一种可用于风力发电机组变速箱的齿轮油组合物的制作方法

本发明涉及润滑油，尤其涉及一种可用于风力发电机组变速箱的齿轮油组合物。

背景技术：

1、风力发电机组长期在户外恶劣环境运行，对变速箱用齿轮油提出了苛刻的要求，风机齿轮箱一旦出现故障，维修成本非常高，良好的润滑可以减少摩擦磨损、降低油温、提高传动效率，是保证齿轮箱和轴承使用寿命的重要条件。

2、风力载荷不断变化及风机启停给传动装置带来较大的冲击负荷，属于低速、高扭矩工况，要求齿轮油抗磨损性能好，高承载能力，抗微点蚀性能好。风电齿轮箱野外工作，要求齿轮油具有良好的低温性能和黏温性能，以利于低温启动和节能。风电齿轮油维护困难要求齿轮油具有长寿命特点，对齿轮油的热氧化安定性和抗水解能力提出了较高要求。风电齿轮油还要求具有良好的泡沫性能，防锈抗腐蚀性能，过滤性能，破乳性能和非金属材料的兼容性能等。

3、风力发电主齿轮箱通常使用iso 320#粘度的润滑油品，聚α烯烃(pao)全合成润滑油在承载能力、抗微点蚀能力、抗氧化、低温启动性、积碳倾向等诸多性能方面均超越矿物油，在风电行业广泛应用。但是现有的pao型合成风电齿轮油生物降解性能较差，一旦泄露会造成严重的环境污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环境友好的风力发电机组变速箱齿轮油组合物，使其具有良好的生物降解性能和密封材料兼容性能、优良的抗水解能力、极压抗磨性能和良好的氧化安定性能及防腐蚀性能，能够满足风电齿轮箱的润滑需求。

2、首先，本发明提供了一种齿轮油组合物，包括：低粘度聚α-烯烃和高粘度合成酯；

3、所述低粘度聚α-烯烃和高粘度合成酯的重量比为1:2～4.5；

4、所述低粘度聚α-烯烃的100℃运动粘度为2～4.5mm2/s；

5、所述高粘度合成酯的40℃运动粘度为500～1500mm2/s。

6、本发明发现，采用上述运动粘度的低粘度聚α-烯烃和高粘度合成酯按照重量比为1:2～4.5进行复配作为基础油，具有优异的黏温性能、低温性能和生物降解性能，同时引入适当比例的低粘度聚α-烯烃，使得基础油兼具优异的橡胶相容性和承载能力。此外，上述基础油能够与润滑油组合物中的其它添加剂产生较好的协同作用效果，以使得齿轮油组合物具有优异的综合性能，使其更加适用于风力发电机组中。

7、作为本发明的一种优选的实施方案，所述低粘度聚α-烯烃为pao4；优选durasyn162或durasyn 164。

8、采用润滑油行业通用的生物降解性评估方法cec l-33-t-93测试上述低粘度聚α-烯烃的生物降解性至少为60％。

9、作为本发明的一种优选的实施方案，所述高粘度合成酯为priolube 1847或uniester 4415。

10、优选地，所述低粘度聚α-烯烃由具有8～12个碳原子的烷烃取代1-烯烃的齐聚后，经过加氢和蒸馏制成。

11、优选地，所述高粘度合成酯是由多元醇与饱和脂肪族一元羧酸和二元羧酸经酯化反应而得到40℃的运动粘度为500mm2/s～1500mm2/s的高粘度复合酯。

12、更优选，所述多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷中的至少一种；

13、和/或，所述一元羧酸为5～20个碳原子的直链或支链羧酸中的至少一种；

14、和/或，所述二元羧酸为4～10个碳原子的丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸中的至少一种。

15、作为本发明的一种优选的实施方案，所述齿轮油组合物还包括：烷基胺；优选为仲烷基胺或叔烷基胺中的至少一种；

16、所述低粘度聚α-烯烃、高粘度合成酯与烷基胺的重量比为75～100:220～250:1。

17、本发明进一步发现，在上述配比下，低粘度聚α-烯烃和高粘度合成酯形成的基础油能够促进烷基胺发挥抑制酯水解的作用效果，使得齿轮油组合物具有优异的水解稳定性。

18、作为本发明的一种优选的实施方案，所述齿轮油组合物还包括：极压抗磨剂、抗氧剂、破乳剂、金属减活剂、防锈剂和抗泡剂。

19、作为本发明的一种优选的实施方案，所述极压抗磨剂为含有硫和/或磷的化合物；优选硫化烯烃、硫化油脂、多硫化物、烷基磷酸酯胺盐、硫代氨基甲酸酯、二烷基二硫代磷酸盐中的至少一种；更优选硫化油脂和/或硫代氨基甲酸酯；

20、所述抗氧剂为胺类抗氧剂；优选胺类抗氧剂为双辛基二苯胺、丁基辛基二苯胺、二壬基二苯胺，所述酚类抗氧剂为2，6-二叔丁基酚、2，6-二叔丁基对甲酚、4,4-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、高分子量苯酚、硫醚酚中的至少一种；更优选二壬基二苯胺和/或2，6-二叔丁基对甲酚；

21、所述破乳剂为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、环氧丙烷二胺缩聚物、乙二醇酯中的至少一种，优选为环氧丙烷二胺缩聚物；

22、所述金属减活剂为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物中的至少一种，优选为苯三唑、甲基苯三唑、n，n-二烷基胺基亚甲基苯三唑，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2,5-二(烃硫基)-1,3,4-噻二唑、2-巯基苯并噻唑中的至少一种，更优选为苯三唑衍生物；

23、所述防锈剂为磺酸钙、链烯基琥珀酸半酯、酰肌氨酸中的至少一种，优选为链烯基琥珀酸半酯；

24、所述抗泡剂为二甲基硅油、聚醚、聚丙烯酸酯中的至少一种，优选为聚丙烯酸酯。

25、作为本发明的一种优选的实施方案，所述齿轮油组合物包括如下重量份组分：

26、

27、作为本发明的一种优选的实施方案，所述齿轮油组合物包括如下重量份组分：

28、

29、

30、在上述体系下，基础油能够与多种添加剂产生较好的协同作用效果，使得齿轮油组合物兼具优异的水解稳定性、黏温性能、低温性能、橡胶相容性能和生物降解性能。

31、更优选地，所述齿轮油组合物由如下重量百分含量的组分组成：

32、

33、上述组分的百分比总和为100％。

34、作为本发明的一种优选的实施方案，所述烷基胺占所述齿轮油组合物的重量比为0.1～1.0％；

35、所述极压抗磨剂占所述齿轮油组合物的重量比为0.2～2.0％；

36、所述抗氧剂占所述齿轮油组合物的重量比为0.1～1.0％；

37、所述破乳剂占所述齿轮油组合物的重量比为0.01～0.1％；

38、所述金属减活剂占所述齿轮油组合物的重量比为0.05～0.1％；

39、所述防锈剂占所述齿轮油组合物的重量比为0.05～0.5％；

40、所述抗泡剂占所述齿轮油组合物的重量比为0.001～0.1％。

41、进一步，本发明还提供了上述任一实施方案中齿轮油组合物的制备方法，包括：将所述低粘度聚α-烯烃和高粘度合成酯混合后，在40～60℃下搅拌，之后与其它组分混合后在40～60℃下搅拌。

42、优选地，所述制备方法包括：将所述低粘度聚α-烯烃和高粘度合成酯混合后，在40～60℃下搅拌1～2h，之后与其它组分混合后在40～60℃下搅拌2～4h。

43、进一步，本发明还提供了上述齿轮油组合物及其制备方法在风力发电机组中的应用，优选在风力发电机组变速箱齿轮中的应用。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

45、本发明的齿轮油组合物具有良好的生物降解性能和密封材料兼容性能、优良的抗水解能力、低温流动性、极压抗磨性能和良好的氧化安定性能、防腐防锈性能以及破乳化性能，可以满足风电齿轮箱使用性能需求，同时齿轮油组合物毒性低且具有良好的环保特性，满足野外、海上条件设备对润滑剂的环保要求。