一种超长寿命驱动桥润滑油组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑油及润滑油添加剂技术领域，涉及一种超长寿命驱动桥润滑油组合物，本发明还涉及上述超长寿命驱动桥润滑油组合物的制备方法。

背景技术

近年来，随着汽车的生产工艺和制造水平大幅提高，客户的使用需求促使润滑效率提高和润滑油换油里程延长，主要OEM厂商对车辆驱动桥润滑油的换油里程设计已普遍达到6-8万公里，并逐步向20万乃至50万公里前进，给润滑油技术发展提出了新挑战。

从总体性能看，目前长换油周期的车辆驱动桥润滑油尚无统一规格，主要是通过行车试验来进行验证。用于车辆驱动桥润滑的普通市售GL-5重负荷车辆齿轮油使用周期一般在6-8万公里，超长寿命驱动桥润滑油一方面需要强化油品的抗氧化性能，另一方面需要强化防腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种超长寿命驱动桥润滑油组合物，提高了防腐蚀性能以及抗氧化性能使得润滑油的寿命大大延长。

本发明所采用的技术方案是，一种超长寿命驱动桥润滑油组合物，按照重量份包括以下成分：含硫极压剂：3.5～8份、增溶分散剂：3～6份、含磷抗磨剂：0.4～3份、含氮多功能添加剂：0.06～1份、含硼减摩剂：0.35～1份、黏度增长抑制剂：0.8～3份、黏度指数改进剂：12～25份、基础油：70～90份。

本发明所采用的技术方案是，一种超长寿命驱动桥润滑油组合物，按照重量份包括以下成分：含硫极压剂：3.5～6份、增溶分散剂：3～5份、含磷抗磨剂：0.4～2份、含氮多功能添加剂：0.06～0.8份、含硼减摩剂：0.35～0.6份、黏度增长抑制剂：0.8～1.5份、黏度指数改进剂：12～20份、基础油：70-85份。

优选地，含硫极压剂为硫化异丁烯与二叔丁基五硫化物的混合物，按质量比计算：硫化异丁烯：二叔丁基五硫化物为1:0.1～0.4，硫化异丁烯为高压法制备，硫化异丁烯中硫元素质量分数含量40～45％。

优选地，增溶分散剂为磷硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺与聚异丁烯丁二酰亚胺的混合物，按质量比计算磷硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺：聚异丁烯丁二酰亚胺为1:4～6；

磷硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺为分子量是1000～2000的磷硼化单挂聚异丁烯丁二酰亚胺，聚异丁烯丁二酰亚胺为分子量是2000～3500单聚异丁烯丁二酰亚胺。

优选地，含磷抗磨剂为亚磷酸烷基酯胺盐与酸性磷酸酯胺盐复合而成，按质量比计算亚磷酸烷基酯胺盐：酸性磷酸酯胺盐为2～4:1；

亚磷酸烷基酯胺盐选用亚磷酸二正丁酯十二胺盐、亚磷酸二正丁酯十四胺盐、亚磷酸二正丁酯十八胺盐、亚磷酸二异辛酯十二胺盐、亚磷酸二异辛酯十四胺盐、亚磷酸二异辛酯十二胺盐中的一种或多种；酸性磷酸酯胺盐选用二异辛基磷酸酯十六胺盐、二丁基磷酸酯十六胺盐、丁基己基磷酸酯十六胺盐、二异辛基磷酸酯十二胺盐、二丁基磷酸酯十二胺盐、丁基己基磷酸酯十二胺盐中的一种或多种。

优选地，含氮多功能添加剂为巯基噻二唑胺盐，其结构如下：

n为正整数，n＝8～18，优选n＝12～18。

优选地，含硼减摩剂为硼化棕榈油酸季戊四醇酯与硼化的油酸季戊四醇酯的混合物，按质量比计算硼化棕榈油酸季戊四醇酯：硼化油酸季戊四醇酯为5:1～2.5。

优选地，黏度增长抑制剂为亚磷酸烷基酯、二硫代氨基甲酸酯中一种或两组的组合物；

亚磷酸烷基酯为亚磷酸二正丁基酯、亚磷酸三异辛酯、亚磷酸二(十二烷基)酯中的一种或多种，二硫代氨基甲酸酯为二甲基硫代氨基甲酸酯，二正丁基二硫代氨基甲酸酯，二异戊基二硫代氨基甲酸酯、二异辛基二硫代氨基甲酸酯中的一种或多种。

优选地，黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯为分子量8000～10000的分散型聚甲基丙烯酸酯；

基础油为环烷基基础油，或聚a-烯烃合成油，或酯类合成油，或以上组分的组合物，环烷基基础油采用三段高压加氢技术生产，酯类合成油为双酯或饱和多元醇酯。

本发明采用的另一种技术方案是，一种超长寿命驱动桥润滑油组合物的制备方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，按照重量份依次称取以下成分：

含硫极压剂：3.5～8份、增溶分散剂：3～6份、含磷抗磨剂：0.4～3份、含氮多功能添加剂：0.06～1份、含硼减摩剂：0.35～1份、黏度增长抑制剂：0.8～3份、黏度指数改进剂：12～25份、基础油：70～90份；

或者，含硫极压剂：3.5～6份、增溶分散剂：3～5份、含磷抗磨剂：0.4～2份、含氮多功能添加剂：0.06～0.8份、含硼减摩剂：0.35～0.6份、黏度增长抑制剂：0.8～1.5份、黏度指数改进剂：12～20份、基础油：70-85份；

步骤2，将步骤1称取的基础油、黏度指数改进剂加入带搅拌器的不锈钢调合釜中，升温至65～75℃下搅拌1小时后，降温至55～65℃下依次加入含硫极压剂、增溶分散剂、含磷抗磨剂、含氮多功能添加剂、含硼减摩剂、黏度增长抑制剂，继续搅拌2～3小时，至混合物均匀透明，冷却过滤后即得超长寿命驱动桥润滑油组合物。

本发明的有益效果是：

1)本发明的采用特有的增溶分散剂与黏度增长抑制剂相组合，既能防止油泥凝聚和不溶物沉积，又能改善车辆齿轮油的氧化安定性能，避免密封件损坏，延长油品使用寿命。

2)本发明中使用独特的抗磨防腐体系，保证油品具有优异的抗磨防腐性能。采用复合含磷抗磨剂，保证低温重载情况下驱动齿轮不会磨损失效；采用特殊结构的巯基噻二唑胺盐在油品中有很好的溶解性和稳定性，能有效抑制活性元素对铜材质的腐蚀性。

3)与普通驱动桥润滑油6-8万公里换油里程相比，本发明润滑油组合物满足APIGL-5规格要求，突出特点是使用寿命大大延长，换油周期能达到50万公里以上。调配方便，具有很广阔的推广前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种超长寿命驱动桥润滑油组合物，按照重量份包括以下成分：含硫极压剂：3.5～8份、增溶分散剂：3～6份、含磷抗磨剂：0.4～3份、含氮多功能添加剂：0.06～1份、含硼减摩剂：0.35～1份、黏度增长抑制剂：0.8～3份、黏度指数改进剂：12～25份、基础油：70～90份。

本发明的一种超长寿命驱动桥润滑油组合物，按照重量份包括以下成分：含硫极压剂：3.5～6份、增溶分散剂：3～5份、含磷抗磨剂：0.4～2份、含氮多功能添加剂：0.06～0.8份、含硼减摩剂：0.35～0.6份、黏度增长抑制剂：0.8～1.5份、黏度指数改进剂：12～20份、基础油：70-85份。

优选地，含硫极压剂为硫化异丁烯与二叔丁基五硫化物的混合物，按质量比计算：硫化异丁烯：二叔丁基五硫化物为1:0.1～0.4，硫化异丁烯为高压法制备，硫化异丁烯中硫元素质量分数含量40～45％。

优选地，增溶分散剂为磷硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺与聚异丁烯丁二酰亚胺的混合物，按质量比计算磷硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺：聚异丁烯丁二酰亚胺为1:4～6；

磷硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺为分子量是1000～2000的磷硼化单挂聚异丁烯丁二酰亚胺，聚异丁烯丁二酰亚胺为分子量是2000～3500单聚异丁烯丁二酰亚胺。

优选地，含磷抗磨剂为亚磷酸烷基酯胺盐与酸性磷酸酯胺盐复合而成，按质量比计算亚磷酸烷基酯胺盐：酸性磷酸酯胺盐为2～4:1；

亚磷酸烷基酯胺盐选用亚磷酸二正丁酯十二胺盐、亚磷酸二正丁酯十四胺盐、亚磷酸二正丁酯十八胺盐、亚磷酸二异辛酯十二胺盐、亚磷酸二异辛酯十四胺盐、亚磷酸二异辛酯十二胺盐中的一种或多种；酸性磷酸酯胺盐选用二异辛基磷酸酯十六胺盐、二丁基磷酸酯十六胺盐、丁基己基磷酸酯十六胺盐、二异辛基磷酸酯十二胺盐、二丁基磷酸酯十二胺盐、丁基己基磷酸酯十二胺盐中的一种或多种。

优选地，含氮多功能添加剂为巯基噻二唑胺盐，其结构如下：

n为正整数，n＝8～18，优选n＝12～18。

优选地，含硼减摩剂为硼化棕榈油酸季戊四醇酯与硼化的油酸季戊四醇酯的混合物，按质量比计算硼化棕榈油酸季戊四醇酯：硼化油酸季戊四醇酯为5:1～2.5。

优选地，黏度增长抑制剂为亚磷酸烷基酯、二硫代氨基甲酸酯中一种或两组的组合物；

亚磷酸烷基酯为亚磷酸二正丁基酯、亚磷酸三异辛酯、亚磷酸二(十二烷基)酯中的一种或多种，二硫代氨基甲酸酯为二甲基硫代氨基甲酸酯，二正丁基二硫代氨基甲酸酯，二异戊基二硫代氨基甲酸酯、二异辛基二硫代氨基甲酸酯中的一种或多种。

优选地，黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯为分子量8000～10000的分散型聚甲基丙烯酸酯；

基础油为环烷基基础油，或聚a-烯烃合成油，或酯类合成油，或以上组分的组合物，环烷基基础油采用三段高压加氢技术生产，酯类合成油为双酯或饱和多元醇酯。

本发明的一种超长寿命驱动桥润滑油组合物的制备方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，按照重量份依次称取以下成分：

含硫极压剂：3.5～8份、增溶分散剂：3～6份、含磷抗磨剂：0.4～3份、含氮多功能添加剂：0.06～1份、含硼减摩剂：0.35～1份、黏度增长抑制剂：0.8～3份、黏度指数改进剂：12～25份、基础油：70～90份；

或者，含硫极压剂：3.5～6份、增溶分散剂：3～5份、含磷抗磨剂：0.4～2份、含氮多功能添加剂：0.06～0.8份、含硼减摩剂：0.35～0.6份、黏度增长抑制剂：0.8～1.5份、黏度指数改进剂：12～20份、基础油：70-85份；

步骤2，将步骤1称取的基础油、黏度指数改进剂加入带搅拌器的不锈钢调合釜中，升温至65～75℃下搅拌1小时后，降温至55～65℃下依次加入含硫极压剂、增溶分散剂、含磷抗磨剂、含氮多功能添加剂、含硼减摩剂、黏度增长抑制剂，继续搅拌2～3小时，至混合物均匀透明，冷却过滤后即得超长寿命驱动桥润滑油组合物。

本发明提供的超长寿命驱动桥润滑油组合物采用特殊结构的增溶分散剂与黏度增长抑制剂相组合，既能防止油泥凝聚和沉积，又能提高车辆齿轮油的氧化安定性能，延长油品寿命。使用独特的抗磨防腐体系，保证油品具有优异的抗磨防腐性能。采用复合含磷抗磨剂，保证低温重载情况下驱动齿轮不会磨损失效；采用特殊结构的巯基噻二唑胺盐在油品中有很好的溶解性和稳定性，能有效抑制活性元素对铜材质的腐蚀性。本发明油品调配方便，通过了重载车辆超过50万公里的行车试验验证。

为了评价本发明的润滑油组合物能否符合API GL-5规格和超长寿命性能要求，采用了NB/SH/T 0845《传动润滑剂黏度剪切安定性的测定圆锥滚子轴承试验机法》、NB/SH/T0059《润滑油蒸发损失的测定诺亚克法》、GB/T5906《石油产品铜片腐蚀试验法》、NB/SH/T0518《车辆齿轮油承载能力的评定L-37法》(标准版、加拿大版)、NB/SH/T 0519《车辆齿轮油抗擦伤性能评定法(L-42法)》(标准版、加拿大版)，NB/SH/T 0517《车辆齿轮油防锈性能的评定L-33-1法》和SH/T 0755《手动变速箱油和后桥用油的热氧化安定性评定法(L-60-1法)》，NB/SH/T 0306《润滑油承载能力的评定FZG目测法》等方法进行评定。

实施例1：

超长寿命驱动桥润滑油组合物(I)包括：3.0wt％的硫元素质量分数大于40％的高压硫化异丁烯，0.6wt％的二叔丁基五硫化物(组分A)，0.45wt％分子量1800的磷硼化单挂聚异丁烯丁二酰亚胺与2.70wt％分子量2400的聚异丁烯丁二酰亚胺(组分B)，0.40wt％的亚磷酸二异辛酯十二胺盐与0.10wt％的二异辛基酸性磷酸酯十六胺盐(组分C)，0.1wt％的巯基噻二唑十四烷基二甲基叔胺盐(组分D)，0.5wt％的硼化棕榈油酸季戊四醇酯，0.10wt％的硼化油酸季戊四醇酯(组分E)，0.5wt％的亚磷酸三异辛酯，1.0wt％的二异戊基二硫代氨基甲酸酯(组分F)，16.5wt％的分子量为9500的聚甲基丙烯酸酯(组分G)，52.5wt％的聚α烯烃PAO10，21.55wt％环烷基基础油KN4006(组分H),以上各组分之和为100wt％。基础油性质见表1。

表1 75W/90基础油的组成和性质

实施例2

润滑油组合物(Ⅱ)除组分(D)0.10wt％的巯基噻二唑十四烷基二甲基叔胺盐被0.10wt％的巯基噻二唑十二烷基二甲基叔胺盐替代外，其余均同组合物(I)。

实施例3

组合物(Ⅲ)除组分(D)0.10wt％的巯基噻二唑十四烷基二甲基叔胺盐被0.10wt％的巯基噻二唑十六烷基二甲基叔胺盐替代外，其余均同组合物(I)。

组合物(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)采用GB/T 5096《石油产品铜片腐蚀试验法》测试油品的抗铜片腐蚀性能，标准试验时间是3小时，本试验时间强化为24小时，测试结果见表2。

表2实施例1-3组合物抗铜片腐蚀的测试结果

表2结果表明：巯基噻二唑胺盐的结构对超长寿命驱动桥润滑油的抗铜片腐蚀的性能影响较大，巯基噻二唑十二烷基二甲基叔胺盐的抗铜腐性能最优。

实施例4：

超长寿命驱动桥润滑油组合物(IV)包括：3.0wt％的硫元素质量分数大于40％的高压硫化异丁烯，1.2wt％的二叔丁基五硫化物(组分A)，0.5wt％分子量1800的磷硼化单挂聚异丁烯丁二酰亚胺与2.5wt％分子量2400的聚异丁烯丁二酰亚胺(组分B)，1.5wt％的亚磷酸二异辛酯十二胺盐与0.75wt％的二异辛基酸性磷酸酯十二胺盐(组分C)，0.06wt％的巯基噻二唑十八烷基二甲基叔胺盐(组分D)，0.26wt％的硼化棕榈油酸季戊四醇酯，0.13wt％的硼化油酸季戊四醇酯(组分E)，0.8wt％的亚磷酸二(十二烷基)酯(组分F)，20.0wt％的分子量为10000的聚甲基丙烯酸酯(组分G)，27.8wt％的聚α烯烃PAO4，38.5wt％的聚α烯烃PAO100，3.0wt％的己二酸酯A51(组分H),以上各组分之和为100wt％。基础油性质见表3。

表3 75W/140基础油的组成和性质

实施例5

润滑油组合物(V)除组分(F)0.8wt％的亚磷酸二(十二烷基)酯被0.8wt％的亚磷酸二异辛酯替代外，其余均同组合物(IV)。

实施例6

组合物(VI)除组分(F)0.8wt％的亚磷酸二(十二烷基)酯被0.8wt％的二异辛基二硫代氨基甲酸酯替代外，其余均同组合物(IV)。

组合物(V)、(IV)、(VI)采用SH/T 0755《手动变速箱油和后桥用油的热氧化安定性评定法(L-60-1法)》进行抗氧化性能测试，标准试验时间是50小时，本试验时间强化为250h，结果见表4。

表4实施例4-6组合物抗氧化性能的测试结果(SH/T 0755)

注：其他条件按照SH/T 0755，试验时间延长至250小时。

不同结构的黏度增长抑制剂对油品的抗氧化性能影响较大，亚磷酸二异辛酯在体系中对油品的抗氧化性能较好。

实施例7：

超长寿命驱动桥润滑油组合物(Ⅶ)：4.0wt％的硫元素质量分数大于40％的高压硫化异丁烯与0.4wt％的二叔丁基五硫化物(组分A)，0.7wt％分子量1800的磷硼化单挂聚异丁烯丁二酰亚胺与4.2wt％分子量2400的聚异丁烯丁二酰亚胺(组分B)，0.80wt％的亚磷酸二异辛酯十二胺盐与0.40wt％的二异辛基酸性磷酸酯十二胺盐(组分C)，0.12wt％的巯基噻二唑十八烷基二甲基叔胺盐(组分D)，0.40wt％的硼化棕榈油酸季戊四醇酯，0.08wt％的硼化油酸季戊四醇酯(组分E)，0.80wt％的亚磷酸二(十六烷基)酯(组分F)，18.50wt％的分子量为8000的聚甲基丙烯酸酯(组分G)，51.0wt％的聚α烯烃PAO10，18.6wt％环烷基基础油KN4006(组分H)，以上各组分之和为100wt％，基础油性质见表5。油品性能测试见表6。

表5 75W/90基础油的组成和性质

表6实施例7组合物的评价结果

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结果表明，添加剂组合物(Ⅶ)75W/90超长寿命驱动桥润滑油组合物通过了剪切安定性测试，蒸发损失测试，承载能力L-37台架(标准版、加拿大版)、抗擦伤性能L-42台架(标准版、加拿大版)、锈蚀试验L-33-1台架，延长时间的热氧化安定性L-60-1台架和密封适应性试验；油品具有优异的极压抗磨性，氧化安定性，防锈防腐性和密封件相容性，达到了足API GL-5指标要求。

本发明的一种超长寿命驱动桥润滑油组合物包括SAE 75W-90，75W-140两个黏度，通过了L-37、L-42、L-33-1、强化的L-60-1全尺寸齿轮台架，强化铜片腐蚀测试(121℃，24h)不大于2级，满足API GL-5规格要求，具有优异的极压抗磨性，氧化安定性，防锈防腐性和密封件相容性。与市售普通驱动桥润滑油相比，突出特点是使用寿命大大延长，为驱动桥及密封件提供长期稳定的保护，换油周期能达到50万公里以上。