[发明专利]一种新型航空基础油

说明书

技术领域

本发明涉及航空润滑油领域，具体涉及一种新型航空基础油。

背景技术

二次大战结束以来，随着材料科学和航空技术的发展，军用战斗机依次走过了第一、第二和第三代的发展历程，到八十年代进入了第四代的研制。1981年，美国空军的“先进战术战斗机”发展计划的提出，标志着第四代战斗机研制的开始。第四代战斗机的显著特点之一，就是具有超音速巡航能力和高度的机动性。这些没有高性能的发动机是不可能达到的。对于低涵道比的军用飞机发动机，高的推力和低的油耗的获得，只有靠提高热效率，即采用更高的涡轮前温度才能实现，涡轮前最高温度达1900K以上。而涡轮前温度的提高，必然使得润滑该部位轴承的润滑油承受到更大的热负荷，要求采用高温性能更加良好的润滑油，能够满足220℃下的长期润滑。

国际上空军现役飞机使用较多的是100℃的运动粘度为3cSt的合成航空润滑油，其中最具有典型的规范是美军标MIL-PRF-7808。满足该规范的润滑油之所以得到世界各国战斗机的广泛应用，是因为它们满足了MIL-HDBK-310所规定的最低工作温度为-54℃的极地飞行条件，即能够保证在-54℃环境下的安全润滑。该规范于1955年发布，允许的工作温度范围为-54℃～175℃，当时的基础油为双酯。几十年来，经过不断地修订，到1982年5月发布的MIL-PRF-7808J中，为了提高高温性能(200℃的氧化腐蚀试验时间由48小时延长到96小时)，把基础油由双酯改为多元醇酯；同时还不得不对低温性能作出了牺牲(把-54℃的粘度从13000cSt放大到17000cSt)。虽然7808规范经过了这些改进，但离第四代战斗机发动机的要求还相差甚远。因此，美国空军于1984年提出了4厘斯油的研制计划，并于1997年正式颁布新的MIL-PRF-7808L规范。

与原来的3厘斯油相比，4厘斯油在100℃和-51℃的运动粘度分别从不小于3cSt和不大于17000cSt放大到不小于4cSt和不大于20000cSt，即低温性能方面有所放弃；但高温性能方面增加了48小时220℃下氧化腐蚀试验的要求，沉积评级也由不小于1.5级提高到0.5级，大大地提高了对润滑油耐高温能力的要求。

符合MIL-L-7808K规范的4厘斯油是以其在100℃粘度不小于4.0mm²/s而命名的，由于采用了具有分散性能的能够经受更高温度的高效抗氧剂，能够满足在220℃下长期使用，使用温度范围为-51℃～220℃，目前，国内满足军用飞机发动机使用的主滑油主要有：符合MIL-PRF-7808或GJB135规范的4109合成航空润滑油，符合MIL-PRF-23699或GJB1263规范的4050、4106和925合成航空润滑油，符合ТУ38.1011299-90或GJB5097规范的928航空润滑油。他们的最高主体使用温度在175～200℃之间，短期工作温度最高不超过200℃，一般要求在175℃以下工作，均不能满足220℃下长期工作的要求。

我国目前没有与国外4厘斯油相类似的产品，制约了航空发动机技术的发展。急需研制国产4厘斯油。4厘斯油研究的最困难之处在于高温抗氧化性能能否通过220℃氧化试验要求。这需要两个方面来保证：一是采用分子结构更加稳定的酯类基础油；二是添加高效的高温抗氧剂。根据相关资料显示，美国产4厘斯油为酯类合成油，由于酯类油对氧化产物的良好溶解性，从而决定了4厘斯合成酯类油的优异高温性能。根据我们选用聚α烯烃作为基础油的实验研究表明，一方面聚α烯烃在低温时对抗氧剂的溶解性不好，易析出，同时对高温氧化产物的溶解性也远不如酯类油优异，因此本研究选用纯酯类合成油作为基础油，另外同时考虑聚α烯烃和酯类油混合作为基础油。

四厘斯润滑油在拥有优良润滑性能的同时，十分注重高温性能，稳定性高；同时低温性能也要十分出色，低温粘度较小，低温泵送性与启动性能要好。这就对其基础油提出了极高要求，现有市售基础油无法满足，需进行合成筛选。

发明内容

本发明的是为解决上述现有技术航空基础油高温性能和稳定性不够高，低温性能差，低温粘度较小，低温泵送性与启动性能不好等问题，提供一种高温性能好，稳定性高；同时低温性能也十分出色，低温粘度较小，低温泵送性与启动性能要好的新型航空基础油。