聚乙烯基础油与聚α-烯烃基础油的性能对比

0 引言 

聚α-烯烃（PAO）基础油属于API Ⅳ类基础油， 与API Ⅱ类和Ⅲ类矿物基础油相比，PAO具有更好 的低温稳定性、黏温特性，更高的热/氧化安定性和 闪点，更低的倾点和蒸发损失等。

鉴于 PAO 具有优 异的综合性能，被广泛应用于航空航天、国防军事 及运输等行业［1-4］ 。国内某研究所以乙烯为原料，通过新催化技术 直接合成了 高度支链化的聚乙烯基础油，其结构示意见图1。

高度支链化的聚乙烯基础油（简称PE基础油， 以下同）与 PAO 基础油一样，同属于合成烃基础 油，但其原料乙烯的成本与 PAO 原料 α-癸烯相比 具有明显的优势，因此，PE基础油具有较强的市场 竞争力。 

为此，对PE基础油的理化性能，黏温特性，热/氧化 安定性和摩擦学特性等进行了评价，并与进口PAO 基础油的性能进行了对比，以期探索替代进口PAO 基础油的可行性。 

1 聚乙烯基础油的性能 

为了保证比较的一致性，选择了 100 ℃运动黏 度相近的PE基础油和进口PAO基础油进行对比评 价。下面就这两种基础油的理化性能，黏温特性， 热/氧化安定性和摩擦学特性等逐一进行对比。 

1.1 理化性能 

基础油的理化性能主要包含运动黏度，黏度指 数，闪点，倾点，酸值及蒸发损失等［5-6］。PE 基础油 与PAO基础油理化性能的对比评价结果见表1。

从表1的评价中可以看到，PE基础油的黏度指 数和蒸发损失优于进口 PAO 基础油，其余理化性 能与进口PAO基础油相当。 

1.2 黏温特性 

黏温特性对润滑油的使用具有重要意义，如润 滑油的黏温特性不好，低温下黏度过大，就会启动 困难，且润滑油不易流到摩擦表面上，加快机械零 件的磨损；而在高温下黏度变小，则不易在摩擦表 面上形成适当的油膜，失去润滑作用，使机械零件 的摩擦面产生擦伤甚至胶合等。PE基础油和PAO基础油黏温特性曲线的对比见图2。

从图 2 的对比中可以看出，PE 基础油和 PAO 基础油的运动黏度随温度的变化曲线基本一致，两者具有相同的黏温特性。

1.3 热/氧化安定性 

热/氧化安定性是衡量基础油质量优劣的直接 指标，热/氧化安定性越好，基础油的质量越好。图 3 是 PE 基 础 油 和 PAO 基 础 油 的 热 失 重 曲线。

从图 3的热失重曲线对比中可以看到，PAO基 础油在300 ℃开始分解，而PE基础油在350 ℃才开 始 分 解 ；400 ℃ 时 ，PAO 基 础 油 的 剩 余 质 量 为 84.89%，而 PE 基础油的剩余质量为 90.46%，说明 了PE基础油的热安定性优于PAO基础油。在200 ℃和150 ℃的温度下分别用氧化腐蚀试 验（GJB563方法）和旋转氧弹试验（SH/T0193方法） 对比评价了 PE 基础油和 PAO 基础油的氧化安定性，结果见表2。

氧化腐蚀试验后 40 ℃运动黏度变化率越大， 基础油的氧化安定性越差；旋转氧弹试验的时间越 长，基础油的氧化安定性越好。从表2的试验结果中可以看到，PE基础油的氧 化安定性稍逊于 PAO 基础油。压力差示扫描量热 试验（PDSC）结果也得出了相同的结论，见图4。

从图 4 的压力差示扫描量热试验（PDSC）对比 中可以看到，PE 基础油的起始氧化温度（IOT）为 193.9 ℃ ，PAO 基 础 油 的 起 始 氧 化 温 度（IOT）为 201.8 ℃，PE 基础油的氧化安定性略低于 PAO 基 础油。 

1.4 摩擦学特性

摩擦学特性可以反映润滑油的抗磨损，润滑和 极压性能，用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损 试验机对PE基础油和PAO基础油的摩擦学特性进 行了对比评价。表 3是用四球摩擦磨损试验机对 PE基础油和 PAO基础油的摩擦学特性对比评价结果。 

从表3的四球试验结果中可以看到，PE基础油 的最大无卡咬负荷（润滑性能）略优于 PAO 基础 油，磨迹直径（抗磨损性能）略逊于PAO基础油。

图 5是用 SRV摩擦磨损试验机对 PE基础油和 PAO基础油的摩擦因数进行对比评价的结果。

从图5的摩擦因数对比结果中可以看到，PE基 础油和PAO基础油的摩擦因数几乎一致。通过对润滑性能，抗磨损性能和摩擦因数的对 比评价，可以认为 PE 基础油和 PAO 基础油的摩擦 学特性相当。 

综上所述，PE 基础油的理化性能，黏温特性， 热安定性和摩擦学特性与 PAO 基础油相当或略 优，氧化安定性微逊于PAO基础油。 

2 聚乙烯基础油的应用 

用 PE 基础油调配了 CKD 320 号工业齿轮油 （简称 PE 齿轮油），并参照《工业闭式齿轮油》：GB 5903—2011 标准，对 PE 齿轮油的性能进行了全面 的评价，并与进口PAO调配的CKD 320号工业齿轮 油（简称PAO齿轮油）进行对比，见表4（见下页）。 

从表 4 中可以看到，用 PE 基础油调配的 CKD 320号工业齿轮油的性能满足《工业闭式齿轮油》：GB 5903—2011标准的要求，且与进口 PAO调配的 CKD 320号工业齿轮油的性能相当。 

3 结束语 

（1）评价表明，PE 基础油的理化性能，黏温特 性，热安定性和摩擦学特性与进口 PAO 基础油相 当或略优，氧化安定性微逊于PAO基础油。

（2）应用表明，用 PE 基础油调配的 CKD 320 号工业齿轮油的性能满足《工业闭式齿轮油》：GB 5903—2011 标准的要求，并且与进口 PAO 调配的 CKD 320号工业齿轮油的性能相当。

（3）在一定程度上用 PE 基础油替代进口 PAO 基础油是可行性的，PE基础油因原料易得，成本较 低，具有良好的性价比和市场前景。

摘自：

各有关单位：

近年来，我国聚烯烃行业蓬勃发展，已经成为全球聚烯烃生产和消费大国，产能和表观消费量实现双增长。然而，我们也需要承认，我国化工行业存在着大而不强的问题。相较于一些西方发达国家，我国聚烯烃产业在产品结构上集中于中低端通用料，利润微薄；部分高端聚烯烃产品的关键技术和产品都依赖进口。总体来说，低端产能严重过剩，高端产品依赖进口，这一局面亟待突破。

近年来，外资纷纷加大在中国石油和化工领域的投资力度，沙特阿美接连宣布两项总投资逾千亿元的中沙石油化工合作项目，中海油壳牌大乙烯三期项目建设启动，埃克森美孚惠州项目与湛江巴斯夫项目加速建设。中国政府于2023年10月19日宣布了一个重大决策：全面取消制造业领域外资准入限制措施，中国制造业市场竞争加剧。

目前我国化学工业的销售额占到世界化学工业销售额的44.4%， 2022年，我国化工新材料产能超过4500万吨，产量达到3323万吨，实现产值13160亿元，化工产业体系不断完善，产业规模持续扩大，自给率显著提升。中国化工新材料发展正在进入赶超世界前沿“闯高端”的创新阶段。全球范围内，高端材料技术壁垒的竞争更趋白热化。

“十三五”以来，我国化工新材料重大关键技术取得了一系列新突破。先后攻克了茂金属聚烯烃、110千伏高压绝缘电缆专用料、光伏级乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等高端聚烯烃；目前正在攻克的有α-烯烃、POE、环状聚烯烃等。中国石化、中国石油在高性能聚烯烃领域引领行业高端发展，同时一批新材料领军企业快速成长。越来越多的高性能聚烯烃产品技术指标正在接近或达到国际先进水平。

然而，高性能聚烯烃及单体供给不足和创新能力落后，仍然是我国化工新材料发展的一大矛盾。重点突破高性能催化体系和复合聚合工艺难题，开发高碳α-烯烃、光伏胶膜及汽车工业用聚烯烃弹性体(POE)、超高压绝缘聚烯烃专用料、包装材料用茂金属聚乙烯、多组分聚丙烯(PP)釜内合金等高附加值产品，形成系列化产品，将支撑我国高性能聚烯烃产业快速发展。

我国聚烯烃产能规模已经超过7000万吨，未来将突破1亿吨产能规模，结构性产能过剩矛盾将进一步加剧。高性能聚烯烃行业正处于方兴未艾的发展初期阶段，产业发展面临多重困难和挑战，但也充满市场机遇。

针对行业内出现的新变化、新技术、新趋势和新机遇，龙朴聚烯烃将以“高端聚烯烃赋能未来关键材料发展”为主题，拟定于2024年5月15日-17日在上海召开2024年中国第十届聚烯烃大会，将邀请国内外聚烯烃产、学、研、用知名专家学者、技术领袖、企业领导、青年才俊等相聚一堂，与众多知名聚烯烃下游制品加工生产企业，智能制造机械设备企业一道，就中国聚烯烃行业的技术攻坚、行业发展、市场机会等，展开深入讨论，共同探讨适应新环境新消费新市场的发展之路。

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会议信息

一、大会名称 ：2024年第十届中国聚烯烃大会

二、大会主题 ： 高端聚烯烃赋能未来关键材料发展

三、举办地点： 上海·白金汉爵大酒店

四、举办时间 ：2024年5月15日-17日

五、主办单位 ：龙朴聚烯烃

六、承办单位 ：上海聚朴新材料科技有限公司

七、媒体支持 ：聚烯烃人   

  

八、会议议程

2024.5.15  14:00起      酒店大堂签到

2024.5.16   9: 00-17:00   全体大会

2024.5.17   9: 00-17:00   全体大会

九、收费标准

3988元/人（含参会费、资料费、会议期间用餐费，不包含酒店及差旅费）

十、参会人员

1.参会组成结构：企业 73%；高校和研究院所 17%；政府、协会和行 业组织 10%；

2.参会企业结构：国企 47%；民企 42%；外企 11%；

3.业务类型结构：生产型企业 71%；技术/产品供应商 19%；工程服务 商 10%，配套设备企业 5%； 贸易公司 3%； 咨询研究服务商 2% ；

4.参会人员结构：研发技术人员 61%；市场人员 10%；管理人员 13%； 其他 16%（其中副总及以上级别占 47%）。

十一、报名方式

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龙朴君：wenlong113818（微信）

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本期编辑 | 丰云瑶

技术顾问 | 李斌博士

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