CN106978240B - 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

一种PAO4基础油及用于喷气发动机的润滑油
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 (3)

1.一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于：由质量百分比含量为85％的PAO4和质量百分比含量为12％的癸二酸二异辛酯于室温混合均匀后，加入质量百分比含量为3％的抗氧化剂1010搅拌至无明显悬浮物为止，冷却包装待用；
其中，PAO4的合成方法为：将1400g纯度为99％的1-癸烯投入聚合釜内，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。
2.一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于：由质量百分比含量为85％的PAO4和质量百分比含量为10％的癸二酸二异辛酯于室温混合均匀后，加入质量百分比含量为1％的抗氧化剂1010和4％的PEG400搅拌至无明显悬浮物为止，冷却包装待用；
其中，PAO4的合成方法为：将1600g纯度为99％的1-癸烯投入聚合釜内，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。
3.一种用于喷气发动机的润滑油,其特征在于：由质量百分比含量为90％的PAO基础油和质量百分比含量为5％的癸二酸二异辛酯于室温混合均匀后，加入质量百分比含量为5％的抗氧化剂1010搅拌至无明显悬浮物为止，冷却包装待用；其中，PAO基础油的合成：将1200g纯度为99％的1-癸烯投入聚合釜内，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。
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