专利名称：一种蜗轮蜗杆油组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种蜗轮蜗杆油组合物，更确切的是一种长寿命清净型蜗轮蜗杆油组合物。
背景技术：
传动装置是齿轮传动的类型之一，用以传递空间交错的两轴之间的动力和运动。蜗轮蜗杆传动具有体积小、传动速比大、运转平稳、噪音小、蜗轮输出转矩大的特点，因而得到了广泛应用。蜗轮蜗杆润滑油对蜗轮蜗杆传动有着举足轻重的影响，它可以减小摩擦、减少磨损、降低温升、提高蜗轮副传动效率及使用寿命。蜗杆传动由于齿面间的滑动较大且齿的接触时间比齿轮传动相对较长，因此摩擦磨损情况突出，一般要求油的粘度较大，并有较高的粘度指数，油性要好，且含有某些特殊添加剂。另外蜗轮蜗杆副多以青铜、黄铜蜗轮和钢质蜗轮蜗杆相匹配，而铜对硫很敏感，因此不宜采用化学活性高的含硫极压剂，而采用中等活性的油性剂，以避免齿面发生化学腐蚀和点蚀，这也是蜗轮蜗杆油与其他齿轮油的最大差别。随着设备向高速重载方向发展，现在的蜗轮蜗杆油品已不能满足发展的需求，主要表现为油品耐磨性差、抗乳化性差、氧化安定性差等。目前的油品，大多以矿物油为基础油，外加降凝剂、粘度指数改进剂、含硫和/或含磷极压抗磨剂、酚型或胺型抗氧剂、金属钝化剂、油性剂和破乳剂等添加剂组合而成。矿物油除氧化易产生油泥，污染堵塞设备外，还具有油性的特点，如中国专利申请CN1727458A中所提到的蜗轮蜗杆油组合物，其中共添加了两种总量达1.4%的油性剂以达到相应的油性，这使得该组合物的抗乳化性变差(大于20min),因为油性剂为表面活性剂，加入量过多会影响油品破乳化性。氧化安定性是影响蜗轮蜗杆油使用寿命的重要因素，但人们目前对其抗氧化性的关注仍不够，中国专利申请CN102051252A公开了一种节能型蜗轮`蜗杆齿轮油配方，只含有油性剂、极压抗磨剂、防腐蚀剂等，并没有加入抗氧化剂。
发明内容
发明要解决的问题本发明的目的是提供一种蜗轮蜗杆油组合物，其可避免以上问题。此组合物综合性能优良，不仅具有突出的氧化安定性，而且具有优异的高温清净性、极压抗磨性、粘温性、抗泡性。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本发明提供一种蜗轮蜗杆油组合物，其包含以下组分:A、至少一种聚醚油基础油；B、至少一种2，2，4-三烷基-1，2- 二氢喹啉类抗氧剂；C、至少一种金属减活剂；D、至少一种含硫或含磷的极压抗磨剂；
E、至少一种油性剂或摩擦改性剂；F、至少一种破乳剂；G、至少一种抗泡剂。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述2，2，4-三烷基-1，2-二氢喹啉类抗氧剂为2，2，4-三烷基-1，2- 二氢喹啉单体，其的聚合物，或者它们的任意混合物。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述金属减活剂为:苯并三唑或其衍生物、苯并噻唑或其衍生物、噻二唑或其衍生物、苯并咪唑或其衍生物、吲唑或其衍生物，或者它们的任意混合物。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述含硫或含磷的极压抗磨剂为:硫化异丁烯、烷基多硫化物、硫化甲酯、硫化脂肪油、硫化菜籽油、硫化三聚丁烯酮、磷酸酯、酸式磷酸酯、酸式磷酸酯的胺盐、硫磷含氮衍生物、硫代磷酸复合酯胺盐、烷基磷酸酯胺盐、亚磷酸酯、单硫代磷酸酯或二硫代磷酸酯，或者它们的任意混合物。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述油性剂或摩擦改性剂为脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇、胺盐，有机硫化合物，或者它们的任意混合物。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述破乳剂为聚氧亚烷基醚、聚氧亚烷基脂肪酸酯，胺与环氧化合物的缩合物，磺酸盐型破乳剂，或者它们的任意混合物。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述抗泡剂为硅氧烷、有机硅酸酯、聚烷基丙烯酸酯，表面活性剂，或者它们的任意混合物。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，以所述蜗轮蜗杆油组合物总重量为基准，所述B组分的含量为0.1-5%，优选0.5-2%，更优选0.5-1.8%，最优选0.5-1% ;所述C组分的含量为
0.01-0.5%，优选0.03-0.1% ;所述D组分的含量为0.1-5%,优选0.2-2.5% ;所述E组分的含量为0.03-3.0%，优选0.1-1.5% ;所述F组分的含量为0.0001-0.5%，优选0.001-0.1% ;所述G组分的含量为Ι-lOOOppm，优选10-100ppm。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述B组分和C组分的重量比为50:1-2:1，优选20:1-5:1，更优选 10:1-5:1。在本发明的蜗轮蜗杆油组合物中，所述蜗轮蜗杆油组合物进一步任选含有H组分:除所述B、C、D、E、F和G组分之外的其他抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、摩擦改性剂、分散剂、抗泡剂或者它们的组合。本发明所述的蜗轮蜗杆油组合物的制备方法包括:将A组分的至少一种聚醚油基础油加入到带搅拌的容器中，再加入上述的B组分、C组分、D组分、E组分、F组分、G组分和任选加入的H组分，于20-60°C下搅拌至均匀透明。发明的效果在本发明所提供的蜗轮蜗杆油组合物中，起氧化安定性作用的为B和C组分，二者具有优良的抗氧协同、有效防止聚醚聚合物解聚降解、钝化金属和防止铜腐蚀等多种作用，这是传统的酚胺类抗氧剂所不能达到的，因而更适合用于青铜材质，保证了油品的长寿命运行。本发明组合物 选用聚醚油代替传统矿物油为基础油，聚醚油氧化过程中断链生成低分子的羧基或羰基化合物，在高温下低分子的羧基或羰基化合物气化挥发，不生成沉积物和胶状物质，保证了油品和蜗轮蜗杆的清洁性和抑制沉积物形成能力，无需添加金属清净剂，因此本发明属于清净型蜗轮蜗杆油组合物。本发明组合物抗老化能力更强，可承受较高的工作温度，倾点低，便于低温下启动。此外还具有极高的粘度指数和粘温特性，无需粘度指数改进剂便能在使用中形成良好的润滑油膜，具备很好的剪切稳定性和低摩擦性能，可大大减小传动摩擦造成的能量损失。本发明的蜗轮蜗杆油组合物在保证高氧化安定性和极压抗磨性的同时，还具有优良的抗泡性，保证了油的充分供应、动力的有效传递、润滑性能和长使用周期。适用于铜-铜匹配的有冲击载荷的蜗轮减速装置，也用于矿山及机械、碾碎设备、电梯等剧烈运动和高速运转的蜗轮副。
具体实施例方式适合本发明的A组分聚醚油包括聚氧亚烷基聚合物，以及使用其中末端羟基通过例如酯化或醚化加以改性的环氧烷聚合物，即其均聚物、共聚物和衍生物。这些油例示为通过环氧乙烷或环氧丙烷的聚合制备的聚合物，和这些聚氧亚烷基聚合物的烷基和芳基醚，例如具有1000数均分子量的甲基聚异丙二醇醚，具有500-1000数均分子量的聚乙二醇二苯基醚；还可包括具有1000-1500数均分子量的聚丙二醇二乙基醚或其的单和多羧酸酯例如乙酸酯、混合的C3-C8脂肪酸酯、或四甘醇的C13含氧酸二酯。更具体的适合本发明的聚醚油包括聚烷氧基(乙氧基或丙氧基)二醇、聚烷氧基单醚、聚烷氧基双醚、聚烷氧基醚酯、聚烷氧基双酯。可以提及的有混合环氧烷聚二醇醚、聚异丙醇双醚、混合环氧烷聚二醇单醚、聚异丙二醇、混合环氧烷二醇、聚丁二醇、聚丙二醇、环氧乙烷-环氧丙烷共聚三羟基醚、环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚单乙醚、聚丙二醇单乙醚、聚丙二醇双乙醚等。所述的聚醚油(根据GB/T 265测量)40°C粘度优选为40mm2/s-680mm2/s。所述B组分 是一种酮胺类抗氧剂，对热氧老化的防护非常有效，对金属的催化氧化也有极强的抑制作用，毒性小。B组分包括2，2，4-三烷基-1，2- 二氢喹啉单体，或以上单
体的聚合物，或单体与聚合物的混合物，其中单体的结构式为:
R3
R4—— IzR2
'N、R1其中，作为三烷基部分的Rl，R2，R3可以相同或不同，它们可独立地选自任何不影响此化合物抗氧性能的烷基，较适宜的选择低碳原子数烷基，例如C1-C6的烷基，优选C1-C4的烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基及其异构体，最优选Rl，R2，R3都为甲基。R4选自H、烷基或烷氧基，当R4为烷基时，优选C1-C20的烷基，如甲基、乙基、丙
基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、以及其相关异构体。当R4为烧氧基时，同样优选C1-C20的烧氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戍氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基、以及其相关异构体。2，2，4-三烷基-1，2- 二氢喹啉聚合物结构式为:
权利要求
1.一种蜗轮蜗杆油组合物，其包含以下组分: A、至少一种聚醚油基础油； B、至少一种2，2，4-三烷基-1，2-二氢喹啉类抗氧剂； C、至少一种金属减活剂； D、至少一种含硫或含磷的极压抗磨剂； E、至少一种油性剂或摩擦改性剂； F、至少一种破乳剂； G、至少一种抗泡剂。
2.根据权利要求1所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述2，2，4-三烷基-1，2-二氢喹啉类抗氧剂为2，2，4-三烷基-1，2- 二氢喹啉单体，其的聚合物，或者它们的任意混合物。
3.根据权利要求1或2所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述金属减活剂为:苯并三唑或其衍生物、苯并噻唑或其衍生物、噻二唑或其衍生物、苯并咪唑或其衍生物、吲唑或其衍生物，或者它们的任意混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述含硫或含磷的极压抗磨剂为:硫化异丁烯、烷基多硫化物、硫化甲酯、硫化脂肪油、硫化菜籽油、硫化三聚丁烯酮、磷酸酯、酸式磷酸酯、酸式磷酸酯的胺盐、硫磷含氮衍生物、硫代磷酸复合酯胺盐、烷基磷酸酯胺盐、亚磷酸酯、单硫代磷酸酯或二硫代磷酸酯，或者它们的任意混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述油性剂或摩擦改性剂为脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇、胺盐，有机硫化合物，或者它们的任意混合物。
6.根据权利要求1-5任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述破乳剂为聚氧亚烷基醚、聚氧亚烷基脂肪酸酯，胺与环氧化合物的缩合物，磺酸盐型破乳剂，或者它们的任意混合物；所述抗泡剂为硅氧烷、有机硅酸酯、聚烷基丙烯酸酯，表面活性剂，或者它们的任意混合物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于以所述蜗轮蜗杆油组合物总重量为基准，所述B组分的含量为0.1-5%，优选0.5-2%，更优选0.5-1.8%，最优选0.5-1% ;所述C组分的含量为0.01-0.5%，优选0.03-0.1% ;所述D组分的含量为0.1-5%,优选0.2-2.5% ;所述E组分的含量为0.03-3.0%，优选0.1-1.5% ;所述F组分的含量为0.0001-0.5%，优选 0.001-0.1% ;所述 G 组分的含量为 Ι-lOOOppm，优选 10-100ppm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述B组分和C组分的重量比为50:1-2:1，优选20:1-5:1，更优选10:1-5:1。
9.根据权利要求1-8任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物，其特征在于所述蜗轮蜗杆油组合物进一步任选含有H组分:除所述B、C、D、E、F和G组分之外的其他抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、摩擦改性剂、分散剂、抗泡剂或者它们的组合。
10.根据权利要求1-9任一项所述的蜗轮蜗杆油组合物的制备方法，包括:将A组分的至少一种聚醚油基础油加入到带搅拌的容器中，再加入上述的B组分、C组分、D组分、E组分、F组分、G组分和任选加入的H组分，于20-60°C下搅拌至均匀透明。
全文摘要
本发明提供一种蜗轮蜗杆油组合物及其制备方法，所述蜗轮蜗杆油组合物包含聚醚油基础油以及2,2,4-三烷基-1,2-二氢喹啉类抗氧剂和金属减活剂的组合，本发明的蜗轮蜗杆油组合物具有优异的氧化安定性、高温清净性、极压抗磨性、粘温性、抗泡性，综合性能良好，并且制备方法简单，适用范围广。
文档编号C10N30/18GK103194302SQ20131013853
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者张连惠, 范海粉, 王瑞霞, 王瑞兴 申请人:上海禾泰特种润滑技术有限公司