CN106867639A - 一种航空润滑油组合物、航空润滑油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航空润滑油组合物、航空润滑油及其制备方法，该航空润滑油组合物包括高支化聚乙烯基础油和添加剂，所述高支化聚乙烯的重均分子量为300～3000，支化度为0.15～0.4。本发明一实施方式的航空润滑油组合物制得的航空润滑油，具有优异的低温启动性能、良好的热氧化安定性，同时蒸发损失率较低，润滑性能优良，使用寿命长。

Description

一种航空润滑油组合物、航空润滑油及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油，具体为一种航空润滑油组合物、航空润滑油及其制备方法。
背景技术
航空润滑油一般是指用于飞机及地面机场设备使用油品，主要包括航空发动机油、航空传动系统用油、航空润滑脂三大类。国际上主要的航空发动机油规格仍然以美国军标规格为主导，此类油品需要重点考虑油品在高低温条件下的贮存稳定性、氧化安定性和腐蚀性。航空发动机润滑油通过润滑系统对发动机的润滑部位进行有效润滑的同时，带走大量的被润滑部件所吸收的因燃烧燃油而产生的大量热量，使发动机保持在一定的工作温度下稳定工作。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。在这一过程中，油品就产生了蒸发、结焦、腐蚀等反应倾向。这就对航空发动机润滑油提出了非常苛刻的要求。
目前，矿物油型航空润滑油氧化安定性差，实际使用过程中容易形成积炭，难以满足条件日益苛刻的航空发动机的润滑要求；酯基油长时间使用会存在水解问题，对金属腐蚀性很大且价格昂贵，本发明旨在提供一种经济可行、性能优良的航空润滑油组合物。
发明内容
本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种航空润滑油组合物，包括高支化聚乙烯基础油和添加剂，所述高支化聚乙烯的重均分子量为300～3000，支化度为0.15～0.4。
根据本发明一实施方式，所述高支化聚乙烯在100℃的粘度为3～22mm2/s。
根据本发明一实施方式，所述高支化聚乙烯的粘度指数为100～200，倾点为-60～-30℃。
根据本发明一实施方式，所述组合物包括90～97质量份的所述高支化聚乙烯基础油和3～10质量份的所述添加剂。
根据本发明一实施方式，所述添加剂选自抗氧剂、金属钝化剂、抗磨剂及消泡剂中的一种或多种。
根据本发明一实施方式，所述添加剂包括0.5～2.0质量份的抗氧剂、0.05～0.1质量份的金属钝化剂、2.0～5.0质量份的抗磨剂和0.05～0.1质量份的消泡剂。
根据本发明一实施方式，所述抗氧剂选自2-叔丁基酚、2,6-二叔丁基-4-烷基酚、2,2,4-三烷基-1,2-二氢喹啉及烷基二苯胺中的一种或多种；
所述金属钝化剂选自N,N-二亚水杨丙二胺、苯三唑衍生物及噻二唑衍生物中的一种或多种；
所述抗磨剂选自硫、磷、氯化合物中的一种或多种；
所述消泡剂选自二甲基硅油、聚醚、有机硅酸酯及油酸丁酯中的一种或多种。
本发明还提供了一种航空润滑油，包括上述的组合物。
本发明进一步提供了一种航空润滑油的制备方法，包括将所述组合物的各组分于20～60℃下混合，得到所述航空润滑油。
本发明一实施方式的航空润滑油组合物制得的航空润滑油，具有优异的低温启动性能、良好的热氧化安定性，同时蒸发损失率较低，润滑性能优良，使用寿命长。
具体实施方式
体现发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的描述在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明一实施方式提供了一种航空润滑油组合物，包括高支化聚乙烯基础油和添加剂，所述高支化聚乙烯的重均分子量为300～3000，例如可以是500、1000、1500、2000、2500等；所述高支化聚乙烯的支化度为0.15～0.4，例如可以是0.2、0.25、0.3、0.35等。
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯在100℃的粘度为3～22mm2/s，例如5mm2/s、10mm2/s、15mm2/s、22mm2/s等。
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯的粘度指数为100～200，例如120、135、150、165、180等.
于本发明一实施方式中，高支化聚乙烯的倾点为-60～-30℃，例如-50℃、-45℃、-40℃、-35℃等。
于本发明一实施方式中，航空润滑油组合物包括90～97质量份的高支化聚乙烯基础油和3～10质量份的添加剂；例如可以是95质量份的高支化聚乙烯基础油、5质量份的添加剂。
本发明对航空润滑油组合物中添加剂的种类没有限定，现有的用于航空润滑油的添加剂均可用于本发明，例如可以是抗氧剂、金属钝化剂、抗磨剂、消泡剂等。
于本发明一实施方式中，添加剂包括0.5～2.0质量份的抗氧剂、0.05～0.1质量份的金属钝化剂、2.0～5.0质量份的抗磨剂和0.05～0.1质量份的消泡剂。
于本发明一实施方式中，抗氧剂可以是2-叔丁基酚、2,6-二叔丁基-4-烷基酚、2,2,4-三烷基-1,2-二氢喹啉、烷基二苯胺等。
于本发明一实施方式中，金属钝化剂可以是N,N-二亚水杨丙二胺、苯三唑衍生物、噻二唑衍生物等。
于本发明一实施方式中，抗磨剂可以是硫、磷、氯化合物中的一种或多种。
于本发明一实施方式中，消泡剂可以是二甲基硅油、聚醚、有机硅酸酯及油酸丁酯中的一种或多种。
本发明一实施方式提供了一种高支化聚乙烯基础油的制备方法，包括在氢或路易斯酸的存在下，于20～100℃的反应温度，1～10MPa的反应压力下，含有A和B的催化体系控制支链类型，催化乙烯聚合得到聚乙烯油。其中，催化体系中A是催化剂，通式为MX4，其中M是IVB过渡金属，X是卤素阴离子，B是助催化剂，是一种卤代烷基铝化合物，如氯代二乙基铝和二氯乙基铝。
本发明一实施方式提供了一种航空润滑油，包括上述的组合物，该润滑油具有优异的低温启动性能、良好的热氧化安定性，同时蒸发损失率较低，润滑性能优良，使用寿命长。
本发明对航空润滑油的制备方法没有限定，例如可以是将组合物的各组分于20～60℃下混合，搅拌至均匀透明，得到航空润滑油。
下面，结合具体实施例对本发明一实施方式的航空润滑油及其制备方法做进一步说明。
实施例1
高支化聚乙烯基础油的制备
在125mL配有聚四氟乙烯磁力搅拌棒的高压釜衬里中将TiCl4(15mg，0.08mmol)溶于20mL氯苯中得到，随后加入Et2AlCl(0.1mL浓度为1M的己烷溶液，0.1mmol)。用氮气置换高压釜气氛三次，并抽一次真空，加热至80℃，以1.0MPa的压力持续加入乙烯，并在80℃下搅拌6h后直接将乙烯气氛切换为氢气，在氢气气氛下反应下直至氢化完全，放空高压釜至常压，并加入少量甲醇使催化剂失活。在加入20mL氯仿稀释后，将产物过滤并过中性氧化铝柱以去除催化剂残渣，并将反应液浓缩获得4.8g油状高支化聚乙烯。产物重均分子量为319，支化度为0.39。
航空润滑油的制备
取90份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，同时开动搅拌，然后依次加入2.0份2,6-二叔丁基-4-烷基酚、0.1份苯并三氮唑、4.0份硫化异丁烯、0.05份二甲基硅油，加热至50℃恒温搅拌混合物全部溶解至均匀透明，得到航空润滑油。
实施例2
高支化聚乙烯基础油的制备
在125mL配有聚四氟乙烯磁力搅拌棒的高压釜衬里中将TiCl4(19mg，0.10mmol)溶于20mL氯苯中得到，随后加入Et3Al2Cl3(0.2mL浓度为1M的己烷溶液，0.2mmol)。用氮气置换高压釜气氛三次，并抽一次真空，加热至50℃，以1.5MPa的压力持续加入乙烯，并在50℃下搅拌6h后直接将乙烯气氛切换为氢气，在氢气气氛下反应下直至氢化完全，放空高压釜至常压，并加入少量甲醇使催化剂失活。在加入20mL氯仿稀释后，将产物过滤并过中性氧化铝柱以去除催化剂残渣，并将反应液浓缩获得4.5g油状高支化聚乙烯。产物重均分子量为513，支化度为0.37。
航空润滑油的制备
取93份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，同时开动搅拌，然后依次加入1.6份十二烷基二苯胺、0.08份苯并三氮唑、4.5份磷酸三甲酚酯、0.06份二甲基硅油，加热至40℃恒温搅拌混合物全部溶解至均匀透明，得到航空润滑油。
实施例3
高支化聚乙烯基础油的制备
在125mL配有聚四氟乙烯磁力搅拌棒的高压釜衬里中将TiCl4(19mg，0.10mmol)溶于20mL氯苯中得到，随后加入EtAlCl2(0.3mL浓度为1M的己烷溶液，0.3mmol)。用氮气置换高压釜气氛三次，并抽一次真空，加热至30℃，以2.0MPa的压力持续加入乙烯，并在30℃下搅拌6h后直接将乙烯气氛切换为氢气，在氢气气氛下反应下直至氢化完全，放空高压釜至常压，并加入少量甲醇使催化剂失活。在加入20mL氯仿稀释后，将产物过滤并过中性氧化铝柱以去除催化剂残渣，并将反应液浓缩获得4.1g油状高支化聚乙烯。产物重均分子量为1520，支化度为0.33。
航空润滑油的制备
取95份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，同时开动搅拌，然后依次加入1.2份2,2,4-三烷基-1,2-二氢喹啉单体、0.1份N,N-二亚水杨丙二胺、3.5份磷酸三甲酚酯、0.08份油酸丁酯，加热至30℃恒温搅拌混合物全部溶解至均匀透明，得到航空润滑油。
实施例4
高支化聚乙烯基础油的制备
在125mL配有聚四氟乙烯磁力搅拌棒的高压釜衬里中将TiCl4(21mg，0.11mmol)溶于20mL氯苯中得到，随后加入EtAlCl2(0.5mL浓度为1M的己烷溶液，0.5mmol)，并加入选择性促进剂FeCl3(0.2mmol)。用氮气置换高压釜气氛三次，并抽一次真空，以2.0MPa的压力持续加入乙烯，并在室温下搅拌6h后直接将乙烯气氛切换为氢气，在氢气气氛下反应下直至氢化完全，放空高压釜至常压，并加入少量甲醇使催化剂失活。在加入20mL氯仿稀释后，将产物过滤并过中性氧化铝柱以去除催化剂残渣，并将反应液浓缩获得3.7g油状高支化聚乙烯。产物重均分子量为2806，支化度为0.31。
航空润滑油的制备
取97份高支化聚乙烯基础油加入到调和釜中，同时开动搅拌，然后依次加入0.8份2-叔丁基酚、0.1份苯并三氮唑、2.0份磷酸三甲酚酯、0.05份油酸丁酯，加热至30℃恒温搅拌混合物全部溶解至均匀透明，得到航空润滑油。
对比例1
以重均分子量为3518，支化度为0.20的聚乙烯为基础油加入到带搅拌器的不锈钢调合釜中，其他条件与实施例4相同，并按照实施例4的条件制备航空润滑油。
对比例2
以重均分子量为5016，支化度为0.14的聚乙烯为基础油加入到带搅拌器的不锈钢调合釜中，其他条件与实施例4相同，并按照实施例4的条件制备航空润滑油。
将实施例1至4以及对比例1、2制得的航空润滑油进行相关参数及性能的测试，具体结果参见下表。
综合上述数据，本发明制备的航空润滑油倾点极低，具有优异的低温启动性能；并具有良好的氧化安定性和抗腐蚀能力，同时挥发性小，润滑性能优良，使用寿命长；对比例制备的航空润滑油运动粘度比较高，粘度随温度变化较大，倾点较高，低温启动性能较差；本发明制备的航空润滑油能够满足各种苛刻条件下的使用要求。
除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种航空润滑油组合物，包括高支化聚乙烯基础油和添加剂，所述高支化聚乙烯的重均分子量为300～3000，支化度为0.15～0.4。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述高支化聚乙烯在100℃的粘度为3～22mm2/s。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述高支化聚乙烯的粘度指数为100～200，倾点为-60～-30℃。
4.根据权利要求1所述的组合物，包括90～97质量份的所述高支化聚乙烯基础油和3～10质量份的所述添加剂。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述添加剂选自抗氧剂、金属钝化剂、抗磨剂及消泡剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述添加剂包括0.5～2.0质量份的抗氧剂、0.05～0.1质量份的金属钝化剂、2.0～5.0质量份的抗磨剂和0.05～0.1质量份的消泡剂。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中所述抗氧剂选自2-叔丁基酚、2,6-二叔丁基-4-烷基酚、2,2,4-三烷基-1,2-二氢喹啉及烷基二苯胺中的一种或多种；
所述金属钝化剂选自N,N-二亚水杨丙二胺、苯三唑衍生物及噻二唑衍生物中的一种或多种；
所述抗磨剂选自硫、磷、氯化合物中的一种或多种；
所述消泡剂选自二甲基硅油、聚醚、有机硅酸酯及油酸丁酯中的一种或多种。
8.一种航空润滑油，包括权利要求1至7中任一项所述的组合物。
9.一种权利要求8所述的航空润滑油的制备方法，包括将所述组合物的各组分于20～60℃下混合，搅拌至均匀透明，得到所述航空润滑油。
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