专利名称：通用机床油组合物的制作方法
本说明涉及一种用于通用机床油的复合添加剂，以及含有该添加剂的通用机床油组合物。
通用机床要求使用L-HL油，即通用机床油，这种油用量大、使用面广，是机械油的升级产品。通用机床油要求具有良好的氧化安定性、防锈性、抑制铜腐蚀性、抗乳化性、抗泡沫性及空气释放等性能，因此需加入多种功能添加剂，才能满足油品的使用要求。
早期机床用油采用机械油，不加入添加剂，油品寿命一般只有3个月至半年。主要问题是油品氧化安定性差，易生成油泥，堵塞油路。同时也发生锈蚀现象。1979年ISO公布了机床润滑剂的规格标准(ISO 3498-1979)，要求使用具有良好抗氧防锈性能的精制矿物油。
U.S.3,872,048在混合矿油中加入2,6-二叔丁基对甲酚抗氧剂及烯基丁二酸型或磺酸盐型防锈剂，用于机床的液压箱、主轴箱和齿轮箱，可以减少机床润滑部位摩擦付的磨损，降低温升，防止锈蚀，使油品的使用时间延长一倍以上。
Ciba-Geige(汽巴-嘉基)公司申请的专利U.S.4,701,273将苯三唑型金属减活剂-1-〔二-(2-乙基己基)-氨基亚甲基〕-苯三唑，与选自屏蔽酚型、芳胺型等抗氧剂中的至少一种抗氧剂复合，用于润滑油中，使油品氧化安定性有较大的提高。
但通用机床油不仅要有优良的抗氧化性能，还需匹配优良的防锈性，EP 0239536专利报道采用了β-羟基脂肪胺型防锈剂与抗氧剂、金属减活剂复合使用，取得较好的效果，但未顾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专利介绍了由4,4′-二辛基二苯胺，2,6-二叔丁基酚-4-甲酚，磷酸三甲酚酯及异硬脂酸三乙烯四胺组分添加剂调制成的液压油，具有较好的抗氧化性能和减摩特性，并能抑制油泥的形成，可用于液压机械设备。
本发明的目的是提供一种用于通用机床油的抗氧防锈复合添加剂。
本发明的另一个目的是提供一种通用机床油组合物，它具有优良的抗氧化、防锈蚀、抑制铜腐蚀、抗乳化、抗泡沫等性能，能满足L-HL液压油GB 11118-89规格要求。
本发明提供的用于通用机床油的抗氧防锈复合添加剂包括如下组成以复合剂总重为基准，(Ⅰ)液体屏蔽酚型抗氧剂，72～95％，优选80～90％；(Ⅱ)芳胺型抗氧剂，1～8％，优选2～5％；(Ⅲ)苯三唑型金属减活剂，2～10％，优选4～7％；
(Ⅳ)烯基丁二酸型防锈剂，2～10％，优选4～8％；本发明复合剂的组分(Ⅰ)是液体屏蔽酚型抗氧剂，其中2,6-二叔丁基酚含量＞75重％，其它是邻叔丁基酚、2,4-二叔丁基酚、2,4,6-三叔丁基酚。该产品国内商品牌号为T502，国外牌号有Ethyl公司的Ethyl 4733。该产品呈液态，可将芳胺型抗氧剂、金属减活剂、粘胶状的防锈剂以及其它添加剂很好地混溶，调制成抗氧防锈复合剂，使用方便。
本发明复合剂的组分(Ⅱ)是芳胺型抗氧剂，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。以上产品均有商品出售。
本发明复合剂的组分(Ⅲ)是苯三唑型金属减活剂，其结构式为 其中R为丁基，该化合物化学名称为N,N-二正丁基-氨基亚甲基-苯三唑，国内商品牌号为T551。该添加剂与酚型、胺型抗氧剂复合使用，有突出的增效作用，能明显提高油品的氧化安定性。
本发明组合物的组分(Ⅳ)是防锈剂，可以是十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯。这类防锈剂用量少，效果好，前者商品名称为T746，后者商品名称为T746A。
本发明复合剂中还可以选择性地含有非硅型抗泡剂(Ⅴ)，在油品起泡性达不到指标要求的情况下需加入抗泡剂。组分(Ⅴ)主要包括丙烯酸酯与烷基醚共聚物，国内商品牌号为T912，以及T912与硅型抗泡剂的复合抗泡剂，国内商品牌号为T921。这类非硅抗泡剂对油品空气释放性能无不利影响。以复合剂总重为基准，非硅型抗泡剂的含量为0.05～0.5％，优选0.1～0.3％。
本发明复合剂中还可以选择性地含有抗乳化剂(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剂。组分(Ⅵ)是烷撑二胺四聚氧丙撑缩合物，国内商品牌号为T1001。以复合剂总重为基准，抗乳化剂的含量为5～25％，优选10～20％本发明提供的通用机床油组合物的组成为以组合物总重为基准，本发明提供的抗氧防锈复合添加剂0.2～1.0％，优选0.3～0.8％，余量为基础油。
所说的基础油为矿物润滑油，其中石蜡基润滑油可以是150SN、200SN、350SN、650SN中性油，精制手段为白土精制或加氢补充精制。中间基润滑油可以是150ZN或600ZN中性油。基础油粘度等级可以是N32、N46、N68、N100。
其中非硅型抗泡剂和抗乳化剂可以加入到复合剂中，也可以直接加入到基础油中。
本发明提供的复合添加剂充分利用了添加剂之间的协同效应，屏蔽酚型抗氧剂具有终止游离基的作用，芳胺型抗氧剂(N-苯基-α-萘胺)除有终止游离基作用外，还具有分解氢过氧化物的作用，苯三唑型金属减活剂可在金属表面形成钝化膜，抑制金属对油品氧化的催化作用。三者复合有突出的协同效应，使油品具有优良的抗氧化性能，大大延长油品使用期。由于金属减活剂还具有抑制铜腐蚀的性能，组合物中不必再加入铜腐蚀抑制剂。防锈剂选择了烯基丁二酸型，它们具有用量少、防锈效果好的特点，且对氧化性能的不良影响比石油磺酸盐型防锈剂小得多。由于利用了上述多种添加剂之间的协同效应，减少了添加剂的总用量，提高了复合剂的经济性及实用性。
本发明提供的通用机床油组合物由本发明提供的抗氧防锈复合剂与基础油按一定比例调制而成，具有优良的抗氧化、防锈蚀、防铜腐蚀、抗乳化、抗泡沫等性能，可满足不同粘度等级(N32、N46、N68、N100)的通用机床油的使用要求。该组合物可用于机床的液压系统、循环系统及齿轮箱等部件。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1抗氧防锈复合剂F-1在200ml烧杯中，依次加入6.5g十二烯基丁二酸防锈剂T746、4.1g苯三唑型金属减活剂T551、2.0g N-苯基-α-萘胺T531、80g液体屏蔽酚型抗氧剂T502，放于加热器上加热，用玻璃棒搅动混合，控制温度55±5℃，维持30min，使物料均匀，得到一透明的浅棕色液体，氮含量1.12％。
实施例2抗氧防锈复合剂F-2在200ml烧杯中，依次加入6.5g十二烯基丁二酸半酯防锈剂T746A、4.0g苯三唑型金属减活剂T551、2.4g烷基化二苯胺(L-57)、88g液体屏蔽酚型抗氧剂T502，然后放于加热器上加热，用玻璃棒搅动混合，控制温度55±5℃，维持30min，使物料均匀，得到一透明的浅棕色液体，氮含量0.95％。
实施例3抗氧防锈复合剂F-3在200ml烧杯中，依次称入5.4g十二烯基丁二酸防锈剂T746、5.7g苯三唑型金属减活剂T551、2.5gN-苯基-α-萘胺T531、83g液体屏蔽酚型抗氧剂T502，然后放于加热器上加热，用玻璃棒搅动混合，控制温度55±5℃，维持30min，使物料均匀，得到一透明的浅棕色液体，氮含量1.46％。
实施例4基础油燕山石化公司炼油厂150SN(40℃粘度为30.52mm2/s)添加剂0.35重％F-1将上述百分含量添加剂和上述基础油，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为30.27mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表1所示。
实施例5基础油大连石化公司炼油厂150SN(40℃粘度为29.49mm2/s)添加剂0.35重％F-2将上述百分含量添加剂和上述基础油，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为29.23mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表1所示。
实施例6基础油济南炼油厂150ZN，属中间基润滑油(40℃粘度为30.36mm2/s)添加剂0.35重％F-3将上述百分含量添加剂和上述基础油，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为30.09mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表1所示。
实施例7基础油锦西石化公司炼油厂150SN(辽河地区油)，40℃粘度为30.23mm2/s。
添加剂0.45重％F-3将上述百分含量添加剂和上述基础油，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为29.98mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表1所示。
表1N32L-HL油组合物主要性能 为酸值达2mgKOH/g所需时间。
实施例8基础油燕山石化公司炼油厂(石蜡基)，50份(重)150SN(粘度v40℃为30.52mm2/s)和50份(重)350SN(粘度v40℃为65.24mm2/s)混合，基础油粘度v40℃为43.87mm2/s。
添加剂0.45重％F-1；0.05重％T1001抗乳化剂将上述百分含量添加剂和上述基础油在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为43.40mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表2所示。
实施例9基础油大连石化公司炼油厂200SN(粘度v40℃为43.64mm2/s)添加剂0.45重％F-2；0.05重％T1001上述百分含量添加剂和上述基础油，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为42.96mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表2所示。
实施例10基础油由济南炼油厂64份(体)150ZN(粘度v40℃为28.82mm2/s)和36份(体)600ZN(粘度v40℃为139.1mm2/s)调合而成，基础油粘度v40℃为43.67mm2/s。
添加剂0.35重％F-3；0.05重％T1001上述百分含量添加剂和上述基础油，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为43.19mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表2所示。
实施例11基础油茂名石油公司炼油厂53份(重)150SN和47份(重)350SN调合而成，基础油粘度v40℃为46.75mm2/s。
添加剂0.4重％F-1将上述百分含量添加剂和上述基础油在50～60℃搅拌溶解，然后加入4ppmT912非硅抗泡剂，成品油粘度v40℃为46.15mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表2所示。
实施例12基础油燕山石化公司炼油厂350SN(粘度v40℃为65.24mm2/s)添加剂0.45重％F-1；0.05重％T1001将上述百分含量添加剂和上述基础油在50～60℃搅拌溶解，然后加入10ppmT921非硅抗泡剂，成品油粘度v40℃为64.37mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表3所示。
表2N46L-HL油组合物重要性能 为酸值达2mgKOH/g所需时间。
实施例13基础油大连石化公司炼油厂由36份(体)200SN(粘度v40℃为43.64mm2/s)和64份(体)500SN(粘度v40℃为85.62mm2/s)调合而成，基础油粘度v40℃为66.96mm2/s。
添加剂0.55重％F-1；0.05重％T1001将上述百分含量添加剂和上述基础油在50～60℃搅拌溶解，然后加入10ppmT912非硅抗泡剂，成品油粘度v40℃为66.48mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表3所示。
实施例14基础油济南炼油厂，由42份(体)150ZN(粘度v40℃为28.82mm2/s)和58份(体)600ZN(粘度v40℃为139.1mm2/s)调合而成，基础油粘度v40℃为62.84mm2/s。
添加剂0.4重％F-3将上述百分含量添加剂和上述基础油在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为62.31mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表3所示。
实施例15基础油燕山石化公司炼油厂，由45份(重)350SN(粘度v40℃为65.24mm2/s)和55份(重)650SN(粘度v40℃为132.86mm2/s)调合而成，基础油粘度v40℃为95.12mm2/s。
添加剂0.7重％F-1；0.05重％T1001将上述百分含量添加剂和上述基础油(余量)，在50～60℃搅拌溶解，成品油粘度v40℃为93.96mm2/s，其性能符合L-HL油标准GB11118-89，如表3所示。
表3 N68、N100L-HL油组合物重要性能 为酸值达2mgKOH/g所需时间。
实施例16将实施例8的N46L-HL油，装入X52K立铣床的油箱内(大约30Kg)，进行试验。主要加工机床齿轮，加工材料为40Cr45#钢，与市售的L-HL油同样条件下进行试验开车，经1638h，油样分析结果见表4。
表4 N46L-HL油实机运转情况
从粘度、抗乳化性、旋转氧弹、酸值等变化上看出，试验油(实施例8)好于市售的L-HL油。
实施例17 N46L-HL油在机床中的使用情况将实施例11的N46LHL油，装入CA6140普通车床的油箱内，加工材料为A3、45、12Cr、Mn钢，高速钢、铜、铝、铸铁等，开机达2120h，油样监测结果见表5。
表5 实施例11在实机运转中的状况
从粘度、酸值变化上看，油品性能良好。
权利要求
1．一种用于通用机床油的抗氧防锈复合添加剂，以复合剂总重为基准，包括如下组分(Ⅰ)72～95％液体屏蔽酚型抗氧剂；(Ⅱ)1～8％芳胺型抗氧剂；(Ⅲ)2～10％苯三唑型金属减活剂；(Ⅳ)2～10％烯基丁二酸型防锈剂。
2．按照权利要求1所述的复合剂，各组分含量为(Ⅰ)80～90％液体屏蔽酚型抗氧剂；(Ⅱ)2～5％芳胺型抗氧剂；(Ⅲ)4～7％苯三唑型金属减活剂；(Ⅳ)4～8％烯基丁二酸型防锈剂。
3．按照权利要求1或2所述的复合剂，其中组分(Ⅰ)中，2,6-二叔丁基酚含量＞75重％，其它是邻叔丁基酚、2,4-二叔丁基酚、2,4,6-三叔丁基酚。
4．按照权利要求1或2所述的复合剂，其中组分(Ⅱ)选自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．按照权利要求1或2所述的复合剂，其中组分(Ⅲ)是N,N-二正丁基-氨基亚甲基-苯三唑。
6．按照权利要求1或2所述的复合剂，其中组分(Ⅳ)为十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯。
7．按照权利要求1或2所述的复合剂，其中还可以选择性地含有非硅型抗泡剂，含量为0.05～0.5％。
8．按照权利要求7所述的复合剂，所说非硅型抗泡剂为丙烯酸酯与烷基醚共聚物或其与硅型抗泡剂的复合抗泡剂。
9．按照权利要求1或2所述的复合剂，其中还可以选择性地含有抗乳化剂，含量为5～25％。
10．按照权利要求9所述的复合剂，所说抗乳化剂是胺与环氧化物的缩合物。
11．一种通用机床油组合物，以组合物总重为基准，其组成为0.2～1.0％权利要求1提供的抗氧防锈复合添加剂及余量的基础油。
12．按照权利要求11所述的组合物，所说基础油的粘度等级为N32、N46、N68、N100。
全文摘要
本发明涉及一种用于通用机床油的抗氧防锈复合添加剂,以复合剂总重为基准,包括:72～95%液体屏蔽酚型抗氧剂,1～8%芳胺型抗氧剂,2～10%苯三唑型金属减活剂和2～10%烯基丁二酸型防锈剂。该复合剂中还可以选择性地含有非硅型抗泡剂和抗乳化剂。本发明还涉及一种通用机床油组合物,是由上述抗氧防锈复合剂与基础油按一定比例调制而成,该组合物具有优良的抗氧化、防锈蚀、防铜腐蚀、抗乳化、抗泡沫等性能,可满足不同粘度等级的通用机床油的使用要求,可用于机床的液压系统、循环系统及齿轮箱等部件。
文档编号C10M133/00GK1299860SQ9912594
公开日2001年6月20日 申请日期1999年12月13日 优先权日1999年12月13日
发明者李新华, 张镜诚, 韩秀月 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石油化工集团公司石油化工科学研究院