CN1333053C

CN1333053C - 一种飞机机轮润滑脂及其制备方法

Info

Publication number: CN1333053C
Application number: CNB2004100483592A
Authority: CN
Inventors: 李茂森; 王平; 王金凤; 刘显秋; 雒士军
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: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: CN1715377A

Abstract

本发明涉及一种飞机机轮润滑脂，以润滑脂总重为基准，包括以下组成：(a)5～45%的乙基硅油基础油；(b)3～25%的复合锂、钙皂稠化剂；(c)2～20%的石墨粉添加剂；(d)0.1～5.0%的磷酸酯添加剂；(e)0.01～3.0%的芳胺类抗氧添加剂；(f)0.01～3.0%的苯三唑脂肪酸胺盐类防锈添加剂；(g)余量的聚α烯烃油基础油。本发明提供的润滑脂由于采用聚α烯烃油和乙基硅油作为基础油，比单独使用聚α烯烃油为基础油制备的润滑脂具有更宽的使用温度范围，此外还具有良好的机械安定性、胶体安定性、极压性、氧化安定性、防锈性，可以满足宽温度范围飞机机轮轴承的润滑。

Description

一种飞机机轮润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，更具体的说是一种用于飞机机轮的润滑脂。

技术背景

为了满足飞机长期安全飞行的要求，机轮润滑脂要具有良好的机械安定性、胶体安定性、氧化安定性、防锈性以及与橡胶密封件的相容性。同时，飞机在高空处于极低温环境中，而飞机在着陆时，机轮又要经受极压和高温，因此，机轮润滑脂还要具有良好的极压性和高低温性。

如符合TY 38.1011051-87规范的C A П Ф И P润滑脂，采用复合钙稠化合成酯类油，并加有石墨粉和磷酸酯，C A П Ф И P润滑脂具有良好的高温性，高温150℃，5h蒸发损失为2％左右，良好的胶体安定性和极压性，但是该脂机械安定性差，10万次剪断实测锥入度差值为78个单位，与橡胶密封件的相容性差，体积膨胀30％左右，低温-40℃相似粘度为1400Pa.s左右。

US 4,298,481公开的润滑脂的组成为：(a)基础油为合成酯类油；(b)稠化剂为有机膨润土；(c)抗氧剂为苯基-α-萘胺；(d)防锈剂为山梨糖醇单油酸酯；(e)极压剂为聚磷酸盐；(f)金属减活剂为水杨醛氨基胍单油酸酯。该脂具有良好的高温性，高温150℃，5h蒸发损失为2％左右，较好的机械安定性和胶体安定性，实施例中10万次剪断差值为40个单位，钢网分油量为2.5％。但是该脂与橡胶密封件相容性差，低温-40℃相似粘度为1400Pa.s左右。

US 4,406,800公开的润滑脂组成为(a)基础油为聚α烯烃油；(b)稠化剂为有机膨润土；(c)二硫化钼；(d)二烷基二硫代氨基甲酸锑。该脂具有良好的极压性和与橡胶密封件的相容性，但是该脂胶体安定性差，实施例中钢网分油量为7.0％左右，高温150℃，5h蒸发损失为3％左右，低温-40℃相似粘度为1400Pa.s左右。

CN1431284公开的润滑脂组成为(a)基础油为聚α烯烃油；(b)稠化剂为复合锂、钙皂；(c)石墨粉；(d)磷酸酯；(e)抗氧剂和防锈剂。该脂具有良好的机械安定性、胶体安定性、极压性、氧化安定性、防锈性和与橡胶密封件的相容性，但是该脂的高低温性较差，在高温150℃，5小时蒸发损失大于3％，低温-40℃的相似粘度为1800Pa.s左右。

发明内容

本发明提供了一种可以宽温度范围使用的飞机机轮润滑脂，该脂具有良好的高低温性、机械安定性、胶体安定性、极压性、氧化安定性、防锈性和与橡胶密封件的相容性。

本发明还提供了上述润滑脂的制备方法。

本发明提供的飞机机轮用润滑脂，以润滑脂总重为基准，包括以下组成：(a)5～45％的乙基硅油基础油；(b)3～25％的复合锂、钙皂稠化剂；(c)2～20％的石墨粉添加剂；(d)0.1～5.0％的磷酸酯添加剂；(e)0.01～3.0％的芳胺类抗氧添加剂；(f)0.01～3.0％的苯三唑脂肪酸胺盐类防锈添加剂；(g)余量的聚α烯烃油基础油。

所说的乙基硅油基础油100℃运动粘度为10～40mm²/s，优选20～35mm²/s，重量含量为5～45％，优选10～35％。

所说聚α烯烃油基础油100℃运动粘度为3～30mm²/s，优选10～25mm²/s。

所说复合锂、钙皂稠化剂重量含量为3～25％，优选7～20％。

所说的石墨粉添加剂具有耐负荷性、耐磨性和耐热性，平均粒度为0.25～10um，重量含量为2～20％，优选5～15％。

所说的磷酸酯添加剂，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，重量含量为0.1～5.0％，优选0.5～3.0％。

所说的芳胺类抗氧添加剂，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％。

所说的苯三唑脂肪酸胺盐类防锈添加剂，可以是苯并三氮唑、苯三唑十八胺，最好是苯并三氮唑，含量为0.01～3.0％，优选0.05～1.0％。

以上各种原料均为市售商品。

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、水和部分基础油混合，并加热溶解，加入氢氧化钙、氢氧化锂和选自对苯二甲酸和C₂～C₁₂二元脂肪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，加入剩余基础油，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℃，加入剩余基础油循环冷却，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，在反应混合物中可以先加入基础油总重的1/2～3/4，反应后再加入剩余基础油以进行冷却。聚α烯烃油由于粘度较小，最好全部或部分加入到反应混合物中，而用全部乙基硅油或乙基硅油与部分聚α烯烃油的混合油作为冷却油。

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和C₂～C₁₂，优选C₄～C₁₂二元脂肪酸中的至少一种酸，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聚α烯烃油和乙基硅油为基础油，比单独使用聚α烯烃油为基础油制备的润滑脂产生了预料不到的技术效果，特别是具有更宽的使用温度范围，此外本发明润滑脂还具有良好的机械安定性、胶体安定性、极压性、氧化安定性、防锈性，可以满足宽温度范围飞机机轮轴承的润滑。本发明润滑脂滴点大于280℃，10万次剪断差值在20个单位左右，橡胶体积膨胀4％左右，高温150℃，5h蒸发损失为2％，低温-40℃相似粘度为900Pa.s，-50℃相似粘度为1400Pa.s左右。

具体实施方式

计算实例1-3的润滑脂总重时不包括水和碱的重量。

实例1

在20L压力釜中，加入5200克聚α烯烃油和840克十二羟基硬脂酸，800ml水，加热，温度升至75℃，加入11.4克氢氧化钙，反应10分钟后，加入280克癸二酸和230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℃，加入急冷油，急冷油为310克聚α烯烃油和2000克乙基硅油，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1000克的石墨粉，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，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4641克聚α烯烃油和1383克十二羟基硬脂酸，1000ml水，加热，温度升至75℃，加入37.5克氢氧化钙，反应10分钟后，加入461克癸二酸和355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℃，加入急冷油，急冷油为900克聚α烯烃油和1000克乙基硅油，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1500克的石墨粉，100克的亚磷酸二正丁酯，10克的二苯胺，5克的苯并三氮唑，搅拌均匀，包装。产品理化性能见表1。

实例3

按照实例1的组成和工艺，急冷油为2310克乙基硅油，产品理化性能见表1。

比较例1

按照CN 02100232组成和工艺制备润滑脂，基础油中不含乙基硅油。产品理化性能见表1。

表1理化性能

分析项目	实例1	实例2	实例3	比较例1	试验方法
分析项目	实例1	实例2	实例3	比较例1	试验方法	锥入度，0.1mm	288	277	294	278	GB/T269
滴点，℃	＞280	＞280	＞280	＞280	GB/T3498	锥入度，0.1mm	288	277	294	278	GB/T269
滴点，℃	＞280	＞280	＞280	＞280	GB/T3498	相似粘度-40℃，Pa.s-50℃，Pa.s	8431468	9681622	7861367	1841-	SH/T0048
蒸发量(150℃，5h)，％	1.91	2.36	1.77	3.45	SH/T0337	相似粘度-40℃，Pa.s-50℃，Pa.s	8431468	9681622	7861367	1841-	SH/T0048
蒸发量(150℃，5h)，％	1.91	2.36	1.77	3.45	SH/T0337	延长工作锥入度(10万次，差值)，0.1mm	23	20	29	18	GB/T269
压力分油(1000g)，％	6.7	5.3	9.8	7.2	GB/T392	延长工作锥入度(10万次，差值)，0.1mm	23	20	29	18	GB/T269
压力分油(1000g)，％	6.7	5.3	9.8	7.2	GB/T392	极压性(四球法，PB)，Kg	90	90	90	90	SH/T0202
橡胶相容性(NBR-L型胶片，70℃，168h)，V/V％	4.35	5.33	4.78	4.52	FS791B3603.4	极压性(四球法，PB)，Kg	90	90	90	90	SH/T0202
橡胶相容性(NBR-L型胶片，70℃，168h)，V/V％	4.35	5.33	4.78	4.52	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	1	GB/T5018	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	1	GB/T5018	氧化安定性(100℃，100h，压力降)，KPa	10	11	7	15	SH/T0325

由上表分析结果看出，本发明提供的润滑脂具有突出的高低温性、良好的机械安定性、胶体安定性、极压性和与橡胶密封件的相容性，适用于宽温度范围飞机机轮轴承的润滑。

Claims

1.一种飞机机轮润滑脂，以润滑脂总重为基准，具有以下组成：(a)5～35％的乙基硅油基础油；(b)3～25％的复合锂、钙皂稠化剂；(c)2～20％的石墨粉添加剂；(d)0.1～5.0％的磷酸酯添加剂；(e)0.01～3.0％的芳胺类抗氧添加剂；(f)0.01～3.0％的苯三唑脂肪酸胺盐类防锈添加剂；(g)余量的聚α烯烃油基础油。

2.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的乙基硅油基础油100℃运动粘度为10～40mm²/s，所说聚α烯烃油基础油100℃运动粘度为3～30mm²/s。

3.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的乙基硅油基础油的重量含量为10～35％。

4.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说复合锂、钙皂稠化剂重量含量为7～20％。

5.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的石墨粉添加剂重量含量为5～15％。

6.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的磷酸酯添加剂选自磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三苯酯和磷酸三乙酯，重量含量为0.5～3.0％。

7.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的芳胺类抗氧添加剂是二苯胺、二异辛基二苯胺或苯基-α-萘胺，重量含量为0.05～1.0％。

8.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说的苯三唑脂肪酸胺盐类防锈添加剂是苯并三氮唑或苯三唑十八胺，重量含量为0.05～1.0％。

9.权利要求1所述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、水和部分基础油混合，加热溶解，加入氢氧化钙、氢氧化锂和选自对苯二甲酸和C₂～C₁₂二元脂肪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03～5.0小时，卸压后升温脱水，加入剩余基础油，循环冷却，加入权利要求1所述的添加剂，均化、脱气即可。

10.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，一元酸和二元酸的摩尔比为1∶0.1～0.8，基础油分两次加入，在反应混合物中先加入基础油总重的1/2～3/4，反应后再加入剩余基础油进行冷却。

11.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，聚α烯烃油全部或部分加入到反应混合物中，乙基硅油或乙基硅油与部分聚α烯烃油的混合油作为反应后的冷却油。

12.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所说一元酸是12-羟基硬脂酸或硬脂酸，所说的二元酸是对苯二甲酸、己二酸、壬二酸或癸二酸。