[发明专利]抑制腐蚀的基于聚亚烷基二醇的润滑剂组合物

说明书

本发明涉及润滑剂组合物。更具体来说，本发明涉及基于聚亚烷基二醇(PAG)的润滑剂组合物，其使用常规的腐蚀抑制剂来抵抗腐蚀。本发明还涉及基于PAG的抗腐蚀润滑剂组合物，其用于极端环境和机械条件、例如风力涡轮机齿轮箱中所经历的条件。

对润滑剂的功能性要求之一是保护设备免于腐蚀。因此，许多润滑剂制剂例如液压流体和齿轮润滑剂，含有一种或多种腐蚀抑制剂添加剂。腐蚀抑制剂添加剂通常在石油基润滑剂中性能极好，所述石油基润滑剂一般只需要低水平、例如小于0.5重量％的这种添加剂就能有效抑制腐蚀。然而，在极性基础油例如聚亚烷基二醇(“PAG”)中，同样的腐蚀抑制剂添加剂甚至在显著更高、例如大于2重量％的添加水平下，也常常不能发挥作用。对于含有高水平EO(＞30％)作为无规或嵌段结构的PAG基础油来说，情况尤为如此。

在润滑剂工业中进行的最通常的腐蚀试验之一是ASTM D665，其具有两个用于评价腐蚀性能的选项。在ASTM D665A中，与去离子水组合来评价润滑剂的腐蚀保护性质。在ASTM D665B中，与合成海水组合来评价润滑剂的腐蚀保护性质。以“通过”等级通过这两个试验是高度优选的。然而，ASTM D665B是更难以通过得多的试验，此外已知对于含有PAG作为主要基础油的制剂来说，当PAG的氧化乙烯(“EO”)含量高(即高EO含量在本文中被定义为以PAG的总重量计≥30重量％EO)时，极难通过所述试验。已知几种合成的基于PAG的润滑剂。使用常规腐蚀抑制剂，它们中的许多可以容易地通过ASTM D665A试验。然而，即使使用相对高水平的常规腐蚀抑制剂，这些已知润滑剂也不能通过更苛刻的ASTM D665B试验。此外，某些目前使用的发动机油不使用常规腐蚀抑制剂，因为这样的抑制剂可能干扰抗磨添加剂。因此，使用这种发动机油的部件可能易于腐蚀。目前用于改进基于PAG的润滑剂的腐蚀抑制性质的另一种方法，是在含有常规腐蚀抑制剂的组合物中添加一种或多种合成酯类。在润滑剂中使用酯类的一个缺点是它们易于水解，所述水解可能引起润滑剂的分解和/或润滑剂酸值的升高，其反过来可能引起腐蚀。

由于非石油基润滑剂的使用变得越来越常见且是期望的，含有高EO含量且使用常规腐蚀抑制剂的基于PAG的润滑剂组合物也将是所期望的。在润滑剂中使用具有高EO含量的PAG作为主要基础油的优点之一是优良的摩擦控制，其反过来可以提供能效增加。

润滑剂的某些应用，例如在用于产生能量的现代风力涡轮机中，遇到极端的环境和机械条件。除了其他部件之外，典型的风力涡轮机包括齿轮箱，其装有将低速轴与高速轴相连的齿轮。这些轴能够使转速从40转每分钟(“rpm”)-60rpm改变到1,500rpm-1,800rpm，后一范围代表了大多数发电机产生电力所需的转速。尽管风力涡轮机具有令人印象深刻的可靠性记录，但当发生故障时，它们通常被追查到齿轮箱轴承故障。轴承必须承受极高负载并不断地改变性能要求。例如，在某些运行条件下，轴承需要以低速承载中等大小的负载，而在其他条件下轴承需要以很高的速度承载低得多的负载。此外，轻风需要轴承以低速承载高负载。齿轮箱中这些不断变化的条件与通常严酷的环境条件、例如促进轴承腐蚀和磨损的高温、水、氧和盐类相结合，具有不期望的结果。润滑剂分解、即运动粘度(“KV”)降低，并引起接触疲劳故障，或者系统需要不期望的短换油间隔，其意味着涡轮机耗费不可接受量的离线时间。

一般来说，目前用于风力涡轮机齿轮箱的润滑剂制剂包含合成的、包括基于PAG的润滑剂而不是天然烃油。在极端条件中使用的某些基于PAG的润滑剂包含多元醇酯以提高腐蚀抑制。正如前面提到的，酯类易于水解并可能引起润滑剂分解和腐蚀。

因此，适合用于极端条件中并使用常规腐蚀抑制剂来抵抗腐蚀的基于PAG的润滑剂，将是所期望的。

本发明的第一方面提供了一种润滑剂组合物，其包含：基于氧化乙烯和氧化丙烯的第一聚亚烷基二醇无规或嵌段共聚物，其中所述聚亚烷基二醇的至少30重量％是氧化乙烯单元；有效量的基于氧化丙烯和氧化丁烯的第二聚亚烷基二醇无规共聚物，其中所述第二聚亚烷基二醇的至少50重量％是氧化丁烯单元；以及有效量的选自肌氨酸类、脂族磷酸酯的胺盐类和二壬基萘磺酸钙/羧酸钙的至少一种腐蚀抑制剂。

在所述润滑剂组合物的一个实施方案中，所述第二聚亚烷基二醇的有效量在5重量％至50重量％之间。

在某些实施方案中，所述腐蚀抑制剂的有效量在0.25重量％至1.5重量％之间。