CN102807908A

CN102807908A - 一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物

Info

Publication number: CN102807908A
Application number: CN2012103232321A
Authority: CN
Inventors: 杨东元; 段宝民; 许磊; 李霁阳; 刘世川
Original assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Current assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明涉及一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物。所述的航空发动机用合成润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：多元醇酯类合成基础油90～94%、有机多硫化物类极压耐磨剂2～5%、抗氧剂0.5～1%、清洁分散剂1～3%、缓蚀剂0.5～1%。本发明与现有的航空润滑油相比具有低温启动性能优异、热氧化安定好、水解稳定性强、润滑性能优良、可生物降解等优点，能够满足现代航空发动机长周期苛刻工况下运行及宽温域使用的要求。

Description

一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物。更具体地，本发明涉及一种以多元醇酯类化合物为基础油、基于多硫化物等添加剂的适用于航空发动机使用的宽温域润滑油的组合物。

背景技术

随着近年来航空发动机技术的快速发展，其性能不断提高，航空发动机的工况条件也越发苛刻，现代高性能涡扇发动机部分部件已经需要在1200～1500℃下稳定工作。航空发动机润滑油通过对发动机进行有效润滑的同时，需要带走大量的热量使发动机保持在一定的温度下稳定工作。因此，润滑油在循环过程中，需要经历吸热、升温、氧化、冷却不断循环往复的过程。尤其是发动机在高温工况下长周期的安全运行，对航空发动机润滑油提出了更为苛刻的要求。

为满足现代航空发动机使用要求，与之配套的航空润滑油必须具有良好的耐高温性能及热承载能力，优良的材料适应性及稳定性，并且能够在较宽的使用温域保持良好的性能，尤其是应具有良好的低温快速启动性及高温长周期运行稳定性。而以传统矿物质润滑油及聚烯烃类合成润滑油为基础油调配而成的航空润滑油，已经不能满足苛刻工况下发动机的润滑要求，以聚烯烃及双酯类、复酯类化合物为基础油调配的航空润滑油存在使用温度较低、水解稳定性差、热氧化安定性不佳，低温启动速度慢等缺点。

多元醇酯类化合物是由多元醇和一元脂肪酸酯化而成。由于多元醇的ß位碳没有氢，所以其相应酯的热氧化安定性较好。由于其酯基较多，极性较强、蒸发损失低、润滑性好，具有闪点高、倾点低及高低温性能优良等优点。与传统矿物润滑油相比，酯类油的粘温性能优良、热安定性好、挥发性低、可生物降解、能与矿物油及其它多数合成油混溶、良好的抗磨损、抗擦伤及耐摩擦特性及环境友好等特点，可广泛应用于车用及航空发动机润滑油基础油。但由于多元醇酯类基础润滑油极性较大，普通的氯系、硫系、磷系等类型的极压耐磨剂，如：氯化石蜡、硫化异丁烯、亚磷酸二正丁酯、硫代三苯酯硼酸酯等化合物不仅与多元醇酯相溶性不佳，也很难满足高温工况下的使用要求，且由于上述常规极压耐磨剂剂多为酸性，添加后则会大为降低多元醇酯类化合物的水解稳定性，从而限制了多元醇酯类化合物性能的发挥。同时单独将多元醇酯类化合物作为航空润滑油使用，也很难达到发动机对润滑油性能的要求，必须与相应的极压耐磨剂、抗氧剂、缓蚀剂及清洁分散剂配合使用。选择与多元醇酯类基础油相溶性良好，并且性能优良的非酸性新型极压耐磨剂及与之能够形成良好协同效果的抗氧剂、缓蚀剂及清洁分散剂组分是制备高性能、宽温域航空润滑油的关键。

专利CN102311853A公开了一种航空润滑油组合物，其以聚烯烃及双酯作为基础油并与其他组分进行了复配使用，虽具有良好的低温启动性，但由于双酯结构的不稳定导致该类润滑油水解稳定性较差，很难满足长周期运行的要求。专利US675018B1公开了一种含有聚烯烃及缚酸剂的酯类润滑油组合物，虽然改善了结焦沉积等问题，但长时间使用仍然对金属具有较强腐蚀性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有航空发动机润滑油性能的不足，提供一种具有良好水解稳定性及热氧化安定性、金属腐蚀作用小、润滑效果优良，尤其是能够满足发动机长周期、宽温域使用要求的一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物。

为实现上述目的，本发明所述的航空发动机润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：多元醇酯类合成基础油90～94%、有机多硫化物类极压耐磨剂2～5%、抗氧剂0.5～1%、清洁分散剂1～3%、缓蚀剂0.5～1%。

所述的多元脂肪醇酯类合成基础油为季戊四醇油酸酯、季戊四醇庚酸酯、季戊四醇异辛酸酯、季戊四醇葵酸酯、双季戊四醇油酸酯、双季戊四醇庚酸酯、双季戊四醇壬酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、三羟甲基丙烷庚酸酯、三羟甲基丙烷戊酸酯、三羟甲基丙烷异辛酸酯中的至少一种。

所述的有机多硫化物类极压耐磨剂为二叔十二烷基多硫化物、硫代磷酸三苯酯中至少一种。

所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、双十二烷基二苯胺中至少一种。

所述的清洁分散剂为超高碱值合成磺酸镁、高分子量聚异丁烯基丁二烯亚胺、聚异丁烯丁二酰亚胺及硫磷化聚异丁烯钡盐中至少一种。

所述的缓蚀剂为苯并三氮唑、丙炔醇、巯基苯并三氮唑、肌氨酸月桂醇酯及碳氢咪唑啉中至少一种。

本发明与现有的航空润滑油相比具有低温启动性能优异、热氧化安定好、水解稳定性强、润滑性能优良、可生物降解等优点，能够满足现代航空发动机长周期苛刻工况下运行及宽温域使用的要求。

具体实施方式

通过实施例和对比例进一步阐明本发明，并不是对本发明的限定。

实例1～4是航空润滑油制备例

实施例1：

航空润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：季戊四醇油酸酯90%、二叔十二烷基多硫化物5%、2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯1%、聚异丁烯丁二酰亚胺（商品代号T154A）3%、巯基苯并三氮唑1%。将上述计量后的化合物按顺序加入带搅拌的反应釜中，室温下搅拌3～5h取样目测均匀后出料，制得产品。

实施例2：

航空润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：季戊四醇油酸酯70%、季戊四醇异辛酸酯24%、二叔十二烷基多硫化物3%、双十二烷基二苯胺0.8%、硫磷化聚异丁烯钡盐（商品代号T108）2%、丙炔醇0.2%。制备方法同实施例1。

实施例3：

航空润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：三羟甲基丙烷油酸酯85%、季戊四醇庚酸酯8%、二叔十二烷基多硫化物4%、2,6-二叔丁基对甲酚1%、超高碱值合成磺酸镁（商品代号T107）1%、肌氨酸月桂醇酯1%。制备方法同实施例1。

实施例4：

航空润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：三羟甲基丙烷异辛酸酯70%、双季戊四醇壬酸酯2%、季戊四醇庚酸酯2%、双季戊四醇庚酸酯20%、二叔十二烷基多硫化物1%、硫代磷酸三苯酯3%、2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯0.5%、高分子量聚异丁烯基丁二烯亚胺（商品代号T164A）1%、碳氢咪唑啉0.5%。制备方法同实施例1。

实施例5～8是航空润滑油性能评价及对比例

实施例5：

航空润滑油物理特性见表1

表1

实施例6：

航空润滑油氧化稳定特性及对比实验

航空润滑油氧化稳定特性根据空气鼓泡法测定，具体条件为：100℃时通空气鼓泡 24 h，空气流速为 12 L·h^-1，测定它们的酸值和粘度 (40℃)，计算酸值变化值和粘度变化率。实验结果见表2，结果表明与对比例1的基础油相比，本发明的航空润滑油具有良好的氧化稳定性。

对比例1

对比例基础油由以下重量百分比的组份组成：季戊四醇油酸酯100%。

表2

实施例7：

航空润滑油水解稳定特性及对比实验

航空润滑油水解稳定特性测定，采用两星期饮料瓶试验（ASTM D2619）方法。实验结果见表3，结果表明与对比例2的基础油及对比例3中的航空润滑油相比，本发明的航空润滑油具有良好的水解稳定性。

对比例2

对比例2基础油由以下重量百分比的组份组成：三羟甲基丙烷油酸酯100%。

对比例3

对比例3航空润滑油由以下重量百分比的组份组成：三羟甲基丙烷油酸酯94%、酸性磷酸酯极压耐磨剂3%、2,6-二叔丁基对甲酚1%、超高碱值合成磺酸镁（商品代号T107）1%、肌氨酸月桂醇酯1%。

表3

实施例8：

航空润滑油腐蚀特性及对比实验

航空润滑油腐蚀特性测定，采用GB/T 378《发动机燃料铜片腐蚀试验法》方法测试，试验温度选择90℃，试验时间为30天。实验结果见表4，结果表明与对比例4中的航空润滑油相比，本发明的航空润滑油对金属腐蚀作用较小。

对比例4

对比例4航空润滑油由以下重量百分比的组份组成：季戊四醇油酸酯91%、二叔十二烷基多硫化物5%、2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯1%、聚异丁烯丁二酰亚胺（商品代号T154A）3%。

表4

Claims

1.一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物，其特征在于：所述的航空发动机润滑油组合物由以下重量百分比的组份组成：多元醇酯类合成基础油90～94%、有机多硫化物类极压耐磨剂2～5%、抗氧剂0.5～1%、清洁分散剂1～3%、缓蚀剂0.5～1%。

2.根据权利要求1所述的一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物，其特征在于：所述的多元脂肪醇酯类合成基础油为季戊四醇油酸酯、季戊四醇庚酸酯、季戊四醇异辛酸酯、季戊四醇葵酸酯、双季戊四醇油酸酯、双季戊四醇庚酸酯、双季戊四醇壬酸酯、三羟甲基丙烷油酸酯、三羟甲基丙烷庚酸酯、三羟甲基丙烷戊酸酯、三羟甲基丙烷异辛酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物，其特征在于：所述的有机多硫化物类极压耐磨剂为二叔十二烷基多硫化物、硫代磷酸三苯酯中至少一种。.

4.根据权利要求1所述一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、双十二烷基二苯胺中至少一种。

5.根据权利要求1所述一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物，其特征在于：所述的清洁分散剂为超高碱值合成磺酸镁、高分子量聚异丁烯基丁二烯亚胺、聚异丁烯丁二酰亚胺及硫磷化聚异丁烯钡盐中至少一种。

6.根据权利要求1所述一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物，其特征在于：所述的缓蚀剂为苯并三氮唑、丙炔醇、巯基苯并三氮唑、肌氨酸月桂醇酯及碳氢咪唑啉中至少一种。