聚内烯烃的特性及使用性能

油商2004年12月.PETROLEUM PRODUCTS APPLICATION RESEARCH第22卷第6期_聚内烯烃的特性及使用性能许保权黄斌华(中国石化润滑油茂名分公司,茂名525011)摘要与矿物油相比. 聚a -烯烃( PAO)以其粘温性好倾点低、粘度指数高高温抗氧化性优等特点广泛被人们接受,但是由于其价格不菲而制约了推广。聚内烯烃( PIO)既保持了PAO的基本性能,又价格低廉,将作为PAO的替代或补充而具有广泛的应用价值。关键词:聚内爝烃聚a-烯烃 应用前言以PI0在高档润滑油市场将具有无可比拟的优越聚内烯烃(PIO)有些类似于聚a-烯烃性。目前PI0已在空气压缩机油、发动机油等领(PAO),这种烃由链烯烃齐聚而成。两者的区别域得到应用,并具有良好的发展前景。在于PI0由裂解的石蜡烃基(内烯烃)原料制成;1 PIO的一般理化性能而PAO则是由a-烯烃在催化剂作用下聚合形成1.1 PIO 与PAO的典型齐聚形状的低分子量齐聚物，是比较规则的长链烷烃。a-PIO和PA0的生产装置看上去很相似,由于烯烃可通过蜡裂解法,由石蜡与过热蒸汽在5409C内烯烃更难于齐聚,其产品的粘度指数比等粘度左右.0.2~0.4MPa下裂解而得,也可由乙烯齐聚PAO的粘度指数低10~20个单位。PAO与PI0制得。的结构式见图1。由于PIO具有PAO的基本特性,且原料来源.2PIO与PAO、矿物油理化特性比较丰富，使PIO的价格比PAO便宜15% ~20% ,所PI0与PAO、矿物油理化特性比较见表1。链烷烃型环烧烃型PAO结构式(链烷烃型)P10结构式图1 PAO 与PIO的结构式从表1的理化特性比较看,与API H类矿物比PAO仍具有一定的优势。油相比,PI0的粘度指数和CCS稍差,但倾点特别(2)氧化安定性测定低;与PAO比, PIO的倾点高10 ~20C。PI0与PAO、矿物油的氧化安定性测定分别按IP1.3 PIO 与PAO、矿物油模拟试验比较306/94和IP 48/89方法进行,结果见表3、表4。(1)一般模拟试验PIO与PAO矿物油的一般模拟试验比较见表 2。收稿日期:2004- 06- -04在一般模拟试验中, PIO比PAO、矿物油在成作者简介:许保权,硕士研究生,高级工程师,中国石化焦板试验中具有明显的优势;而在四球试验、生物润滑油茂名分公司经理。长期从事润滑油产品的研制、降解性、橡胶相溶性等试验中, PI0比矿物油差,但开发和基础油研究工作。第6期许保权等.聚内烯烃的特性及使用性能11表1 PIO 与PAO、矿物油理化特性比较项目PI04PAO4XHVI4PI06PA06PI08PAO8运动粘度/ mm2.9-140C20. 1216.68 .16. 4631.4530.8950.6146.3100C4. 2843. 843.975. 8495.988.0117.74粘度指数12112414413214312936CCS/ mPa●s- 25C68047016403720- 30C1 28527106450蒸发损失/ g.100g -13. 3611.89. 194.693.1倾点/C-48-18-45-S7溴值/mg Br●100g-'<10012氧化安定性( 150C )/ min15热稳定性/C2722781292闪点(开口)/C22021323040_235表2 PIO 与PAO、矿物油理化性能和模拟试验比较表3按IP306/94 方法测定氧化安定性I0PAOXHVI挥发性酸/总油泥，溶解性酸/总氧化物，铜片腐蚀(3h,130C)/级la1mg KOH.g-1 % mg KOH:g°’__ %纯油防锈性(24h,60C )失效失PIO0.30.73249. 10抗乳化(54C )/mL40/40/0 40/40/0 39/36/50.572.0210. 74空气释放性(50C )/s<60<1130.29 0. 54.23.618.21成焦板(22h,315C )/mg2080.838. 1纯油+0.5% L115四球试验(392N,25C )/mmPI0.010.460.62(净油)3.984.043.380.38.0.50(净油+0. 1% ZDTP)0.880.950.790.40.390.53生物降解性(70h) ,%22.019.834.0纯油+0. 5% L57无油泥0.090.03橡胶相溶性,%无油泥0. 110.04ACM( 150%)-1.18 - I.31-1.01无油泥0.060.02VMQ( 150C)2.512.00.1.84NBR丁腈胶( 125C)-3.02-2.72按IP 306/94测定的氧化安定性结果显示,加FKM(75C)0.11人L57抗氧剂后, PIO的抗氧化性比矿物油好,与ACM( 150C )-1.09-1.48-1.0PAO相差不大。4.904.173.82-3.733.63按IP 48/89方法测定氧化安定性结果显示，-0.020.06 .0.20PIO的抗氧化性比矿物油优,稍差于PAO。ACM(150C)0-2(3 )水解安定性试验(硬度变化)(硬度变化)(硬度变化)水解安定性试验采用ASTMD2619“酒瓶检5验”方法进行,结果见表5。水解安定性试验结果3.1显示,PIO的水解安定性比矿物油优,稍差于PAO。表4按IP48/89方法测定氧化安定性运动粘度(40C )/mm2●s-1康氏残炭，%氧化前氧化后.试验前后粘度比氧化后30.53104. 653.43<0.010.4529.69115.233.880.722A030.36107. 803.590.16纯油+0.5%LIIS33. 1539.831.200.1229. 4439.441.34.29. 6030.641.04纯油+0.5% L.5730. 64.93.043.050.4828. 9895.603.300.7031.29.94.00 .3.000.1912石油商技2004年第22 卷表5水解安定性试验结果油的酸性/mgKOH.g水的酸性/镧样本运动粘度变化/油泥量项目试验前试验后酸性变化mgKOH质量改变/mg外观(75g试验油),%I00.010.19+0.18<0.01-0.3.不变+0.43XHVI.020. 17+0. 15-0.3+1.68_PAC0.020.10.+0.08<0.01.-0.2+0.05(4)热稳定性试验是矿物油天然的热稳定性比较好。热稳定性试验按程序B( Cinncinati Milacron 2 PIO 与PAO、矿物油的使用性能比较ASTM D2070)方法进行,试验条件为72h,(101士2.1 台架试验1)9C ,金属棒材质为钢和铜,结果见表6。用PA0、PI0调制API SJ/CF发动机油的台架从表6可知，在未添加添加剂的情况下，PI0、试验支持数据( Sasol ltaly S. p. A意大利沙索石油PAO的热稳定性相当,但均比矿物油差。这主要公司)见表7。表6热稳定性试验结果运动粘度变化(40心)/mm2●8-1试验后中和值/钢铜评价加速沉淀评价试验前试验后变化mg KOH.g-无沉淀、变色,无变化无沉淀玻璃器皿无附着30.5332.74+2.210.08无沉淀,玻璃器皿无附着31.38+1.69PAO30. 0632.36+2.300.13表7用 PAO、PIO调制API SJ/CF发动机油台架试验数据项目.API SJ/CF指标PAOPIOAPI SI/CF指标PAOSEA粘度等级5W/405w/40最 大凸轮擦损/μm≤643欧共体( EEC)油品代号15718E17498K油耗,%≤5.12.4 1.32Paranox 5510,%13.0程序VE试验Paranox 8002,%11.0发动机平均评分/分≥9.09.49.47基础油比例,%76.0 75.0( P106)摇杆臂覆盖油泥/mg≥7.09.14(PA06) 1.0( PI04)活塞裙部漆膜/分≥6.57.86.66运动粘度( 10C)/m2.s-1 12.5~16.3 14.214. 86发动机漆膜平均评分/分≥5.07.05.8CCS( -25C)/mPa.s .350029203350压缩环粘结无蒸发损失,%89.2油环堵塞,%≤20.00.0泡沫性/mL平均凸轮擦损/μm≤13057.524C10/00/)/0最大凸轮擦损/μm≤38093.5C50/00/0程序ID试验后24C锈蚀平均评分/分≥8.58.58.61高温抗泡200/50挺杆粘结数程序ME试验Cat 1M-PC试验粘度增长达375%时间/min≥647681顶环槽积炭填充体积,%≤70144S64h粘度增长,%9加权总评分/分≤24015≥8.99.25活塞侧环间隙损失/ mm≥0. 005.0环粘结/分≥3.58.18.24活塞环/衬垫损坏发动机油泥/分≥9.29.9. 62CRCL-38试验2(无油剩)轴瓦失重/mg≤4020.4 14.0挺杆粘结9.69.7≤30粘度变化/mm2 .s-1 .12.513. 214.0API 5W/40 SJ/CF支持数据显示,用PIO和面,PI0 优势明显,其他指标与PA0相当;低温油PAO均能调制满足API指标要求的发动机油，但泥程序VE试验表明,PI0形成低温油泥的可能性用PI0基础油调制的API5W/40SJ/CF发动机油比PAO小;锈蚀试验程序ID结果显示,PIO与的CCS、蒸发损失等数据比PAO稍大,基本相当; PAO 性能相当;高温清净性和抗磨性试验Cat 1M高温氧化程序ME试验表明,在64h粘度增长方- PC的结果表明,PIO比PAO稍差,但完全可以满第6期许保权等.聚内烯烃的特性及使用性能13足性能要求;轴瓦腐蚀试验CRC L - 38结果表明，表8奔驰229.1型发动机进行行车试验结果PIO优于PAO。项目奔驰229.1指标PAOPIO2.2行车试验MB MIISL试验发动机平均评分/分8. 63/8.748.688.8选用奔驰229.1型发动机进行行车试验的实平均白车轮擦损/μm≤5.0测数据( Sasol laly s. p. A意大利沙索石油公司)见MB OM 602A试验环粘结报告平均凸轮擦损/μm≤303.511.2平均汽缸磨损μm≤12.06.2奔驰229.1型发动机行车试验结果表明,PI0平均汽缸光泽,%8.0在汽缸光泽、粘度增长等方面大大优于PAO,其他活塞清洁性/分≥2030.8 31.5数据基本接近。无9.6发动机评分/分≥8.89.52.3 PIO 在空气压缩机油中的应用:40C粘度增长,%≤9021.412.9用PI0作基础油,调制了复盛46DAJ压缩机总油耗/kg≤10.04.9油,并与用API皿类基础油调制的长城32DAH压参考文献缩机油进行比较。1刑子文.螺杆压缩机.249 -283结果显示:长城32DAH压缩机油可使用2 [美]Paul C. Hanlon.压缩机手册.243 ~ 249 ,299 ~ 3093000h,而用PIO调制的复盛32DAJ可满足8 000h3徐金龙GTL润滑油基础油工艺技术进展、优势及影响.润滑油,2004,19(2):6-10的运行需要。Characteristic and Performances ofHydrogenated Poly Internal Olefins ( PIO)Xu Baoquan Huang Binhua( SINOPEC Lubricant Company Maoming Branch, Maoming 525011)Abstract Comparing with mineral oil, Poly - Alpha - Olefins (PAO) offer a lot of advantagesincluding better viscosity - temperature coefficient, lower pour point, higher viscosity index, excellent heat anti- oxidation etc and are thus widely recognized. However their applications are restricted by higher prices. Poly-intemal - olefins ( PIO) , while keeping the same performances like that of PAO, is available in lower pricesand can be used as substitute or supplement of PAO, showing great values in wide applications.Key Words: PIO, PAO, application简讯》昆仑纳米新元素润滑油即将上市由中国石油润滑油研究开发中心和中科院共同研制开发,由中国石油实施产业化应用的“新元素”系列润滑油即将上市。据介绍,昆仑此次推出的“新元素"系列润滑油采用了有机-无机复合纳米铜添加剂。这- -历时10年才研制成功的“纳米润滑油节能抗磨添加剂”不仅解决了纳米材料在润滑油中的长期稳定分散难题,还通过有机大分子对纳米铜颗粒的处理,解决了添加剂的油溶性问题,同时拥有自主知识产权。据了解,在常规状态下,纳米铜颗粒在润滑油中稳定存在,但在摩擦过程中的高温高压条件下,纳米铜颗粒会在摩擦表面产生沉积渗透等-系列物理化学变化,修复摩擦表面的凹处和细微裂纹,并形成高强度的合金保护膜,从而大大降低磨损。据介绍,有机-无机复合纳米铜添加剂具有“节能、抗磨、抗氧化"功能,实验鉴定及行车试验显示,这种大小为2 ~7nm的有机-无机复合铜颗粒可以平均降低磨损20%~50%。在SJ级汽油机油中加人0.1%的纳米铜润滑油节能抗磨添加剂后,摩擦系数可降低30% ,磨损可降低34% ,燃油经济性提高5% ,平均油耗可降低1. 44% ~3. 9%。(钱伯章)