一种无灰型车辆齿轮油及其制备方法
阅读说明：本技术 一种无灰型车辆齿轮油及其制备方法 (Ashless vehicle gear oil and preparation method thereof ) 是由 文彦龙 周轶 张国茹 王宁 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及车辆润滑油技术领域,具体涉及一种无灰型车辆齿轮油及其制备方法,所述齿轮油中添加有极压抗磨剂,所述极压抗磨剂为硫型极压剂和磷型极压剂的混合物；所述硫型极压抗磨剂为高压硫化异丁烯,所述磷型极压抗磨剂为硫代磷酸酯铵盐。本发明通过优化极压抗磨剂的选择,可省去向齿轮油中添加Zn元素,替换传统的S-P-Zn添加剂体系,得到一种无灰型车辆齿轮油。(The invention relates to the technical field of vehicle lubricating oil, in particular to ashless vehicle gear oil and a preparation method thereof, wherein an extreme pressure antiwear agent is added into the gear oil, and the extreme pressure antiwear agent is a mixture of a sulfur type extreme pressure agent and a phosphorus type extreme pressure agent; the sulfur type extreme pressure antiwear agent is high-pressure sulfurized isobutylene, and the phosphorus type extreme pressure antiwear agent is thiophosphate ammonium salt. According to the invention, by optimizing the selection of the extreme pressure antiwear additive, the addition of Zn element to the gear oil can be omitted, and the traditional S-P-Zn additive system is replaced, so that the ashless vehicle gear oil is obtained.)
技术领域
本发明涉及车辆润滑油技术领域，具体涉及一种无灰型车辆齿轮油。
背景技术
GL-5重负荷车辆齿轮油一般用于各类汽车的驱动轴(前、后桥)、工程机械驱动桥的润滑，尤其是配有双曲线齿轮车辆的润滑，对于此类驱动桥总成来说，需要油品具有优异的抗磨和承载能力，在摩擦副表面形成润滑油膜来保持润滑性能，为了适应汽车工业的升级换代，重负荷车辆齿轮油的要求也在不断升级。因此提高车辆齿轮油的热氧化稳定性及油泥的清净分散性成为了目前主要的发展方向，其有利于延长油品的使用的寿命并减少设备的维护保养。
在传统的车辆齿轮油添加剂体系中，其主要以S-P-Zn为主，因为ZDDP硫磷丁辛基锌盐是一种多效润滑油添加剂，其具有抗氧、抗磨剂极压性能，但随着环保法规的要求，此类ZDDP添加剂的使用已无法满足现阶段齿轮油的抗氧化性能要求，硫磷丁辛基锌盐为一种无机金属盐类添加剂，在温度较高或者运行工况苛刻条件下容易造成优化油泥及固体沉渣的形成。
因此，无灰型车辆齿轮油添加剂的开发将成为未来车辆齿轮油主要的发展方向。通过选用其它添加剂替代ZDDP及其它无机盐类添加剂，同时保证其具备优异的极压抗磨及氧化性能，满足其GB13895的技术要求。目前，国际市场上最具代表性的齿轮润滑油复合添加剂是Lubrizol公司的Anglamol6085、Anglamol1045、LZ1038等。为了更加适应中国车辆齿轮油的使用要求，选用优质的添加剂开发无灰型车辆齿轮油产品具有重要意义。
发明内容
本发明涉及一种无灰型车辆齿轮油，所述齿轮油中添加有极压抗磨剂，所述极压抗磨剂为硫型极压剂和磷型极压剂的混合物；所述硫型极压抗磨剂为高压硫化异丁烯，所述磷型极压抗磨剂为硫代磷酸酯铵盐。
现有车辆齿轮油的添加剂体系S-P-Zn体系中由于含有金属元素Zn，在使用的过程中易产生金属氧化物等杂质，造成油泥及固体沉渣的形成。为了解决上述问题，本发明对硫磷体系进行了优化，通过选择上述特性的硫磷混合物，高压硫化异丁烯具有提升极压承载性能的效果，硫代磷酸酯铵盐具有提升抗磨性能的效果，可在不添Zn的情况下达到极压抗磨的功效。
优选的，所述高压硫化异丁烯与所述硫代磷酸酯铵盐的用量比为1：0.5～1。
进一步优选的，所述高压硫化异丁烯与所述硫代磷酸酯铵盐的用量比为1：0.75。
本发明所述高压硫化异丁烯是指硫化异丁烯在高压的条件下制备得到，优选使用购自淄博惠华添加剂有限公司的高压硫化异丁烯。
优选的，所述硫代磷酸酯铵盐购自兰州博润添加剂有限公司，其型号为T316。
优选的，所述齿轮油中还添加有酚型或胺型抗氧剂。
进一步优选2,6二叔丁基对甲酚、酚酯型抗氧剂T508或N-苯基-α-萘胺。本发明所述极压抗磨剂可起到以S-P-Zn添加剂体系的极压抗磨作用，但是其抗氧性较为欠缺，添加上述的抗氧剂，可进一步增强油品整体的抗氧性。
优选的，所述齿轮油中还添加有降凝剂、摩擦改进剂、分散剂、防锈剂、金属减活剂和抗泡剂。S-P-Zn体系的添加剂是一种复合添加剂，本发明在对上述体系进行替代后，它的一些功能会相应的消失，在本发明选择的极压抗磨剂和抗氧剂的基础上，进一步添加上述添加剂可增强油品的整体性能。
优选的，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯；
进一步优选所述降凝剂为Viscoplex 1-248或KT8602；所述Viscoplex 1-248购自罗曼克斯公司。
优选的，所述摩擦改进剂为油酸乙二醇酯，脂肪酸、脂肪醇、油酸丁酯、二聚亚油酸中的一种或多种混合物；
进一步优选的，摩擦改进剂为T406油性剂；
优选所述分散剂为单丁二酰亚胺分散剂、双丁二酰亚胺分散剂、多丁二酰亚胺分散剂或高分子量丁二酰亚胺分散剂；
进一步优选为单丁二酰亚胺分散剂；
优选的，所述防锈剂为苯并三氮唑、十二烯基丁二酸、烯基丁二酸酯、环烷酸锌中的一种或多种混合物；
进一步优选所述防锈剂为烯基丁二酸酯；
优选的，所述金属减活剂为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物的一种或多种混合物
进一步优选的所述金属减活剂为噻二唑衍生物；
优选的，所述抗泡剂为甲基硅油、二甲基硅氧烷、硅酮中的一种或多种混合物；
进一步优选所述抗泡剂为购自盟庆信公司的155抗泡剂。
优选的，所述齿轮油中还添加有基础油，所述基础油为较高黏度指数矿物基础油。
进一步优选为黏度指数120＞VI＞80的加氢精制矿物油。
更优选I类和Ⅱ类加氢矿物基础油的一种或多种混合物。如中国石化HVI II10基础油。
优选的，本发明所述无灰型车辆齿轮油由包括如下重量份的原料制备得到：
在选择了本发明所述极压抗磨剂和抗氧剂的基础上，各种添加剂的用量在上述范围内，可保证油品具有良好的综合性能。
优选的，所述降凝剂为Viscoplex 1-248或KT8602中的一种或两种；所述极压抗磨剂为高压硫化异丁烯和硫代磷酸酯铵盐按4:3比例的混合物；所述抗氧剂为酚酯型抗氧剂T508；所述摩擦改性剂为T406油性剂；所述分散剂为单丁二酰亚胺分散剂；所述防锈剂为烯基丁二酸酯；所述金属减活剂为噻二唑衍生物；所述抗泡剂为155抗泡剂；所述的较高黏度指数矿物基础油为I类和Ⅱ类加氢矿物基础油的一种或两种混合物。
作为优选的方案，本发明所述的车辆齿轮油由如下重量百分比的原料制备得到：
本发明还保护本发明所述车辆齿轮油的制备方法，包括如下步骤：
1)按比例加入基础油、降凝剂，升温至50～60℃进行加热搅拌，维持2～3小时后，将温度降至40～50℃；
2)再按极压抗磨剂、防锈剂、摩擦改进剂、抗氧剂、金属减活剂、分散剂、抗泡剂顺序依次加入，搅拌2～3小时，至混合物全部溶解呈透明状态，即得。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明通过优化极压抗磨剂的选择，可省去向齿轮油中添加Zn元素，替换传统的S-P-Zn添加剂体系，得到一种无灰型车辆齿轮油。
2)进一步的，经过大量实验研究，选择适合的基础油及其与其相配伍的添加剂，并摸索了各添加剂种类及配比，得到了具有优良的高低温性能、热氧化安定性、极压抗磨性能、防腐蚀性能、防锈性能的无灰型车辆齿轮油组合物，可用于现在车辆及工程机械驱动桥齿轮传动系统的润滑保护。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的无灰型车辆齿轮油的具体实施方式、特征及其功效进行详细说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中所涉及的高压硫化异丁烯购自于淄博惠华添加剂有限公司，涉及的硫代磷酸复酯胺盐为兰州博润添加剂有限公司的T316，实施例中涉及的基础油购自于中国石化润滑油有限公司，酚酯型抗氧剂T508购自辽宁天合精细化工股份有限公司，抗泡剂155购自盟庆信公司，T406油性剂购自锦州康泰。
实施例1
无灰型车辆齿轮油的具体组分见表1：
表1无灰型车辆齿轮油组合物组分
上述齿轮油由如下方法制备得到：
1)按比例加入基础油、降凝剂，升温至50～60℃进行加热搅拌，维持2～3小时后，将温度降至40～50℃；
2)再按极压抗磨剂、防锈剂、摩擦改进剂、抗氧剂、金属减活剂、分散剂、抗泡剂顺序依次加入，搅拌2～3小时，至混合物全部溶解呈透明状态，即得。
实验例
对于车辆齿轮油的质量技术指标，主要依据GB13895《重负荷车辆齿轮油(GL-5)》国家标准，将实施例1检测结并与GB13895标准对照，如下表：
表2无灰型车辆齿轮油组合物理化分析数据
表3无灰型车辆齿轮油组合物理化分析数据(续)
表4无灰型车辆齿轮油组合物理化分析数据(续)
从试验检测结果分析看出，上述实施例的无灰型车辆齿轮油组合物各项指标均能达到GB13895标准，且通过了要求的L-37、L-42、L-33和L-60四个台架试验。本发明具有优良的高低温性能、热氧化安定性、极压抗磨性能、防腐蚀性能、防锈性能、抗泡性能、摩擦性能，可用于现在车辆及工程机械驱动桥齿轮传动系统的润滑保护。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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