[发明专利]一种多烷基环戊烷润滑油组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多烷基环戊烷润滑油组合物，以润滑油组合物总重为基准，该组合物所含组分及各组分的质量百分含量为基础油92‑99.8%、添加剂0.2‑8%；基础油为正癸基环戊烷、正十二烷基环戊烷以及2‑辛基‑十二烷基环戊烷中的一种或多种；添加剂为环戊烷四羧酸酯，由环戊烷四羧酸和醇在催化剂存在下于120‑140℃反应2‑4h，然后经过洗涤、蒸馏制得。本发明还公开了该组合物的制备方法。本发明所述组合物具有优异的承载能力、润滑性能、高低温性能，适用于空间机械苛刻条件（高速、高低温、高真空等）下的液体润滑。

技术领域

本发明涉及一种多烷基环戊烷润滑油组合物及其制备方法，该多烷基环戊烷润滑油组合物可用于空间机械苛刻条件下的润滑。

背景技术

多烷基环戊烷(MACs)具有低的挥发性、高的热稳定性和化学稳定性，广泛应用于空间机械的润滑。MACs的核心五元环使这类化合物具有高的热稳定性和化学稳定性。但是，由于此类化合物属于非极性化合物，对基底的吸附力较弱，摩擦过程中边界润滑膜容易被破坏，因此其极压性能相对比较弱。未来我国将重点发展长寿命应用卫星、载人航天和深空探测，航天器集成度提高、敏感部件及活动部件增多、设计寿命增长。必然对润滑油的综合性能要求日益苛刻。为了满足特殊工况条件下应用的要求，加入适当的抗磨添加剂，将有利于改善MACs摩擦学性能。

模拟空间环境实验证明，传统添加剂如磷酸三甲酚酯和环烷酸铅能显著提高MACs的耐磨性。但铅添加剂有毒，磷酸三甲酚酯与多烷基环戊烷相容性不好，放置后会分层。因此，研制与MACs结构相似的新型添加剂无疑是改善其摩擦学性能的最佳选择。

发明内容

本发明旨在提供可在高低温、大负荷条件下使用的多烷基环戊烷润滑油组合物及其制备方法。

一种多烷基环戊烷润滑油组合物，其特征在于以润滑油组合物总重为基准，该组合物所含组分及各组分的质量百分含量为基础油92-99.8%、添加剂0.2-8%；所述基础油为正癸基环戊烷、正十二烷基环戊烷以及2-辛基-十二烷基环戊烷中的一种或多种；所述添加剂为环戊烷四羧酸酯，由环戊烷四羧酸和醇在催化剂存在下于120-140℃反应2-4h，然后经过洗涤、蒸馏制得。

所述正癸基环戊烷的取代基的个数为4；所述正十二烷基环戊烷的取代基的个数为3；所述2-辛基-十二烷基环戊烷的取代基的个数为3。

所述环戊烷四羧酸酯为环戊烷四羧酸格尔伯特酯。

所述环戊烷四羧酸格尔伯特酯选自环戊烷四羧酸2-丁基辛基酯、环戊烷四羧酸2-己基癸基酯或环戊烷四羧酸2-辛基十二烷基酯。

所述醇与环戊烷四羧酸的摩尔比为5:1；所述催化剂为[ HSO₃-pmim ] HSO₄ (pmim代表丙基甲基咪唑)，用量为醇和环戊烷四羧酸总重的1-10 wt%。

如上所述多烷基环戊烷润滑油组合物的制备方法，其特征在于将质量百分含量92-99.8%的基础油和0.2-8.0%的环戊烷四羧酸酯于反应釜中在常压、20-60℃搅拌10-60min，制成多烷基环戊烷润滑油组合物。

多烷基环戊烷润滑油组合物为无色或黄色液体，20℃密度0.8-0.9 g/cm³，40℃运动粘度50-120 cSt，粘度指数130，倾点-20℃，闪点260℃，挥发损失 (wt%，204℃,6.5h,N₂ 2L/min) 0.1%，25℃饱和蒸汽压1×10^-8 Torr。

本发明所述润滑油组合物，基础油和添加剂结构相似，有良好的相容性。组合物有极宽的液态温度范围和极低的挥发损失，具有优异的润滑性能和高低温性能，适用于多种摩擦副的润滑，如钢/钢、陶瓷/钢等，该润滑油组合物可用于空间机械苛刻条件（高速、高低温、高真空等）下的液体润滑。