一种高性能工程机械润滑油及其制备方法与流程

文档序号:14937305发布日期:2018-07-13 19:38阅读:190来源:国知局

本发明涉及工程机械技术领域,尤其涉及一种高性能工程机械润滑油及其制备方法。



背景技术:

工程机械是装备工业的重要组成部分。概括地说,凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备,称为工程机械。它主要用于国防建设工程、交通运输建设,能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。

工程机械的润滑离不开润滑材料,润滑材料质量的优劣直接影响到工程机械的动力性、经济性、制动安全性、操纵稳定性、环保性等。有人形象地把润滑油比做工程机械设备的血液,也有人把润滑油当成设备的一个配套件来管理,可见润滑油对于工程机械设备的重要性。

由于工程机械的作业环境相对比较恶劣,经常在高温和高负荷的状态下长时间连续作业,维修保养条件跟不上等原因,因此,工程机械润滑油应具备超强的清净分散性,控制烟炱和灰尘引起的油泥;优秀的重负荷抗磨损性能,减少发动机部件磨损;要求更杰出的抗磨损、抗氧化和抗油泥性能,延长发动机寿命并降低维护成本。

然而,现有的用于工程机械的润滑油,虽能降低发动机使用过程中油泥的生成量,但不能有效的防止发动机的磨损,热稳定性,氧化安定性较一般,发动机寿命短,维护成本较高。

尽管工程机械润滑油的性能在不断的提升,但随着工程机械的的更换代,对工程机械润滑油的性能要求也越来越高,润滑材料作为工程机械重要的运行材料之一,应与现代工程机械结构设计及制造技术的发展相同步,并迅速完成更新换代。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术的问题,在工程机械润滑油中引入石墨烯抗磨剂,提供一种高性能工程机械润滑油及其制备方法,使其具备超强的清净分散性、优秀的重负荷抗磨损性、杰出的抗磨损、抗氧化和抗油泥性能,延长发动机寿命并降低维护成本。

为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

一种高性能工程机械润滑油,由以下重量份数的组分组成:

基础油80-92份,清净分散剂t1542-4份,石墨烯极压抗磨剂15-25份,抗氧剂2-8份,降凝剂2-5份,粘度指数改进剂10-20份,抗泡剂1-4份。

优选的,所述的石墨烯极压抗磨剂由如下重量份数的组分组成:无灰硫磷型液体极压抗磨剂poupc50012-8份,施摩奇smk3000-a1-4份,油性溶剂500sn1-10份。

优选的,所述基础油90份;清净分散剂t1542份,石墨烯极压抗磨剂15份,抗氧剂2份,降凝剂3份,粘度指数改进剂14份,抗泡剂2份。

优选的,所述基础油由如下重量份数的组分组成:聚α烯烃15-25份,合成烃基础油smartsyn8c50-70份。

优选的,所述合成烃基础油smartsyn与聚a烯烃(pao)具有非常相似的结构,但具有更好的经济性能,有利于降低综合成本。

优选的,所述抗氧剂为无灰液体复合型抗氧剂poupc5002;所述降凝剂为t803b;所述抗泡剂为t901。

优选的,所述粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯(pma)类的粘度指数改进剂v6201,有优秀的剪切稳定性,能有效提高油品的粘度指数、改善油品的低温性能。

一种高性能工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

(1)按重量份计数,将石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a加入到油性溶剂500sn中,在45-55℃充分搅拌15-30min,再进行电磁搅拌5-10min,加入无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc5001,用功率为55kw的分散机高速搅拌10-35min,再经过频率为80khz-100khz的超声波处理15-30min即得石墨烯极压抗磨剂。

(2)按重量份计数,将基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合20-30min,以10℃/h的速度升温至50±5℃,加入粘度指数改进剂后搅拌10-25min后,加入降凝剂,在65±5℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加清净分散剂、抗氧剂、抗泡剂,恒温搅拌15-20min,最后按重量份计数加入步骤(1)制备的石墨烯极压抗磨剂,并以0.2-0.5mpa的压力恒温循环搅拌30-60min后,可制得成品。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明的高性能工程机械润滑油能够克服现有技术中稳定性差、抗氧化能力弱和防磨损能力弱、发动机寿命短、维护成本高等缺陷,具备超强的清净分散性、优秀的重负荷抗磨损性、杰出的抗磨损、抗氧化和抗油泥性能,延长发动机寿命并降低维护成本。具体情况如下:

(1)本发明的高性能工程机械润滑油,以优质的合成油作为基础原料,通过添加石墨烯极压抗磨剂b、无灰液体复合型抗氧剂poupc5002、粘度指数改进剂v6201、清净分散剂t154等高性能助剂,通过显著提升工程机械润滑油极压抗磨、高温抗氧等性能,使得产品在高温、重负荷条件下工作仍能保持良好的的粘度和润滑效果,使得润滑油寿命长,可显著延长换油周期,延长发动机寿命并降低维护成本。

(2)本发明使用的极压抗磨剂b的配制中采用的施摩奇smk3000-a,利用石墨烯少层摩擦+渗碳保护,一定温度下,随润滑油进入到发动机内部的石墨烯,在填补修复受损磨损部位的同时,还会和内部金属摩擦表面的金属原子发生渗碳反应,并形成一层致密的渗碳保护层,使其不易遭受硝酸、硫酸等化合物的腐蚀。同时,附着在汽缸壁和活塞环金属摩擦表面的石墨烯分子,在范德华力的作用下,还会改变气缸壁和活塞环的摩擦方式,变璧环之间的金属摩擦为石墨烯片层与片层之间的摩擦,大大降低发动机的磨损几率。石墨烯具备十分优秀的强度、柔韧、导热、自润滑特性,在石墨烯“渗碳”和少层石墨烯片摩擦的作用下,快速修复发动机磨损,恢复正常缸压,进而大幅提升动力,节省燃油消耗,降低机油损耗,降音减噪,降低有害尾气的排放。采用的极压抗磨剂poupc5001是一种无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂,能提供极强的烧结负荷和梯姆肯ok值;以上两种抗磨剂在油性溶剂中适当的配比结合,与一般的石墨烯抗磨剂相比,具备更加优异的抗摩擦磨损性能,可以提升润滑油的中综合性能。

【附图说明】

图1是本发明工艺流程图。

【具体实施方案】

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

一种高性能工程机械润滑油,由以下重量份数的组分组成:

基础油80份,清净分散剂t1542份,石墨烯极压抗磨剂15份,抗氧剂poupc50022份,降凝剂t8032份,粘度指数改进剂v620110份,抗泡剂t9011份。

所述基础油由以下重量份数的组分组成:聚α烯烃15份,合成烃基础油smartsyn8c50份。

所述石墨烯极压抗磨剂,由如下重量份数的组分组成:无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc50012份,石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a1份,油性溶剂500sn1份;

一种高性能工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

(1)按计算好的重量份数,将石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a加入到油性溶剂500sn中,在45℃充分搅拌15min,再加入hsd电磁搅拌5min,加入无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc5001,用55kw的油漆分散机高速搅拌10min,再经过频率为80khz的超声波处理15min即得石墨烯极压抗磨剂;

(2)按计算好的重量份数,将80份基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合20min,以10℃/h的速度升温至50℃,加入10份粘度指数改进剂v6201搅拌10min后,加入2份降凝剂t803b,在65℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加2份清净分散剂t154、2份抗氧剂poupc5002、1份抗泡剂t901,恒温搅拌15min,最后按重量份计数加入15份步骤(1)制备的石墨烯极压抗磨剂b,并以0.2mpa的压力恒温循环搅拌30min后,可制得成品。

实施例2

一种高性能工程机械润滑油,由以下重量份数的组分组成:

基础油86份,清净分散剂t1543份,石墨烯极压抗磨剂20份,抗氧剂poupc50027份,降凝剂t8033份,粘度指数改进剂v620115份,抗泡剂t9013份。

所述基础油由以下重量份数的组分组成:聚α烯烃20份,合成烃基础油smartsyn8c60份。

所述石墨烯极压抗磨剂,由如下重量份数的组分组成:无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc50017份,石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a3份,油性溶剂500sn5份;

一种高性能工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

(1)按计算好的重量份数,将石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a加入到油性溶剂500sn中,在50℃充分搅拌20min,再加入hsd电磁搅拌8min,加入无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc5001,用55kw的油漆分散机高速搅拌20min,再经过频率为90khz的超声波处理20min即得石墨烯极压抗磨剂;

(2)按计算好的重量份数,将86份基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合25min,以10℃/h的速度升温至50℃,加入15份粘度指数改进剂v6201搅拌18min后,加入3份降凝剂t803b,在65℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加3份清净分散剂t154、7份抗氧剂poupc5002、3份抗泡剂t901,恒温搅拌15min,最后按重量份计数加入20份步骤(1)制备的石墨烯极压抗磨剂,并以0.3mpa的压力恒温循环搅拌30min后,可制得成品。

实施例3

一种高性能工程机械润滑油,由以下重量份数的组分组成:

基础油92份,清净分散剂t1544份,石墨烯极压抗磨剂25份,抗氧剂poupc50028份,降凝剂t8035份,粘度指数改进剂v620120份,抗泡剂t9014份。

所述基础油由以下以下重量份数的组分组成:聚α烯烃25份,合成烃基础油smartsyn8c70份。

所述石墨烯极压抗磨剂,由如下重量份数的组分组成:无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc50018份,石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a4份,油性溶剂500sn10份;

一种高性能工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

(1)按计算好的重量份数,将石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a加入到油性溶剂500sn中,在55℃充分搅拌30min,再加入hsd电磁搅拌10min,加入无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc5001,用55kw的油漆分散机高速搅拌35min,再经过频率为100khz的超声波处理25min即得石墨烯极压抗磨剂;

(2)按计算好的重量份数,将92份基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合30min,以10℃/h的速度升温至55℃,加入20份粘度指数改进剂v6201搅拌25min后,加入5份降凝剂t803b,在65℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加4份清净分散剂t154、8份抗氧剂poupc5002、4份抗泡剂t901,恒温搅拌15min,最后按重量份计数加入25份步骤(1)制备的石墨烯极压抗磨剂,并以0.5mpa的压力恒温循环搅拌60min后,可制得成品。

实施例4

一种高性能工程机械润滑油,由以下重量份数的组分组成:

基础油90份,清净分散剂t1542份,石墨烯极压抗磨剂15份,抗氧剂poupc50022份,降凝剂t8033份,粘度指数改进剂v620114份,抗泡剂t9012份。

所述基础油由以下以下重量份数的组分组成:聚α烯烃23份,合成烃基础油smartsyn8c67份。

所述石墨烯极压抗磨剂,由如下重量份数的组分组成:无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc50014.5份,石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a2份,油性溶剂500sn9份;

一种高性能工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

(1)按计算好的重量份数,将石墨烯添加剂施摩奇smk3000-a加入到油性溶剂500sn中,在53℃充分搅拌25min,再加入hsd电磁搅拌10min,加入无灰硫磷型液体极压抗磨添加剂poupc5001,用55kw的油漆分散机高速搅拌30min,再经过频率为95khz的超声波处理28min即得石墨烯极压抗磨剂;

(2)按计算好的重量份数,将90份基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合25min,以10℃/h的速度升温至50℃,加入14份粘度指数改进剂v6201搅拌20min后,加入3份降凝剂t803b,在65℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加2份清净分散剂t154、2份抗氧剂poupc5002、2份抗泡剂t901,恒温搅拌18min,最后按重量份计数加入15份步骤(1)制备的石墨烯极压抗磨剂,并以0.3mpa的压力恒温循环搅拌50min后,可制得成品。

对比例1:

为验证本发明产生的有益效果,本对比例1中采用改性纳米石墨代替本发明中的石墨烯极压抗磨剂,其余步骤均与上述实施例4一样,作为对比例1。

一种工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

按计算好的重量份数,将90份基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合25min,以10℃/h的速度升温至50℃,加入14份粘度指数改进剂v6201搅拌20min后,加入3份降凝剂t803b,在65℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加2份清净分散剂t154、2份抗氧剂poupc5002、2份抗泡剂t901,恒温搅拌18min,最后按重量份计数加入15份改性纳米石墨,并以0.3mpa的压力恒温循环搅拌50min后,可制得成品。

对比例2:

为了更明显的区分本发明中石墨烯极压抗磨剂与未处理过的施摩奇smk3000-a的效果,本对比例2中采用施摩奇smk3000-a代替本发明中的石墨烯极压抗磨剂,其余步骤均与上述实施例4一样,作为对比例2。

一种工程机械润滑油的制备方法,包括以下步骤:

按计算好的重量份数,将90份基础油添加到脉冲调和装置,进行常压冷循环混合25min,以10℃/h的速度升温至50℃,加入14份粘度指数改进剂v6201搅拌20min后,加入3份降凝剂t803b,在65℃的温度下持续搅拌至透亮均匀后,依次添加2份清净分散剂t154、2份抗氧剂poupc5002、2份抗泡剂t901,恒温搅拌18min,最后按重量份计数加入15份施摩奇smk3000-a,并以0.3mpa的压力恒温循环搅拌50min后,可制得成品。

为更加突出本发明的有益效果,针对以上4个实施例及2个对比例进行试验,并记录相应的试验数据,详细数据如表1。

表1:

从以上6组数据对比来看,实施例4的数据是最优的,即实施例4的配方配比是佳的。实施例4与对比例1相比,磨斑直径由0.3mm减小到0.15mm,减小了一半;旋转氧试验时间由1000min增加到1280min,增加了280min;换油时间由510h延长到580h,延长了70h;节省油耗有20%增加到35%,多节省15%。实施例4与对比例2相比,磨斑直径由0.28mm减小到0.15mm,减小了0.13mm;旋转氧试验时间由1050min增加到1280min,增加了230h;换油时间由520h延长到580h,延长了60h,节省油耗有25%增加到35%,多节省10%。

四球机试验中,磨斑直径越小,体现润滑油产品抗磨性能越好;旋转氧弹试验的结束时间越久润滑油产品高温抗氧化性能越好。经过对以上6组数据,结合实施例4分别与对比例1、2进行横向对比分析可知,本发明产品具有优异的热氧化稳定性及优异的抗摩擦磨损性能,换油周期可明显延长,减少油耗,延长设备使用寿命,降低了整体维修、保养成本。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。

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