CN1216973C

CN1216973C - 一种防锈型飞机通用润滑脂及其制备方法

Info

Publication number: CN1216973C
Application number: CN 02125839
Authority: CN
Inventors: 李茂森; 王金凤; 刘显秋
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: CN1472291A

Abstract

一种防锈型飞机通用润滑脂，以润滑脂总重为基准，组成为：(a)3～20%的复合锂、钙皂稠化剂；(b)0.1～5.0%的磷酸酯；(c)0.01～3.0%的抗氧剂；(d)0.1～5.0%的复合防锈剂；(e)余量为聚α烯烃油。本发明提供的润滑脂具有突出的防锈性，良好的高低温性、机械安定性、胶体安定性、极压性和与橡胶密封件的相容性，适于海军舰载或沿海地区飞机使用。

Description

一种防锈型飞机通用润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，更具体的说是一种防锈型飞机通用润滑脂。

技术背景

飞机通用润滑脂是一种综合性能优良的润滑脂，它具有良好的高低温性能、机械安定性、胶体安定性、氧化安定性、防腐蚀性和一定的极压抗磨性，因为飞机通用润滑脂用途很广，在飞机上润滑点很多，难免与橡胶密封件相接触，因此，要求飞机通用润滑脂与橡胶密封件相容。

如俄罗斯Ty38101950规范，产品牌号为3PA，组成为聚α烯烃油(低粘度)、锂皂、磷酸酯，使用温度范围为-60～120℃，该脂具有良好的低温性能和极压抗磨性，但防锈性能和机械安定性较差。美国MIL-G-81322规范，产品牌号Mobil28、shell22；法国AIR4222规范，产品牌号NYCO22；中国GJB2661规范，产品牌号7256润滑脂的组成均为聚α烯烃油(高粘度)、有机膨润土、抗氧剂、防锈剂，使用温度范围为-54～177℃，该种润滑脂的高温性能和防锈性能优于3PA润滑脂，但低温性能和极压抗磨性能不如3PA润滑脂。以上几种通用润滑脂都不具有防海水盐雾腐蚀性。US 4,661,277，防锈润滑脂组成为锂皂、矿油、并加有特殊的防锈添加剂(由邻苯二甲酸酐、吗啉、C12～C14的叔烷基伯胺反应制备而成)，该脂具有防海水盐雾腐蚀性，但不属于飞机通用润滑脂，不具备飞机通用润滑脂的综合性能。其防锈性能试验采用ASTM D1743方法，将方法中的蒸馏水改为100％或5％的海水。US 4,156,655组成为复合锂(十二羟基硬脂酸、硼酸、水杨酸甲酯)、矿油、防锈剂为环烷酸盐和季胺盐，该脂具有防海水盐雾腐蚀性，但也不属于飞机通用润滑脂，不具有飞机通用润滑脂的综合性能。其防锈性能试验采用ASTM D1743方法，将方法中的蒸馏水改为100％或5％的海水，并做了橡胶相容性试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海军舰载或沿海地区飞机使用的防锈型通用润滑脂，该润滑脂具有突出的防锈性，良好的高低温性、机械安定性、胶体安定性、极压性和与橡胶密封件的相容性。

本发明的另一个目的是提供上述润滑脂的制备方法。

本发明提供的防锈型飞机通用润滑脂，以润滑脂总重为基准，组成为：(a)3～20％的复合锂、钙皂稠化剂；(b)0.1～5.0％的磷酸酯；(c)0.01～3.0％的抗氧剂；(d)0.1～5.0％的复合防锈剂；(e)余量为聚α烯烃油。

所说复合锂、钙皂稠化剂含量为3～20％，优选7～15％。

所说的基础油为聚α烯烃油，聚α烯烃油100℃运动粘度为1～10mm²/s，优选2～6mm²/s。

所说的磷酸酯，可以是磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三苯酯和磷酸三乙酯，最好是磷酸三甲酚酯，它具有极压、防锈和耐热性，含量为0.1～5.0％，优选0.5～4.0％。

所说的抗氧剂为芳胺类抗氧剂，可以是二苯胺、二异辛基二苯胺、苯基-α-萘胺，最好是二异辛基二苯胺，含量为0.01～3.0％，优选0.05～1.0％。

所说的复合防锈剂为两种组分，一种为苯三唑脂肪酸胺盐类防锈剂，可以是苯并三氮唑、苯三唑十八胺，最好是苯并三氮唑；另一组分为有机羧酸盐类防锈剂，可以是羊毛脂钙或石油磺酸钡，羊毛脂钙和石油磺酸钡对黑色金属均有防锈作用，而且可以增加润滑脂的粘附性。所说防锈剂含量为0.1～5.0％，优选0.5～3％，其中苯三唑脂肪酸胺盐类防锈剂与有机羧酸盐类防锈剂的含量比为1∶1～50，优选1∶3～30。

以上各种原料均为市售商品，其中磷酸酯、抗氧剂和复合防锈剂属于添加剂。

本发明提供的润滑脂的制备方法包括：把选自C₁₂～C₂₄的脂肪酸或羟基脂肪酸中的至少一种一元酸、水和基础油混合，并加热溶解，加入氢氧化钙、氢氧化锂和选自对苯二甲酸或C₂～C₁₂脂肪二元酸中的至少一种二元酸，密闭容器，在100～170℃，0.1～0.6MPa下进行皂化反应0.5～5.0小时，卸压后升温脱水，加入余量基础油，循环冷却，加入上述各种添加剂，均化、脱气即可。

具体的说，本发明提供的润滑脂的制备方法可以按照如下方式进行：将一元酸、水和部分基础油混合，并加热至70～85℃使一元酸溶解，加入氢氧化钙、氢氧化锂和二元酸，其中三者可以同时加入，也可以先加入氢氧化钙，使部分一元酸首先与氢氧化钙反应生成钙皂，反应约5～20分钟，再加入二元酸和氢氧化锂。然后密闭容器，升温至100～170℃，优选110～160℃，保持反应压力0.1～0.6MPa，优选0.1～0.5MPa，反应时间为0.5～5.0小时，优选0.6～3.0小时，卸压，继续升温至205～215℃，加入余量基础油循环冷却，得到基础脂。在基础脂中加入添加剂，最后进行均化处理和脱气，得到均匀、光亮的润滑脂。

其中一元酸和二元酸的摩尔比为1∶0.1～0.8，优选1∶0.25～0.5。酸和碱等当量反应，氢氧化钙的加入量是一元酸摩尔数的5～50％，优选5～30％，余量为氢氧化锂。酸碱反应生成的锂钙皂为润滑脂总重的3～25％，优选7～20％。水的用量可以是碱总重量的3～5倍。基础油分两次加入，反应物中可以先加入基础油总重的1/2～3/4，反应完后再加入剩余基础油以进行冷却。

所说一元酸是选自C₁₂～C₂₄，优选C₁₆～C₂₀脂肪酸或羟基脂肪酸中的至少一种酸，更优选12-羟基硬脂酸或硬脂酸。所说的二元酸是选自对苯二甲酸或C₂～C₁₂，优选C₄～C₁₂的脂肪二元酸的至少一种酸，更优选对苯二甲酸、己二酸、壬二酸或癸二酸。

本发明提供的润滑脂由于采用低粘度聚α烯烃油为基础油，比使用高粘度聚α烯烃油为基础油制备的润滑脂有更好的低温性能；本发明润滑脂采用复合锂、钙皂为稠化剂，比使用锂皂为稠化剂的润滑脂有更好的耐热性，比使用有机膨润土为稠化剂的润滑脂有更好的机械安定性和胶体安定性；本发明润滑脂采用的复合防锈剂，比单独使用防锈剂的润滑脂有更好的防海水盐雾腐蚀性；为进一步提高润滑脂的极压性、氧化安定性，加入了极压剂、抗氧剂，使本发明润滑脂具有突出的防锈性，良好的高低温性、机械安定性、胶体安定性、极压性、氧化安定性和与橡胶密封件的相容性，可以满足海军舰载和沿海地区飞机通用润滑和防锈要求。

具体实施方式

实例1

在20L压力釜中，加入5590克聚α烯烃油和1105克十二羟基硬脂酸，1000ml水，加热，温度升至75℃，加入29.9克氢氧化钙，反应10分钟后，加入294克癸二酸和254克氢氧化锂，封闭，加热至压力为0.3MPa，恒压1小时，卸压，升温至210℃，加入3010克聚α烯烃油，循环降温至150℃，以0.6MPa压力剪切30分钟，得到基础脂。在基础脂中加入300克的磷酸三甲酚酯，50克的二异辛基二苯胺，20克的苯并三氮唑，200克羊毛脂钙，搅拌均匀，包装。产品理化性能见表1。

实例2

在20L压力釜中，加入5980克聚α烯烃油和631克十二羟基硬脂酸，800ml水，加热，温度升至75℃，加入17.1克氢氧化钙，反应10分钟后，加入169克癸二酸和145克氢氧化锂，封闭，加热至压力为0.3MPa，恒压1小时，卸压，升温至210℃，加入3220克聚α烯烃油，循环降温至150℃，以0.6MPa压力剪切30分钟，得到基础脂。在基础脂中加入100克磷酸三甲酚酯，10克二异辛基二苯胺，5克苯并三氮唑，100克石油磺酸钡。产品理化性能见表1。

实例3

基础脂制备同实例1，添加剂为400克磷酸三甲酚酯，100克二异辛基二苯胺，100克苯并三氮唑，300克羊毛脂钙。产品理化性能见表1。

比较例1

按照3PA基础脂的配方制备与实例1同量的锂基脂，基础油为100℃，运动粘度2mm²/s的聚α烯烃油，添加剂为300克的磷酸三甲酚酯。产品理化性能见表1。

表1理化性能

实验项目	实例1	实例2	实例3	比较例1	实验方法
实验项目	实例1	实例2	实例3	比较例1	实验方法	锥入度，0.1mm	285	327	280	285	GB/T269
滴点，℃	＞280	＞280	＞280	187	GB/T3498	锥入度，0.1mm	285	327	280	285	GB/T269
滴点，℃	＞280	＞280	＞280	187	GB/T3498	相似粘度(-50℃)，Pa.s	810	690	870	750	SH/T0048
延长工作锥入度(10万次，差值)，0.1mm	20	28	19	66	GB/T269	相似粘度(-50℃)，Pa.s	810	690	870	750	SH/T0048
延长工作锥入度(10万次，差值)，0.1mm	20	28	19	66	GB/T269	压力分油(300g)，％	15.6	21.7	14.1	18.4	GB/T392
极压性(四球法，P_B)，Kg	90	80	90	90	SH/T0202	压力分油(300g)，％	15.6	21.7	14.1	18.4	GB/T392
极压性(四球法，P_B)，Kg	90	80	90	90	SH/T0202	橡胶相容性(NBR-L型胶片，70℃，168h)，V/V％	5.23	4.47	5.44	7.66	FS791B3603.4
腐蚀(100℃，24h，T₂铜片)	合格	合格	合格	合格	GB/T7325	橡胶相容性(NBR-L型胶片，70℃，168h)，V/V％	5.23	4.47	5.44	7.66	FS791B3603.4
腐蚀(100℃，24h，T₂铜片)	合格	合格	合格	合格	GB/T7325	防锈性(52℃，48h)，级	1	1	1	3	GB/T5018
盐雾试验(5％盐水，14天)，级	A	A	A	C	SH/T0081	防锈性(52℃，48h)，级	1	1	1	3	GB/T5018
盐雾试验(5％盐水，14天)，级	A	A	A	C	SH/T0081	动态防锈试验(天然海水)	3分	3分	3分		IP220
氧化安定性(100℃，100h，压力降)，KPa	9	7	10	37	SH/T0325	动态防锈试验(天然海水)	3分	3分	3分		IP220

由上表分析结果看出，本发明提供的润滑脂具有突出的抗海水盐雾腐蚀性，良好的高低温性、机械安定性、胶体安定性、极压性和与橡胶密封件的相容性，适用于海军舰载和沿海地区飞机通用润滑和防锈作用。

Claims

1.一种防锈型飞机通用润滑脂，以润滑脂总重为基准，组成为：(a)3～20％的复合锂、钙皂稠化剂；(b)0.1～5.0％的磷酸酯；(c)0.01～3.0％的抗氧剂；(d)0.1～5.0％的复合防锈剂；(e)余量为聚α烯烃油。

2.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的复合锂、钙皂稠化剂含量为7～15％。

3.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的磷酸酯选自磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三苯酯和磷酸三乙酯，含量为0.5～4.0％。

4.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的抗氧剂为芳胺类抗氧剂，含量为0.05～1.0％。

5.按照权利要求4所述的润滑脂，其特征在于，所说的抗氧剂为二苯胺、二异辛基二苯胺或苯基-α-萘胺。

6.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的复合防锈剂由苯三唑脂肪酸胺盐类防锈剂和有机羧酸盐类防锈剂组成，在组合物中的含量为0.5～3％。

7.按照权利要求6所述的润滑脂，其特征在于，苯三唑脂肪酸胺盐类防锈剂与有机羧酸盐类防锈剂的含量比为1∶1～50。

8.按照权利要求7所述的润滑脂，其特征在于，苯三唑脂肪酸胺盐类防锈剂是苯并三氮唑或苯三唑十八胺，有机羧酸盐类防锈剂是羊毛脂钙或石油磺酸钡，两类防锈剂的含量比为1∶3～30。

9.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说聚α烯烃油100℃运动粘度为1～10mm²/s。

10.权利要求1～9所述润滑脂的制备方法，包括：把选自C₁₂～C₂₄的脂肪酸或羟基脂肪酸中的至少一种一元酸、水和基础油混合，加热溶解，加入氢氧化钙、氢氧化锂和选自对苯二甲酸或C₂～C₁₂脂肪二元酸中的至少一种二元酸，密闭容器，在100～170℃，0.1～0.6MPa下进行皂化反应0.5～5.0小时，卸压后升温脱水，加入余量基础油，循环冷却，加入添加剂，均化、脱气。