CN106978240A - 一种pao4基础油及用于喷气发动机的润滑油 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于喷气发动机润滑油,其特征在于,由如下质量百分比的组分制造而成:低粘度PAO基础油80‑95%;多元酯5‑15%;抗氧化剂余量;其中,所述多元酯选自碳原子数大于6的多元酸,与碳原子数大于4的一元或多元醇,经酯化反应制造而成的多元酯中的一种或多种。本发明选用特殊工艺制备的PAO基础油,结合其他辅助剂调制出来的专用于喷气发动机的润滑油,其氧化安定性极佳。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油领域,具体地,涉及一种用于喷气发动机的润滑油及其制备方法。
技术背景
喷气发动机润滑油能对发动机起到润滑减磨、辅助冷却降温、密封防漏、防锈防蚀、减震缓冲等作用。此类零件往往运动速度快、环境差,工作温度可达400℃以上。在这样恶劣的工况下面,只有合格的润滑油才可降低发动机零件的磨损,延长使用寿命。
现有的喷气发动机润滑油,往往以矿物油为基础油结合其他组分调配而成,从原油中提炼出的基础油包含大量的化学物质。这些混合物中的大部分是芳烃化合物和石蜡烃碳化合物(润滑油中粘度随温度急变的成分)结构,这些物质降低了基础油的性质,而且其中的多环芳烃是致癌物质,并且对环境有害。且这种润滑油往往由于其润滑性能不佳等问题,进而导致发动机使用寿命较短的问题。
虽然,之后的研究中发现,全合成PAO基础油具有杰出的氧化稳定性,因为他们是完全的异构石蜡,而且没有芳族化合物和石蜡烃碳化合物(润滑油中粘度随温度急变的组分)结构。由于PAO具有优秀的氧化性及热稳定性,它被广泛的应用于精细工业品制造的领域。然,虽然PAO类的基础油能改善矿物油的问题,但是,采用普通的PAO基础油调配而成润滑油,往往存在氧化安定性能差的问题。
发明内容
本发明旨在克服上述缺陷,选用特殊工艺制备的PAO基础油,结合其他辅助剂调制出来的专用于喷气发动机的润滑油,其氧化安定性极佳。
本发明提供了一种用于喷气发动机润滑油,其特征在于,由如下质量百分比的组分制造而成:
低粘度PAO基础油 80-90%;
多元酯 5-15%;
抗氧化剂 余量;
其中,上述多元酯选自碳原子数大于6的多元酸,与碳原子数大于4的一元或多元醇,经酯化反应制造而成的多元酯中的一种或多种。
本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述低粘度PAO基础油的制备方法为:将1-癸烯单体和催化剂投入聚合釜内,于90-100℃的温度下,聚合反应3-5小时,生成聚癸烯粗产品;
上述聚癸烯粗产品经后处理和催化氢化反应获得目标低粘度PAO基础油;
其中,上述聚癸烯粗产品后处理的过程为:将聚癸烯粗产品经过滤去除固体杂质,经碱洗,中和反应体系的pH为中性后,通过减压蒸馏的方式分离得到减压蒸馏产品;
上述催化氢化的过程为:减压蒸馏产品经与氢气混合加压,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160-180℃、氢气分压8-15MPa,体积空速约0.5-1h-1、氢油体积比400-300:1,经加氢催化除杂得到目标PAO基础油。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述催化剂选自三氯化铝或改性的三氯化铝。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述1-癸烯单体为纯度不小于99%的1-癸烯。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述1-癸烯单体与催化剂的质量比为97-100:1-5。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述低粘度PAO基础油为PAO2、PAO3、PAO4、PAO5、PAO6中的一种或几种。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述多元酸选自碳原子数介于8-14之间的直链或支链的二元脂肪酸。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述一元醇选自碳原子数介于5-10之间的直链或支链的脂肪醇;
上述多元醇选自碳原子数介于5-10之间的直链或支链的二元脂肪醇。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述抗氧化剂的用量为总质量的1-5%;
上述润滑油还包括其他辅助剂;
其中,上述辅助剂包括光稳定剂、助溶剂、热稳定剂中的一种或多种。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、上述多元酯选自癸二酸二异辛酯、癸二酸辛二酯、十二二酸二异辛酯中的一种或几种;
或
1,10-癸二酸、1,8-辛二酸、十二二酸、十四二酸与乙二醇、乙醇、丙二醇、丙醇、异辛醇、1-辛醇、异辛二醇、辛二醇酯化反应的产物中的一种或几种。
进一步地,本发明提供的一种用于喷气发动机润滑油,还具有这样的特点:即、将低粘度PAO基础油和多元酯在25-60℃的温度下混合均匀后,加入抗氧化剂混合均匀,待冷却分装待用。
本发明的作用和效果:
本发明通过选用特殊工艺制备的PAO基础油,结合其他辅助剂调制出来的专用于喷气发动机的润滑油,其氧化安定性能极佳。如:实施例1-3所示的三款油品,其润滑性能较之传统PAO调和产品更佳,为传统产品的0.5-1.1倍,其抗氧化/安定性能为传统PAO调和产品的2倍以上,能在喷气发动机的高温运行环境中发挥稳定的润滑效果。
在本发明的PAO基础油制造工艺中,突破传统的,选用了较高的反应温度,经本发明的研究发现,基于原料选择等因素的差异,在本发明的工艺中,即使采用高温反应也不会出现团聚、杂质等副反应的现象,且在高温反应后能够获得高纯度的PAO低聚低粘度产物,且由于高温反应过程中,聚合过程中,分子架构组合的差异性,此类PAO基础油具有良好的润滑性能、安定性能和调和混溶性能。
此外,在本发明中,1-癸烯优选用纯度>99%的1-癸烯,由于高纯度的1-癸烯分子结构流顺,支链产物较少,在本发明的低温低压反应条件下,其聚合反应后,所生成的POA产品粘度易控,稳定性好,润滑性能极佳,如实施例中所涉及的多款油品均可作为高档润滑油来使用。如选用纯度不高,分支较多的癸烯作为原料的情况下,由于支链烯烃的存在,在聚合的过程中,容易发生同分异构结构的单体之间无序聚合的问题,其所产生的聚合物,往往结构混乱,从而影响反应过程中,对粘度,闪点,倾点的控制,进而会导致产品润滑性能降低。
具体实施方式
实施例1
A.PAO4的合成:
将1400g 1-癸烯(>99%)投入聚合釜内,分批加入300g三氯化铝,加热反应温度为90℃,聚合反应时间3h,得到聚癸烯粗产品。
经过滤去除部分催化剂,经过40%的氢氧化钠水溶液碱洗,中和三氯化铝至溶液pH为中性,剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏。
气液分离得到低聚物和未反应的1-癸烯化合物单体,未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160℃、氢气分压9MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比400:1,经加氢催化除杂得到PAO4。
B.喷气发动机润滑油1#的制造
将上述PAO4(85%)和癸二酸二异辛酯(12%)于室温混合均匀后,加入抗氧化剂1010(3%)搅拌至无明显悬浮物为止,冷却包装待用。
实施例2
A.PAO4的合成:
将1600g 1-癸烯(>99%)投入聚合釜内,分批加入300g三氯化铝,加热反应温度为100℃,聚合反应时间4h,得到聚癸烯粗产品。
经过滤去除部分催化剂,经过40%的氢氧化钠水溶液碱洗,中和三氯化铝至溶液pH为中性,剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏。
气液分离得到低聚物和未反应的1-癸烯化合物单体,未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160℃、氢气分压9MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比400:1,经加氢催化除杂得到PAO4。
B.喷气发动机润滑油2#的制造
将上述PAO4(85%)和癸二酸二异辛酯(10%)于室温混合均匀后,加入抗氧化剂1010(1%),PEG400(4%)搅拌至无明显悬浮物为止,冷却包装待用。
实施例3
A.PAO基础油的合成:
将1200g 1-癸烯(>99%)投入聚合釜内,分批加入300g三氯化铝,加热反应温度为90℃,聚合反应时间3h,得到聚癸烯粗产品。
经过滤去除部分催化剂,经过40%的氢氧化钠水溶液碱洗,中和三氯化铝至溶液pH为中性,剩余进入旋转蒸发器进行减压蒸馏。
气液分离得到低聚物和未反应的1-癸烯化合物单体,未反应的1-癸烯化合物单体重新进入聚合釜发生聚合反应。减压蒸馏产品经加压与氢气混合,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160℃、氢气分压9MPa,体积空速约0.5h-1、氢油体积比400:1,经加氢催化除杂得到PAO基础油。
B.喷气发动机润滑油2#的制造
将上述PAO基础油(90%)和癸二酸二异辛酯(5%)于室温混合均匀后,加入抗氧化剂1010(5%)搅拌至无明显悬浮物为止,冷却包装待用。
Claims (10)
1.一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于,由如下质量百分比的组分制造而成:
低粘度PAO基础油 80-90%;
多元酯 5-15%;
抗氧化剂 余量;
其中,所述多元酯选自碳原子数大于6的多元酸,与碳原子数大于4的一元或多元醇,经酯化反应制造而成的多元酯中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述低粘度PAO基础油的制备方法为:将1-癸烯单体和催化剂投入聚合釜内,于90-100℃的温度下,聚合反应3-5小时,生成聚癸烯粗产品;
所述聚癸烯粗产品经后处理和催化氢化反应获得目标低粘度PAO基础油;
其中,所述聚癸烯粗产品后处理的过程为:将聚癸烯粗产品经过滤去除固体杂质,经碱洗,中和反应体系的pH为中性后,通过减压蒸馏的方式分离得到减压蒸馏产品;
所述催化氢化的过程为:减压蒸馏产品经与氢气混合加压,直接进入装有加氢催化剂的装置,进料温度160-180℃、氢气分压8-15MPa,体积空速约0.5-1h-1、氢油体积比400-300:1,经加氢催化除杂得到目标PAO基础油。
3.如权利要求2所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述催化剂选自三氯化铝或改性的三氯化铝。
4.如权利要求2所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述1-癸烯单体为纯度不小于99%的1-癸烯。
5.如权利要求2所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述1-癸烯单体与催化剂的质量比为97-100:1-5。
6.如权利要求1-5任一所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述低粘度PAO基础油为PAO2、PAO3、PAO4、PAO5、PAO6中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述多元酸选自碳原子数介于8-14之间的直链或支链的二元脂肪酸;
所述一元醇选自碳原子数介于5-10之间的直链或支链的脂肪醇;
所述多元醇选自碳原子数介于5-10之间的直链或支链的二元脂肪醇。
8.如权利要求1所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述多元酯选自癸二酸二异辛酯、癸二酸辛二酯、十二二酸二异辛酯中的一种或几种;
或
1,10-癸二酸、1,8-辛二酸、十二二酸、十四二酸与乙二醇、乙醇、丙二醇、丙醇、异辛醇、1-辛醇、异辛二醇、辛二醇酯化反应的产物中的一种或几种。
9.如权利要求1-8任一所述的一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于:
所述抗氧化剂的用量为总质量的1-5%;
所述润滑油还包括其他辅助剂;
其中,所述辅助剂包括光稳定剂、助溶剂、热稳定剂中的一种或多种。
10.如权利要求1-9任一所述的一种用于喷气发动机润滑油的制备方法,其特征在于:
将低粘度PAO基础油和多元酯在25-60℃的温度下混合均匀后,加入其他组分混合均匀,待冷却分装待用。
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