PL140282B2 - Synthetic oil for turbine aero-engines for airscrew propelled aeroplanes and helicopters - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 88 07 30 Twórcywyalawkm: Antoni Alksnin, Henryk Bobyk, Teresa Brzozowska Janiak.Halina Gawronska, Wieslaw Górski, Tadeusz Lepiarski, Józef Romanowski, Lechoslaw Sarbinski Uprawwosy z pateatii tymczasowego: Centralny Wojskowy Osrodek Badawczy Paliw Plynnych, Warszawa (Polska) Olej syntetyczny do lotniczych silników turbinowych smiglowych i smiglowcowych Olej syntetyczny, stanowiacy przedmiot wynalazku, wchodzi w zakres cieklych mieszanin smarowych, posiadajacych jako glówny skladnik estry kompleksowe kwasów organicznych.Skojarzenia trace lotniczych silników turbinowych smi^owych i smiglowcowych, a w szcze¬ gólnosci lozyska podpór turbiny i sprezarki oraz kola zebate przekladni reduktora, w czasie ich uzytkowania, sa poddawane wybitnie duzym obciazeniom mechanicznym i termicznym oraz zmiennym naprezeniom scinajacym. Pracuja one w szerokim zakresie temperatury od -45°C do + 300°C.Celem zapewnienia prawidlowej pracy zespolów lotniczych turbinowych silników smiglowych i smiglowcowych, do ich smarowania stosuje sie ciekle mieszaniny smarowe, o specjalnych wlasciwosciach eksploatacyjnych mozliwie duzej lepkosci w temperaturach dodatnich, a malej w ujem¬ nych, niskiej temperaturze krzepniecia, dobrych wlasciwosciach smarnych i przeciwzuzyciowych oraz dobrej odpornosci termooksydacyjnej. W sklad takich mieszanin wchodza glównie specjalnie dobrane estry i pakiety dodatków.Znane sa syntetyczne oleje estrowe do lotniczych silników turbinowych smiglowych i smig¬ lowcowych, których podstawowy skladnik-baze, stanowia estry kwasów jednokarboksylowych i alkoholi wielowodorotlenowych, estry kwasów dwukarboksylowych i alkoholi jednowodorotle- nowych, estry kompleksowe poliglikoli, kwasów dwukarboksylowych i alkoholi jednowodorotle¬ nowych, estry kompleksowe poliglikoli, kwasów jednokarboksylowych i dwukarboksylowych, zawierajace zestawy (pakiety) dodatków uszlachetniajacych (Gunderson R. C, Hart A. W.: Synthetic Lubricanst, Reinhold Publishing Corp. New York 1962 Klamaan D.: Lubricants and Related Products, Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1984).Niedogodnoscia zwiazana z otrzymywaniem baz olejów, o odpowiednich wlasciwosciach fizykochemicznych, a w szczególnosci o odpowiednich charakterystykach reologicznyeh, jest koniecznosc dostosowywania budowy chemicznej, wchodzacych w ich sklad zwiazków chemi¬ cznych, do wymagan wynikajacych ze stosowania w róznych typach silników. Wprowadzanie do baz olejów dodatków i wiskozatorów nie jest korzystne, gdyz ulegaja one latwo degradacji2 tmm (scinaniu) w czasie pracy pod wplywem duzych napreiei scinajacych, a takie sa iiftdkm osadów i koksów powstajacych w wyniku ich rozkladu termicznego, niekorzystnie wplywajacych na stan techniczny smarowanych skojarzen tracych.Odpowiednie charakterystyki reologiczne olejusa szczególnie istotne w przypadku lotniczych silników turbinowych smiglowych i smiglowcowych, w których lozyska wymagaja oleju o malej lepkosci, a przekladnia o mozliwie duzej.Ponadto reakcje syntezy estrów kompleksowych,jako szczególnie cennych baz olejowych, sa wieloetapowe, co jest uciazliwe pod wzgledem technologicznym.Istote wynalazku stanowi zastosowanie do wytwarzania cieklej mieszaniny smarowej plastyfi¬ katora do zmiekczania polimerów w polaczeniu z odpowiednim modyfikatorem wlasciwosci reologkznych i z pakietem dodatków uszlachetniajacych.Plastyfikator bedacy mieszanina estrów kompleksowych o budowie liniowej, kwasu 1,8-okta- nodwukarboksylowego, 2,2-dwumetoksypropanu i alkoholi izooktylowych, korzystnie 2-etylo- heksanolu-1 lub 2,2-dwumetyloheksanolu-l lub I-szo rzedowych izoalkoholi Ce+C10 zawieraja¬ cych podstawniki alkilowe w pozycji 2, modyfikowany reologicznie estrem prostym kwasu 1,8-oktanodwukarboksylowego i alkoholu izooktylowego, korzystnie 2-etyloheksanolu-l lub 2,2-dwumetyloheksanolu-l lub I-szo rzedowych izoalkohoK Ce+C10 zawierajacych podstawniki alkilowe w pozycji 2, w zakresie od 10 do 90 czesci wagowychw stosunku do plastyfikatora, stanowi baze oleju syntetycznego o lepkosci, która moze byc ustalana w granicach od 3,7 do 7,8 mm2/s w temperaturze 100°C.Do baz olejowych, otrzymanych w powyzszy sposób, tak, aby ich koncowa lepkosc zawierala sie w granicach od 3,7 do 7,8 mm2/s w temperaturze 100°C, wprowadza sie zestaw konwencjonal¬ nych dodatków smarnosciowych; korzystnie fosforan trójkrezylu; inhibitorów utleniania: korzyst¬ nie pochodne dwufenyloaminy lub pochodne fenoliazyny lub pochodne fenylonaftyloaminy oraz inhibitory korozji i pasywatory metali, jak: benzotriazol lub butylobenzotriazol lub chinizaryna; dodatki antypienne oraz speczniajace elastomery.Olej syntetyczny wedlug wynalazku posiada zalety polegajace na zastosowaniu podstawowego skladnika wytworzonego w jednoetapowej reakcji syntezy estryfikacji prowadzonej w atmosferze powietrza, w temperaturze od 80°C do 220°C, w czasie od 2 do 30 godz. i w obecnosci korzystnie kwasu p-toluenosulfonowegojako katalizatora — oraz mozliwosci korygowania w prosty sposób, w zaleznosci od potrzeb eksploatacyjnych, wlasnosci reologicznych, bez stosowania wiskozatorów.Wymieniony olej, przez dobranie odpowiedniego zestawu dodatków uszlachetniajacych, odznacza sie dobrymi wlasciwosciami fizykochemicznymi i uzytkowymi: termooksydacyjnymi, smarnosciowymi, przeciwzuzyciowymi, antykorozyjnymi i pasywujacymi metale, antypiennymi i speczniajacymi elastomery.Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony w przykladzie wykonania oleju syntetycznego do lotniczych silników turbinowych smiglowych i smiglowcowych, klasy lepkosciowej S mm /s w temperaturze 100°C.Do mieszaniny estrów kompleksowych stanowiacych produkt estryfikacji kwasu 1,8-okta¬ nodwukarboksylowego, 2,2-dwumetoksypropanu i 2-etyloheksanolu-l, w czasie 4 godz., w tem¬ peraturze 160°C wobec kwasu p-toluenosulfonowego; podgrzanej do temperatury 50°C, w ilosci 76,49 kg, wprowadza sie w trakcie mieszania ester prosty kwasu 1,8-oktanodwukarboksylowego i 2-etyloheksanolu-l w ilosci 20,46 kg. Po wymieszaniu obu skladników, podczas energicznego mieszania dodaje sie kolejno, do calkowitego rozpuszczenia, dodatki: fosforan trójkrezylu — 0,5 kg, tiofosforan trójfenylu — 1,0 kg, p.p'—dwuoktylodwufenyloaminy — 1,0 kg, pochodnej alkilowej fenylo-a-naftyloaminy — 0,5 kg oraz benzotriazolu — 0,05 kg. Mieszanine filtruje sie i schladza do temperatury otoczenia uzyskujac produkt finalny w ilosci okolo 100 kg.Otrzymany w ten sposób olej, zilustrowano wynikami badan podstawowych wlasciwosci fizykochemicznych, podanych w tabeli:Wlasciwosci Gestosc, d*4 Lepkosc kinetyczna w temperaturze 100°C Wskaznik lepkosci Temperaturakrzepniecia Temperaturazaplonu Zawartosc wody Pozostalosc po spopieleniu Cieplo wlasciwe, €T°P Przewodnictwo cieplne 20 Zawartosc substancji lotnych, metoda dyna¬ miczna w temperaturze 204,4°C i czasie 6,5 h.Wyniki badas 0,939 5,2mm2/s 159 -65°C 235°C 0,05% 0,01% l,89kJ/kg-K 0,149 W/m K 7,34% Olej wedlug przykladu wynalazku, jest przeznaczony do smarowania lozysk podpór turbiny i sprezarki, kól zebatych przekladni reduktora oraz innych skojarzen tracych lotniczych silników turbinowych smiglowych i smiglowcowych, do których nalezy stosowac olej klasy lepkosciowej 5 mm2/s w temperaturze 100°C i o temperaturze krzepniecia ponizej -60°C. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe 1. Olej syntetyczny do lotniczych silników turbinowych smiglowych i smiglowcowych, przedsta¬ wiajacy mieszanine estrów o budowie liniowej z zestawem znanych dodatków uszlachetniaja¬ cych, zaaiie—y tyai, ze stanowi mieszanineestrów kompleksowych kwasu 1,8-oktanodwukarbo- ksylowego, 2,2-dwumetoksypropanu i izooktanoli, korzystnie 2-etyloheksanolu-l lub 2,2-dwu- metyloheksanolu-1 lub I-szo rzedowych izoalkoholi Ce + Ci o zawierajacych podstawniki alkilowe w pozycji 2, otrzymana w jednoetapowej reakcji syntezy estryfikacji prowadzonej w atmosferze powietrza, w temperaturze od 80 do 220°C, w czasie od 2 do 30 godz. i w obecnosci kwasu p-toluenosulfonowego jako katalizatora; oraz estru prostego kwasu 1,8-oktanodwukarboksylo- wego i izooktanoli, korzystnie
2. 2. -etyloheksanolu-l lub 2,2-dwumetyloheksanolu-l lub I-szo rzedowych izoalkoholi Ce + Cio zawierajacych podstawniki alkilowe w pozycji 2, przy czym lepkosc mieszaniny zawarta w granicach od 3,7 do 7,6 mm2/s w temperaturze lOtPC,jest zalezna od udzialu w niej estru prostego, w granicach od 10 do 90% wagowych. PL