CN102618357B

CN102618357B - 一种封存防锈油组合物

Info

Publication number: CN102618357B
Application number: CN 201210030684
Authority: CN
Inventors: 徐敏; 刘爱全; 顾鹏翔; 张亮
Original assignee: Oil Materials Inst Air Force P L A
Current assignee: Oil Materials Inst Air Force P L A
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-02-13
Also published as: CN102618357A

Abstract

一种封存防锈油组合物，所述的封存防锈油组合物的组成为以重量份计的：基础油：8号合成烃型航空润滑油，80～90重量份；防锈剂A：十二烯基丁二酸二乙醇酰胺；0.1～3.0重量份，优选0.5～2.5重量份；金属清洁剂B：硫化烷基酚钙；9～18重量份，优选11～17重量份；苯三唑类金属钝化剂C：0.01～1.0重量份，优选0.05～0.8重量份；无灰分散剂D：0.005～0.4重量份，优选0.01～0.2重量份；无灰分散剂D中含有D1、D2、D3、D4中化合物的至少一种。本发明的组合物具有很好的流动性和机油高温沉积抑制性能，可满足发动机3年的长期油封，特别适用于航空涡轮发动机燃油系统的封存。

Description

一种封存防锈油组合物

技术领域

本发明涉及润滑油领域，具体讲，涉及一种封存防锈油组合物。

背景技术

航空发动机在存放过程中燃油系统内部需要充入防锈油进行保护，按照传统的做法，一直以来都是使用喷气机润滑油。早年间使用的是矿物型的8号航空润滑油(即8A)；进入上世纪九十年代以后，由于原油质量问题8A油已经停产，发动机改用8号合成烃航空润滑油(即8B)。实际使用表明，使用8B油封存，存在有色金属部件变色的问题，不能满足燃油系统长期封存的需要，必须开发专门的航空发动机燃油系统内部封存防锈油。

为此，特提出本发明。

发明内容

本发明的发明目的在于提出一种封存防锈油组合物。

为了实现本发明的目的，采用技术方案为：

本发明提出了一种封存防锈油组合物，所述的封存防锈油组合物的组成为，以重量份计的：

基础油：8号合成烃型航空润滑油，80～90重量份；

防锈剂A：十二烯基丁二酸二乙醇酰胺；0.1～3.0重量份，优选0.5～2.5重量份；

金属清洁剂B：硫化烷基酚钙；9～18重量份，优选11～17重量份；

苯三唑类金属钝化剂C：0.01～1.0重量份，优选0.05～0.8重量份；

无灰分散剂D：0.005～0.4重量份，优选0.01～0.2重量份；无灰分散剂D中含有D1、D2、D3、D4中化合物的至少一种；

组分D1为式I所示的化合物：

在式I中，R²⁰选自C_40-400烷基或烯基，优选C_60-350烷基或烯基；

h选自1～5的任一整数，优选2、3、4；

组分D2为式II所示的化合物：

在式II中，R²¹和R²²独立的选自C_40-400烷基、烯基或聚烯基，优选C_60-350烷基、烯基或聚烯基，最优选C_60-350聚丁烯；

i选自0～4的任一整数，优选1、2、3；

所述的组分D3选自式III所示的化合物：

其中，R²³选自C_40-400烷基或烯基，优选C_60-350烷基或烯基；

J选自示1～5的任一整数，优选2、3、4；

所述的组分D4选自式IV所示的化合物：

R²⁴-NH-(CH₂CH₂NH)_k-H

(IV)

其中，R²⁴选自C_40-400烷基或烯基，优选C_60-350烷基或烯基；

k选自1-5的整数，优选2、3、4。

本发明的第一优选技术方案为：硫化烷基酚钙的碱值为50～400mg KOH/g，优选100～350mg KOH/g，更优选120～300mg KOH/g。

本发明的第二优选技术方案为：无灰分散剂D为0.01～0.2重量份，更优选0.01～0.1重量份，最优选0.02～0.05重量份。

本发明的第三优选技术方案为：无灰分散剂D中D1、D2、D3、D4的质量比为：1∶1～2∶1～10∶0.1～10；优选1∶1～2∶2～8∶0.5～5。

本发明的第四优选技术方案为：所述的无灰分散剂D中，

在式I中，R²⁰选自C_60-300烷基或烯基；h选自3；

在式II中，R²¹和R²²独立的选自C_60-320聚丁烯；i选自2；

在式III中：R²³选自C_60-300烷基或烯基；J选自3；

在式IV中，R²⁴选自C_60-300烷基或烯基；k选自3。

本发明的第五优选技术方案为：封存防锈油组合物还含有抗氧剂、抗磨剂、黏度改进剂、金属钝化剂、消泡剂或染色剂中的至少一种。

本发明的第六优选技术方案为：所述的抗磨剂选自二硫代氨基甲酸锌、二硫代氨基甲酸钼，优选二硫代磷酸锌；抗磨剂为0.05～5重量份，优选0.1～2重量份，更优选0.2～1重量份；

所述的抗氧剂的选自酚类或胺类无灰抗氧剂，优选铜或钼抗氧剂，所述的抗氧化剂为0.1～5重量份；

所述的黏度指数改进剂选自聚甲基丙烯酸酯黏度指数改进剂、烯烃共聚物黏度指数改进剂、苯乙烯-二烯共聚物黏度指数改进剂或聚烷基苯乙烯黏度指数改进剂，所述的黏度指数改进剂的平均分子量为800～100000，优选100000～900000，所述的黏度指数改进剂为0.1～20重量份；

所述的防腐剂选自苯并三唑化合物、甲苯并三唑化合物、噻二唑化合物或咪唑并化合物，所述的防腐剂为0.005～5重量份；

所述的防锈剂选自石油磺酸、烷苯基磺酸盐、二壬基萘烯烃磺酸盐、烯基琥珀酸盐或多元醇酯，所述的防锈剂为0.005～5重量份；

所述的破乳剂的选自聚烯烃乙二醇非离子表面活性剂，优选聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯醚或聚氧乙烯烷基萘醚，所述的破乳剂为0.005～5重量份；

所述的金属钝化剂选自咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻二唑、巯基苯并噻唑、苯并三唑或它们的衍生物、1，3，4-噻二唑多硫化物、1，3，4-噻二唑基-2，5-双烷基二硫代氨基甲酸酯或2-(烷基二硫代)苯并咪唑或β-(邻羧基苄基硫)乙基氰，所述的金属钝化剂为0.005～1％重量份；

所述的消泡剂选自硅油、烯基琥珀酸衍生物、多元脂肪醇和长链脂肪酸的酯、甲基水杨酸酯和羟基苄乙醇酯、硬酯酸铝、油酸钾、N-二烷基-丙烯胺硝基烷醇胺、异戊辛基磷酸酯的芳胺盐、烷基-烯基二磷酸盐、硫醚的金属衍生物、二硫化物的金属衍生物、脂肪羧酸的氟化合物、三乙烯硅烷、二氯硅烷、烷苯基聚乙烯乙二醇醚硫化物或氟代烷基醚，所述的消泡挤为0.0005～1重量份。

本发明的第七优选技术方案为：所述的封存防锈油组合物的碱值为5～100mgKOH/g，优选10～100mg KOH/g，更优选20～90mg KOH/g，最优选20～80mg KOH/g。

本发明的第八优选技术方案为：所述的封存防锈油组合物的硫酸化灰重量百分比1.2～20％，优选2～20％，更优选3～20％，最优选3～10％。

下面对本发明的技术方案做进一步的技术和说明：

本发明提出了一种封存防锈油组合物，是一种应用于航空涡轮发动机燃油系统的封存防锈油组合物，主要含有4种成分：基础油、防锈剂A、金属清洁剂B、苯三唑类金属钝化剂C和无灰分散剂D，其中，基础油选用了8号合成烃型航空润滑油，也可使用和改航空润滑油性质、参数相当的合成油，该合成油的选自是本领域的技术人员的常规选择。防锈剂选用十二烯基丁二酸二乙醇酰胺，是丁二酸酰胺型防锈剂，该防锈剂与本发明其他成分的配合，具有优异的长期油封性能，当直接使用基础油进行潮湿箱试验时1.5小时就出现锈蚀，而采用本发明的组合物时可保证3昼夜不锈；实际封存表明，可满足发动机3年的长期油封。金属清洁剂为硫化烷基酚钙；碱值优选介于50-400mg KOH/g，更优选介于100-350mg KOH/g，最优选介于120-300mg KOH/g。碱值不大于50mg KOH/g可以提高腐蚀磨损性能，而碱值大于400mg KOH/g时，碱值可以反比例影响其溶解性。本发明此处所用碱值指根据JIS K2501“石油产品和润滑油的中和值测定”第7部分用高氯酸测定的碱值。本发明中的苯三唑类金属钝化剂可对金属形成良好的保护作用；无灰分散剂选自琥珀酰亚胺型分散剂，并通过几种琥珀酰亚胺的配合使用，进一步改善组合物的抗热性能。当琥珀酰亚胺的烷基或烯基取代基中的碳原子数少于40时，含氮化合物或其衍生物在润滑油基础油中的溶解度低，当其碳原子数大于400时，将损害润滑油组合物的低温流动性。烷基或烯基可以是直链或支链。

本发明的封存防锈油组合物还可以通过添加抗氧剂、抗磨剂、黏度改进剂、金属钝化剂、消泡剂或染色剂，以提高组合物的综合性能。

通过对本发明组合物中各成分的比例的研究，所述的封存防锈油组合物的碱值为20～80mg KOH/g；硫酸化灰重量百分比3～10％。

本发明的封存防锈油组合物由本领域的技术人员公知的现有技术制备。通过高温流动实验可知，本发明的组合物具有很强的流动性；通过抗热实验可知，本发明的组合物具有很好的机油高温沉积抑制性能。并通过实际封存实验证实，本发明的组合物可满足发动机3年的长期油封，特别适用于航空涡轮发动机燃油系统的封存。

具体实施方式

现在将参照实施例和比较例来进一步阐述本发明，实施例和比较例仅是阐述，但并非限制。

实施例1-5

按照表1所示的比例，制备封存防锈油组合物。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						基础油：8号合成烃型航空润滑油	80	85	90	83	86
防锈剂A：十二烯基丁二酸二乙醇酰胺	0.1	3.0	0.5	2.5	1.0
						金属清洁剂B：硫化烷基酚钙400TBN	9	18	11	17	14
苯三唑类金属钝化剂C	0.01	1.0	0.05	0.8	0.2
						无灰分散剂D1：(C₆₀烷基；h为3)	0.005	-	-	-	-
无灰分散剂D2：(C₈₀聚丁烯；i为2)	-	0.01	-	-	0.1
						无灰分散剂D3：(C₆₀烷基；j为3)	-	-	0.4	-
无灰分散剂D4：(C₆₀烷基；k为3)	-	-	-	0.2	-

实施例6～10

按照表1所示的比例，制备封存防锈油组合物。

表2：

	实施例6	实施例7	实施例8	实施例9	实施例10
						基础油：8号合成烃型航空润滑油	85	85	85	85	85
防锈剂A：十二烯基丁二酸二乙醇酰胺	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
						金属清洁剂B：硫化烷基酚钙400TBN	15	15	15	15	15
苯三唑类金属钝化剂C	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
						无灰分散剂D	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1

其中，无灰分散剂的组成如表3所示：

表3：

实验例1

本发明的封存防锈油组合物和对比例的制备参照表5所示。为了考察这些组合物的高温清净性进行热管实验。实验结果见表5。

<抗热实验程序>

为了考察机油高温沉积抑制性能，用JPI-5S-55-99(热管实验)评价组合物的抗热性能。在热管实验中，实验温度从5℃升至300℃，测定结焦温度。热管实验(HTT)温度的上限定义为“结焦温度减去5℃”，测试样品的清净等级在HTT温度下测定。HTT的温度上限为320℃或更高时，就算通过热管实验。

表4：

从表4可以看出，本发明的组合物在热管实验中表现出优异的抗热性能。

实验例2：

本发明的封存防锈油组合物和对比例的制备参照表6所示组。为了考察这些组合物的高温扩散性需进行高温流动实验，实验结果见表6。

<高温流动实验程序>

一个被400#砂纸打磨的钢盘以10度角固定。在钢盘下安置一钢盘形状的加热器加热整个钢盘至320℃。在钢盘面上部引入一滴油，测定油滴沿斜坡的流动速度。

该实验模拟了气缸油在扩散性方面供应发动机气缸壁。以更高速度扩散意味着更宽角度润滑气缸壁，而且为了充分润滑可以使用更少量的润滑油。

<抗热实验程序>

为了考察机油高温沉积抑制性能，用JPI-5S-55-99(热管实验)评价组合物的抗热性能。在热管实验中，实验温度是320℃或更高，实验16h后的评级是7.0或更高就算通过热管实验。

表5

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	比较例1
								流动性实验
流动距离(mm)
								25s	1.07	1.2	1.16	1	1.24	1.27	1
50s	2.34	2.6	2.36	2.27	239	2.66	2
								75s	6.34	8.33	7.67	7.98	7.66	8.47	6.83
100s	18.34	23.6	15.26	18.67	17.67	24.94	15.46
								125s	23.8	56.47	39.53	37.93	47.87	61.41	32.15
热管实验	等级330℃	8	8	8	8	8	0
									325℃						0
	320℃						0
									310℃						0
	300℃						7

从表5可看出，本发明的组合物，在流动性能试验和热管试验都表现出优异的性能。

Claims

1.一种封存防锈油组合物，其特征在于，所述的封存防锈油组合物的组成为以重量份计的：

基础油：8号合成烃型航空润滑油，80～90重量份；

防锈剂A：十二烯基丁二酸二乙醇酰胺，0.1～3.0重量份；

金属清洁剂B：硫化烷基酚钙，9～18重量份；

苯三唑类金属钝化剂C：0.01～1.0重量份；

无灰分散剂D：0.005～0.4重量份；无灰分散剂D中含有D1、D2、D3、D4中化合物的至少一种；

组分D1为式I所示的化合物：

在式I中，R²⁰选自C_40-400烷基或烯基；

h选自1～5的任一整数；

组分D2为式II所示的化合物：

在式II中，R²¹和R²²独立的选自C_40-400烷基、烯基或聚烯基；

i选自1～4的任一整数；

所述的组分D3选自式III所示的化合物：

在式III中，R²³选自C_40-400烷基或烯基；

j选自1～5的任一整数；

所述的组分D4选自式IV所示的化合物：

R²⁴-NH-(CH₂CH₂NH)_k-H

(IV)

在式IV中，R²⁴选自C_40-400烷基或烯基；

k选自1～5的整数。

2.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的防锈剂A：十二烯基丁二酸二乙醇酰胺为0.5～2.5重量份。

3.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的金属清洁剂B：硫化烷基酚钙为11～17重量份。

4.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的苯三唑类金属钝化剂C为0.05～0.8重量份。

5.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式I中，R²⁰选自C_60-350烷基或烯基。

6.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式I中，h选自2、3、4。

7.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式II中，R²¹和R²²独立的选自C_60-350烷基、烯基或聚烯基。

8.根据权利要求7所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式II中，R²¹和R²²独立的选自C_60-350聚丁烯。

9.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式II中，i选自1、2、3。

10.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式III中，R²³选自C_60-350烷基或烯基。

11.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式III中，j选自2、3、4。

12.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式IV中，R²⁴选自C_60-350烷基或烯基。

13.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，在式IV中，k选自2、3、4。

14.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的硫化烷基酚钙的碱值为50～400mg KOH/g。

15.根据权利要求14所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的硫化烷基酚钙的碱值为100～350mg KOH/g。

16.根据权利要求15所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的硫化烷基酚钙的碱值为120～300mg KOH/g。

17.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的无灰分散剂D为0.01～0.2重量份。

18.根据权利要求17所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的无灰分散剂D为0.01～0.1重量份。

19.根据权利要求18所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的无灰分散剂D为0.02～0.05重量份。

20.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的无灰分散剂D中D1、D2、D3、D4的质量比为：1∶1～2∶1～10∶0.1～10。

21.根据权利要求20所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的无灰分散剂D中D1、D2、D3、D4的质量比为：1∶1～2∶2～8∶0.5～5。

22.根据权利要求20所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的无灰分散剂D中，

在式I中，R²⁰选自C_60-300烷基或烯基；h选自3；

在式II中，R²¹和R²²独立的选自C_60-320聚丁烯，i选自2；

在式III中：R²³选自C_60-300烷基或烯基；j选自3；

在式IV中，R²⁴选自C_60-300烷基或烯基；k选自3。

23.根据权利要求1所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的封存防锈油组合物还含有抗氧剂、抗磨剂、黏度指数改进剂、防腐剂、破乳剂、消泡剂或染色剂中的至少一种。

24.根据权利要求23所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的抗磨剂选自二硫代氨基甲酸锌、二硫代氨基甲酸钼、二硫代磷酸锌；抗磨剂为0.05～5重量份；

所述的抗氧剂选自酚类或胺类无灰抗氧剂、铜或钼抗氧剂，所述的抗氧化剂为0.1～5重量份；

所述的黏度指数改进剂选自聚甲基丙烯酸酯黏度指数改进剂、烯烃共聚物黏度指数改进剂、苯乙烯-二烯共聚物黏度指数改进剂或聚烷基苯乙烯黏度指数改进剂，所述的黏度指数改进剂的平均分子量为800～10⁵，所述的黏度指数改进剂为0.1～20重量份；

所述的防腐剂选自苯并三唑化合物、甲苯并三唑化合物或噻二唑化合物，所述的防腐剂为0.005～5重量份；

所述的破乳剂选自聚烯烃乙二醇非离子表面活性剂，所述的破乳剂为0.005～5重量份；

所述的消泡剂选自硅油、烯基琥珀酸衍生物、多元脂肪醇和长链脂肪酸的酯、甲基水杨酸酯和羟基苄乙醇酯、硬酯酸铝、油酸钾、N-二烷基-丙烯胺硝基烷醇胺、异戊辛基磷酸酯的芳胺盐、烷基-烯基二磷酸盐、硫醚的金属衍生物、二硫化物的金属衍生物、脂肪羧酸的氟化合物、三乙烯硅烷、二氯硅烷、烷苯基聚乙烯乙二醇醚硫化物或氟代烷基醚，所述的消泡剂为0.0005～1重量份。

25.根据权利要求24所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的抗磨剂选自二硫代磷酸锌。

26.根据权利要求24所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的抗磨剂为0.1～2重量份。

27.根据权利要求26所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的抗磨剂为0.2～1重量份。

28.根据权利要求24所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的抗氧剂选自铜或钼抗氧剂。

29.根据权利要求24所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的破乳剂选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯醚或聚氧乙烯烷基萘醚。

30.根据权利要求1～29任一权利要求所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的封存防锈油组合物的碱值为5～100mg KOH/g。

31.根据权利要求30所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的封存防锈油组合物的碱值为10～100mg KOH/g。

32.根据权利要求31所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的封存防锈油组合物的碱值为20～90mg KOH/g。

33.根据权利要求32所述的封存防锈油组合物，其特征在于，所述的封存防锈油组合物的碱值为20～80mg KOH/g。

34.根据权利要求1～29任一权利要求所述的封存防锈油组合物，所述的封存防锈油组合物的硫酸化灰重量百分比1.2～20％。

35.根据权利要求34所述的封存防锈油组合物，所述的封存防锈油组合物的硫酸化灰重量百分比2～20％。

36.根据权利要求35所述的封存防锈油组合物，所述的封存防锈油组合物的硫酸化灰重量百分比3～20％。

37.根据权利要求36所述的封存防锈油组合物，所述的封存防锈油组合物的硫酸化灰重量百分比3～10％。