一种涡轮机油组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于涡轮机油，涉及一种涡轮机油组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、涡轮机油在电力、石油化工及船舶领域中蒸汽轮机、燃气轮机及水力轮机中，主要承担着轴承及齿轮箱的润滑、转子冷却、调速系统液压控制以及密封等多重关键功能。随着现代工业向大容量、高参数方向发展，汽轮发电机组的单机功率不断提升，主蒸汽温度和压力日益提高，导致润滑油系统的运行环境愈发苛刻。油品长期在高温（60℃~80℃）、高氧分压、高速搅拌剪切以及微量水汽共同存在的环境下运行，极易发生复杂的物理化学变化，严重威胁机组的安全稳定。

2、目前，工业上广泛使用的涡轮机油多以矿物基础油为载体，复配酚型抗氧剂（如2,6-二叔丁基对甲酚）、防锈剂、金属减活剂和抗泡剂等添加剂构成。尽管这类传统油品在常规工况下能够满足基本的润滑需求，但在长周期运行中存在难以克服的技术瓶颈。首先，单一的受阻酚类抗氧剂主要通过捕获烷基自由基来中断氧化链反应，但在高温下其自由基清除能力衰减较快，且无法有效分解氧化过程中产生的氢过氧化物。这导致油品在长期高温运行后，酸值迅速升高，油泥和漆膜前驱体大量生成。这些劣化产物沉积在轴瓦、油管路及调速阀芯表面，是造成轴承温度升高、调速系统卡涩甚至机组非停的主要原因之一。

3、其次，现代高端汽轮机组越来越多地采用加氢精制的基础油（如api ii类、iii类油）。虽然加氢基础油的氧化安定性和黏度指数得到了提升，但其对非极性添加剂的溶解能力相对较弱。传统的防锈剂（如十二烯基丁二酸）和金属减活剂在加氢基础油中的溶解度有限，在低温启动或长期储存过程中容易发生相分离或析出，导致油品对铜、铁金属的防锈缓蚀性能下降，甚至出现添加剂堵塞精密过滤器的情况。

4、此外，现有配方体系往往顾此失彼：为了追求极长的氧化诱导期而过量添加胺类抗氧剂，虽然短期内酸值控制较好，但胺类化合物在高温下易与油中的酸性物质反应生成有色沉淀，反而加剧了漆膜的形成；而单纯依赖酚类抗氧剂则无法满足超长周期的运行要求。同时，现有抗乳化剂体系在应对突发性大量进水时，破乳化速度仍显不足，游离水的存在进一步加速了油品的水解和乳化变质。

5、综上所述，现有技术中的涡轮机油组合物尚未能完美解决高温抗氧化长效性、添加剂在深度精制基础油中的溶解稳定性以及油泥/漆膜抑制之间的平衡问题。因此，开发一种兼具优异的高温抗氧化协同效应、良好的添加剂相容性以及卓越的漆膜控制能力的新型涡轮机油组合物，成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种涡轮机油组合物及其制备方法和应用，以解决现有技术中涡轮机油长期运行酸值升高快、破乳化性能下降、油泥漆膜析出及添加剂溶解不良的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种涡轮机油组合物，按质量份数计，其组分包括88份～98份基础油，0.3份～1.2份复合抗氧剂，0.02份～0.1份金属减活剂，0.02份～0.08份防锈剂，0.01份～0.06份抗乳化剂，0.001份～0.05份抗泡剂和1.0份～5.0份长碳链脂肪醇助溶剂。

4、进一步地，所述基础油为api ⅰ类深度精制矿物油、api ⅱ类深度精制矿物油、apiⅲ类深度精制矿物油或加氢基础油。

5、进一步地，所述加氢基础油的运动黏度为28mm²/s～100mm²/s。

6、进一步地，所述复合抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述辅助抗氧剂为烷基化二苯胺或苯基-α-萘胺。

7、进一步地，所述主抗氧剂与辅助抗氧剂的质量比为1∶(0.5～3)。

8、进一步地，所述金属减活剂为苯并三唑衍生物、甲基苯并三唑或n,n'-二水杨酸-1,2-丙二胺；所述防锈剂为十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸半酯或n-油酰肌氨酸；所述抗乳化剂为聚氧丙烯甘油醚或环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物；所述抗泡剂为聚二甲基硅氧烷或非硅型丙烯酸酯共聚物。

9、进一步地，所述长碳链脂肪醇助溶剂为2-己基-1-癸醇、2-辛基-1-癸醇或碳链长度为c12～c18的高级脂肪醇。

10、第二方面，本发明提供一种涡轮机油组合物的制备方法，包括以下步骤：

11、将基础油加入反应容器中，加热至40℃～70℃；

12、在搅拌条件下，先加入长碳链脂肪醇助溶剂，搅拌均匀后依次加入复合抗氧剂、金属减活剂、防锈剂和抗乳化剂，继续搅拌至各组分完全溶解；

13、降温至30℃～50℃，加入抗泡剂，在恒温条件下以600～1200r/min的转速搅拌0.5～2小时，过滤得到所述涡轮机油组合物。

14、进一步地，所述将基础油加入反应容器中之前，还包括：将基础油在真空条件下加热至80℃～110℃，脱水脱气处理1～3小时，使基础油水分含量降至80ppm以下。

15、第三方面，本发明提供一种涡轮机油组合物在涡轮机润滑中的应用。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明公开了一种涡轮机油组合物及其制备方法和应用，构建受阻酚和芳胺的复合抗氧剂体系，其中受阻酚主抗氧剂负责捕获烷基自由基以中断氧化链引发，芳胺辅助抗氧剂专注于分解氢过氧化物以阻断链传递，两者互补从氧化反应的源头与中间环节双路径抑制油品劣化，经tost氧化试验验证，其酸值增长速度较单一抗氧剂体系降低50%以上，显著延长了油品的使用寿命；同时引入长碳链脂肪醇作为助溶剂，其独特的极性羟基结构能够与金属减活剂、防锈剂等极性添加剂形成稳定的氢键络合结构，不仅彻底解决了深度加氢基础油中极性添加剂易析出的行业痛点，还具备优异的溶解能力，能有效增溶初期氧化产物，从源头上杜绝了漆膜前驱体的沉积，成焦板试验证实其漆膜倾向极低；此外，复合抗氧剂与金属减活剂在金属表面形成的致密化学吸附保护膜产生显著的协同效应，有效钝化了金属表面对氧化和水解反应的催化活性，配合抗乳化剂快速分离入侵水分的能力，使得本发明在保持超高体积电阻率的同时，兼具极佳的破乳化性能与防锈性能，全面解决了现有涡轮机油长期运行酸值升高、油泥漆膜析出及调速系统卡涩的技术难题，大幅提升了汽轮机组润滑系统的运行可靠性与经济性。

1.一种涡轮机油组合物，其特征在于，按质量份数计，其组分包括88份～98份基础油，0.3份～1.2份复合抗氧剂，0.02份～0.1份金属减活剂，0.02份～0.08份防锈剂，0.01份～0.06份抗乳化剂，0.001份～0.05份抗泡剂和1.0份～5.0份长碳链脂肪醇助溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮机油组合物，其特征在于，所述基础油为api ⅰ类深度精制矿物油、api ⅱ类深度精制矿物油、api ⅲ类深度精制矿物油或加氢基础油。

3.根据权利要求2所述的一种涡轮机油组合物，其特征在于，所述加氢基础油的运动黏度为28mm²/s～100mm²/s。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮机油组合物，其特征在于，所述复合抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述辅助抗氧剂为烷基化二苯胺或苯基-α-萘胺。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮机油组合物，其特征在于，所述主抗氧剂与辅助抗氧剂的质量比为1∶(0.5～3)。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮机油组合物，其特征在于，所述金属减活剂为苯并三唑衍生物、甲基苯并三唑或n,n'-二水杨酸-1,2-丙二胺；所述防锈剂为十二烯基丁二酸、十二烯基丁二酸半酯或n-油酰肌氨酸；所述抗乳化剂为聚氧丙烯甘油醚或环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物；所述抗泡剂为聚二甲基硅氧烷或非硅型丙烯酸酯共聚物。

7.根据权利要求1所述的一种涡轮机油组合物，其特征在于，所述长碳链脂肪醇助溶剂为2-己基-1-癸醇、2-辛基-1-癸醇或碳链长度为c12～c18的高级脂肪醇。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种涡轮机油组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种涡轮机油组合物的制备方法，其特征在于，所述将基础油加入反应容器中之前，还包括：将基础油在真空条件下加热至80℃～110℃，脱水脱气处理1～3小时，使基础油水分含量降至80ppm以下。

10.根据权利要求1～7任一项所述的一种涡轮机油组合物在涡轮机润滑中的应用。