一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物的製作方法
2023-04-24 06:34:46
專利名稱：一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種潤滑油組合物，特別是適合在船舶蒸汽輪機上使用的船舶蒸汽輪機潤滑油組合物。
背景技術：
受船舶機艙空間限制，作為船舶主機動カ的蒸汽輪機及其附屬設備的體積相對較小，因此，對船舶蒸汽輪機潤滑油的各項性能提出了更高的要求。首先是對潤滑油的粘度和極壓性能要求，蒸汽輪機的轉數在4000rpm左右,經過ニ級減速齒輪,將轉速降低到150rpm左右，減速比非常大，潤滑油的粘度一般為ISO VG 68或ISO VG 100，極壓性能一般要求不小於9級。其次是對潤滑油防鏽性能的要求，由於船舶長期在海洋上航行，受海水和鹽霧的影響較大，同時，因船舶蒸汽輪機的軸封很短，蒸汽非常容易竄入潤滑油中，要求油品經過 高溫水洗後仍應具有良好的防鏽性能。此外，因油箱體積小，潤滑油的循環倍率増加，導致油溫較高，在這種エ況條件下，要求潤滑油應具備極佳的抗乳化、抗氧化、抗泡性和空氣分離性。只有兼備上述條件，才能滿足遠洋船舶長期航行的潤滑要求。中國發明專利公開了 ー種聯合循環汽輪機潤滑油組合物，申請號為200810101208. 7，該潤滑油組合物是按照大型聯合循環汽輪機組潤滑要求設計，其主要特點採用了耐高溫的抗氧劑組合，即烷基ニ苯胺或/和烷基吩噻嗪，使得產品具有極好的耐高溫氧化性能。防鏽劑採用了烯基丁ニ酸/磷酸酯胺鹽的復配混合物，試驗表明，該物質在高溫水洗後進行液相鏽蝕(合成海水)試驗，鋼棒會發生鏽蝕，達不到船用潤滑油對防鏽性能的要求。同時，該組合物沒有破乳劑成分，其抗乳化性能較差。因此，該組合物不能滿足船舶蒸汽輪機的潤滑要求。
發明內容
本發明的目的是提供ー種具有良好的耐高溫水洗防鏽性、抗蒸汽乳化性、極壓性的長壽命船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，該組合物可以很好的滿足大型船舶蒸汽輪機的潤滑需求。本發明所述的ー種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其組分和含量按重量百分比為抗氧劑O. 3 1.5%、防鏽劑O. 03 O. 2 %、抗磨劑O. 03 I %、破乳劑O. 003 O. I %、抗泡劑O. 001 O. I %、金屬鈍化劑O. 02 O. I %、餘量為基礎油；抗氧劑為烷基屏蔽酚和烷基ニ苯胺或烷基萘胺的復配混合物；防鏽劑為羧酸和咪唑啉衍生物或醯胺衍生物的復配混合物；抗磨劑為不含金屬的硫磷氮化合物；破乳劑為聚醚或矽油改性聚醚或胺與環氧樹脂縮合物或磷酸酯胺鹽；抗泡劑為聚甲基丙烯酸酯或甲基矽氧烷；金屬鈍化劑為苯三唑類衍生物；基礎油為飽和烴含量大於90%，硫含量小於O. 03%的II類以上的加氫油和/或合成油。本發明提供的潤滑油組合物，其抗氧劑採用烷基屏蔽酚與烷基ニ苯胺或烷基萘胺復配混合物，復配混合物的比例為I : O. 02 5，最佳比例為I : O. 05 3。所用的烷基屏
蔽酌·選用2_位、6_位叔丁基,4_位為C1-C20的經基、或含-S_、_N_、—^ハ—的燒基，如2,
6- ニ叔丁基-對甲酚，2，6- ニ叔丁基-4- ニ甲基氨基-甲酚，4，4』-亞甲基-雙(2，6- ニ叔丁基-酚)，3，5- ニ叔丁基-4-羥基酚-丙酸酯等。所用的烷基ニ苯胺包括ニ辛基ニ苯胺、ニ壬基ニ苯胺、ニ苯こ基ニ苯胺、丁基辛基ニ苯胺或辛基苯こ基ニ苯胺。所用的烷基萘胺最好為α-萘胺，N上的烷基為C1-C20的烴基。為了提高汽輪機油的壽命，採用加氫基礎油和胺類抗氧劑是非常有效的手段。胺類抗氧劑分子量較大，在高溫下的揮發性較小，尤其適用於高溫燃氣輪機油中。但研究表明，胺類抗氧劑的油泥生成趨勢大，而酚類抗氧劑不易生成油泥，因此採用屏蔽酚與烷基ニ苯胺或烷基萘胺復配使用，可以在提高氧化壽命的同吋，降低油泥的生成趨勢。船舶蒸汽輪機的使用溫度比燃氣輪機低，採用酚、胺復配的抗氧劑組合更加適合，抗氧化效果大大提升。本發明所用的抗氧劑用量為組合物總劑量的O. 3
I.5%，最好是O. 5 1%。防鏽劑為不含金屬的羧酸衍生物與咪唑啉衍生物或醯胺衍生物復配混合物，復配混合物的比例為I : O. 2 15，最佳比例為I : O. 5 10。為了能達到優秀的耐高溫水洗防鏽性能，本發明防鏽劑選擇了羧酸衍生物與咪唑啉衍生物或醯胺衍生物復配，衍生物中烴基為C1-C20，在加氫基礎油中應具有良好的溶解性，同時在水中的溶解性應極小。所用的羧酸衍生物包括烯基丁ニ酸，烯基丁ニ酸半酷、烷基苯氧基こ酸等，所用的咪唑啉衍生物或醯胺衍生物在N上接有C1-C20的烴基，包括辛基、癸基、苯基等。加氫基礎油對防鏽劑的感受性不如溶劑精製的I類基礎油，在I類基礎油中常用烯基丁ニ酸類防鏽劑等量用於加氫基礎油中，液相鏽蝕(合成海水)通常難以合格。咪唑啉衍生物或醯胺衍生物単獨使用，防鏽性能並不如羧酸類防鏽劑，但與羧酸防鏽劑復配使用時，卻表現出理想的防鏽性能。本發明使用的防鏽劑均具有較長碳鏈的烴基，即使經過高溫水洗，在水中的溶解性也很小，可以滿足船舶蒸汽輪機的潤滑エ況要求。本發明所用的防鏽劑組合物用量為組合物總劑量的O. 03 O. 2%，最好是 O. 05 O. 1%。極壓抗磨劑為不含金屬的硫磷氮化合物，包括烷基硫代磷酸酷、烷基亞磷酸鹽、烷基磷酸酯胺鹽、硫代烯烴或烷基硫代氨基甲酸酷，烷基為C2-C20的烴基，包括丁基、壬基、癸基或苯基等烴基。潤滑油中所用的極壓抗磨劑一般為含硫、磷、氯、氮等的有機化合物，其作用機理是活性的硫、磷等元素在高溫下與金屬表面形成物理吸附膜或化學反應膜，把兩金屬表面隔開，從而起到降低磨損的作用。本發明所用的抗磨劑要注意活性應適中，以免對組合物的抗乳化性、空氣釋放性等性能造成過大的影響。本發明所用的抗磨劑用量為組合物總劑量的O. 03 I %，最好是O. 05 O. 5 %。破乳劑採用聚醚或矽油改型聚醚或胺與環氧樹脂縮合物或磷酸酯胺鹽。與不具備極壓性能的汽輪機油相比，極壓型汽輪機油的蒸汽法抗乳化性能很難通過，因為加入極壓抗磨劑後，防鏽劑的加量會増大，抗磨劑和防鏽劑都是極性添加剤，二者對油品的抗乳化性能影響都很大，因此必須加入破乳劑加以改善。本發明所用的破乳劑用量為組合物總劑量的 O. 003 O. I %最好是 O. 005 O. 05%。
抗泡劑採用了聚甲基丙烯酸酯或甲基矽氧烷。甲基矽氧烷是潤滑油中常用的抗泡劑，其作用原理是以極微小的膠體粒子狀態吸附在泡膜上，然後侵入泡膜並擴張，使膜變得越來越薄，最後破裂，從而達到減少泡沫的目的。但加入抗泡劑後，阻礙了油中的小氣泡聚集合併成為大氣泡，從油中釋放出來，使得油品的空氣釋放性變差。由於本發明組合物的粘度較高，空氣釋放性本身偏大，因此，採用了不含矽的聚甲基丙烯酸酯抗泡劑，它對空氣釋放性的影響較小。本發明所用的抗泡劑用量為組合物總劑量的O. 001 O. 1%，最好是O. 003 O. 05%。金屬鈍化劑為甲基苯三唑的醛-胺縮合物，其作用機理是氮原子吸附在有色金屬(銅)的表面，形成緻密的吸附膜，以保護銅表面不被腐蝕；同時避免了銅腐蝕形成的銅離子對氧化的催化作用，從而提高了油品的抗氧化性能。金屬鈍化劑用量為組合物總劑量的O. 02 O. 1%，最好是 O. 03 O. 07%。 組合物中的基礎油應具有較小的空氣釋放值，本發明採用飽和烴含量大於90%，硫含量小於O. 03%的II類或III類加氫油或PAO及酯類合成油。加氫油或PAO合成油的40°C運動粘度應為61. 2-74. 8mm2/s或90-110mm2/s，能夠滿足船舶汽輪機油ISO VG 68或VG 100的粘度使用要求。本發明提供的潤滑油組合物具有如下特點I、具有極好的防鏽性，該組合物直接進行液相鏽蝕試驗(合成海水，24h)，結果為無鏽。在90°C下加入蒸餾水攪拌半小時後，分離出的油層繼續進行液相鏽蝕試驗(合成海水,24h),結果仍無鏽。2、具有極佳的抗乳化性，其蒸汽法抗乳化時間小於180s。3、具有優秀的極壓性能，其FZG失效級大於12級。4、具有極優秀的空氣分離性，其粘度等級為ISO VG68，抗泡性小於65-65-65/0 (mL/mL)，空氣釋放性小於 8min。5、具有優秀的抗氧化性能，其TOST氧化壽命大於10000h。
具體實施例方式按以下表中所列的組成配製全配方潤滑油，所用基礎油為II類或III類加氫基礎油，飽和烴含量大於90 %，硫含量小於0.03%。實施例I
權利要求
1.一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於組合物的組分和含量按重量百分比為:抗氧劑0. 3 I. 5%、防鏽劑0. 03 0. 2%、抗磨劑0. 03 1%、破乳劑0. 003 0. 1%、抗泡劑0. 001 0. I %、金屬鈍化劑0. 02 0. I %、餘量為基礎油； 抗氧劑為烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺的復配混合物； 防鏽劑為羧酸和咪唑啉衍生物或醯胺衍生物的復配混合物； 抗磨劑為不含金屬的硫磷氮化合物； 破乳劑為聚醚或矽油改性聚醚或胺與環氧樹脂縮合物或磷酸酯胺鹽； 抗泡劑為聚甲基丙烯酸酯或甲基矽氧烷； 金屬鈍化劑為苯三唑類衍生物； 基礎油為飽和烴含量大於90%，硫含量小於0. 03%的II類以上的加氫油和/或合成油。
2.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於組合物的組分和含量按重量百分比為抗氧劑0. 5 I %、防鏽劑0. 05 0. I %、抗磨劑0. 05 0. 5 %、破乳劑0. 005 0. 05%、抗泡劑0. 003 0. 05%、金屬鈍化劑0. 03 0. 07%、餘量為基礎油。
3.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於其抗氧劑採用烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺復配混合物，復配混合物重量比為I : 0.02 5。
4.根據權利要求3所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於其抗氧劑採用烷基屏蔽酚和烷基二苯胺或烷基萘胺復配混合物，復配混合物的重量比為I : 0.05 3。
5.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於烷基屏蔽酚選用2，6- 二叔丁基-對甲酚，2,6- 二叔丁基-4- 二甲基氨基-甲酚，4，4』-亞甲基-雙(2，6- 二叔丁基-酚)或3，5- 二叔丁基-4-羥基酚-丙酸酯。
6.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於烷基萘胺為a -萘胺，N上的烷基為C1-C20的烴基。
7.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於防鏽劑為不含金屬的羧酸衍生物和咪唑啉衍生物或醯胺衍生物復配混合物，復配混合物的比例為I 0. 2 15。
8.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於防鏽劑為不含金屬的羧酸衍生物和咪唑啉衍生物或醯胺衍生物復配混合物，復配混合物的比例為I 0. 5 10。
9.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於羧酸衍生物、咪唑啉衍生物、醯胺衍生物中的烴基為C1-C20。
10.根據權利要求I所述的一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於羧酸衍生物為烯基丁二酸、烯基丁二酸半酯或烷基苯氧基乙酸。
全文摘要
本發明涉及一種船舶蒸汽輪機潤滑油組合物，其特徵在於組合物的組分和含量按重量百分比為抗氧劑0.3～1.5％、防鏽劑0.03～0.2％、抗磨劑0.03～1％、破乳劑0.003～0.1％、抗泡劑0.001～0.1％、金屬鈍化劑0.02～0.1％、餘量為基礎油；該組合物直接進行液相鏽蝕試驗(合成海水，24h)，無鏽；在90℃下加入蒸餾水攪拌半小時後，分離出的油層繼續進行液相鏽蝕試驗(合成海水，24h)，仍無鏽，蒸汽法抗乳化時間小於180s，FZG失效級大於12級，粘度等級為ISO VG68，抗泡性小於65-65-65/0(mL/mL)，空氣釋放性小於8min，TOST氧化壽命大於10000h。
文檔編號C10N30/10GK102676279SQ201110057540
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者於軍, 劉慶國, 孫大新, 楊麗, 王建華, 王輝, 鄭延波, 金琴華 申請人:中國石油天然氣股份有限公司