润滑油作为石油产品的一个品类,具有技术含量高、产品附加值较高的特点。一个国家润滑油使用水平的高低,直接可以反应出这个国家的经济发展水平、设备控制状况、生产效率和环保意识的状况。目前我国已逐渐成为润滑油消费的主要地区,车用润滑油是润滑油升级换代最快的品种,也代表了润滑油的发展水平。
从世界车用润滑油的发展历程来看,车用润滑油的质量是由低级向高级发展的,发展主要是为了适应汽车设计的改进、道路状况改善以及节能、环保的社会要求。从 20世纪90年代起,世界先进国家在讨论现代汽车发动机所用润滑油时,就提出了三个要求,分别是节约能源、环保与排放、技术进步。美国、欧洲和日本的汽车制造商对汽车发动机用油主要关注三个问题:减少排气污染、节省燃料、延长换油周期。这些要求的提出,问题的关注以及法规的出台更新,极大地推动了车用润滑油质量的发展。润滑油通常由基础油和添加剂组成。而且基础油在润滑油中占据很大比重,基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质。了解其作用与性质对今后的实验室试验以及工业化生产都具有深远的意义。
1 基础油分类及其使用性能
基础油对润滑油性能有着至关重要的作用。基础油不仅仅是添加剂的载体,更重要的是润滑油的主体,在成品润滑油中所占比例随润滑油的品种和质量的不同而不同,一般发动机油中含有 80%左右的基础油。润滑油基础油主要分为矿物油基础油以及合成基础油两大类。由石油炼制过程制造出来的基础油称为矿物基础油或矿物油。矿物油应用广泛,用量很大。以矿物油基础油制成的成品润滑油的性能已能满足绝大部分的润滑油要求,其价格低廉,来源充足。但是,也有一些设备的润滑要求特殊,如超高温、超低温等,采用矿物型油不能满足要求,要用一些性能特殊的合成型油,其拥有极强的抗氧化稳定性和极好的低温流动性,价格较高。
美国石油学会和欧洲润滑油工业技术协会在20世纪90年代后期共同提出了新的润滑油基础油分类法,这种方法根据基础油的碳氢链的组分、粘度指数和硫含量的多少,将基础油分为五类,这个分类得到了广泛的承认和实际的应用,如表1。
Ⅰ类基础油:属于常规基础油,采用传统的溶剂精制、脱蜡、白土补充精制工艺生产的基础油,但是其氧化安定性不好,蒸发损失比较大,粘度指数比较低,硫含量比较高。Ⅰ类基础油的产量与应用每年都在逐步减少,在性能较好的润滑油产品中完全不会使用。Ⅰ类基础油广泛应用于中低端车用油的制造,低温、环保及氧化稳定性方面表现一般。
Ⅱ类和Ⅲ类基础油:Ⅱ类基础油属于常规减压瓦斯油、加氢裂化尾油脱脂后加氢生产的产品。Ⅲ类基础油需要用含氢量较高的原料脱蜡,Ⅲ类基础油成本比较高。比Ⅰ类基础油拥有更好的氧化稳定性和较好的低温流动性,广泛用于中高端车用油及半合成油品的制造。
Ⅳ类基础油PAO由馏分烯烃聚合而成,常用的生产方法有石蜡裂解法和乙烯聚合法。同时按照聚合度的不同,PAO也可分为低、中、高相对分子质量三类,分别用来调制不同的油品。PAO无硫、磷和金属元素,由于不含蜡,所以倾点低,粘度指数高。PAO边界润滑性比较差,自身极性比较小,对溶解极性添加剂的能力差,并且对橡胶密封有一定的收缩性。拥有极强的抗氧化稳定性和极好的低温流动性,成本比较高,民用市场较少采用。
Ⅴ类基础油:除了Ⅰ-Ⅳ类基础油之外的其他合成油,包括合成烃类、酯类、硅油等植物油。合成基础油一般具有倾点低、粘度指数高等特性,常用于其他基础油不能满足使用要求的一些特殊润滑条件场合。具有天然的润滑性能,酯类本来的极向性可以使油膜分子粘附在金属表面,性能达到最好。
2 润滑油基础油的作用
基础油的性能以及作用比较多,简单归纳分为以下几点:
1)基础油粘度,反应油的流动性的一个参数,粘度越大,其油膜越厚,在金属表面的附着力越强,流动性越差。同时基础油的粘度直接影响其低温性能、抗磨损性能、摩擦损失等。
2)基础油的热氧化安定性,热安定性表示油在热作用下分解的程度,即热分解温度的高低,而且在实际工作中,一般热安定性表现的现象是与其氧化安定性合并发生的,油在使用中受热,在氧和金属催化下会氧化降解,性能下降,产生对设备有害的酸性产物。热氧化安定性会直接影响其使用寿命,特别是导致油泥和酸性氧化物生成倾向,同时也影响油品的综合性能。
3)基础油的挥发性与油品所导致的粘度增大有很大的关系,同时也会影响油品的使用性能。
4)基础油的表面活性可以影响油品破乳和发泡倾向水平,影响抗磨损能力。
5)基础油的溶解能力影响油品对密封件的适应性。以上就是基础油的作用以及常见的性能,与其加工工艺及组成有很大的关系。不过随着基础油加工工艺的不断进步与提高,基础油在成品油中的含量越来越高,同时基础油在成品油中所扮演的角色将越来越重要,与此同时也加强了人们对于基础油作用的进一步认识。
3 结语
通过文章中的分析与讨论,充分可以看出,基础油的优劣对润滑油成品质量的好坏有着较大的影响。随着,优质基础油的用量不断增加,其重要性逐渐凸现出来,为我们添加剂生产商实验室试验以及工业化生产用油提供一定的启发。