本发明涉及风力发电机齿轮油
技术领域：
，具体涉及一种抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油及其制备方法。
背景技术：
：近年来随我国经济快速发展，不可再生的化石燃料消耗量逐年增加，随之引起的环境问题越来越多，因此寻求可再生的清洁能源的任务迫在眉睫。风能在使用过程中无污染物排放，其作为新兴的清洁可再生能源正在逐步成为清洁能源的典型代表。在我国风力发电技术相对成熟，发电产量巨大，据中国可再生能源行业协会的预测，中国的风电装机容量到2020年将达到2亿3000万千瓦。不久的将来，中国有望成为全球最大的风力发电生产国。风力发电机齿轮油用量占风力发电机用油量的75％，风电齿轮油对发电机正常运转起到至关重要的作用。我国风力发电机多安装在荒郊、山口、沿海等风能较大且周围无遮挡物之处，设备维修十分不便，此外，风机的工作环境较为恶劣，常年受严寒酷暑和极端温差的影响，设备启停频繁，齿轮转速不稳定，这就对风电齿轮油的清净分散性、温度安定性、抗氧化性、抗水性和工作寿命提出了很高的要求。风电齿轮箱长期低速重负载的工况极易引起齿轮疲劳磨损，导致齿轮出现微点蚀现象，进而影响齿轮运转精度，最终影响齿轮寿命。因此，风电齿轮油还应该具有防点蚀的性能。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油及其制备方法，该风电石墨齿轮油具有高清洁性、抗微点蚀性、减摩抗磨性和持久的氧化安定性，可以有效延长设备使用寿命与保养周期。为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：本发明提供了一种风电石墨齿轮油，原料组分按重量百分比计，包括：油性剂1％-8％、极压抗磨剂0.3％-4.0％、分散剂0.02％-1.0％、防锈剂0.02％-0.8％、破乳剂0.02％-0.07％、消泡剂0.02％-0.05％、石墨干粉0.3％-2.0％，余量为基础油。需要说明的是，原料组分按重量百分比计是指各原料的重量与风电石墨齿轮油重量的比值。优选地，油性剂为液体苯三唑脂肪酸铵盐；极压抗磨剂为亚磷酸二正丁酯、硫代磷酸复酯胺盐、氨基硫代酯中的一种或几种的混合物；分散剂为羧酸纤维素钠和甲基萘磺酸钠盐甲醛缩合物中的一种或两种的混合物；防锈剂为烯基丁二酸酯；破乳剂为聚醚类高分子化合物；消泡剂是聚二甲基硅氧烷与甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种的混合物；基础油为烷基萘an23、油溶性聚醚osp32、油溶性聚醚osp46、油溶性聚醚osp68、聚α烯烃pao100、聚酯j460合成油中的一种或几种的混合物。优选地，石墨干粉的颗粒粒径为0.05～1.5μm，石墨干粉为鳞片状石墨干粉。本发明提供了一种风电石墨齿轮油的制备方法，包括步骤：s1：在分散剂溶液中加入石墨干粉，然后反复捏合，直到形成粘度大于2000pa·s的柔性石墨中间体，且柔性石墨中间体中的石墨干粉无团聚现象；将柔性石墨中间体静置；s2：将静置后的柔性石墨中间体进行研磨，直到柔性石墨中间体中的石墨干粉分散均匀；s3：将其他剩余原料组分混合，然后加入研磨后的柔性石墨中间体，分散均匀，得到混合油品；s4：将混合油品进行脱水，使混合油品中的含水量不高于0.03％；s5：将经过s4处理的混合油品采用高剪切均质机进行剪切，使颗粒分散均匀，得到风电石墨齿轮油。优选地，s1中，分散剂溶液包括水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠；水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠的质量比为100：(0.08～1.5)：(0.08～1.3)。本发明采用的水优选为蒸馏水。优选地，s1中，分散剂溶液的制备方法包括步骤：将水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠按比例混合，之后充分搅拌至完全溶液，得到分散剂溶液。优选地，s1中，石墨干粉的颗粒粒径为0.05～1.5μm，石墨干粉为鳞片状石墨干粉。优选地，s1中，静置的时间为1小时。优选地，s2中，研磨是在三辊研磨机中进行；研磨的次数为3～6次。优选地，s4中，脱水是在脱水釜中进行，脱水釜的真空度为0.08～0.1mpa。优选地，s5中，高剪切均质机的线速为30～40m/s。本发明还保护根据上述方法制备得到的风电石墨齿轮油。本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明通过添加石墨添加剂来改善齿轮油使用过程中的油膜厚度，石墨添加剂的加入不仅缓解了齿轮啮合过程中的机械碰撞，还能有效降低摩擦副间的摩擦阻力、减小机械磨损；(2)本发明通过加入高品质基础油与添加剂，确保该石墨齿轮油组合物的黏温特性和低温流动性；随齿轮运转机件表面形成石墨保护层能对已存在微点蚀的设备进行及时修复，对不存在点蚀的设备提供有效保护，有效防止齿轮表面微点蚀的出现；对于频繁启停的风电齿轮传动系统来说，石墨保护层的出现提高了润滑油的极压和承载能力，同时减小了摩擦系数；(3)本发明提供的风电石墨齿轮油具有高清洁性、抗微点蚀性、减摩抗磨性和持久的氧化安定性，可以有效延长设备使用寿命与保养周期。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。本发明提供了一种风电石墨齿轮油，原料组分按重量百分比计，包括：油性剂1％-8％、极压抗磨剂0.3％-4.0％、分散剂0.02％-1.0％、防锈剂0.02％-0.8％、破乳剂0.02％-0.07％、消泡剂0.02％-0.05％、石墨干粉0.3％-2.0％，余量为基础油。其中，油性剂为液体苯三唑脂肪酸铵盐；极压抗磨剂为亚磷酸二正丁酯、硫代磷酸复酯胺盐、氨基硫代酯中的一种或几种的混合物；分散剂为羧酸纤维素钠和甲基萘磺酸钠盐甲醛缩合物中的一种或两种的混合物；防锈剂为烯基丁二酸酯；破乳剂为聚醚类高分子化合物；消泡剂是聚二甲基硅氧烷与甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种的混合物；基础油为烷基萘an23、油溶性聚醚osp32、油溶性聚醚osp46、油溶性聚醚osp68、聚α烯烃pao100、聚酯j460合成油中的一种或几种的混合物；石墨干粉的颗粒粒径为0.05～1.5μm的鳞片状石墨干粉。基础油的自身性质对产品的最终性能具有非常重要的影响，风电齿轮油中虽然加有多种添加剂(如油性剂、极压抗磨剂、分散剂、防锈剂、破乳剂、消泡剂等)，但使用过程中随着添加剂的消耗，基础油的润滑、抗磨、抗氧化和防水等性能最终影响风电齿轮油的寿命，因此选择高品质基础油是生产风电齿轮油的重要环节。本发明所选的烷基萘类基础油中含有富电子的萘环，可以吸收氧，从而中断氧化链的传递，阻止烃的继续氧化，因此其具有较强的氧化安定性。此外，与酯类油不同，烷基萘分子中不含有可水解基团，因此与其他基础油相比其具有良好的水解稳定性。此外，烷基萘类基础油由于烷基萘中萘环具有较高的电子密度使萘环极性相对较强，因此，其对极性添加剂具有较高的溶解性和分散性。本发明采用的油溶性聚醚为陶氏新型产品，该产品有效改善了传统聚醚基础油与其他基础油的溶解性。另外，新型油溶性聚醚保留了传统油溶性聚醚低倾点和高粘度指数的性能，因此保证了风电齿轮油在较大的温度范围内仍具有良好的成膜性，确保风电齿轮油在恶劣环境下稳定工作。油溶性聚醚中由于醚键-o-的存在使其可以吸附一定量的游离水，水分子被吸附在聚醚分子主链上，将水带离金属表面，进而避免金属腐蚀的产生，有效延长了风电齿轮油的使用寿命与换油周期。本发明采用的甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物(分子结构单元如式ⅰ所示)对无机粒子的扩散效果十分显著。同系列产品中高缩合度、分子链较长的缩合物其扩散效果明显优于低缩合度、分子链短的缩合物，本专利选用分子量适宜的甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物，萘核与被分散固体颗粒质点分子间由于范德华力的作用，使固体颗粒表面形成的带点颗粒相互排斥，从而保持被分散物在水中的分散。式ⅰ：本发明采用的羧酸纤维素钠分子结构(分子结构单元如式ⅱ所示)中含有较多的羟基极性基团，更易溶于水与石墨微粒子表面的吸附水分子形成氢键，从而提高石墨颗粒的溶解性。上述两种分散剂的协同作用使石墨微粒子在水中高度分散。式ⅱ：适宜的石墨颗粒粒径对石墨齿轮油的润滑效果起到至关重要的作用，石墨颗粒太大，难以进入摩擦副缝隙，起不到阻碍两摩擦副表面摩擦的作用，因而影响润滑性能。若石墨粒径过小，则严重破坏了石墨层的层状结构，石墨层滑移的减摩机理也将随之失去，导致石墨齿轮油效果欠佳。本发明选用的鳞片状石墨微粒子保留了完整的层状结构；齿轮啮合过程中能在摩擦副表面形成柔性石墨保护层；并且在分散剂作用下能均匀持久悬浮于润滑油中。添加有石墨添加剂的风电齿轮油兼具液态齿轮油的减摩、抗磨等特性还具有固态石墨的润滑、修复微点蚀、极压承载能力良好等特性。本发明提供一种风电石墨齿轮油的制备方法，包括步骤：s1：在搅拌釜中，将蒸馏水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠按100：(0.08～1.5)：(0.08～1.3)的质量比混合，之后充分搅拌至完全溶液，得到分散剂溶液；在分散剂溶液中加入颗粒粒径为0.05～1.5μm的鳞片状石墨干粉，然后通过捏合机反复捏合，直到形成粘度大于2000pa·s的柔性石墨中间体，且柔性石墨中间体中的石墨干粉无团聚现象；之后将捏合好的柔性石墨中间体静置1小时；s2：将静置后的柔性石墨中间体置于三辊研磨机中研磨3～6次，直到柔性石墨中间体中的鳞片状石墨干粉分散均匀；s3：在恒温搅拌釜中加入其他剩余原料组分，然后加入研磨后的柔性石墨中间体，充分搅拌使柔性石墨中间体充分分散，得到混合油品；s4：将混合油品转入真空度为0.08～0.1mpa的脱水釜进行脱水操作，除去混合油品中的游离水，使混合油品中的含水量不高于0.03％；s5：将经过s4处理的混合油品采用线速为30～40m/s的高剪切均质机进行剪切，使颗粒分散均匀，得到风电石墨齿轮油。下面结合具体实施例对本发明提供的抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油及其制备方法作进一步说明。实施例1本实施例提供一种抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油，原料组分按重量百分比计，包括：油性剂4％、极压抗磨剂2.5％、分散剂0.45％、防锈剂0.56％、破乳剂0.04％、消泡剂0.03％、鳞片状石墨干粉(颗粒粒径为0.05～1.5μm)1.8％，余量为基础油；其中，油性剂为液体苯三唑脂肪酸铵盐；极压抗磨剂为亚磷酸二正丁酯；分散剂为质量比为1：5的羧酸纤维素钠和甲基萘磺酸钠盐甲醛缩合物的混合物；防锈剂为烯基丁二酸酯；破乳剂为聚醚类高分子化合物；消泡剂是质量比为2：3的聚二甲基硅氧烷与甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的混合物；基础油为质量比为1：1的烷基萘an23和油溶性聚醚osp68的混合物。另外，本发明还提供了上述风电石墨齿轮油的制备方法，包括如下步骤：s1：在搅拌釜中，将蒸馏水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠按100：0.5：0.4的质量比混合，之后充分搅拌至完全溶液，得到分散剂溶液；在分散剂溶液中加入颗粒粒径为0.05～1.5μm的鳞片状石墨干粉，然后通过捏合机反复捏合，直到形成粘度大于2000pa·s的柔性石墨中间体，且柔性石墨中间体中的石墨干粉无团聚现象；之后将捏合好的柔性石墨中间体静置1小时；s2：将静置后的柔性石墨中间体置于三辊研磨机中研磨5次，直到柔性石墨中间体中的鳞片状石墨干粉分散均匀；s3：在恒温搅拌釜中加入其他剩余原料组分，然后加入研磨后的柔性石墨中间体，充分搅拌使柔性石墨中间体充分分散，得到混合油品；s4：将混合油品转入真空度为0.09mpa的脱水釜进行脱水操作，除去混合油品中的游离水，使混合油品中的含水量不高于0.03％；s5：将经过s4处理的混合油品采用线速为35m/s的高剪切均质机进行剪切，使颗粒分散均匀，得到风电石墨齿轮油。实施例2本实施例提供一种抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油，原料组分按重量百分比计，包括：油性剂1％、极压抗磨剂4.0％、分散剂0.02％、防锈剂0.8％、破乳剂0.02％、消泡剂0.05％、鳞片状石墨干粉(颗粒粒径为0.05～1.5μm)0.3％，余量为基础油；其中，油性剂为液体苯三唑脂肪酸铵盐；极压抗磨剂为亚磷酸二正丁酯；分散剂为质量比为1：5的羧酸纤维素钠和甲基萘磺酸钠盐甲醛缩合物的混合物；防锈剂为烯基丁二酸酯；破乳剂为聚醚类高分子化合物；消泡剂是质量比为2：3的聚二甲基硅氧烷与甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的混合物；基础油为质量比为1：1的烷基萘an23和油溶性聚醚osp68的混合物。另外，本发明还提供了上述风电石墨齿轮油的制备方法，包括如下步骤：s1：在搅拌釜中，将蒸馏水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠按100：0.08：0.08的质量比混合，之后充分搅拌至完全溶液，得到分散剂溶液；在分散剂溶液中加入颗粒粒径为0.05～1.5μm的鳞片状石墨干粉，然后通过捏合机反复捏合，直到形成粘度大于2000pa·s的柔性石墨中间体，且柔性石墨中间体中的石墨干粉无团聚现象；之后将捏合好的柔性石墨中间体静置1小时；s2：将静置后的柔性石墨中间体置于三辊研磨机中研磨3次，直到柔性石墨中间体中的鳞片状石墨干粉分散均匀；s3：在恒温搅拌釜中加入其他剩余原料组分，然后加入研磨后的柔性石墨中间体，充分搅拌使柔性石墨中间体充分分散，得到混合油品；s4：将混合油品转入真空度为0.08mpa的脱水釜进行脱水操作，除去混合油品中的游离水，使混合油品中的含水量不高于0.03％；s5：将经过s4处理的混合油品采用线速为30m/s的高剪切均质机进行剪切，使颗粒分散均匀，得到风电石墨齿轮油。实施例3本实施例提供一种抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油，原料组分按重量百分比计，包括：油性剂8％、极压抗磨剂0.3％、分散剂1.0％、防锈剂0.02％、破乳剂0.07％、消泡剂0.02％、鳞片状石墨干粉(颗粒粒径为0.05～1.5μm)2.0％，余量为基础油；其中，油性剂为液体苯三唑脂肪酸铵盐；极压抗磨剂为亚磷酸二正丁酯；分散剂为质量比为1：5的羧酸纤维素钠和甲基萘磺酸钠盐甲醛缩合物的混合物；防锈剂为烯基丁二酸酯；破乳剂为聚醚类高分子化合物；消泡剂是质量比为2：3的聚二甲基硅氧烷与甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物中的混合物；基础油为质量比为1：1的烷基萘an23和油溶性聚醚osp68的混合物。另外，本发明还提供了上述风电石墨齿轮油的制备方法，包括如下步骤：s1：在搅拌釜中，将蒸馏水、甲基磺酸萘钠盐甲醛缩合物和羧酸纤维素钠按100：1.5：1.3的质量比混合，之后充分搅拌至完全溶液，得到分散剂溶液；在分散剂溶液中加入颗粒粒径为0.05～1.5μm的鳞片状石墨干粉，然后通过捏合机反复捏合，直到形成粘度大于2000pa·s的柔性石墨中间体，且柔性石墨中间体中的石墨干粉无团聚现象；之后将捏合好的柔性石墨中间体静置1小时；s2：将静置后的柔性石墨中间体置于三辊研磨机中研磨6次，直到柔性石墨中间体中的鳞片状石墨干粉分散均匀；s3：在恒温搅拌釜中加入其他剩余原料组分，然后加入研磨后的柔性石墨中间体，充分搅拌使柔性石墨中间体充分分散，得到混合油品；s4：将混合油品转入真空度为0.1mpa的脱水釜进行脱水操作，除去混合油品中的游离水，使混合油品中的含水量不高于0.03％；s5：将经过s4处理的混合油品采用线速为40m/s的高剪切均质机进行剪切，使颗粒分散均匀，得到风电石墨齿轮油。将本发明实施例1制备得到的抗微点蚀高效减摩抗磨风电石墨齿轮油进行检验，检验方法和检验结果如下表1所示。本发明实施例2和实施例3的结果和实施例1的结果基本一致。表1检验方法和检验结果表检验项目单位检验结果检验方法外观/亮黑灰色目测石墨固含量％(质量分数)0.4-0.8q/lbt005-2018运动黏度(40℃)mm2/s318-326gb/t265黏度指数/145-160gb/t1995倾点≤℃-35gb/t3535闪点≥℃230-250gb/t3536水分％(体积分数)痕迹gb/t260需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。当前第1页12