效、助溶等功能，所以復合添加劑的研究、生產(chǎn)、出售已成為當今添加劑發(fā)展到新趨勢。例如，Lubrizol 公司生產(chǎn)的抗磨液壓油復合劑有鋅型LZ5178和無灰型LZ5186，添加劑的加劑量為液壓油總量的1. 25% ；Chevron公司生產(chǎn)的抗磨液壓油復合劑有鋅型0L0A5660，添加劑的加劑量為液壓油總量的1.2%。而國內(nèi)有中國石化研究院生產(chǎn)的抗磨液壓油復合劑有低鋅型 H5023和無灰型H5032，添加劑的加劑量為液壓油總量的1.5% 2.0%。國內(nèi)還有大連石化、蘭州煉油廠、錦西石化和上海煉油廠等幾家的高壓抗磨液壓油通過了上海同濟大學的高壓泵臺架試驗，與國外同類產(chǎn)品質(zhì)量相當，這些液壓油油品添加劑配方類型既有鋅型的， 又有無灰的，添加劑的加劑量為液壓油總量的1. 0% 1. 5%。含鋅高壓抗磨液壓油很容易通過葉片泵，但卻較難通過柱塞泵；因為配方中的 ZDDP對使用中的高壓柱塞鍍銅部件產(chǎn)生嚴重腐蝕，導致液壓泵損壞；而且當油中混入少量水分后，即發(fā)生嚴重乳化，造成過濾系統(tǒng)的堵塞。目前，無鋅抗磨液壓油是液壓油的一個分支，具有許多含鋅抗磨液壓油所不具備的性能。制備無鋅抗磨液壓油只能采用無灰極壓抗磨劑。而無灰極壓抗磨劑的選擇主要存在兩方面的問題，一是水解安定性，二是極壓抗磨性。一個好的極壓抗磨劑，不但要有一定的極壓性和良好的抗磨性，而且要有良好的水解安定性和熱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)單一的無灰極壓抗磨劑已很難滿足油品性能的要求，需要采用多種極壓抗磨劑復合使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的旨在提供一種無鋅高壓抗磨液壓油，該液壓油具有良好的抗乳化性、防銹性、抗磨性、水解安定性、熱穩(wěn)定性和過濾性，油品質(zhì)量滿足國家標準 GBl 1118. 1-94有關抗磨液壓油優(yōu)等品的規(guī)格要求，并且可滿足目前世界上抗磨液壓油最高水平Dension HF-O的規(guī)格要求。本發(fā)明的第二個目的是提供上述無鋅高壓抗磨液壓油的制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術措施來實現(xiàn)的一種無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分比的組分
基礎油
98% 99%
抗氧劑極壓抗磨劑防銹劑金屬鈍化劑清凈分散劑
0.1% 1.0% 0.2% 1.0% 0.01% 0.1% 0.01% 0.1% 0.01% 0.1%
抗泡劑0.0001% 0.001%。在本發(fā)明中，以基礎油為主要原料，與抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑、金屬鈍化劑、 清凈分散劑和抗泡劑構成高壓抗磨液壓油?？寡鮿┨岣弋a(chǎn)品的抗氧性，將其用量控制在 0. 1.0%范圍的，即可滿足油品規(guī)格要求的氧化安定性；極壓抗磨劑使產(chǎn)品具有良好的抗極壓和抗磨的性能，將其用量控制在0. 2% 1. 0%范圍的，即可滿足油品規(guī)格要求的極壓抗磨性；而防銹劑可通過油溶性防銹劑在金屬表面形成水分子不易侵入的分子層防護膜，這就避免了水與鋼鐵表面接觸后氧化生銹的可能，將防銹劑的用量控制在0.01% 0. 1 %內(nèi)即可以滿足金屬的防銹要求，且防銹劑不會跟極壓抗磨劑爭奪金屬表面，也就不會影響油品的極壓抗磨性能。金屬鈍化劑可在金屬表面生成化學膜，防止金屬或金屬離子進入油中，以減弱對油品所產(chǎn)生的催化氧化作用，防止硫、有機酸對銅表面的腐蝕，將其用量控制在0. 01% 0. 范圍內(nèi)，即滿足其抑制活性硫、有機酸對銅表面的腐蝕，而且不會跟極壓抗磨劑爭奪金屬表面，也不影響油品的極壓抗磨性能。在抗磨液壓油中，在添加抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑和金屬鈍化劑的同時還需加入清凈分散劑來中和油品在水解時產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，分散油泥，改善油品在高溫時的熱穩(wěn)定性，避免因有色金屬高溫腐蝕而影響液壓部件機械強度，以及生成油品氧化物和金屬腐蝕氧化產(chǎn)物等堵塞濾網(wǎng)的非油溶性沉渣。清凈分散劑具有酸中和、增溶、分散和洗滌作用，而它的中和、增溶和分散作用正好能改善高壓抗磨液壓油的熱穩(wěn)定性和水解安定性，但是若添加的清凈分散的量過大降低液壓油的抗乳化性，因而將清凈分散劑的用量控制在0.01% 0. 范圍內(nèi)?？古輨┰谟推分兄黄鹣推分信菽饔?，對油品其它性能無協(xié)同作用，其含量只需能夠起到消泡作用即可。本發(fā)明的各組分的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為基礎油抗氧劑極壓抗磨劑防銹劑金屬鈍化劑清凈分散劑
98.5%~99% 0.2% 0.4% 0.7% 0.9% 0.04% 0.07% 0.04% 0.08% 0.015% 0.05%
抗泡劑0.0002% 0.0005%。本發(fā)明所述的基礎油作為該無鋅高壓抗磨液壓油的基礎原料，優(yōu)選采用加氫異構化150SN和500SN基礎油，所用的加氫異構化150SN和500SN基礎油的粘度指數(shù)小于120， 飽和烴大于90%，硫含量小于0. 03%。本發(fā)明所述的抗氧劑采用酚型抗氧化劑或芳胺型抗氧化劑，用于提高抗磨液壓油的熱氧化安定性。所述的酚型抗氧化劑包括2，6-二叔丁基對甲酚(T501)、2，6-二叔丁基酚、4，4-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)；所述的芳胺型抗氧化劑包括N-苯基-α-萘胺、
二燒基二苯胺。本發(fā)明所述的極壓抗磨劑可以采用含硫化合物、含磷化合物、硫磷化合物、硫磷氮化合物等中的一種或兩種以上的混合，用于提高潤滑性、減少部件之間的磨擦和磨損、而且含有活性硫、磷或氮化合物的極壓抗磨劑可與金屬表面發(fā)生反應，生成剪切強度低的硫化、 磷化或氮化金屬固體保護膜，把兩金屬隔開，從而防止了金屬的磨損和燒結。其中，所述的含硫化合物可選用硫化異丁烯(Τ321)、氯化石蠟(Τ3(^)等，此類極壓抗磨劑的抗磨性能良好，在水解安定性試驗中對銅的腐蝕也較緩和，水解酸值也較低。所述的含磷化合物可選用磷酸三甲酚酯(T306)、亞磷酸二正丁酯(T304)等；所述的硫磷化合物可選用硫代磷酸三苯酯(T309)、硫代磷酸復酯胺鹽(T307B)、硫代磷酸酯(T311)等；所述的硫磷氮化合物可選用硫磷酸含氮的衍生物(T305)、硫代磷酸復酯胺鹽(T307)等。本發(fā)明所述的防銹劑可以采用磺酸鹽、羧酸和羧酸鹽等中的一種或兩種以上混合物，用于防止液壓系統(tǒng)及部件出現(xiàn)銹蝕問題。其中，所述的磺酸鹽可優(yōu)選中性二壬基萘磺酸鋇(T705A)、堿性二壬基萘磺酸鋇070 等，所述的羧酸可選用十二烯基丁二酸(T746)，所述的羧酸鹽可選用氧化石油酯鋇鹽(T74;3)等。本發(fā)明所述的金屬鈍化劑可以采用苯三唑及其衍生物或噻二唑衍生物，用于防止金屬離子對潤滑油的自動氧化的催化加速作用。其中，所述的苯三唑及其衍生物可優(yōu)選N， N-二烷基氨基亞甲基苯三唑(Τ551)、液體苯三唑衍生物(Irgamet 30)、由苯三唑和有機酸酯經(jīng)加成反應得到的加成物苯三唑類金屬鈍化劑(AD-12)等，所述的噻二唑衍生物可選用噻二唑衍生物(Τ561)或2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑衍生物(Cuvan 484)等。本發(fā)明所述的清凈分散劑可以采用高堿值石油磺酸鈣或高堿值硫化烷基酚鈣等， 用于改善熱穩(wěn)定性試驗中的油泥的產(chǎn)生，改善油品的水解安定性。其中，所述的高堿值石油磺酸鈣或高堿值硫化烷基酚鈣是指其堿值大于200mgK0H/g的石油磺酸鈣或硫化烷基酚鈣。本發(fā)明所述的高堿值石油磺酸鈣可優(yōu)選高堿值石油磺酸鈣(T103)、高堿值合成磺酸鈣 (T106)等，所述的高堿值硫化烷基酚鈣可選用硫化烷基酚鈣(P5》或高堿值硫化烷基酚鈣 (LZ6500)等。本發(fā)明所述的抗泡劑可以采用含硅抗泡劑或非硅抗泡劑等，用于消除抗磨液壓油使用過程中產(chǎn)生的氣泡。其中，所述的含硅抗泡劑可優(yōu)選二甲基硅油(T901)等，所述的非硅抗泡劑可選用丙烯酸酯與醚共聚物(T911)或丙烯酸酯與醚共聚物(T912)等。本發(fā)明的第二個目的是通過以下技術措施來實現(xiàn)的一種上述無鋅高壓抗磨液壓油的制備方法，其特征是，先將基礎油加熱至50 60°C，然后加入抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和抗泡劑攪拌均勻，過濾，即可得到無鋅高壓抗磨液壓油成
P
ΡΠ O與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果(1)本發(fā)明提供的液壓油由基礎油與抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和抗泡劑混合制成，液壓油中不含有鋅，具有良好的抗乳化性、防銹性、抗磨性、水解安定性、熱穩(wěn)定性和過濾性，油品質(zhì)量滿足國家標準GB11118. 1-94抗磨液壓油中對優(yōu)等品的規(guī)格要求，通過了大連石化公司研究院的T5D葉片泵和P46柱塞泵高壓泵臺架試驗，可滿足目前世界上抗磨液壓油最高水平Dension HF-O規(guī)格。(2)本發(fā)明提供的液壓油為無鋅抗磨液壓油，其中的抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和抗泡劑構成復合添加劑，在液壓油中的質(zhì)量百分比含量為 0. 3301 2. 301%，該質(zhì)量百分比含量也是復合添加劑在液壓油中的加劑量，與現(xiàn)有的有鋅抗磨液壓油的復合添加劑的加劑量相當，甚至其最低的加劑量低于1%。(3)本發(fā)明提供的液壓油復合添加劑的加劑量少，具有良好的抗磨性能，降低了生產(chǎn)成本，具有較高的性價比。
具體實施例方式以下結合實施例和對比例對本發(fā)明進行闡述，然而本發(fā)明的保護范圍并非僅僅局限于以下實施例。所屬技術領域的普通技術人員依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。實施例一(1)先將985千克的加氫異構化150SN置于反應釜中，加熱升溫至50°C 60°C ；(2)加入 5 千克 T309、2 千克 T501、3 千克 T306、0. 5 千克 AD-12、0. 6 千克 T705、0. 3 千克Ρ52 (堿值是300mgK0H/g)、0. 003千克T901，攪拌混合20min 30min，得混合物料，即得無鋅高壓抗磨液壓油。實施例二 (1)先將985千克的加氫異構化500SN置于反應釜中，加熱升溫至50°C 60°C ；(2)加入 5 千克 T309、2 千克 Τ501、3· 5 千克 Τ306、0. 5 千克 Τ551、0· 6 千克 Τ705Α、 0. 5千克Ρ52 (堿值是300mgK0H/g)、0. 003千克T901，攪拌混合20min 30min，得混合物料，即得無鋅高壓抗磨液壓油。實施例三(1)先將985千克的加氫異構化500SN置于反應釜中，加熱升溫至50°C 60°C ；
(2)加入 6 千克 T309、3 千克 T501、2 千克 T306、0. 6 千克 T561、0. 5 千克 T705A、0. 3 千克P52 (堿值是300mgK0H/g)、0. 002千克T901，攪拌混合20min 30min，得混合物料，即得無鋅高壓抗磨液壓油。實施例四(1)先將985千克的加氫異構化150SN置于反應釜中，加熱升溫至50°C 60°C ；(2)加入 2 千克 T305、2 千克 T501、6 千克 T306、0. 8 千克 T561、0. 6 千克 T705A、0. 3 千克T106 (堿值是^5mgK0H/g)、0. 003千克T901，攪拌混合20min 30min，得混合物料， 即得無鋅高壓抗磨液壓油。實施例五(1)先將985千克的加氫異構化500SN置于反應釜中，加熱升溫至50°C 60°C ；(2)加入 6 千克 T309、2 千克 T50U3 千克 Τ306、0. 5 千克 Τ551、0· 4 千克 Τ746、0. 5 千克Ρ52 (堿值是300mgK0H/g)、0. 003千克T901，攪拌混合20min 30min，得混合物料，即得無鋅高壓抗磨液壓油。實施例六(1)先將985千克的加氫異構化150SN基礎油置于反應釜中，加熱升溫至50°C 60 0C ；(2)加入 5 千克 T309、2 千克 T501、3 千克 T306、0. 5 千克 T561、0. 6 千克 T705A、0. 3 千克T106 (堿值是^5mgK0H/g)、0. 003千克T901，攪拌混合20min 30min，得混合物料，
即得無鋅高壓抗磨液壓油。下表列出了以本發(fā)明實施例三、四和六的分析結果。由表1可見，本發(fā)明質(zhì)量滿足國家標準GB11118. 1-94中32、46和68三種規(guī)格抗磨液壓油的優(yōu)等品的要求，并通過國內(nèi)高壓泵臺架試驗，即T5D葉片泵臺架試驗和Denison P46柱塞泵臺架試驗，油品質(zhì)量達到了 Dension HF-O規(guī)格要求。表1本發(fā)明與32、46和68三種規(guī)格抗磨液壓油對比分析結果
權利要求
1.一種無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分比的組分基礎油98% 99%抗氧劑0.1% 1.0%極壓抗磨劑0.2% 1.0%防銹劑0.01% 0.1%金屬鈍化劑0.01% 0.1%清凈分散劑0.01% 0.1%抗泡劑0.0001% 0.001%。
2.根據(jù)權利要求1所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，各組分的質(zhì)量百分比含量為基礎油98.5% 99%抗氧劑0.2% 0.4%極壓抗磨劑0.7% 0.9%防銹劑0.04% 0.07%金屬鈍化劑0.04% 0.08%清凈分散劑0.015% 0.05%抗泡劑0.0002% 0.0005%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的基礎油采用加氫異構化150SN和500SN基礎油中的一種或兩種的混合。
4.根據(jù)權利要求3所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的抗氧劑采用酚型抗氧化劑或芳胺型抗氧化劑；所述的極壓抗磨劑采用含硫化合物、含磷化合物、硫磷化合物、硫磷氮化合物中的一種或兩種以上的混合；所述的防銹劑采用磺酸鹽、或羧酸及羧酸鹽；所述的金屬鈍化劑采用苯三唑及其衍生物或噻二唑衍生物；所述的清凈分散劑采用高堿值石油磺酸鈣或高堿值硫化烷基酚鈣；所述的抗泡劑采用含硅抗泡劑或非硅抗泡劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的酚型抗氧化劑采用2，6_ 二叔丁基對甲酚、2，6_ 二叔丁基酚和4，4_亞甲基雙(2，6_ 二叔丁基酚)中的一種或兩種的混合；所述的芳胺型抗氧化劑采用N-苯基-α -萘胺和二烷基二苯胺中的一種或兩種的混合。
6.根據(jù)權利要求4所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的含硫化合物采用用硫化異丁烯或氯化石蠟；所述的含磷化合物采用磷酸三甲酚酯或亞磷酸二正丁酯；所述的硫磷化合物采用硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸復酯胺鹽或硫代磷酸酯；所述的硫磷氮化合物采用硫磷酸含氮的衍生物或硫代磷酸復酯胺鹽。
7.根據(jù)權利要求4所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的磺酸鹽采用中性二壬基萘磺酸鋇或堿性二壬基萘磺酸鋇，所述的羧酸及羧酸鹽采用十二烯基丁二酸或氧化石油酯鋇鹽。
8.根據(jù)權利要求4所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的苯三唑及其衍生物采用N，N- 二烷基氨基亞甲基苯三唑、液體苯三唑衍生物或苯三唑類金屬鈍化劑；所述的噻二唑衍生物采用噻二唑衍生物或2，5- 二巰基-1，3，4-噻二唑衍生物。
9.根據(jù)權利要求4所述的無鋅高壓抗磨液壓油，其特征在于，所述的高堿值石油磺酸鈣采用高堿值石油磺酸鈣或高堿值合成磺酸鈣；所述的高堿值硫化烷基酚鈣采用硫化烷基酚鈣或高堿值硫化烷基酚鈣。
10.一種權利要求1 9任一權利要求所述的無鋅高壓抗磨液壓油的制備方法，其特征是，先將基礎油加熱至50 60°C，然后加入抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和抗泡劑攪拌均勻，過濾，即得到無鋅高壓抗磨液壓油成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鋅高壓抗磨液壓油，其包括以下質(zhì)量百分比的組分基礎油98％～99％、抗氧劑0.1％～1.0％、極壓抗磨劑0.2％～1.0％、防銹劑0.01％～0.1％、金屬鈍化劑0.01％～0.1％、清凈分散劑0.01％～0.1％、抗泡劑0.0001％～0.001％。本發(fā)明還公開了該無鋅高壓抗磨液壓油的制備方法。本發(fā)明提供的液壓油質(zhì)量滿足國家標準GB11118.1-94有關抗磨液壓油優(yōu)等品的規(guī)格要求，并且可滿足目前世界上抗磨液壓油最高水平Dension HF-0的規(guī)格要求。
文檔編號C10N40/08GK102399612SQ20111030236
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權日2011年10月8日
發(fā)明者劉宏慧, 周萬里, 潔 李, 楊明桂, 梁智永, 王平 申請人:中國石油化工股份有限公司