[发明专利]一种高温航空发动机润滑油

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温航空发动机润滑油。

背景技术

随着航空发动机的快速发展以及对大功率的逐步追求，需要润滑剂在苛刻环境下具有稳定的性能，这种苛刻环境包括高温、剧烈震荡等，并且这种发展趋势还在进一步加强，特别是高温环境下。上世纪80年代初，美国空军根据航空涡轮发动机的发展趋势，提出满足未来发动机工作要求的理想润滑油的基本性能指标，其中润滑油可能承受的整体润滑温度，即油箱内润滑油的最高稳定温度为260~427^oC，已经超出了酯类油所能承受的高温极限。为了满足未来航空发动机对高温润滑剂的需求，需要开发研制新型的高温润滑剂。

虽然现在已经开发出了很多种新型的高温润滑剂用于满足航空发动机对于高温润滑剂的需求，如全氟聚醚（PFPE）、聚苯醚和磷腈等，然而这些合成润滑剂自身都具有很多缺陷。例如，由于全氟聚醚具有极大的惰性使得传统的添加剂很难在其中溶解；另外，含有铝的钛合金能够催化全氟聚醚使其在高于136^oC下发生分解，这种缺陷限制了全氟聚醚做为高温润滑剂的应用。极其差的低温性能是聚苯醚的最大缺陷，另外相对差的润滑性能和昂贵的成本也限制了聚苯醚的应用。限制磷腈应用的最大缺陷是它的生产成本要比其它润滑剂高很多。因此开发新型的高温润滑剂以满足高温润滑需求还是很有必要的。

之前的研究表明离子液体（ILs）可以作为新一代的合成润滑剂，并且研究表明ILs的摩擦学性能要优于传统的润滑剂，如合成烃类化合物、合成酯以及合成氟醚等。甚至一些ILs在高温300^oC表现出优异的摩擦学性能，这表明ILs可做为潜在的高温润滑剂。然而不幸的是，离子液体虽然已经被研究了十几年，但高昂成本和冗长的合成步骤是限制其工业化的主要原因。另外，比较差的溶解性也大大限制其作为大多数润滑油添加剂基础油的应用。

最近几年，凡明锦等报道了一种新的方法用于在合成酯和多元醇酯中原位制备离子液体添加剂。这种方法显著降低了离子液体的制备过程并降低了离子液体的生产成本。然而将原位生成的离子液体做为高温润滑油的制备方法却没有人报道，并研究它们在高温300^oC的摩擦学性能。多元醇酯具有很多优异的性能，例如好的粘温指数、添加剂容易在其中溶解、容易在金属表面吸附以及比矿物油更容易降解等，因此多元醇酯被广泛的用于航空发动机油。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温航空发动机润滑油。

一种高温航空发动机润滑油，其特征在于该润滑油通过以下方法制备得到：将双三氟甲磺酰亚胺锂（简称LiTFSI）加入到多元醇酯中，在50~90^oC下搅拌至澄清。

所述多元醇酯与双三氟甲磺酰亚胺锂的摩尔比为1:0.5～1:n，其中n代表多元醇酯中羰基的个数。

所述多元醇酯为三羟甲基丙烷油酸酯（TMPTO）或季戊四醇油酸酯（PETO）。

本发明所述高温航空发动机润滑油为原位生成的离子液体，其氧化分解温度比多元醇酯的氧化分解温度高，对金属铜的腐蚀性能没有因为LiTFSI的添加而比多元醇酯增强。

本发明所述高温航空发动机润滑油在高温300℃具有优异的减摩、抗磨性能，在高温300℃的摩擦学性能要优于全氟聚醚（PFPE）。

本发明所述高温航空发动机润滑油不仅制备过程简单、环保，而且具有很高的热稳定性和很好的摩擦学特性。

附图说明

图1为实施例1和实施例2所得产物的结构表征图。其中a、b为实施例1所得产物的氢谱、碳谱，c、d为实施例2所得产物的氢谱、碳谱。

图2为TMPTO与LiTFSI分别在摩尔比为1:0、1:0.5、1:1和1:1.5时的氧化分解温度曲线（TGA），其中也给出了全氟聚醚（PFPE）的分解温度曲线。

图3为PETO与LiTFSI分别在摩尔比为1:0、1:0.5、1:1和1:1.5时的氧化分解温度曲线（TGA），其中也给出了全氟聚醚（PFPE）的分解温度曲线。