一种低温超重负荷合成齿轮油制造技术

本发明专利技术涉及一种低温超重负荷合成齿轮油，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2‑0.3％。本发明专利技术的齿轮油具有极好的低温性能，能够有效延长油品的使用周期，并且通过硼酸盐形成的固体硼酸盐膜具有良好的抗极压性，能够承受极大的负荷，具有优异的抗磨减摩性。

Synthesis of gear oil with low temperature and heavy load

The invention relates to a low temperature load overweight synthetic gear oil, the synthetic gear oil at least comprises the following components: extreme pressure antiwear agent, friction improver, viscosity index improver and base oil, wherein the antiwear agent comprises at least oil soluble nanometer borate, the viscosity index improver comprises at least modified poly methyl polyacrylate tackifier, friction modifier said at least comprises organic molybdenum; wherein the base oil is mixed base oil and poly alpha olefin ester oil, the quality percentage of the mixed base oil is 78.4%, the percentage of quality improved methacrylate tackifier is 7.5%, the mass percentage of oil soluble nanometer borate the 2%, the mass percentage of organic molybdenum is 0.2 0.3%. The low temperature performance of gear oil of the invention has excellent, can prolong the use of oil cycle, borate and through the formation of borate film has good resistance to extreme pressure, can bear great load, has excellent antiwear property.

【技术实现步骤摘要】
一种低温超重负荷合成齿轮油
本专利技术涉及润滑油领域，尤其涉及一种低温超重负荷合成齿轮油。
技术介绍
随着科学技术的发展，机械设备对润滑剂的质量要求越来越高。一些润滑剂产品都制定有相应的技术标准。在我国的工业生产中，各种机械运转设备中的传动与变速大多数采用齿轮装置。一般将用于润滑齿轮传动装置的润滑油称为齿轮油。当今汽车领域的发展趋势为节能和环保，汽车厂商为了提高燃油经济性，汽车车体采用流线型设计及更低的底盘设计，从而使得车辆的空气动力学性能更趋合理，车辆在行驶时空气阻力减小；同时也使得流过变速箱和驱动桥外表面的空气流量也减少，车辆的散热性能变差，摩擦热难以散发，后桥和变速箱的工作温度大大提高，而使用条件苛刻将导致齿轮油的油品氧化和密封件老化的加速。另外，因矿山开采、水利和交通等重大基础设施建设需要，重型、超重型载货车辆越来越多，而且我国重载卡车普遍存在严重超载的事实，卡车载荷的增加使得驱动桥齿轮传动功率增加，而驱动桥齿轮的几何尺寸并没有很大变化，因此导致齿面压力增加，温度升高，如果再成倍增加载荷的情况下，如若没有足够的油膜保护，或油膜破裂，将发生干摩擦，而瞬间的摩擦热足以熔化齿面上微凸不平的加工痕迹，发生烧结、擦伤，因此提高齿轮油的载荷能力，改进其耐热性及热氧化稳定性和对密封件的兼容性是目前亟待解决的重要问题。目前GL-5齿轮油难以满足重载车辆驱动桥的使用要求，需要改进油品的热氧化稳定性，提高油品的抗载荷能力，同时延长齿轮油的使用寿命。长期以来，我国在齿轮油生产应用上，存在着粘度大、品种多、选用时粘度偏高的问题，能耗主要浪费在摩擦损失上比发达国家多2-3倍。提高燃油经济性除从设备上改变外，对油品的粘度也有要求，油品粘度选择趋于低粘度化。近年，西欧和北美等地区通过采用低粘度多级齿轮油提高燃油经济性。由于变速箱和后桥齿轮工作时处于混合润滑状态，油品粘度大可以形成更厚的油膜，可以承受更大负荷，但由于油品粘度高，其分子间(流动)阻力也会相应较高，会消耗更多能源。由于从燃油经济性考虑需要选择低粘度齿轮油，但从承载负荷考虑需要粘度较大齿轮油。因此，需要一款低粘度重载齿轮油解决燃油经济性与重载负荷之间的矛盾。可见，燃油经济性的要求，对现代齿轮油的要求更为苛刻，需要具备低粘度、优秀的抗氧防腐性、优良的抗磨性以及能承受高负荷的能力等要求。随着环境保护观念越来越深入人心，在汽车领域的最明显的体现为润滑油品中硫磷含量的降低，但车辆高速重载双曲线齿轮、齿面接触应力高达2000～4000MPa，滑动速度为10m/s，特别是在山区和高原地区行驶的重载车辆，常会因低速超载、高扭矩、长距离爬坡，导致包括变速箱、后桥齿轮等在内的齿轮系统“脱碳”、“扳齿”磨损，这就要求齿轮油必须有好的抗极压性。齿轮油中发挥极压作用的硫磷物质，活性硫通过与齿轮表面形成一层固体膜有效提高齿轮的抗极压能力。但硫-磷型极压剂与现代环保法规矛盾，因此急需一种环境友好且抗极压性能良好的极压剂加入，在同等重负荷下减少硫磷用量。在实际使用过程中，车辆工况经常为温度较低的室外，特别是我国北方地区冬季寒冷，这就需要齿轮油在低温时具有良好的流动性，才能随着齿轮工作有足够量的齿轮油带到摩擦面。如齿轮油低温性能不佳，虽然车辆能启动，但环形齿轮不能将齿轮油甩至主动齿轮轴承，齿面易产生磨痕，当温度继续降低时，齿轮油凝固，环形齿轮将壳体内润滑油划成沟槽，齿轮干摩擦，齿面烧结，此时车辆无法启动。优良的低温性能是寒冷地区汽车齿轮油应具备的基本条件。中国专利CN102041140B公开了一种抗微点蚀的齿轮油复合添加剂，包含抗氧剂、油酸改性的纳米硼酸盐、分散剂、破乳剂以及基础油。制备除了风力发电机使用的齿轮油，这类齿轮油不含硫烯类极压抗磨添加剂，有突出的抗微点蚀效果，解决了普通齿轮油微点蚀性能差等缺点，并且也适用于其他工业齿轮油。但是上述专利技术的基础油选用的是矿物型基础油150SN、500SN、150BS中的一种、两种或两种以上混合物。但是矿物油产品具有明显的不足：首先矿物油的低温性能差，尤其是高粘度润滑油的倾点一般都在-10℃以上，在寒区冬季野外操作很难启动。其次，矿物油在120℃下就开始迅速氧化，加入各种添加剂后可以在150℃下长期使用，但在更高温度下使用寿命很短，且容易生成积碳。矿物油的粘度指数一般都在90～110，加氢油可提高到120～130，再高的粘度指数矿物油就达不到了。并且，矿物油遇火会燃烧。抗辐射性差，密度不大于1。因此上述专利技术的齿轮油不适用于低温超重负荷的条件，不满足在低温超重负荷的条件下齿轮油的粘度和流动性要求。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种低温超重负荷齿轮油，本专利技术的齿轮油具备较低粘度、良好的低温性能、抗氧化、抗腐蚀、抗磨抗极压等性能。本专利技术提供了一种低温超重负荷合成齿轮油，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2％～0.3％。本专利技术使用合成基础油聚α烯烃和酯类油，由于聚α烯烃和酯类基础油有良好的低温性能，使用此类基础油制备的油品在低温状态下依旧保持油品优良的使用性能。并利用酯类油具有极性这一特点，其极性基团易吸附在金属表面，在油品粘度较低的情况下酯类油通过极性基团吸附在摩擦副表面，形成较厚的油膜，发挥更好的抗磨减摩作用，同时使用有机钼作为抗磨减摩剂，有效降低磨损，提高燃油经济性。根据一种优选实施方式，所述极压抗磨剂还包括是硫-磷类抗磨剂；所述摩擦改进剂还包括含硫磷钼的化合物。本专利技术使用的极压剂除常用极压剂外，还加入油溶性纳米硼酸盐。润滑油中加入纳米粒子添加剂可显著提高其润滑性能和承载能力，并能减少硫磷添加剂的用量，提高产品的品质，特别适用于润滑条件苛刻的环境中。本专利技术利用油溶性纳米硼酸盐在极压条件下，不与金属起反应，而在两个滑动的金属表面产生了电荷，使硼酸带电离子团产生定向移动，在摩擦表面沉积，生成具有弹性粘附力很强的硼酸盐膜，能承受冲击负荷，且热稳定性好，该膜能在温度超过150℃时仍能使用，明显高于硫-磷性极压抗磨剂极限使用温度130℃。且硼酸盐膜厚度是传统极压膜的10-20倍，特别能承受冲击负荷。重要的是硼酸盐粒子在低粘度油中向滑动金属表面移动速度更快，因此在低粘度油中更易形成承载负荷更高的硼酸盐膜，既保证油品低粘度的同时又保证其有良好的极压性能。同时硼酸盐膜还有一定的抗磨减摩性，有效提高燃油经济性。由于硼酸盐极压剂的加入，在保证高承重的情况下，减少传统极压剂的加入量，即油品中硫-磷含量明显降低，可以有效减少金属腐蚀，并保护环境。为了得到在润滑油中分散稳定性好的油溶性纳米硼酸钙添加剂，需要对其表面进行改性。棕榈酸，也称十六烷基酸，是组成动植物油脂的重要成分，是含十六个碳原子的饱和脂肪酸，十六烷基酸中的-COOH可以与无机物粒子表面具有的-OH发生化学作用，在化学力的作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2‑0.3％。

【技术特征摘要】
1.一种低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述合成齿轮油至少包括如下组分：极压抗磨剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂和基础油，其中所述极压抗磨剂至少包括油溶性纳米硼酸盐，所述粘度指数改进剂至少包括改性聚甲基丙烯酸酯增粘剂，所述摩擦改进剂至少包括有机钼；其中所述基础油是包括聚α烯烃和酯类油的混合基础油，所述混合基础油的质量百分比为78.4％，所述改进甲基丙烯酸酯增粘剂的质量百分比为7.5％，所述油溶性纳米硼酸盐的质量百分比为2％，所述有机钼的质量百分比为0.2-0.3％。2.如权利要求1所述的低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述极压抗磨剂还包括是硫-磷类抗磨剂；所述摩擦改进剂还包括含硫磷的化合物。3.如权利要求2所述的低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述合成齿轮油还包括抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂、抗乳化剂和抗泡剂，其中，所述抗氧剂是酚酯型抗氧剂和胺型抗氧剂的复合物；所述防锈剂是羧酸盐类防锈剂；所述金属钝化剂是苯并三氮唑衍生物和噻二唑衍生物的复合物；所述抗乳化剂是胺与环氧乙烷缩合物、环氧丙烷/环氧乙烷共聚物或非硅类抗乳剂，所述抗泡剂是聚丙烯酸酯型抗泡剂。4.如权利要求1所述的低温超重负荷合成齿轮油，其特征在于，所述混合基础油为聚α烯烃、双酯、多元醇酯或聚合酯类基础油中的两种或几种。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫常山，
申请(专利权)人：北京雅士科莱恩石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11