齿轮油组合物的制作方法

本发明涉及一种齿轮油组合物，尤其涉及一种清净分散、抗磨和抗氧化性能优异的齿轮油组合物。

背景技术：

1、车辆齿轮油用于机械式变速器、驱动桥和转向器的齿轮、轴承等零件的润滑，起到润滑、冷却、防锈和缓冲的作用。由于汽车齿轮工作条件复杂，接触压力大，圆周速度快，滑动速度高，油温高，故对齿轮油的性能提出了较高的要求。例如双曲线齿轮传动的工作条件更为苛刻，如果不能正确选用合适的齿轮油，就不能保证齿轮的正常润滑，容易导致齿轮的早期磨损和擦伤，甚至会造成大的车辆和人身事故。

2、随着汽车工业的发展，齿轮箱容积变小、负荷增加、运行条件更加恶劣，导致齿轮油温升高，要求齿轮油具有更高的热稳定性和氧化稳定性、更好的清净分散性能，并且对齿轮油的沉积物控制也提出了更为严格的要求，以达到齿轮转动更顺畅、有效降低齿轮磨损、延长齿轮箱寿命、减少不必要的昂贵维修费用的目的。为了满足汽车齿轮机械不断提升的工业需求和日益苛刻的工况条件，开发新型具有良好沉积物分散性能的车辆齿轮油成为新的研究热点。

3、润滑油基础油中的不饱和烯烃、芳烃及少量含硫化合物极易与氧气反应形成胶质，并最终形成积碳沉积物。积碳沉积物使得变速箱齿轮转动不畅，增加齿轮磨损，缩短齿轮箱寿命。通过向润滑油基础油中加入清净分散剂，现有技术制备出了具有清净性能的润滑油组合物。使用这种具有清净性能的润滑油组合物可以有效减少焦化和积炭，减少齿轮的腐蚀磨损，延长齿轮的安全运行周期和备件使用寿命。

4、但是，使用现有技术的清净分散剂所制备的齿轮油组合物已经不能完全满足这类更高规格产品的要求。因此，现有技术仍旧需要一种齿轮油组合物，其不但能够满足当今更高规格产品对清净分散性能日益严苛的要求，并且还具有优异的抗氧性能。

技术实现思路

1、本发明提出了一种齿轮油组合物，该齿轮油组合物不但能够满足当今更高规格产品对清净分散性能日益严苛的要求，并且能够显著降低抗氧剂的添加量。

2、本发明的齿轮油组合物，包含芳香胺型分散剂、抗氧剂、抗磨剂、金属腐蚀抑制剂和润滑油基础油，其中所述芳香胺型分散剂包含多酰胺化合物，所述多酰胺化合物具有如下式(1)所示的结构：

3、

4、其中，r1、r2、r3和r4彼此相同或不同，且分别独立地选自h、卤素、氰基和碳原子数为1～10的烷基；n1表示r1的个数，n2表示r2的个数，n3表示r3的个数，n4表示r4的个数；n1、n2、n3和n4彼此相同或不同，且分别独立地选自1、2、3或4；l选自单键或碳原子数为1～5的亚烷基；pib表示聚异丁烯基。

5、根据本发明，可选地，r1、r2、r3和r4相同，且选自h、卤素、氰基和碳原子数为1～10的烷基中的一种；n1、n2和n3相同，且选自1、2、3或4。

6、根据本发明，可选地，r1、r2、r3和r4各自为h，l为单键。

7、根据本发明，可选地，所述多酰胺化合物具有如下式(1-1)所示的结构：

8、

9、根据本发明，所述芳香胺型分散剂的制备方法包括：

10、(a)使第一反应物和第二反应物在第一溶剂中接触反应，得到中间产物；

11、(b)使所述中间产物和聚异丁烯马来酸酐在第二溶剂中接触反应；

12、所述第一反应物具有如下式(2)所示的结构，所述第二反应物具有如下式(3)或式(4)所示的结构：

13、

14、其中，r5选自碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的取代或未取代的环烷基和碳原子数为6～15的取代或未取代的芳基，取代的芳基和取代的环烷基的取代基各自独立地选自氘、卤素和碳原子数为1～5的烷基中的一种或几种。

15、根据本发明，可选地，所述第二反应物选自靛红酸酐、6-甲基靛红和6,8-二溴靛红酸酐中的一种；或者，所述第二反应物选自对氨基苯甲酸戊烷酯、2-氨基苯甲酸乙酯、薄荷醇邻氨基苯甲酸酯和对氨基苯甲酸苄酯中一种；优选地，所述第二反应物为靛红酸酐。

16、根据本发明，可选地，步骤(a)中，所述第一反应物与所述第二反应物的摩尔比为1：(3～3.5)，优选为1：(3～3.2)；所述反应的条件包括：反应温度为80～100℃，反应时间为8～12h；优选地，反应温度为85～95℃，反应时间为9～10h。

17、根据本发明，可选地，步骤(b)中，所述中间产物与所述聚异丁烯马来酸酐的摩尔比为1：(3～3.5)，优选为1：(3～3.2)；所述反应的条件包括：反应温度为140～160℃，反应时间为4～8h；优选地，反应温度为145～155℃，反应时间为5～7h。

18、根据本发明，可选地，所述聚异丁烯马来酸酐的数均分子量为800～2500，优选为1000～2300；步骤(a)中，所述第一溶剂为甲苯、苯或二甲苯，优选为甲苯；步骤(b)中，所述第二溶剂为基础油，优选为150sn或白油，更优选为150sn。

19、根据本发明，在一种优选的实施方式中，步骤(a)和步骤(b)中的反应均在惰性气体保护下进行，惰性气体为氮气、氦气或氩气，优选为氮气。

20、根据本发明，所述芳香胺型分散剂包含具有中心对称结构的多酰胺化合物，其结构以n原子为中心，并包含多个位置对称的酰胺官能团和多个苯环，该化合物结构整体对称性高，且分子量适宜，与烟炱的稠环芳烃结构更匹配，分散性更好，不仅能够有效分散烟炱，还能抑制油品在使用过程中的粘度增长，从而有效解决烟炱的分散问题。所述制备方法工艺简单，合成效率高。

21、本发明所述的芳香胺型分散剂主要包含上述式(1)所示的多酰胺化合物，例如包含50重量％以上、60重量％以上、70重量％以上、80重量％以上或90重量％以上。优选地该芳香胺型分散剂由多酰胺化合物组成。所述多酰胺化合物具有多个供电子酰胺基团，以及含有众多大共轭体系，结构对称性好，具有优良的分散性能。

22、在本发明中，当n1大于1时，r1相同或不同；当n2大于1时，r2相同或不同；当n3大于1时，r3相同或不同；当n4大于1时，r4相同或不同。

23、在本发明中，单键是指l所表示的部分不存在其它原子的情况。例如，当化学式(1)中的l为单键时，n可以直接连接于苯环。

24、在本发明的一种实施方式中，r1、r2、r3和r4相同，且选自h、卤素、氰基和碳原子数为1～10的烷基中的一种；n1、n2和n3相同，且选自1、2、3或4。具体而言，r1、r2、r3和r4可以同时为h、卤素、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基等，但是，并不限定于此。进一步优选地，r1、r2、r3和r4在各自苯环上的取代位置可以相同，即r1、r2、r3和r4在各自苯环上的连接位置与酰胺基的相对位置关系相同，例如r1、r2、r3和r4在各自苯环上分别与酰胺基为邻位，或者r1、r2、r3和r4在各自苯环上分别与酰胺基为间位。

25、在本发明的一种实施方式中，r1、r2、r3和r4各自为h，l为单键。

26、根据本发明，所述抗氧剂可以选用酚酯型抗氧剂、酚型抗氧剂和胺型抗氧剂中的一种或多种，优选选用酚酯型抗氧剂，例如可以选用2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙烯酸酯、2,6二叔丁基对甲酚、4,4-亚甲基双(2,6-二叔丁基酚)、2,6-二叔丁基-α二甲氨基对甲酚和n-苯基-α萘胺中的一种或多种，常见的商品牌号包括t512、irganox l135、t501、t511、t521、t531等。

27、根据本发明，所述抗磨剂可以选用磷酸酯、硫化烯烃、二烷基二硫代氨基甲酸盐和二烷基二硫代磷酸盐中的一种或多种，优选选用磷酸酯，例如可以选用酸性亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯、二烷基二硫代磷酸酯和丁基三苯基硫代磷酸酯中的一种或多种，常见的商品牌号包括t304、t306、t309等。

28、根据本发明，所述金属腐蚀抑制剂可以选用苯三唑衍生物、噻唑衍生物和噻二唑衍生物中的一种或多种，优选选用苯三唑衍生物，例如可以选用苯并三氮唑、苯并噻唑、甲苯基三唑、辛基三唑、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-5-烃取代-1,3,4-噻二唑、2-二巯基-5-二硫代-1,3,4-噻二唑、n,n-二己基氨基亚甲基苯三唑和2-巯基苯并噻二唑中的一种或多种，常见的商品牌号包括t706、t551、irgamet 39、irgamet 42等。

29、根据本发明，所述润滑油基础油可以选用api i、ii、iii、iv、v类润滑油基础油中的一种或多种，比如可以选用矿物润滑油基础油和/或合成润滑油基础油。所述矿物润滑油基础油常见的商品牌号包括i类150sn、600sn、150bs等，ii类100n、150n等。所述合成润滑油基础油常见的商品牌号包括pao4、pao6、pao8、pao10等。所述润滑油基础油的粘度指数一般大于80、饱和烃含量质量分数大于90％、并且硫含量质量分数小于0.03％。

30、根据本发明，所述芳香胺型分散剂占所述齿轮油组合物总质量的0.1％～20％，优选0.2％～16％；所述抗氧剂占所述齿轮油组合物总质量的0.02％～5％，优选0.1％～3％；所述抗磨剂占所述齿轮油组合物总质量的0.1％～10％，优选0.2％～8％；所述金属腐蚀抑制剂占所述齿轮油组合物总质量的0.01％～5％，优选0.02％～3％；所述润滑油基础油构成所述齿轮油组合物的主要成分。

31、本发明的齿轮油组合物的制备方法，包括将前述的齿轮油组合物中各组分混合的步骤。

32、本发明的齿轮油组合物具有非常优异的清净分散性能，同时可以大幅降低组合物中抗氧剂的添加量，能够满足gl-5及以上极压重负荷齿轮油产品的要求。