油商2004年12月.PETROLEUM PRODUCTS APPLICATION RESEARCH第22卷第6期_聚內(nèi)烯烴的特性及使用性能許保權黃斌華(中國石化潤滑油茂名分公司,茂名525011)摘要與礦物油相比. 聚a -烯烴( PAO)以其粘溫性好傾點低、粘度指數(shù)高高溫抗氧化性優(yōu)等特點廣泛被人們接受,但是由于其價格不菲而制約了推廣。聚內(nèi)烯烴( PIO)既保持了PAO的基本性能,又價格低廉,將作為PAO的替代或補充而具有廣泛的應用價值。關鍵詞:聚內(nèi)爝烴聚a-烯烴 應用前言以PI0在高檔潤滑油市場將具有無可比擬的優(yōu)越聚內(nèi)烯烴(PIO)有些類似于聚a-烯烴性。目前PI0已在空氣壓縮機油、發(fā)動機油等領(PAO),這種烴由鏈烯烴齊聚而成。兩者的區(qū)別域得到應用,并具有良好的發(fā)展前景。在于PI0由裂解的石蠟烴基(內(nèi)烯烴)原料制成;1 PIO的一般理化性能而PAO則是由a-烯烴在催化劑作用下聚合形成1.1 PIO 與PAO的典型齊聚形狀的低分子量齊聚物，是比較規(guī)則的長鏈烷烴。a-PIO和PA0的生產(chǎn)裝置看上去很相似,由于烯烴可通過蠟裂解法,由石蠟與過熱蒸汽在5409C內(nèi)烯烴更難于齊聚,其產(chǎn)品的粘度指數(shù)比等粘度左右.0.2~0.4MPa下裂解而得,也可由乙烯齊聚PAO的粘度指數(shù)低10~20個單位。PAO與PI0制得。的結構式見圖1。由于PIO具有PAO的基本特性,且原料來源.2PIO與PAO、礦物油理化特性比較豐富，使PIO的價格比PAO便宜15% ~20% ,所PI0與PAO、礦物油理化特性比較見表1。鏈烷烴型環(huán)燒烴型PAO結構式(鏈烷烴型)P10結構式圖1 PAO 與PIO的結構式從表1的理化特性比較看,與API H類礦物比PAO仍具有一定的優(yōu)勢。油相比,PI0的粘度指數(shù)和CCS稍差,但傾點特別(2)氧化安定性測定低;與PAO比, PIO的傾點高10 ~20C。PI0與PAO、礦物油的氧化安定性測定分別按IP1.3 PIO 與PAO、礦物油模擬試驗比較306/94和IP 48/89方法進行,結果見表3、表4。(1)一般模擬試驗PIO與PAO礦物油的一般模擬試驗比較見表 2。收稿日期:2004- 06- -04在一般模擬試驗中, PIO比PAO、礦物油在成作者簡介:許保權,碩士研究生,高級工程師,中國石化焦板試驗中具有明顯的優(yōu)勢;而在四球試驗、生物潤滑油茂名分公司經(jīng)理。長期從事潤滑油產(chǎn)品的研制、降解性、橡膠相溶性等試驗中, PI0比礦物油差,但開發(fā)和基礎油研究工作。第6期許保權等.聚內(nèi)烯烴的特性及使用性能11表1 PIO 與PAO、礦物油理化特性比較項目PI04PAO4XHVI4PI06PA06PI08PAO8運動粘度/ mm2.9-140C20. 1216.68 .16. 4631.4530.8950.6146.3100C4. 2843. 843.975. 8495.988.0117.74粘度指數(shù)12112414413214312936CCS/ mPa●s- 25C68047016403720- 30C1 28527106450蒸發(fā)損失/ g.100g -13. 3611.89. 194.693.1傾點/C-48-18-45-S7溴值/mg Br●100g-'<10012氧化安定性( 150C )/ min15熱穩(wěn)定性/C2722781292閃點(開口)/C22021323040_235表2 PIO 與PAO、礦物油理化性能和模擬試驗比較表3按IP306/94 方法測定氧化安定性I0PAOXHVI揮發(fā)性酸/總油泥，溶解性酸/總氧化物，銅片腐蝕(3h,130C)/級la1mg KOH.g-1 % mg KOH:g°’__ %純油防銹性(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空氣釋放性(50C )/s<60<1130.29 0. 54.23.618.21成焦板(22h,315C )/mg2080.838. 1純油+0.5% L115四球試驗(392N,25C )/mmPI0.010.460.62(凈油)3.984.043.380.38.0.50(凈油+0. 1% ZDTP)0.880.950.790.40.390.53生物降解性(70h) ,%22.019.834.0純油+0. 5% L57無油泥0.090.03橡膠相溶性,%無油泥0. 110.04ACM( 150%)-1.18 - I.31-1.01無油泥0.060.02VMQ( 150C)2.512.00.1.84NBR丁腈膠( 125C)-3.02-2.72按IP 306/94測定的氧化安定性結果顯示,加FKM(75C)0.11人L57抗氧劑后, PIO的抗氧化性比礦物油好,與ACM( 150C )-1.09-1.48-1.0PAO相差不大。4.904.173.82-3.733.63按IP 48/89方法測定氧化安定性結果顯示，-0.020.06 .0.20PIO的抗氧化性比礦物油優(yōu),稍差于PAO。ACM(150C)0-2(3 )水解安定性試驗(硬度變化)(硬度變化)(硬度變化)水解安定性試驗采用ASTMD2619“酒瓶檢5驗”方法進行,結果見表5。水解安定性試驗結果3.1顯示,PIO的水解安定性比礦物油優(yōu),稍差于PAO。表4按IP48/89方法測定氧化安定性運動粘度(40C )/mm2●s-1康氏殘?zhí)浚?氧化前氧化后.試驗前后粘度比氧化后30.53104. 653.43<0.010.4529.69115.233.880.722A030.36107. 803.590.16純油+0.5%LIIS33. 1539.831.200.1229. 4439.441.34.29. 6030.641.04純油+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水解安定性試驗結果油的酸性/mgKOH.g水的酸性/鑭樣本運動粘度變化/油泥量項目試驗前試驗后酸性變化mgKOH質量改變/mg外觀(75g試驗油),%I00.010.19+0.18<0.01-0.3.不變+0.43XHVI.020. 17+0. 15-0.3+1.68_PAC0.020.10.+0.08<0.01.-0.2+0.05(4)熱穩(wěn)定性試驗是礦物油天然的熱穩(wěn)定性比較好。熱穩(wěn)定性試驗按程序B( Cinncinati Milacron 2 PIO 與PAO、礦物油的使用性能比較ASTM D2070)方法進行,試驗條件為72h,(101士2.1 臺架試驗1)9C ,金屬棒材質為鋼和銅,結果見表6。用PA0、PI0調制API SJ/CF發(fā)動機油的臺架從表6可知，在未添加添加劑的情況下，PI0、試驗支持數(shù)據(jù)( Sasol ltaly S. p. A意大利沙索石油PAO的熱穩(wěn)定性相當,但均比礦物油差。這主要公司)見表7。表6熱穩(wěn)定性試驗結果運動粘度變化(40心)/mm2●8-1試驗后中和值/鋼銅評價加速沉淀評價試驗前試驗后變化mg KOH.g-無沉淀、變色,無變化無沉淀玻璃器皿無附著30.5332.74+2.210.08無沉淀,玻璃器皿無附著31.38+1.69PAO30. 0632.36+2.300.13表7用 PAO、PIO調制API SJ/CF發(fā)動機油臺架試驗數(shù)據(jù)項目.API SJ/CF指標PAOPIOAPI SI/CF指標PAOSEA粘度等級5W/405w/40最 大凸輪擦損/μm≤643歐共體( EEC)油品代號15718E17498K油耗,%≤5.12.4 1.32Paranox 5510,%13.0程序VE試驗Paranox 8002,%11.0發(fā)動機平均評分/分≥9.09.49.47基礎油比例,%76.0 75.0( P106)搖桿臂覆蓋油泥/mg≥7.09.14(PA06) 1.0( PI04)活塞裙部漆膜/分≥6.57.86.66運動粘度( 10C)/m2.s-1 12.5~16.3 14.214. 86發(fā)動機漆膜平均評分/分≥5.07.05.8CCS( -25C)/mPa.s .350029203350壓縮環(huán)粘結無蒸發(fā)損失,%89.2油環(huán)堵塞,%≤20.00.0泡沫性/mL平均凸輪擦損/μm≤13057.524C10/00/)/0最大凸輪擦損/μm≤38093.5C50/00/0程序ID試驗后24C銹蝕平均評分/分≥8.58.58.61高溫抗泡200/50挺桿粘結數(shù)程序ME試驗Cat 1M-PC試驗粘度增長達375%時間/min≥647681頂環(huán)槽積炭填充體積,%≤70144S64h粘度增長,%9加權總評分/分≤24015≥8.99.25活塞側環(huán)間隙損失/ mm≥0. 005.0環(huán)粘結/分≥3.58.18.24活塞環(huán)/襯墊損壞發(fā)動機油泥/分≥9.29.9. 62CRCL-38試驗2(無油剩)軸瓦失重/mg≤4020.4 14.0挺桿粘結9.69.7≤30粘度變化/mm2 .s-1 .12.513. 214.0API 5W/40 SJ/CF支持數(shù)據(jù)顯示,用PIO和面,PI0 優(yōu)勢明顯,其他指標與PA0相當;低溫油PAO均能調制滿足API指標要求的發(fā)動機油，但泥程序VE試驗表明,PI0形成低溫油泥的可能性用PI0基礎油調制的API5W/40SJ/CF發(fā)動機油比PAO小;銹蝕試驗程序ID結果顯示,PIO與的CCS、蒸發(fā)損失等數(shù)據(jù)比PAO稍大,基本相當; PAO 性能相當;高溫清凈性和抗磨性試驗Cat 1M高溫氧化程序ME試驗表明,在64h粘度增長方- PC的結果表明,PIO比PAO稍差,但完全可以滿第6期許保權等.聚內(nèi)烯烴的特性及使用性能13足性能要求;軸瓦腐蝕試驗CRC L - 38結果表明，表8奔馳229.1型發(fā)動機進行行車試驗結果PIO優(yōu)于PAO。項目奔馳229.1指標PAOPIO2.2行車試驗MB MIISL試驗發(fā)動機平均評分/分8. 63/8.748.688.8選用奔馳229.1型發(fā)動機進行行車試驗的實平均白車輪擦損/μm≤5.0測數(shù)據(jù)( Sasol laly s. p. A意大利沙索石油公司)見MB OM 602A試驗環(huán)粘結報告平均凸輪擦損/μm≤303.511.2平均汽缸磨損μm≤12.06.2奔馳229.1型發(fā)動機行車試驗結果表明,PI0平均汽缸光澤,%8.0在汽缸光澤、粘度增長等方面大大優(yōu)于PAO,其他活塞清潔性/分≥2030.8 31.5數(shù)據(jù)基本接近。無9.6發(fā)動機評分/分≥8.89.52.3 PIO 在空氣壓縮機油中的應用:40C粘度增長,%≤9021.412.9用PI0作基礎油,調制了復盛46DAJ壓縮機總油耗/kg≤10.04.9油,并與用API皿類基礎油調制的長城32DAH壓參考文獻縮機油進行比較。1刑子文.螺桿壓縮機.249 -283結果顯示:長城32DAH壓縮機油可使用2 [美]Paul C. Hanlon.壓縮機手冊.243 ~ 249 ,299 ~ 3093000h,而用PIO調制的復盛32DAJ可滿足8 000h3徐金龍GTL潤滑油基礎油工藝技術進展、優(yōu)勢及影響.潤滑油,2004,19(2):6-10的運行需要。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簡訊》昆侖納米新元素潤滑油即將上市由中國石油潤滑油研究開發(fā)中心和中科院共同研制開發(fā),由中國石油實施產(chǎn)業(yè)化應用的“新元素”系列潤滑油即將上市。據(jù)介紹,昆侖此次推出的“新元素"系列潤滑油采用了有機-無機復合納米銅添加劑。這- -歷時10年才研制成功的“納米潤滑油節(jié)能抗磨添加劑”不僅解決了納米材料在潤滑油中的長期穩(wěn)定分散難題,還通過有機大分子對納米銅顆粒的處理,解決了添加劑的油溶性問題,同時擁有自主知識產(chǎn)權。據(jù)了解,在常規(guī)狀態(tài)下,納米銅顆粒在潤滑油中穩(wěn)定存在,但在摩擦過程中的高溫高壓條件下,納米銅顆粒會在摩擦表面產(chǎn)生沉積滲透等-系列物理化學變化,修復摩擦表面的凹處和細微裂紋,并形成高強度的合金保護膜,從而大大降低磨損。據(jù)介紹,有機-無機復合納米銅添加劑具有“節(jié)能、抗磨、抗氧化"功能,實驗鑒定及行車試驗顯示,這種大小為2 ~7nm的有機-無機復合銅顆?？梢云骄档湍p20%~50%。在SJ級汽油機油中加人0.1%的納米銅潤滑油節(jié)能抗磨添加劑后,摩擦系數(shù)可降低30% ,磨損可降低34% ,燃油經(jīng)濟性提高5% ,平均油耗可降低1. 44% ~3. 9%。(錢伯章)