专利名称：油膜轴承油组合物的制作方法
技术领域：
本发明提供一种油膜轴承油组合物，是一种用于冶金系统高速线材轧机油膜轴承及齿轮传动系统润滑、导卫系统油雾润滑的润滑油组合物，属于润滑油技术领域。
油膜轴承油是钢铁工业向高速化大型化发展应运而生的一类新油品。国外此类油品的研制起始于六十年代中后期，工业化于七十年代。当时，钢板高速轧机和摩根无扭高速线材轧机使用的油膜轴承急需与之相匹配的油膜轴承油，而通常的轴承油和主轴油均不能满足其性能要求，因此抗乳化抗氧型油膜轴承油(典型规格Mobil Vacuoline 100系列)最早问世。后来在使用中发现，上述轧机有的轴承处于近水部位，又发展了防锈型油膜轴承油(典型规格Mobil Vacuoline 300系列)。七八十年代由于各国对钢铁线材需求量的剧增，促使了无扭式高速线材轧机的发展，轧机轴速高达3600～7000m/min。因此适应摩根高速线材轧机油膜轴承的抗氧抗乳化防锈抗磨型油膜轴承油(典型规格Mobil Vacuoline 500系列及U.S.Steel 136规格)在一些工业国家研制成功并相继投入生产使用。我国从七十年代至八十年代相继研制了100系列和300系列油膜轴承油，但经检索，国内外未见有高速线材轧机500系列油膜轴承油组合物的专利公开报导，虽然含硫含磷二组分添加剂的润滑油国外也有报导，但是具体化合物与本发明所涉及的化合物不同。《石油商技》1996年第5期发表的论文“460号油膜轴承油的研究与应用”公开报导的是100系列油膜轴承油，其主要性能有抗氧化性、抗乳化性和按首都钢铁工业公司要求增加的防锈性能，所用化合物与本发明所涉及的500系列油膜轴承油化合物不同。《润滑油》1997年第5期发表的论文“220号抗磨型油膜轴承油研究”公开报导的是500系列220号油膜轴承油，但具体化合物与本发明所涉及的化合物也不同。
国内高速线材轧机导卫系统采用油雾润滑，所用油品较混乱，有的采用工业齿轮油，有的采用抗磨液压油，尚没有专用的油雾润滑油。
本发明的目的是提供一种摩根无扭式高速线材轧机油膜轴承润滑油组合物，可适用于多种基础油，并满足Mobil Vacuoline 500系列及U.S.Steel 136规格要求，同时还要满足冶金系统高速线材轧机油膜轴承及齿轮传动系统润滑、导卫系统油雾润滑的要求。
本发明为了实现上述目的，对组合物中各添加剂组分进行了精心选择。除了考虑各功能添加剂组分自身的性能和特点必须突出和优秀外，同时还把抗乳化性能的好坏作为优先选择的条件之一，并对组合物中各添加剂组分按全面满足规格中各性能要求进行了仔细的平衡。该组合物具有优良的抗磨性、抗乳化性、抗氧性、防腐防锈性等特点。
本发明提出的油膜轴承油组合物，含有(A)一定量的基础油；(B)至少一种极压抗磨剂；(C)至少一种抗氧剂，和/或抗氧抗腐剂，和/或金属钝化剂；(D)至少一种防锈剂；(E)一定量的抗乳化剂；(F)一定量的抗泡剂；(G)适量的降凝剂；(H)适量的粘度指数改进剂和(I)适量的抗乳化抗磨补强剂。
本发明提出的油膜轴承油组合物中，(A)为中粘度指数深精制的基础油(MVIS)、高粘度指数深精制的基础油(HVIS)如加氢油、很高粘度指数深精制的基础油(VHVIS)如合成油，或它们任意组合的混合物；(B)为二烷基苄基二硫、磷酸酯及其胺盐衍生物、硫代磷酸酯及其胺盐衍生物、二烷基二硫代磷酸锌及其衍生物、氨基硫代酯，或它们任意组合的混合物；(C)较适宜的是2，6-二叔丁基对甲酚、二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐、N苯基α萘胺、二仲醇基二硫代磷酸锌、二壬基二苯胺类、噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物；(D)较适宜的是中性或碱性烷基磺酸盐、烯基丁二酸及其衍生物，或它们任意组合的混合物；(E)较适宜的是胺与环氧化物的缩合物，或环氧乙、丙烷嵌段聚醚；(F)较适宜的是丙烯酸酯与醚共聚物或甲基硅油；(G)较适宜的是聚α烯烃；(H)较适宜的是聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、乙丙共聚物，或它们任意组合的混合物；(I)较适宜的是酯类化合物、胺类化合物、脂肪醇，或它们任意组合的混合物。
本发明中，如无特殊说明，所用温度均为摄氏度，所用百分数(％)均为质量百分数。
本发明提出的油膜轴承油组合物中，含组分(A)80.0～99.5m％、组分(B)0.1～5m％、组分(C)0.01～2.00m％、组分(D)0.01～0.80m％、组分(E)0.001～0.500m％、组分(F)0.0001～0.5m％、组分(G)0～3m％、组分(H)0～8m％、组分(I)0.001～8m％。
更进一步，本发明提出的油膜轴承油组合物中，(A)为中粘度指数深精制的矿物油(MVIS)、高粘度指数深精制的基础油(HVIS)如加氢油、很高粘度指数深精制的基础油(VHVIS)如合成油，或它们任意组合的混合物；(B)较适宜的是磷酸三甲酚酯、二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐、二仲醇基二硫代磷酸锌、氨基硫代酯、硫代磷酸三丁酯、硫代磷酸三苯酯、二甲苯苄基二硫、二苄基二硫、酸性磷酸酯胺盐，或它们任意组合的混合物；(C)较适宜的是2，6-二叔丁基对甲酚、二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐、二仲醇基二硫代磷酸锌、二壬基二苯胺、N苯基α萘胺、噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物；(D)较适宜的是中性或碱性烷基磺酸盐、烯基丁二酸及其衍生物，或它们任意组合的混合物；(E)较适宜的是胺与环氧化物的缩合物，或环氧乙、丙烷嵌段聚醚；(F)较适宜的是丙烯酸酯与醚共聚物，或甲基硅油；(G)较适宜的是聚α烯烃；(H)较适宜的是聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、乙丙共聚物，或它们任意组合的混合物；(I)较适宜的是酯类化合物、胺类化合物、C8～C18脂肪醇，或它们任意组合的混合物。
更进一步，本发明提出的油膜轴承油组合物中含组分(A)90.0～99.5m％、组分(B)0.4～3.0m％、组分(C)0.01～1.0m％、组分(D)0.01～0.50m％、组分(E)0.001～0.300m％、组分(F)0.0001～0.5m％、组分(G)0～1m％、组分(H)0～8m％、组分(I)0.001～8m％。
上述油膜轴承油组合物的制备方法是先将按比例所需量的基础油(A)加入带搅拌器的调和釜内，并升温到50～60℃，其次将按比例所需的组分(F)(先用9∶1的煤油稀释并磨合好)加入到基础油中，搅拌0.5～1小时；再次，根据基础油倾点及粘度指数加入适量的组分(G)和(H)；然后依次将组分(E)、(B)、(C)、(D)、(I)在30～80℃下充分搅拌4～6个小时，至混合物全部溶解。本发明组合物制备方法简便，在一般实验室和调和厂均可以实施。
为了筛选添加剂组分和组合物，本发明在实验室采用了油膜承载能力试验模拟油膜轴承的使用工况，试验条件250mL试油放入装有轴颈及轴瓦的油槽中，使轴颈圆心以下浸泡在试验油中，油温恒定在38～42℃，在轴颈转速1500转/分钟条件下逐级加载，每级负荷下运行1min，以发生烧瓦时的负荷PW来评价油膜承载能力。PW越大，表明油膜承载能力越高。
油膜轴承油组合物的极压抗磨性能采用四球机试验(GB/T3142或ASTM D2783)进行评定。
为了评价组合物各项性能是否符合Mobil Vacuoline 500及U.S.Steel 136规格要求，还进行了下列试验抗乳化试验GB/T8022或ASTM D2711GB/T7305或ASTM D1401铜片腐蚀试验 GB/T5096或ASTM D130液相锈蚀试验 GB/T11143或ASTM D665旋转氧弹试验 SH/T0193或ASTM D2272FZG齿轮机试验 GB/T0306或ASTM D5182抗泡沫试验GB/12579或ASTM D892本发明的效果通过下面的实施例进一步说明。但应该明白下面的实施例不是限制本发明的范围，任何不超出本发明的构思和范围的改动，都在本发明的范围之内。实施例1油膜轴承油组合物(I)，它包括97.90％的组分(A)，即加氢油HVIS400与MVI90BS以10∶1的混合物；1.70％的组分(B)，即T309硫代磷酸三苯酯、T322二苄基二硫以1∶1的混合物；0.1％的组分(C)，即T205二仲醇基二硫代磷酸锌；0.10％的组分(D)，即T705A中性二壬基萘磺酸钡；0.15％的组分(E)，即T1001胺与环氧化物缩合物；0.0003％的组分(F)，即T901甲基硅油；0.05％的组分(G)，即T803B聚α烯烃。组合物(II)不含组分(C)、(D)，组分(B)中含0.2％的T322，1.0％的T309和0.5％的T306磷酸三甲酚酯，其余均同组合物(I)。
组合物(I)、(II)主要性能评定结果见表—1。
表—1组合物(I)、(II)主要性能评定结果
试验结果表明组合物(II)中没有含抗氧防腐剂，不仅液相锈蚀和铜片腐蚀变差，而且极压抗腐性能也不如组合物(I)。实施例2油膜轴承油组合物(III)，它包括99.00％的组分(A)，即加氢油HVIS500；0.6％的组分(B)，即T323氨基硫代酯、T203二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐以2∶1的混合物；0.5％的组分(C)，即2，6-二叔丁基对甲酚；0.05％的组分(D)，即T746烯基丁二酸；0.005％的组分(E)，即T1002环氧乙、丙烷嵌段聚醚；0.0005％的组分(F)，即T901甲基硅油。组合物(IV)不含组分(E)，其余均同组合物(III)。
组合物(III)、(IV)的GB/T7305(或ASTM D1401)抗乳化性能评定果为组合物(IV)大于30分钟，组合物(III)仅为7分钟。显然，组合物(IV)不含抗乳化剂，其抗乳化性能明显比组合物(III)差。实施例3油膜轴承油组合物(V)，它包括98.43％的组分(A)，即聚α烯烃合成油与MVI400以4∶1的混合物；1.20％的组分(B)，即T306磷酸三甲酚酯与T322二苄基二硫以5∶1的混合物；0.2％的组分(C)，即T203二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐；0.07％的组分(D)，即T705A中性二壬基萘磺酸钡；0.10％的组分(E)，即T1001胺与环氧化物缩合物；0.0005％的组分(F)，即T901甲基硅油。组合物(VI)，它包括1.2％的组分(B)，即硫代磷酸三丁酯、T203二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐以5∶1的混合物；其余均同组合物(V)。
组合物(V)、(VI)主要性能评定见表—2。
表—2 组合物(V)、(VI)主要性能评定<
>试验结果表明组合物(V)中由于组分(B)含有T322二苄基二硫，其抗氧化性能明显优于不含二苄基二硫的组合物(VI)。实施例4油膜轴承油组合物(VII)，它包括95.37％的组分(A)，即MVIS400；2.5％的组分(B)，即T308酸性磷酸酯胺盐、T322二苄基二硫、T306磷酸三甲酚酯以2∶2∶1的混合物；0.83％的组分(C)，即含0.5％的T501 2，6-二叔丁基对甲酚、0.3的T531 N苯基α萘胺和0.03的T561噻二唑衍生物；0.3％的组分(D)，即T705A中性二壬基萘磺酸钡；0.005％的组分(E)，即T1002环氧乙、丙烷嵌段聚醚；0.0015％的组分(F)，即T901甲基硅油；2.0％的组分(H)，即聚甲基丙烯酸酯；1.0％的组分(I)，即邻苯二甲酸酯和十二醇以1∶1的混合物。组合物(VIII)不含组分(I)，其余均同组合物(VII)。
组合物(VII)、(VIII)的GB/T7305(或ASTM D1401)抗乳化性能评定结果见表—3。
表—3 组合物(VII)、(VIII)抗乳化性能评定结果
显然，组合物(VIII)不含抗乳化抗磨补强剂，其蒸馏水抗乳化性能虽然与组合物(VII)相当，但工业水的抗乳化性能明显比组合物(VII)差。而油膜轴承油通常在高温、多尘、有冲击负荷及经常与水接触的苛刻工况条件下使用，要求油品具有优异的抗乳化性能、抗磨性能、抗氧化性能及水解稳定性能，尤其是对钢厂工业冷却水具有优异的抗乳化性能。本发明特有的抗乳化抗磨补强剂可以实现这一性能，使油膜轴承油满足高速线材轧机的润滑要求。
权利要求
1.一种油膜轴承油组合物，其特征在于它含有(A)一定量的基础油，在组合物中含量为80.0～99.5m％；(B)至少一种极压抗磨剂，在组合物中含量为0.1～5m％；(C)至少一种抗氧剂，和/或抗氧抗腐剂，和/或金属钝化剂，在组合物中含量为0.01～2.00m％；(D)至少一种防锈剂，在组合物中含量为0.01～0.80m％；(E)一定量的抗乳化剂，在组合物中含量为0.001～0.500m％；(F)一定量的抗泡剂，在组合物中含量为0.0001～0.5m％；(G)适量的降凝剂，在组合物中含量为0～3m％；(H)适量的粘度指数改进剂，在组合物中含量为0～8m％；(I)适量的抗乳化抗磨补强剂，在组合物中含量为0.001～8m％。
2.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(A)为中粘度指数深精制的基础油(MVIS)、高粘度指数深精制的基础油(HVIS)如加氢油、很高粘度指数深精制的基础油(VHVIS)如合成油，或它们任意组合的混合物。
3.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(B)为二烷基苄基二硫、氨基硫代酯、硫代磷酸酯及其胺盐衍生物、二烷基二硫代磷酸锌及其衍生物、磷酸酯及其胺盐衍生物、它们任意组合的混合物。较适宜的是磷酸三甲酚酯、酸性磷酸酯胺盐、二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐、二仲醇基二硫代磷酸锌、氨基硫代酯、硫代磷酸三丁酯、硫代磷酸三苯酯、二甲基苄基二硫、二苄基二硫，或它们任意组合的混合物。
4.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(C)较适宜的是2，6-二叔丁基对甲酚、二辛基二硫代磷酸锌的碱式盐、二仲醇基二硫代磷酸锌、二壬基二苯胺、N苯基α萘胺、噻二唑衍生物，或它们任意组合的混合物。
5.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(D)较适宜的是中性或碱性烷基磺酸盐、烯基丁二酸及其衍生物，或它们任意组合的混合物。
6.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(E)较适宜的是胺与环氧化物的缩合物，或环氧乙、丙烷嵌段聚醚。
7.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(F)较适宜的是丙烯酸酯与醚共聚物或甲基硅油。
8.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(G)较适宜的是聚α烯烃。
9.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(H)较适宜的是聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、乙丙共聚物，或它们任意组合的混合物。
10.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于所说的(I)较适宜的是酯类化合物、胺类化合物、脂肪醇，或它们任意组合的混合物。
11.根据权利要求1所述的油膜轴承油组合物，其特征在于该组合物具有优良抗磨性、抗乳化性、抗氧性、防锈性等性能，可以用于冶金系统高速线材轧机油膜轴承及齿轮传动系统的润滑、导卫系统油雾润滑。
全文摘要
本发明提供一种油膜轴承油组合物,是一种用于冶金系统高速线材轧机油膜轴承及齿轮传动系统润滑、导卫系统油雾润滑的润滑油。该组合物包括(A)一定量的基础油;(B)至少一种极压抗磨剂;(C)至少一种抗氧剂,和/或抗氧抗腐剂,和/或金属钝化剂;(D)至少一种防锈剂;(E)一定量的抗乳化剂;(F)一定量的抗泡剂;(G)适量的降凝剂;(H)适量的粘度指数改进剂和(I)适量的抗乳化抗磨补强剂。上述组合物具有优良的抗磨性、抗乳化性、抗氧性、防锈性等性能特点。
文档编号C10M137/10GK1259561SQ9812390
公开日2000年7月12日 申请日期1998年10月30日 优先权日1998年10月30日
发明者张青蔚, 伏喜胜 申请人:中国石化兰州炼油化工总厂