高氧化稳定性的气缸润滑油组合物的制作方法

1.本发明属于润滑油技术领域，具体涉及高氧化稳定性的气缸润滑油组合物。


背景技术：

2.润滑油作为减小运动零部件之间摩擦、降低运动副材料磨损的关键润滑材料，在提高机械装备的运行稳定性、可靠性和运行寿命方面发挥着重要作用，同时还可以有效降低装备动力系统的能源消耗及减少尾气排放，因而在汽车、航空以及轨道交通领域有着广泛应用。然而，随着现代高端装备的快速迭代更新，动力系统处于高转速、重载荷以及频繁启停的苛刻使役条件，使得装备润滑系统的工作温度越来越高，加剧润滑油分子结构的氧化破坏，引起润滑油的理化性能和摩擦学性能迅速衰变，润滑油的热氧化稳定性能和服役寿命面临严峻挑战，因此高性能耐高温抗氧化润滑油的研究成为热点。
3.申请号为201810249153.8的中国专利公开了高温聚合强力耐磨汽缸油，由基础油和润滑油添加剂组成，润滑油添加剂包括二烷基二硫代磷酸氧钼、超碱值合成磺酸钙、硫化烷基酚钙、聚醚类高分子化合物和zp-500消泡剂，大大增加了润滑油的抗磨性能、氧化安定性能、清净分散性能、防腐蚀性及抗水解特性，从而减少机器的摩擦，降低油温，延长润滑油和机器的寿命。
4.申请号为201811355267.7的中国专利公开了一种耐高温型聚酯润滑油基础油及其制备方法，该基础油由1,3,5-环己烷三甲醇、氟代丙二酸二乙酯、12-苯甲酰基硬脂酸、2,2-二氟丙酸、3-氟-4-羟基苯甲酸、全氟庚酸、磷酸三(三甲硅醇)酯为主要原料制得。采用含氟羧酸和耐热性优良的1,3,5-环己烷三甲醇作为主要原料，引入12-苯甲酰基硬脂酸、3-氟-4-羟基苯甲酸用来调节基础油的粘度指数，磷酸三(三甲硅醇)酯作为耐高温型抗氧剂。原料中采用氟代化合物，保证了产品的耐高温性能和抗积碳性能。制备方法原料易得，操作简便。所制备的润滑油基础油的耐高温性能出众粘度指数适中，润滑性能和耐磨性能良好。
5.上述现有技术方案中制备的润滑油虽然均具有良好的耐高温性能，但并未针对基础油在高温下发生蒸发逐渐变干的问题给予相应的解决措施。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提供了一种高氧化稳定性的气缸润滑油组合物的制备方法，具有良好的耐磨性、氧化安定性，有效的延长了润滑油的使用寿命。
7.本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
8.高氧化稳定性的气缸润滑油组合物，由以下重量份的原料组成：基础油100-120份，高分子颗粒20-30份，清净剂12-25份，增粘剂10-15份，分散剂4-10份，抗泡剂2-6份，抗腐蚀剂1-5份，抗结焦添加剂0.5-3份；过氧化物分解剂0.5-2份；
9.所述基础油由偏苯三酸三异癸酯和改性三羟甲基丙烷组成；
10.所述改性三羟甲基丙烷的结构式为：
[0011][0012]
进一步的，所述改性三羟甲基丙烷的制备方法为：以二甲基甲酰胺为溶剂加入三羟甲基丙烷，加热搅拌，向其中加入无水硫酸钾，搅拌均匀后，少量多次添加4-甲氧基二苯胺，向其中通入惰性气体，升高温度并搅拌，反应完成后减压蒸馏即得。
[0013]
本发明具有如下有益效果：
[0014]
在本发明中以偏苯三酸异癸酯和改性三羟甲基丙烷为基础油，在摩擦过程中，含有的酯基基团能够在摩擦副表面形成良好的润滑吸附膜，具有良好的粘温性能合氧化安定性，制备的改性三羟甲基丙烷能够利用捕获的氧化自由基终止润滑油的链增长反应，有效延长了润滑油的使用寿命，通过分解氢过氧化物延缓润滑油的氧化，进一步提高了润滑油的抗氧化性能；聚苯并咪唑高分子颗粒的存在能够有效填充因磨损而产生的凹凸不平的表面，使其光滑润滑，在温度较高时，聚苯并咪唑高分子颗粒能够起到一定的粘合作用，增加润滑油的粘稠度，减少基础油的蒸发，延长润滑油的高温使用寿命；同时聚苯并咪唑和改性三羟甲基丙烷之间易形成氢键，有助于聚苯并咪唑的分散，而聚苯并咪唑具有的两个氮原子的苯并五元杂环刚性链的特殊结构进一步增强了润滑油的耐磨性。
具体实施方式
[0015]
下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0016]
本发明使用的偏苯三酸三异癸酯购买自湖北恒景瑞化工有限公司；使用的三羟甲基丙烷和4-甲氧基二苯胺购买自阿拉丁化学试剂网。
[0017]
实施例1
[0018]
高氧化稳定性的气缸润滑油组合物，由以下重量份的原料组成：基础油100份，高分子颗粒20份，清净剂12份，增粘剂10份，分散剂4份，抗泡剂2份，抗腐蚀剂1份，抗结焦添加剂0.5份；过氧化物分解剂0.5份；
[0019]
基础油由偏苯三酸三异癸酯和改性三羟甲基丙烷按质量比3:1组成；
[0020]
其中，改性三羟甲基丙烷的制备方法为：以50重量份二甲基甲酰胺为溶剂加入30重量份三羟甲基丙烷，加热至65℃并搅拌，向其中加入3重量份无水硫酸钾，搅拌均匀后，少量多次添加85重量份4-甲氧基二苯胺，向其中通入氮气，升高温度至75℃并搅拌，反应4h，反应完成后减压蒸馏即得，反应过程为：
[0021][0022]
在该过程中，在完成4-甲氧基二苯胺的添加后，向其中通入惰性气体氮气，在无水硫酸钾的催化下，三羟甲基丙烷与4-甲氧基二苯胺发生反应生成甲醇副产物，在75℃下甲醇汽化，利用通入的惰性气体将生成的甲醇气体不断的带出，保证了反应的顺利进行。
[0023]
其中，高分子颗粒为聚苯并咪唑；清净剂为十二烷基苯磺酸钙；增粘剂为乙丙胶；分散剂为硬脂酸；抗泡剂为聚二甲基硅氧烷；抗腐蚀剂为磺酸钡；抗结焦添加剂为亚磷酸三苯酯；过氧化物分解剂为氨基甲酸酯。
[0024]
高氧化稳定性的气缸润滑油组合物的制备方法为：
[0025]
s1、按照上述重量份称取各物质，将偏苯三酸三异癸酯和改性三羟甲基丙烷按比例混合，加热至45℃并搅拌，搅拌均匀后向其中加入高分子颗粒，持续搅拌，超声分散，得到基础油混合液；在加入高分子颗粒时，采用少量多次的方法，即将称取的高分子颗粒按质量平均分成4份，每次添加1份，添加后待搅拌均匀再进行下一份的添加，同时，在高分子颗粒添加完毕后采用超声进行再次分散，使得高分子颗粒在基础油混合液中分散均匀；
[0026]
s2、在步骤s1得到的基础油混合液中，按照选定的质量配比加入清洁剂、抗泡剂、抗腐蚀剂、抗结焦添加剂、分散剂和过氧化物分解剂，加热至50℃搅拌，搅拌均匀后，加入增粘剂调节混合液粘度即得。
[0027]
实施例2
[0028]
与实施例1相比，各原料的选择及用量不同，具体为：
[0029]
高氧化稳定性的气缸润滑油组合物，由以下重量份的原料组成：基础油120份，高分子颗粒30份，清净剂25份，增粘剂15份，分散剂10份，抗泡剂6份，抗腐蚀剂5份，抗结焦添加剂3份；过氧化物分解剂2份；
[0030]
基础油由偏苯三酸三异癸酯和改性三羟甲基丙烷按质量比5:1组成；
[0031]
其中，高分子颗粒为聚苯并咪唑；清净剂为十二烷基苯磺酸钙；增粘剂为乙丙胶；分散剂为硬脂酸；抗泡剂为聚二甲基硅氧烷；抗腐蚀剂为磺酸钙；抗结焦添加剂为亚磷酸二乙酯；过氧化物分解剂为氨基甲酸酯。
[0032]
其余制备过程参照实施例1。
[0033]
实施例3
[0034]
与实施例1相比，各原料的选择及用量不同，具体为：
[0035]
高氧化稳定性的气缸润滑油组合物，由以下重量份的原料组成：基础油110份，高分子颗粒25份，清净剂15份，增粘剂12份，分散剂8份，抗泡剂4份，抗腐蚀剂3份，抗结焦添加剂2份；过氧化物分解剂1份
[0036]
基础油由偏苯三酸三异癸酯和改性三羟甲基丙烷按质量比4:1组成；
[0037]
其中，高分子颗粒为聚苯并咪唑；清净剂为十二烷基苯磺酸钙；增粘剂为乙丙胶；分散剂为硬脂酸；抗泡剂为聚二甲基硅氧烷；抗腐蚀剂为硼酸胺；抗结焦添加剂为氧化三苯基磷；过氧化物分解剂为氨基甲酸酯。
[0038]
其余制备过程参照实施例1。
[0039]
对比例1
[0040]
本对比例与实施例3相比，基础油只含偏苯三酸异癸酯，其余条件与实施例3相同。
[0041]
对比例2
[0042]
本对比例与实施例3相比，基础油只含改性三羟甲基丙烷，其余条件与实施例3相同。
[0043]
对比例3
[0044]
本对比例与实施例3相比，基础油由偏苯三酸异癸酯和聚甲基丙烯酸酯组成，其余条件与实施例3相同。
[0045]
对比例4
[0046]
本对比例与实施例3相比，在原料中不含有高分子颗粒，其余条件与实施例3相同。
[0047]
对比例5
[0048]
本对比例与实施例3相比，高分子颗粒更换为聚酰亚胺，其余条件与实施例3相同。
[0049]
对比例6
[0050]
本对比例与实施例3相比，高分子颗粒更换为聚四氟乙烯，其余条件与实施例3相同。
[0051]
测试：
[0052]
分别对实施例1-3和对比例1-6制备的润滑油进行性能测试，测试方法为：闪点按照gb/t267-88测试，热稳定性按照sh/t0680-1999测试，氧化安定性按照sh/t0193-2008测定，运动黏度按照gb/t11137-1989测定，黏度指数按照nft60-136-2004测定，耐磨性能按照gb/t3142-1982(2004)《润滑剂承载能力测试法(四球法)》测定，具体测试结果如表1所示。
[0053]
表1
[0054][0055]
由测试数据可以发现，实施例1-3整体数据要优于对比例1-6的测试数据，其热稳定性好，在300℃下可以稳定使用，氧化安定性好，具有极强的抗氧化性能且粘温性好；由实施例3和对比例5-6的测试数据对比可以发现，将高分子材料更换为聚酰亚胺和聚四氟乙烯，其耐磨性能和氧化安定性有所下降；对比实施例3和对比例3发现，经改性后的聚甲基丙烯酸酯能够有效的改善润滑油的高温性能及耐磨性能；由实施例3和对比例1-2的检测数据可以发现，偏苯三酸异癸酯与改性三羟甲基丙烷两者之间具有协同作用，可以进一步提高润滑油的相关性能。
[0056]
与现有技术相比，本发明制备的润滑油组合物，其基础油由偏苯三酸异癸酯和改性三羟甲基丙烷组成，以酯类作为润滑基础油，由于其分子结构中含有极性酯基官能团，在摩擦过程中，酯基基团能够在摩擦副表面形成良好的润滑吸附膜，具有良好的粘温性能和氧化安定性；在制备改性三羟甲基丙烷过程中，以二甲基甲酰胺为溶剂，在无水硫酸钾的催
化下，三羟甲基丙烷与4-甲氧基二苯胺发生反应，将4-甲氧基二苯胺接枝到三羟甲基丙烷上，得到改性三羟甲基丙烷，在高温下具有较高的抗氧化性；在高温下，通过脱去亚氨基氢原子的方式捕获过氧化自由基，形成的氮氧自由基将结合仲烷基，经转化后生成酮类产物，使其继续保持较高的抗氧化能力，另外氮氧自由基能够结合叔烃自由基，并可以通过捕获过氧化自由基使氮氧自由基再生，利用捕获过氧化自由基可以终止润滑油的链增长反应，有效延长了润滑油的使用寿命，通过分解氢过氧化物延缓润滑油的氧化，进一步提高润滑油的抗氧化性能。
[0057]
在润滑油的制备过程中，向其中添加了聚苯并咪唑高分子颗粒，聚苯并咪唑含两个氮原子的苯并五元杂环刚性链聚合物，热稳定性强，具有优异的耐高温性能和耐磨性能，使用时，添加的聚苯并咪唑高分子颗粒具有光滑的表面，能够有效的填充因磨损而产生的凹凸不平的表面，使其光滑润滑，另外当温度较高时，基础油容易蒸发渐渐变干，由于聚苯并咪唑具有优异的耐高温性能，在高温下能够起到一定的粘合作用，增加润滑油的粘稠度，减少基础油的蒸发，延长润滑油在高温下的使用寿命；由于聚苯并咪唑和改性三羟甲基丙烷中均含有-nh基团，二者混合后分子间易形成氢键，有助于聚苯并咪唑的分散，进一步保证了聚苯并咪唑分散的均匀性，且由于聚苯并咪唑具有两个氮原子的苯并五元杂环刚性链的特殊结构进一步增强了润滑油的耐磨性。
[0058]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0059]
尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。