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CN111234905A - 超低温重负荷车辆齿轮油组合物 - Google Patents

超低温重负荷车辆齿轮油组合物 Download PDF

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CN111234905A CN202010031629.8A CN202010031629A CN111234905A CN 111234905 A CN111234905 A CN 111234905A CN 202010031629 A CN202010031629 A CN 202010031629A CN 111234905 A CN111234905 A CN 111234905A
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Abstract

本发明公开了一种超低温重负荷车辆齿轮油组合物，包括以下重量百分比的组分：粘度指数改进剂18％‑22％，齿轮油复合剂7％‑10％，抗泡剂0.03％～0.06％，基础油：余量；其中，所述基础油包括环烷油与双酯。本发明选用特殊的超低温环烷油基油与双酯基础油的有效复配，确保产品具有较低的基础油粘度和出色的抗泡性；具有出色的低温流动性、泵送性和热氧化稳定，优良的承载能力和抗擦伤能力，可满足车辆后桥齿轮的润滑需要，尤其适用于齿轮箱内装有油泵润滑的系统，确保在超低温工况下油品的可输送性，为齿轮系提供可靠润滑。

Description

超低温重负荷车辆齿轮油组合物
技术领域
本发明涉及一种齿轮油组合物，尤其涉及一种用于超低温重负荷车辆齿轮油组合物。
背景技术
节能、环保和延长换油周期是推动润滑油升级换代的动力。近几十年来，汽车工业飞速发展，汽车燃油价格也在不断攀升。燃油经济性对发动机设计者、润滑油生产商和汽车用户来说已变得越来越重要。汽车的油耗主要取决于发动机和传动系统的技术状况。齿轮系统运转过程中，由于润滑油黏度不同，温度不同，油品添加剂及润滑方式的不同会产生不同的润滑效果，从而很大程度的影响了汽车的传动系统效率。相关研究表明，润滑油的运动黏度越大，齿轮啮合传动效率越大，但是搅油损失也越大；而润滑油黏度过低时不能形成正常的润滑油膜，使得齿轮啮合齿面直接接触，加剧了齿轮啮合面间的摩擦损失功率，导致效率逐渐降低。通过对齿轮油的基础油、添加剂和粘度进行优化，可实现提高燃油经济性达0.33％～1.98％。因此，齿轮油的低粘化也是必然趋势。
目前，我国重型商用车后桥用重负荷齿轮油的粘度等级仍以85W-140和 85W-90为主，变速器则以85W-90和80W-90为主。而乘用车手动变速器用润滑油目前大多以75W-90为主，逐渐向75W-85、75W-80在转变。随着重型商用车排放法规及车辆燃油经济性要求的不断提高，75W-90粘度油品的需求也将不断增加。尽管如此，在冬季气温相对较低的区域，使用75W-90的油品仍然不能满足使用要求，特别是针对部分特殊车辆在齿轮系统内部增加了一个油泵进行强制润滑，由于油泵的功率较小，这样就对油品的低温黏度提出了更高要求。
在GB 13895《重负荷车辆齿轮油(GL-5)》中规定75W-90的表观粘度(-40 ℃)不大于150000mPa.s，而通过对市面上GL-5 75W-90的表观粘度进行分析发现，大多数产品的表观粘度(-40℃)均在100000mPa.s左右，个别低温较好的产品表观粘度(-40℃)在60000mPa.s左右，即便如此，该类油品在-30℃运动粘度也达到了10000mm2/s以上，如果应用于齿轮箱内部装备了油泵强制润滑的系统而言，其黏度远远超过了一般油泵的最大输送粘度要求，更何况在极寒的地区，温度达-40℃的条件下。因此，为了进一步改善油品的低温性能，同时在不影响油品的高温油膜的前提下，不得不使用低温性能更好的油品，如70W-90的油品。而这类油品目前在市面上还很少见，也未见相关专利有报道，而且实际调配该类油品时也存在一些技术难题，如低温布氏黏度达不到要求，极压承载能力差以及高温泡沫大等问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种低温流动性好、泵送性和热氧化稳定、承载能力和抗擦伤能力强的超低温重负荷车辆齿轮油组合物。
技术方案：本发明的超低温重负荷车辆齿轮油组合物，包括以下重量百分比的组分：粘度指数改进剂18％～22％，齿轮油复合剂7％～10％，抗泡剂： 0.03％～0.06％，基础油：余量；其中，所述基础油包括环烷油与双酯。
优选地，所述环烷油为超低粘度环烷油，100℃粘度不大于3.0mm2/s，倾点不大于-60℃。
优选地，所述双酯为己二酸二异癸酯或异构壬二酸脂
优选地，所述双酯100℃粘度不大于5.0mm2/s，倾点不大于-70℃。
优选地，所述粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，包括VISCOPLEX 7-305、VISCOPLEX 7-310或VISCOPLEX 7-510中的至少一种。
优选地，所述环烷油的加入量≥20％。
优选地，所述双酯的加入量≤40％。
优选地，所述齿轮油复合剂为Anglamol 6043或HiTEC 369。
优选地，所述抗泡剂为有机硅改性硅氧烷。
优选地，所述车辆齿轮油100℃运动粘度为13.5～15mm2/s，-40℃的低温泵送粘度≤6000mPa.s，-55℃的布氏粘度≤100000mPa.s。
有益效果：本发明与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、产品具有超高的粘度指数、较小的低温运动粘度和泵送粘度；粘度指数高达250以上，-55 ℃布氏粘度不大于100000mPa.s，确保油品在超低温工况下的流动性和泵送性。 2、产品选用特殊的超低温环烷油基油与双酯基础油的有效复配，其中，环烷油和酯类油均具有较低的倾点，且酯类油具有较高的黏度指数，聚甲基丙烯酸型粘指剂对环烷油具有较好的感受性，三者的有效搭配大幅提高油品的粘度指数，并具有较低的倾点和低温黏度。3、产品具有优异的的抗泡性，在高温下泡沫倾向小，确保油品在齿轮啮合时的油膜完整，为齿轮提高可靠保护。4、产品具有较高的承载能力，可满足车辆后桥齿轮的润滑需要，尤其适用于齿轮箱内装有油泵润滑的系统，确保在超低温工况下油品的可输送性，为齿轮系提供提供可靠润滑。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
下述实施例中所用原料如无特殊说明，均为市场所售。
粘度指数改进剂VISCOPLEX 7-305、VISCOPLEX 7-310、VISCOPLEX 7-510 源自德国赢创德固赛公司；齿轮油复合剂Anglamol 6043源自美国路博润公司；齿轮油复合剂HiTEC 369源自美国雅富顿公司；抗泡剂Viscoplex 14-520源自德国赢创德固赛公司；抗泡剂FOAM BAN 130B源自思敏油品化工贸易(上海)有限公司；环烷油NS 3、NS 8源自瑞典尼纳斯公司；双酯Ketjenlube 16、Ketjenlube 19源自意大利意特麦琪公司。
实施例1
本实施例中的超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由下表1所示的重量百分含量的组分调和而成：
表1
组分 重量百分含量
环烷油NS-3 39.46％
合成酯KL19 32％
Viscoplex 7-310 20.5％
齿轮油复合剂HITEC 369 8％
抗泡剂V14-520 0.04％
实施例2
本实施例中的超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由下表2所示的重量百分含量的组分调和而成：
表2
组分 重量百分含量
合成油PAO2 20.94％
环烷油NS-8 35％
合成酯KL16 15％
粘指剂V7-305 22％
齿轮油复合剂Anglamol 6043 7％
抗泡剂V14-520 0.06％
实施例3
本实施例中的超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由下表3所示的重量百分含量的组分调和而成：
表3
组分 重量百分含量
合成油PAO2 11.95％
环烷油NS-3 20％
合成酯KL16 40％
粘指剂V7-310 20％
齿轮油复合剂Anglamol 6043 8％
抗泡剂FOAM BAN 130B 0.05％
实施例4
本实施例中的超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表4所示的重量百分含量的组分调和而成：
表4
组分 重量百分含量
环烷油NS-8 36.95％
合成酯KL19 35％
粘指剂V7-510 18％
齿轮油复合剂HITEC 369 10％
抗泡剂FOAM BAN 130B 0.05％
对比例1
基本步骤与实施例1相同，所不同的是，本实施例的基础油不含环烷油，基础油为PAO2、PAO6和双酯，并调配了超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表5所示的重量百分含量的组分调和而成：
表5
组分 重量百分含量
PAO2 22.45％
PAO6 21％
合成酯KL16 30％
Viscoplex 7-310 18.5％
齿轮油复合剂HITEC 369 8％
抗泡剂V14-520 0.05％
对比例2
基本步骤与实施例1相同，所不同的是，本实施例的基础油不含双酯，基础油为PAO和环烷油，并调配了超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表6所示的重量百分含量的组分调和而成：
表6
组分 重量百分含量
环烷油NS-3 22.45％
PAO6 21％
PAO4 30％
Viscoplex 7-310 18.5％
齿轮油复合剂HITEC 369 8％
抗泡剂V14-520 0.05％
对比例3
基本步骤与实施例1相同，所不同的是，本实施例的粘指剂为普通的甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂Viscoplex 8-310，并调配了超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表7所示的重量百分含量的组分调和而成：
表7
组分 重量百分含量
环烷油NS-3 38.96％
合成酯KL19 32％
Viscoplex 8-310 21％
齿轮油复合剂HITEC 369 8％
抗泡剂V14-520 0.04％
对比例4
基本步骤与实施例3相同，所不同的是，本实施例的双酯的加入量>40％，并调配了超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表8所示的重量百分含量的组分调和而成：
表8
组分 重量百分含量
合成油PAO2 7.95％
环烷油NS-3 20％
合成酯KL16 45％
粘指剂V7-310 19％
齿轮油复合剂Anglamol 6043 8％
抗泡剂FOAM BAN 130B 0.05％
对比例5
基本步骤与实施例3相同，所不同的是，本实施例的环烷油的加入量＜20％，并调配了超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表9所示的重量百分含量的组分调和而成：
表9
组分 重量百分含量
合成油PAO2 17.95％
环烷油NS-3 15％
合成酯KL16 40％
粘指剂V7-310 19％
齿轮油复合剂Anglamol 6043 8％
抗泡剂FOAM BAN 130B 0.05％
对比例6
基本步骤与实施例1相同，所不同的是，本实施例的抗泡剂为市售甲基硅油 T901，并调配了超低温重负荷车辆齿轮油组合物GL-5 70W-90，由以下表10所示的重量百分含量的组分调和而成：
表10
组分 重量百分含量
环烷油NS-3 39.46％
合成酯KL19 32％
Viscoplex 7-310 20.5％
齿轮油复合剂HITEC 369 8％
抗泡剂T901 0.04％
表11实施例1～4油品的性能指标数据
Figure RE-GDA0002447473260000071
表12对比例1～6油品的性能指标数据
Figure RE-GDA0002447473260000081
由表11中的数据可知，实施例1～4通过基础油和黏度指数改进剂合理复配，使得所调配的超低温车辆齿轮油GL-5 70W-90具有超高的指数，出色的运动粘度和泵送粘度，且-55℃的布氏粘度小于150000mPa.s，可满足极寒地区车辆齿轮系统的润滑需求，尤其是在低温下具有较好的泵送性能，适用于齿轮箱内装有油泵润滑的系统，确保在超低温工况下油品的可输送性，为齿轮系提供可靠润滑。
由表12中的数据可知，对比例1、2分别为不含环烷油、双酯的基础油配方，由表11中的数据可以看出，单独使用双酯及环烷油，其-55℃的布氏粘度均大于 150000mPa.s，这是由于基础油中不含环烷油或双酯时，聚甲基丙烯酸酯型粘指剂对混合基础油的感受性相对差，导致提高黏指的效果较差，且油品的倾点无法达到-55℃以下，低温布氏黏度较大。
对比例3、6分别为使用市售聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂Viscoplex 8-310，市售甲基硅油T901的抗泡剂，由表13中的数据可以看出普通聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂时，由于对基础油的环烷油的感受性差，导致油品的黏度指数不够，低温性能较差；而油品的基础黏度较小，且基础油含有极性较高的合成酯，使用传统的硅型抗泡剂泡沫较高。
对比例4、5分别为环烷油的加入量<20％及双酯的加入量>40％时，由表13 中的数据可以看出，当环烷油的加入量<20％时，油品的-55℃的布氏黏度大于 150000mPa.s，当双酯含量>40％时，因双酯的极性太强，导致油品的泡沫很大，影响润滑油膜的形成和传动效率，油品无法满足使用要求。

Claims (10)

1.一种超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：粘度指数改进剂18％～22％，齿轮油复合剂7％～10％，抗泡剂0.03％～0.06％，基础油：余量；其中，所述基础油包括环烷油与双酯。
2.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述环烷油为超低粘度环烷油，100℃粘度不大于3.0mm2/s，倾点不大于-60℃。
3.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述双酯为己二酸二异癸酯或异构壬二酸脂。
4.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述双酯100℃粘度不大于5.0mm2/s，倾点不大于-70℃。
5.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述粘度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，包括VISCOPLEX 7-305、VISCOPLEX 7-310或VISCOPLEX 7-510中的至少一种。
6.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述环烷油的加入量≥20％。
7.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述双酯的加入量≤40％。
8.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述齿轮油复合剂为Anglamol 6043或HiTEC 369。
9.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述抗泡剂为有机硅改性硅氧烷。
10.根据权利要求1所述超低温重负荷车辆齿轮油组合物，其特征在于，所述车辆齿轮油100℃运动粘度为13.5～15mm2/s，-40℃的低温泵送粘度≤6000mPa.s，-55℃的布氏粘度≤100000mPa.s。
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马秋宁: ""润滑油基础油特性的研究"", 《石油炼制》, no. 7, 16 April 1990 (1990-04-16) *

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