飞机防护润滑脂的研制

方春梅，李茂森，刘显秋，段庆华

（中国石化石油化工科学研究院，北京100083）

飞机无论在机场停放还是在飞行过程中，都要经受潮湿、雨淋、风吹、曝晒和高低温环境的考验。飞机防护润滑脂主要用于飞机操纵系统的钢索、活塞杆表面、机身结合处、各安装点以及没有保护层的金属表面以防止腐蚀。

由于目前没有专门用于防护飞机等航空器的润滑脂产品，因此在实际应用中，我国常用3号舰用润滑脂［1］作为飞机等航空器的防护润滑脂。现有技术中，3号舰用润滑脂采用脂肪酸铝皂稠化高黏度渣油并添加大量沥青制成，具有良好的抗水性和黏附性，主要用于船舶推进器主轴和与海水接触的金属表面的防护。3号舰用润滑脂的黏附性和防水性虽然好，但低温性能差，10℃相似黏度为1 900Pa·s，并且其防腐蚀性为2级。由于飞机等航空器经常处于高空环境下，用于防护飞机等航空器的润滑脂除了需要具有好的抗水性和黏附性外，还应具有十分优良的低温性能。3号舰用润滑脂不能完全满足飞机等航空器在各种外场环境下的防护要求，因此有必要研制一种综合性能优良的飞机防护润滑脂。本课题以聚α烯烃油（PAO）为基础油，选用硬脂酸铝为稠化剂，采用适当的炼制工艺制成基础脂，在一定条件下加入合适的增黏剂，研制一种飞机防护润滑脂，以满足飞机等航空器在外场环境下的防护要求。

1 飞机防护润滑脂的制备

1.1 基础油的确定

基础油在润滑脂中占有较大比例，其性质决定了润滑脂的特性。基础油黏度的大小决定了润滑脂皂量的高低，对于牌号相同的润滑脂，基础油黏度越大，皂量越高，黏附性越好。由于飞机防护润滑脂的使用场合多为户外高空环境，为了更好地起到润滑和密封作用，应选用黏度较大的基础油，并且应具有好的高、低温性能，因此选用PAO为基础油。PAO的主要理化性质见表1。

表1 基础油PAO的主要理化性质

1.2 稠化剂的筛选

稠化剂在润滑脂中具有重要的作用，其用量仅次于基础油，在润滑脂中的作用不容忽视。稠化剂种类和用量是根据润滑脂的使用场所和润滑脂的标准确定的，不同稠化剂对润滑脂性能的影响也不同。

飞机防护润滑脂对黏附性能和抗水性能的要求很高，因此选用铝基润滑脂［2］作为基础脂。铝基润滑脂的特点如下：①具有高度的耐水性，本身不含水也不溶于水，可以用于与水接触的部位；②具有良好的触变性，易黏附于金属表面；③铝皂对基础油氧化的催化作用小，故该类型脂的氧化安定性较好。考虑以上因素，选用硬脂酸铝作为稠化剂。

1.3 制脂工艺考察

在基础油PAO与稠化剂硬脂酸铝配料比相同的情况下，考察制脂过程中最高炼制温度［3］、冷油占基础油的比例以及冷却方式对润滑脂滴点的影响，结果见表2。从表2可以看出，当采用不加入冷油、静放冷却的方式时，将制脂过程中的最高炼制温度从110℃升高至185℃，润滑脂的1/4锥入度值（0.1mm）均在51左右，无明显变化，即润滑脂的稠度不受影响，然而润滑脂的滴点明显增加，从115℃升高至170℃，润滑脂的胶体安定性明显增强，说明提高最高炼制温度有利于提高润滑脂的滴点。

表2 制脂工艺对润滑脂滴点的影响

当制脂过程中最高炼制温度为185℃、采用静放冷却的方式时，加入冷油前后润滑脂的1/4锥入度值（0.1mm）均为51，说明加入冷油不影响润滑脂的稠度；但加入冷油且冷油与底油质量比为1∶2时，润滑脂的滴点明显提高，从170℃升高至180℃，并且基础油分两次加入，符合常规制脂工艺，使之易于工业化。

当制脂过程中最高炼制温度为185℃、冷油与底油质量比为1∶2时，采用静放和搅拌两种不同的冷却方式得到的润滑脂的稠度不同，1/4锥入度值（0.1mm）分别为51和68，但滴点无明显差异。这是因为搅拌冷却破坏了润滑脂胶体网状结构的形成，使润滑脂明显变软，故应采用静放冷却的方式。

综上所述，飞机防护润滑脂的最佳制备条件为：最高炼制温度为185℃；基础油分两次加入，冷油与底油质量比为1∶2；采用静放冷却的方式。

1.4 增黏剂的选择

飞机防护润滑脂对黏附性的要求很高，为了防止润滑脂在润滑表面脱落，仅仅靠润滑脂本身的黏性满足不了对黏附性的要求，必须加入一定量的增黏剂来提高其黏附性能［4－6］。选用两种增黏剂N1和N2，分别考察润滑脂的抗水喷雾性和低温性能。

在基础油PAO和稠化剂硬脂酸铝配料比相同、最高炼制温度为185℃、冷油与底油质量比为1∶2、静放冷却方式的制脂工艺条件下，考察不同增黏剂及其用量对飞机防护润滑脂的抗水喷雾性和低温性能的影响，结果见表3。从表3可以看出：增黏剂N1的加入使润滑脂稠度明显变小，滴点略微增加，抗水喷雾性能明显改善，当增黏剂N1的加入量为50%时，抗水喷雾性达到1.76%；增黏剂N2的加入对润滑脂的稠度无明显影响，滴点明显增加，当增黏剂N2的加入量为30%时，抗水喷雾性达到1.01%，而且低温性能好，0℃相似黏度为490Pa·s，且单独使用增黏剂N2时润滑脂为白色，便于使用；当增黏剂N1和N2混合使用时，润滑脂相似黏度大幅增加，抗水喷雾性亦不如两种增黏剂单独使用时效果好。综合上述结果，选用N2为增黏剂。

表3 增黏剂N1和N2对润滑脂的抗水喷雾性和低温性能的影响

2 飞机防护润滑脂综合性能评价

在基础油PAO、稠化剂硬脂酸铝及增黏剂配料比相同、最高炼制温度为185℃、冷油与底油质量比为1∶2、静放冷却方式的制脂工艺条件下，制备了两批飞机防护润滑脂放大样品，即样品11和样品12，对其进行综合性能评价，并与3号舰用润滑脂进行对比，结果见表4。从表4可以看出，两批放大样品的理化性质基本一致，说明该制脂工艺稳定，重复性好，易于工业化；放大样品的抗水喷雾性与3号舰用润滑脂相当，而防腐蚀性能和低温性能明显优于3号舰用润滑脂，质量指标完全符合国家军用标准GJB 2095—1994的要求，可以满足飞机在各种外场环境下的防护要求。

表4 飞机防护润滑脂放大样品性能

3 结 论

以聚α烯烃油为基础油、硬脂酸铝为稠化剂，并加入一定量的增黏剂，在最高炼制温度为185℃、冷油与底油质量比为1∶2、静放冷却方式的工艺条件下制备出飞机防护润滑脂，该产品的抗水性和黏附性与3号舰用润滑脂相当，其低温性能明显优于3号舰用润滑脂，各项质量指标均达到了国家军用标准GJB 2095—1994的要求，能够满足飞机在各种外场环境下的防护要求。

［1］曹艳丽.舰用润滑脂的研制及应用［J］.天然气与石油，2010，28（6）：42－45

［2］颜志光.润滑脂材料与润滑技术［M］.北京：中国石化出版社，2000：193－211

［3］朱延彬.润滑脂技术大全［M］.北京：中国石化出版社，2005：595－598

［4］郭永刚.防潮润滑脂的研制［J］.天然气与石油，2010，28（1）：20－23

［5］张良志.石油沥青对铝基润滑脂黏附性的作用［J］.合成润滑材料，1989，6（1）：5－10

［6］杨建军.乙丙共聚物在润滑脂生产中的应用［J］.润滑与密封，2006，175（3）：192－193