PAO和酯类油在合成润滑剂中的应用崔敬佶1,李延摘要:PAO和酯类油是应用最广泛的合成基础油料。由于其具有粘度指数高、低温性能优异、热氧化安定性好、挥发性低等特点,因而由其配制的合成润滑油高、低温性能和粘温性能好,磨损小,能更好的节能和环保,并延长设备使用寿命,特别适用于高档车辆及在苛刻条件下使用的设备。关键词:PAO;酯类油;合成润滑油;基础油;发动机油;工业润滑油中图分类号:TE666文献标识码:Amm2/s)和高粘度PAO(100℃粘度为40～100mm2/s)两大类,由ExxonMobilChemical公司、Chevron/Philiphs公司、BP/Amoco等少数公司生产。Exxon2MobilChemical公司是唯一能生产低粘度和高粘度两大类PAO的公司。ExxonMobilChemical公司还提出一种新型超高粘度的PAOSuperSynTM,其前言20世纪30年代末,德国首先利用石蜡裂解所得的α-烯烃生产聚烯烃润滑油,50年代酯类油已被用做航空涡轮发动机油,在之后的相当长一段时间内,合成润滑油的发展比较缓慢。后来由于发动机的发展和进步,其操作条件对润滑油提出了更高的要求,以Mobil1#问世为标志,合成发动机油获得了相当大的发展,至90年代末,合成轿车机油已占该种油品总量的2.2%,尤其在欧洲,合成轿车机油的比例已达8%;与此同时,114亿L的工业润滑油需求中合成油也占了341ML(3%)。随着更严格的OEM规格,延长设备寿命,延长换油期等需求的增长,合成润滑油正以4%～5%的年增长率迅速增加。在全世界所需合成润滑油之基础油中,聚α-烯烃(PAO)和酯类油就占了约60%～70%。虽然越来越多的Ⅱ类及Ⅲ类矿物基础油的生产和应用在某些油品中部分取代了PAO,但由于PAO优异的高、低温性能及低挥发性等特点,可以说PAO在许多油品中目前仍是无可取代的。1PAO1.1PAO的生产及结构图1PAO的结构PAO的规整结构赋予了它许多有别于矿物油的卓越性质。图2是PAO与相同粘度的Ⅲ类基础油的对比图。1.2PAO的卓越性能1.2.1粘度指数高及优异的低温性能低粘度PAO与相同粘度Ⅲ类基础油的性质对比见表1。聚生成的C=α-葵烯经催化齐聚并经加氢饱和生10收稿日期:2003-05-26。作者简介:崔敬佶(1939-),男,1964年毕业于北京大学化学系,长期在石油化工科学研究院从事润滑油添加剂的研究开发工作曾获中国石油化工总公司科技进步二等奖,现被聘为北京创新思维科技发展有限公司(埃克森美孚化学公司中国总代理)的技术顾问。产的。由于其原料α-葵烯的纯度高,催化剂活性及选择性高,工艺条件控制严格,故PAO产品的性能远比用不同油含量的蜡经裂解、分馏再聚合所得到的聚烯烃的质量好得多。主要表现在其粘度指数、低温性能及热氧化安定性等方面有显著不同。8润滑油2004年第19卷是倾点及闪点,都大大逊于PAO,见表2。表1PAO与相同粘度Ⅲ类基础油的性质对比4mm2/s6mm2/s8mm2/s项目PAOⅢ类油PAOⅢ类油PAOⅢ类油100℃粘度/mm2·s-1粘度指数倾点/℃动力粘度/mPa·s-30℃-40℃4.61131<-664.62129-245.92139-546.00133-217.86138-487.76129-21100034001700151000226065004000冻结4800162008760冻结表2高粘度PAO与PIB的对比项目PAO40PIB30PAO100PIB110PIB50图2PAO与Ⅲ类油的对比运动粘度/mm2·s-1100℃40℃粘度指数倾点/℃闪点/℃39396147-362813160475-35>1411001240170-31283112355098-13>19050114087-23>150表1数据说明,除粘度指数大于Ⅲ类基础油外,PAO的突出特点是倾点低,低温流动性大大优于Ⅲ类基础油。在0W发动机油、75W齿轮油、ATF、低温液压油及其它对低温粘度要求高的油品中PAO的地位是无可取代的。在高粘度油品领域中,目前尚无合适的Ⅱ及Ⅲ类基础油;而聚异丁烯(PIB),无论是粘度指数,还新型的PAO及SuperSyn在粘度指数和倾点等方面的优越性更加突出,见图3及图4。图3PAO及SuperSyn的粘度指数与典型矿物油及PIB的对比图4PAO及SuperSyn的倾点与典型矿物油及PIB的对比©1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第1期崔敬佶等.PAO和酯类油在合成润滑剂中的应用91.2.2极好的热氧化安定性众所周知,PAO的稳定性好,虽然其本身的氧化安定性并不特别高,但它对抗氧剂的感受性特别好,加入少量抗氧剂,特别是胺类抗氧剂时,PAO表现出了优异的抗氧化安定性。表3为PAO与矿...