煤基抗磨液压油及其制备方法与流程

本发明涉及液压油技术领域，具体涉及一种煤基抗磨液压油及其制备方法。

背景技术：

随着液压机械技术的快速发展，液压系统不断升高的压力和逐渐增大的功率使得油泵的负荷也越来越大。为了应对油泵工作环境的变化，延长液压油变黑或乳化的时间，液压油必须具有较好的高低温环境适应性、抗磨性、空气释放性、消泡性、抗乳化性、抗氧化能力。

液压油一般由基础油和添加剂组成，二者之间的复配效果直接影响到液压油的综合性能。目前液压油最常用的基础油一般选自石油基基础油，但是这些基础油存在粘度指数不高、倾点高、抗氧化性能差的问题，使得液压油的粘度指数低，稳定性差，抗氧化性能和抗磨性能弱，使用寿命短，难以适应极端低温天气。

为了提高液压油的综合性能，cn106947570a公开一种抗磨液压油及其制备方法，所述抗磨液压油按质量百分含量由以下组分组成：(1)基础油80-85％；(2)季戊四醇四异辛酸酯15-20％；(3)复合添加剂0.5-1.0％。其中基础油包括二类500n基础油65％-70％，二类150n基础油8％-10％，季戊四醇四异辛酸酯22-22.5％。复合添加剂包括极压剂硫化异丁烯0.5-0.5％，抗磨剂亚磷酸正二丁酯0.1％，抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚0.05-0.2％，防锈剂苯并三氮唑0.05-0.1％，抗乳化剂胺与环氧乙烷缩聚物0.03-0.06％，抗泡剂丙烯酸酯与醚共聚物0.001-0.01％。该发明提供的半合成抗磨液压油虽然综合了矿物油以及酯类合成油的优点，满足大型机械设备在极端条件(例如-30-80℃)下正常工作，解决了摩擦磨损、润滑保养和维修换油等难题，但是其闪点(开口)和粘度指数比较小，不适合安全运输及高、低温环境工作。

cn107057816a公开了一种合成液压油，包括ⅲ类基础油a74.2-85.5％，ⅲ类基础油b10.4-17.8％，聚α-烯烃合成基础油3-7％，聚甲基丙烯酸酯降凝剂-0.1％，无灰抗磨液压油复合剂-0.55％，酚脂型抗氧剂-0.2％，1#复合抗泡剂-0.02％。其中ⅲ类基础油a为s-oil/250n(iii)，ⅲ类基础油b为s-oil/350n(iii)。该发明提供的合成液压油以石油基ⅲ类基础油和iv类合成基础油(聚阿尔法烯烃合成基础油)为基础油，虽然显著改善了合成液压油的抗氧化性能和对金属的腐蚀性，但是存在抗磨性能不好、使用寿命不长的问题。

因此，亟待提供一种粘度指数高、抗氧化性能和抗磨性能好、倾点低的抗磨液压油。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中液压油存在的粘度指数低，稳定性差，抗氧化性能和抗磨性能弱，使用寿命短，倾点高难以可适应极端低温天气的问题，提供一种煤基抗磨液压油及其制备方法。该液压油具有粘度指数高、抗氧化性能和抗磨性能好、倾点低的优点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种煤基抗磨液压油，基于所述液压油的总量，所述液压油包括：抗氧剂0.05-0.3wt％，极压抗磨剂0.4-0.8wt％，金属减活剂0.05-0.5wt％，防锈剂0.05-0.2wt％，抗乳化剂0.03-0.1wt％，抗泡剂0.001-0.01wt％，煤基iii类基础油98％-99.4wt％。

本发明第二方面提供了一种本发明第一方面所述煤基抗磨液压油的制备方法，所述方法包括：先将6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油进行第一次混合，得到煤基iii基础油，再将抗氧剂、极压抗磨剂、金属减活剂、防锈剂、抗乳化剂和抗泡剂加入煤基iii类基础油中进行第二次混合，得到煤基抗磨液压油。

通过上述技术方案，本发明所具有的有益技术效果如下：

本发明所提供的煤基抗磨液压油通过选择煤基iii类基础油做基础油，特别是选择6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油做基础油，与特定的添加剂进行复配，并且优化基础油与添加剂的感受性和配伍性，不仅使得所制备的抗磨液压油具有粘度指数高、倾点低、抗氧化性能和抗磨性能好、使用寿命长等优点，适用于冬季和夏季户外极端天气工作，而且拓宽了生产液压油基础油所用原料的来源，提高了煤基iii类基础油的附加价值。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面公开了一种煤基抗磨液压油，基于所述液压油的总量，所述液压油包括：抗氧剂0.05-0.3wt％，极压抗磨剂0.4-0.8wt％，金属减活剂0.05-0.5wt％，防锈剂0.05-0.2wt％，抗乳化剂0.03-0.1wt％，抗泡剂0.001-0.01wt％，煤基iii类基础油98％-99.4wt％，其中，所述煤基iii类基础油的粘度指数≥130，倾点≤-30℃。

美国石油学会ap根据基础油组成的主要特性把基础油分为5个类，i、ii、iii、iv、v类基础油，在本发明中，煤基iii类基础油指的是以煤为原料得到的iii类基础油：煤先气化制得合成气(h2 co)，合成气经过费托合成反应合成油品，油品依次经过加氢精制、加氢裂化、异构脱蜡、分馏工艺后得到iii类基础油。

在一个优选的实施方式中，所述液压油包括：基于所述液压油的总量，抗氧剂0.2-0.3wt％，极压抗磨剂0.5-0.6％，金属减活剂0.05-0.08wt％，防锈剂0.06-0.1wt％，抗乳化剂0.05-0.08wt％，抗泡剂0.006-0.01wt％，煤基iii类基础油98.8％-99.2wt％。

其中，添加剂的用量对液压油的性能有重要的影响。如果添加剂的用量比较小，难以起到改性的作用；反之，如果添加剂的用量过大，由于添加剂多为大分子有机物，在液压油的反复使用过程中，添加剂会发生断链反应，使得液压油容易变黑或者乳化，导致液压油性能下降，使用寿命缩短。发明人经过研究发现，当将添加剂的用量控制在上述范围内时，液压油的综合性能最佳。

在一个优选的实施方式中，所述煤基iii类基础油包括6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油，其中，6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油的质量比为1：0.2-2，优选为1：0.6-1.5。

在本发明中，6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油是市售产品。其中，6号煤基iii类基础油的倾点低于-30℃，40℃运动粘度28-36mm²/s，粘度指数大于130；10号煤基iii类基础油的倾点低于-30℃，40℃运动粘度63-73mm²/s，粘度指数大于130。通过混合6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油，可以控制液压油的粘度指标，改善基础油的性质，提高基础油与添加剂之间的复配性。

在一个优选的实施方式中，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚和/或二异辛基二苯胺，优选为2,6-二叔丁基对甲酚和二异辛基二苯胺，其中2,6-二叔丁基对甲酚和二异辛基二苯胺的质量比为0.1-2:1，优选为1.3-1.7:1。

其中，发明人经过研究发现，与单一类型的抗氧剂相比，酚类抗氧剂和胺类抗氧剂的组合能进一步减少烃类自由基的生成，抑制润滑油的氧化，延长液压油的使用寿命。

在一个优选的实施方式中，所述极压抗磨剂选自三甲酚磷酸酯、硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯中的至少一种，优选为三甲酚磷酸酯、硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯，其中三甲酚磷酸酯、硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯的质量比为1:0.6-1.5:0.9-2，优选为1:0.7-0.8:0.8-1.2。

其中，发明人经过研究发现，含硫极压抗磨剂具有良好的抗烧结性，含磷极压抗磨剂具有良好的抗磨性，二者协同作用，可以起到防止金属磨损和烧结的作用。这是因为液压油在使用的过程中，两金属表面的凹凸点相互啮合时会产生局部高温和高压，三甲酚磷酸酯、硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯在高温高压下容易与金属表面发生化学反应，生成硫、磷金属保护膜，从而把金属面隔开，可以起到保护作用。

在一个优选的实施方式中，所述金属减活剂为n,n-二正丁基氨基苯三唑，所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡盐(cas号：25619-56-1)，所述抗乳化剂为环氧丙烷二胺缩聚物，所述抗泡剂为二甲基硅油。

在本发明中，n,n-二正丁基氨基苯三唑可以在金属表面形成一层钝化膜，降低金属对氧化反应的催化作用。二壬基萘磺酸钡盐中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，可以在金属表面形成保护膜，阻止o2和h2o与金属的接触。二甲基硅油可以改变泡沫表面张力，消泡能力强。环氧丙烷二胺缩聚物为水包油型表面活性剂，可以增加油水界面张力，使油水快速分离，防止油乳化。

液压油的产品性能依赖于基础油和添加剂之间的复配作用，复配作用的适配性，与基础油的种类，添加剂的种类以及每一种添加剂具体选用的物质密切相关。在本发明中，基础油选用的是煤基iii类基础油，由于煤基iii类基础油中几乎不含有环烷烃和芳香烃，极性比较小，使得很多添加剂难以溶解在其中，进而导致基础油和添加剂的复配效果比较差，使得利用煤基iii类基础油制备得到的液压油的性能虽有所改善，但是其稳定性和使用寿命等性质还有待进一步提高。本发明的发明人经过研究发现，当添加剂为上述特定的种类及物质时，添加剂可以很好的溶解在煤基iii类基础油中，添加剂和基础油之间的适配性最好，制备得到的液压油的性能最佳。

在本发明中，各种添加剂除了发挥其自身的作用之外，各种添加剂在基础油中混合成一个成体，添加剂与添加剂之间，以及添加剂与基础油之间也会相互影响，产生协同作用，从而使得制备得到的煤基抗磨液压油不仅具有良好的抗磨能力，而且对磨损表面具有修复能力，可以承载较的压力。除此之外，制备得到的煤基抗磨液压油的抗氧化性能强，使用寿命长，粘度指数高，适合高、低温环境工作。

本发明第二方面提供了一种本发明第一方面所述的煤基抗磨液压油制备方法，所述方法包括：先将6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油进行第一次混合，得到煤基iii基础油，再将抗氧剂、极压抗磨剂、金属减活剂、防锈剂、抗乳化剂和抗泡剂加入煤基iii基础油中进行第二次混合，得到煤基抗磨液压油。

其中，所述第一次混合在55-65℃下搅拌1-3h，所述第二次混合在55-65℃下搅拌时间1-3h。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油购于山西潞安太行润滑油公司。其中，6号煤基iii类基础油的倾点低于-30℃，40℃下运动粘度28-36mm²/s，粘度指数大于130；10号煤基iii类基础油的倾点低于-30℃，40℃运动粘度63-73mm²/s，粘度指数大于130。

实施例1

(1)将6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油混合后在60℃下搅拌1h，得到煤基iii类基础油，其中，6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油的质量比为1：0.9；

(2)将2,6-二叔丁基对甲酚1.5g、二异辛基二苯胺1.0g，三甲酚磷酸酯2.0g、硫化异丁烯1.5g、硫代磷酸三苯酯2.0g，n,n-二正丁基氨基苯三唑0.5g，二壬基萘磺酸钡盐0.8g，环氧丙烷二胺缩聚物0.6g，二甲基硅油0.1g加入到混合好的990g煤基iii类基础油中，在60℃下搅拌时间2h，自然冷却至常温，得到煤基抗磨液压油，其理化性质检测结果如表1所示。

实施例2

(1)将6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油混合后在60℃下搅拌1h，得到煤基iii类基础油，其中，6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油的质量比为1：0.6；

(2)将2,6-二叔丁基对甲酚1.2g、二异辛基二苯胺0.9g，三甲酚磷酸酯2.0g、硫化异丁烯1.4g、硫代磷酸三苯酯1.6g，n,n-二正丁基氨基苯三唑0.5g，二壬基萘磺酸钡盐0.6g，环氧丙烷二胺缩聚物0.5g，二甲基硅油0.06g加入到混合好的991.24g煤基iii类基础油中，在60℃下搅拌时间2h，自然冷却至常温，得到煤基抗磨液压油，其理化性质检测结果如表1所示。

实施例3

(1)将6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油混合后在60℃下搅拌1h，得到煤基iii类基础油，其中，6号煤基iii类基础油和10号煤基iii类基础油的质量比为1：1.5；

(2)将2,6-二叔丁基对甲酚1.9g、二异辛基二苯胺1.1g，三甲酚磷酸酯2.0g、硫化异丁烯1.6g、硫代磷酸三苯酯2.4g，n,n-二正丁基氨基苯三唑0.8g，二壬基萘磺酸钡盐1.0g，环氧丙烷二胺缩聚物0.8g，二甲基硅油0.1g加入到混合好的988.3g煤基iii类基础油中，在60℃下搅拌时间2h，自然冷却至常温，得到煤基抗磨液压油，其理化性质检测结果如表1所示。

实施例4

按照实施例1的方法，区别在于：将2,6-二叔丁基对甲酚0.2g、二异辛基二苯胺0.5g，三甲酚磷酸酯1.0g、硫化异丁烯1.0g、硫代磷酸三苯酯2.0g，n,n-二正丁基氨基苯三唑0.5g，二壬基萘磺酸钡盐0.5g，环氧丙烷二胺缩聚物0.3g，二甲基硅油0.01g加入到混合好的993.99g煤基iii类基础油(与实施例1相同)中，得到的煤基抗磨液压油的理化性质检测结果如表1所示。

实施例5

按照实施例1的方法，区别在于：将2,6-二叔丁基对甲酚2.0g、二异辛基二苯胺1.0g，三甲酚磷酸酯2.0g、硫化异丁烯3.0g、硫代磷酸三苯酯3.0g，n,n-二正丁基氨基苯三唑5.0g，二壬基萘磺酸钡盐2.0g，环氧丙烷二胺缩聚物1.0g，二甲基硅油0.1g加入到混合好的980.9g煤基iii类基础油(与实施例1相同)中，得到的煤基抗磨液压油的理化性质检测结果如表1所示。

实施例6

按照实施例1的方法，区别在于：不添加二异辛基二苯胺，2,6-二叔丁基对甲酚的添加量为2.5g，得到的煤基抗磨液压油的理化性质检测结果如表1所示。

实施例7

按照实施例1的方法，区别在于：不添加三甲酚磷酸酯，硫化异丁烯的添加量为1.5g，硫代磷酸三苯酯的添加量为4.0g，得到的煤基抗磨液压油的理化性质检测结果如表1所示。

对比例1

对比例为购买于中石化长城46#商品液压油，理化性质检测结果如表1所示。

表1

表1续

由表1可知，本发明所制备的抗磨液压油具有粘度指数高、倾点低、抗氧化性能和抗磨性能好、使用寿命长等优点，适用于冬季和夏季户外极端天气工作，而且拓宽了液压油基础油的原料来源，提高了煤基iii类基础油的附加价值。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。