粘度指数改进剂在航空液压油中的应用研究
粘度指数改进剂
粘度指数改进剂
粘度指数改进剂又称增粘剂或粘度剂，其产量 仅次于清净分散剂。粘度指数改进剂是油溶性 的链状高分子聚合物，其分子量由几万到几百 万大小不等。粘度指数改进剂溶解在润滑油中 ，在低温时它们以丝卷状存在，对润滑油的粘 度影响不大，随着润滑油温度升高，丝卷伸张 ，有效容积增大，对润滑油流动阻力增大，导 致润滑油的粘度相对显著增大。
由于不同温度下粘度指数改进剂具有不同形态 并对粘度产生不同影响，它可以增加粘度和改 进粘温性能，故粘度指数改进剂主要用于提高 润滑油的粘度指数、改善粘温性能、增大粘度 。粘度指数改进剂可用来配制稠化机油，使配 制的油品具有优良的粘温性能，使油品的低温 起动性好、油耗低内燃机油料中，主要 用于生产多级汽柴油机油，另外液压油和齿轮 油也要使用。常用的粘度指数改进剂有：聚异 丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯/丙烯共聚物、 苯乙烯与双烯共聚物和聚乙烯正丁基醚等。
粘度指数改进剂对油品性能的影响
表３
不 同粘度指数改进剂下调制的油 品的 Ｃ Ｓ比较 Ｃ
高温高剪切主要是针对发动 机轴承磨损失重 而设计 的 ，为降低轴 承失重 ，需保 证在 １０Ｃ ５ ０ 和 １６ 一１ 切条件下 ，油 品计 算 的最 小膜 厚度为 ０ｓ 剪
向 ＳＥ５ ４ Ａ １Ｗ／０中加入几种粘度指 数改进 剂 ，加量
（Ｍ 、 Ｐ Ａ）聚异 丁烯（ Ｉ ）配制多级油的乙烯 一 ＰＢ ， 丙烯 共聚物（ Ｃ ）苯乙烯 一异戊双烯共聚物（ Ｓ ）苯 Ｏ Ｐ、 ＨＤ、 乙烯聚酯、 聚正丁基 乙烯基醚等。
２ 粘度指数改进剂的使用性能 ２１ 增粘性能 ．
度级别的剪切稳定性 ， 剪切稳定性差的粘度指数改 进剂在使用中粘度易下降， 对成 品油的油耗等使用
一
一
．
一
一
一
一
一
．
一
一
一
鱼± 丕
一 一
２ 低温粘度（ ｃ ） ． ４ ｃ ｓ 和低温流动性 采用不 同粘度指 数改进 剂的油品 Ｃ Ｓ是不 同 Ｃ
的， 用一组粘度指数 改进剂与 为 Ｖ ０ １０为 ５ ｍ／的 ｍ ２ ｓ
基础 油调制 成 Ｖ ０ ｌ０为 １ｍ ２ 的 Ｓ Ｅ ５ ４ ５ｍ／ ｓ Ａ １Ｗ／ ０多 级油 ， 测得 Ｃ Ｓ Ｃ 结果 （ 见表 ３ ）
维普资讯
石 河子科技
粘度指数改进剂对油品性能的影响
新疆奎屯圣业化工有限公 司 （３０ ０ 杜改喜 ８２ ０ ）
中图分类号：Ｑ ３ 文献标识码 ： Ｔ ４ Ｂ 文章编号：０８ ０９（０６Ｏ — ０８ ０ １０－ ８９２０ ）１ ０２ — ３
粘度指数改进剂是 润滑油中加入量 比较大 的
分子量仅是 Ｐ Ａ的一半 ，在油 品中的加入量不到 Ｍ Ｐ Ａ的一半 。由此可看出 ， Ｍ 市售粘度指数改进剂的 增稠能力为 Ｈ Ｄ Ｏ Ｐ ＰＢ Ｐ Ａ Ｓ ＞ Ｃ ＞ Ｉ＞ Ｍ 。 粘度指数改 进剂 的增稠能力决定其在 多级 油 中的加入量 ， 而影响油 品的清净性能 ， 从 一般在 多 级油 中粘 度 指数 改进 剂 的加 入量 应 小 于 １ 干 ％（ 剂） 。从粘度指数改进剂对油 品清净性能的影响来
粘度指数改进剂的特点及应用
Ｋ 系数 因子 ： 一 ｍ～分 子量 ： ａ 常数 。 一 ＶＩ Ｉ 的增稠 能 力决 定多 级 发动 机 油 中 Ｖ Ｉ Ｉ 的加 入
流 体 力 学 体 积
种 Ｖ Ｉ能满 足上 述全 部要 求 。 Ｉ
２ 粘 度 指 数 改进 剂 应 用 概 况
为 了改善 润 滑油 粘 温性 能 ，早 在 ３ Ｏ年 代 就在 液 压 油和 大炮 齿 轮油 中加高 分子 化 合 物 ， 当时 就应 用 了 聚 异 丁 烯 ｆＩ ）４ Ｐ Ｂ ．０年 代 出 现 了 聚 甲 基 丙 烯 酸 酯 ｆ Ｐ Ａ ，０年 代 末 到 ７ Ｍ ）６ Ｏ年 代 初 出 现 了 乙 丙 共 聚 物
聚 甲基 丙 烯 酸 酯ｆ ＭＡ 乙烯 丙 烯 共 聚 物（ ｃ ）、 Ｐ ）、 ｏ Ｐ 聚 异 丁烯 （Ｉ １ 氢化 苯 乙烯 二烯 烃 共 聚物 （ Ｓ ）四大 ＰＢ 和 ＨＤ
类 。Ｉ Ｖ Ｉ不仅 能 稠化基 础 油 ， 而且可 以改善 油 品的粘 温
剂 中的线 团体 积 与 分子 量 较 小 的溶 剂 油 相 比要 大 得
新 疆 石 油 科 技
２１ ０ １年第 ３期 （ ２ 第 １卷 ）
・ ９・ １
粘度指数 改进剂 的特点及应 用
唐 琼 英① 柯 友 胜 花卉 吐 尔孙 那依
新疆 克拉 玛 依 石 化 公 司 炼 油化 工 研 究 院 ， ３ ０ ０ 新 疆克 拉 玛 依 ８４０
摘
要
介 绍粘度指数 改进剂发展及应 用、 作用原理和使 用性 能要 求 ， 对粘度指数 改进 剂增粘 性、 剪切稳 定性、 温性能、 低 高温性
第七章 粘度指数改进剂
具有增粘/分散性能的分散型乙丙共聚物DOCP （Dispersant OCP)，具分散功能，可降低分散剂 的使用。国外SF、CE以上级别的油中，特别强调 用DOCP，可降低总剂量。DOCP的合成使用马 来酸酐与乙丙胶接枝反应，然后胺化。即将生产
丁二酰亚胺的聚异丁烯用OCP代替。
清净分散剂的合成 DOCP的合成
的长度起作用。
如配置10W40油，OCP用0.33%，HSD 0.5%,PMA 1%
多级油中VII的用量对油品清净性有明显的 影响，一般清净性随VII加量增大而变差。
另外基础油类型也有影响，环烷基基础
油比石蜡基强。分子量分布也影响增粘能 力，分子量分布越宽，增粘能力越强。
三、剪切稳定性
多级油可看作高分子溶液，实际使用过程中会发 生粘度降低现象，原因有两个。一是高聚物分子 在剪切条件下定向；二是高分子受到破坏，降解。 前一种是暂时的，应力消除后粘度可以恢复，叫 暂时粘度损失，后一种不能恢复，叫永久粘度损 失。
国内目前主要有：T611(兰化产）；T612(6.5), T612A(8.5),T613(11.5), T614(13.5) ，干剂含量不同 （茂名石化产）。
CH2 CH2
m
CH2
CH CH3
n
T611,增粘能力好，热稳定性好，用于各种发动机 油。
T612,T612A ，具有高增粘能力，好的剪切稳定性 和热稳定性，用于中高档汽油机油。
ETVL=(2.61PVL1.6+3.26TVL1.6)1/2 ETVL-----总粘度损失。 PVL-----永久性粘度损失 TVL-----暂时性粘度损失
二、增粘能力
增粘能力= υ100℃（150SN+1%聚合物）-υ100℃（150SN） 增粘能力比较：OCP>HSD>PIB>PMA 分子量越大，增粘能力越大，主要是主链
粘度指数改进剂
改进润滑油润滑性能的添加剂粘度指数改进剂❖为什么要在润滑油中添加粘度指数改进剂❖粘度指数改进剂的性能一、为什么要在润滑油中添加粘度指数改进剂❖润滑油的作用：•降低摩擦•减缓磨损❖要求润滑油有一定的粘度来保证工作时，摩擦副表面形成足够厚的油膜来防止摩擦面接触，达到较好的润滑性能❖温度对粘度的影响:瓦尔塞方程式：log log(ν+a)=b-c logT❖温度升高，粘度减小。
❖寒区工作的车辆，为保证低温启动性（或润滑油低温润滑性），采用低粘度润滑油，当车辆正常工作时，润滑油温度升高，粘度降低，不能满足良好的润滑效果❖为了保证润滑油在低温下和较高温度下均能满足要求，就需要在寒区使用的低粘度润滑油中加入粘度指数改进剂，使润滑油在较高温度下保持较大粘度，满足机械正常工作的要求。
❖粘度指数改进剂作用：粘度指数改进剂曾称增粘剂。
可以提高粘度较低的基础油的粘度，明显地改善润滑油的粘温性能，使润滑油满足温度变化范围宽而粘度稳定的要求。
❖加有粘度指数改进剂的低粘度润滑油称为多级油。
多级油可同时满足冬夏两季使用的粘度级别。
❖粘度指数改进剂原理：油溶性的链状高分子(分子量由几万到几百万)聚合物，当加入溶液中时，随溶液的浓度和温度的不同其分子具有不同形态。
在低温时，高聚物凝聚为蜷曲状，对溶液分子的内摩擦(粘度)影响不大，在高温时，高聚物分子溶胀，表面积增大，溶液分子的内摩擦显著增大，导致油的粘度显著增大。
❖粘度指数改进剂应用：粘度指数改进剂除用于配制多级油外，在齿轮油、航空液压油、自动变速机油、数控液压油、减震油等方面也获得了广泛的应用。
粘度指数改进剂效益：❖改善粘度性能❖省油❖降低磨损❖简化油品，实现油品通用化❖增产高粘度润滑油二、粘度指数改进剂的使用性能1.增粘能力❖与主链碳数及在油中形态有关增粘能力顺序：苯乙烯-双烯共聚物≈乙烯-丙烯共聚物>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸酯（SDC）(EPC) (PIB) (PMA)2.剪切稳定性❖剪切稳定性差的增粘剂，高分子在剪切应力作用下主链会断裂，分子量减小，对磨损、油耗产生影响❖影响因素：粘度指数改进剂聚合度（分子量）分子量分布（分散度）高分子在溶液中的流体力学体积粘度指数改进剂3.抗氧化安定性❖粘度指数改进剂使用时高温氧化，热氧化分解使粘度下降，酸值增加，环槽积碳增多，粘环4.低温性能❖指对多级油低温性能的影响。
粘度指数改进剂
1.前言随着汽车工业的发展，机器设备对润滑油的要求越来越高，单从炼制工艺提高润滑油质量已不能满足高速度、高负荷、大功率等苛刻条件的要求。
添加剂是现代润滑油的精髓，对减摩抗磨，提高机器性能发挥着巨大的作用。
粘度指数改进剂是用于制备多级内燃机油、液压油和齿轮油的主要添加剂，在润滑油中添加粘度指数改进剂，可获得低温起动性能好、高温下又能保持适当粘度的多级油，从而使油品四季通用、南北通用。
2.常用的添加剂种类润滑油添加剂是加入基础油中的一种或几种化合物，使润滑油得到某种新的特性或改善基础油中已有的特性，是润滑油的重要组成部分。
添加剂按功能分主要有清净分散剂、粘度指数改进剂、抗氧化剂、抗磨剂、降凝剂、摩擦改善剂等类型。
3.主要作用目前普遍采用的粘度指数改进剂的作用机理是由塞尔贝(Selby)提出的。
粘度指数改进剂通常是一种油溶性高分子聚合物，在室温下一般呈橡胶状或固体形态，其分子量从几万到几十万，而润滑油基础油的平均分子量仅为500左右。
当把这种高分子聚合物溶解在基础油中后，会形成线团结构，且在溶剂中的线团体积比分子量较小的润滑油要大得多，因而使油品的粘度远大于基础油的粘度，这就是增稠作用的原因[[30,31]。
在低温下，高分子聚合物以卷曲的线团状存在，对油品粘度影响不大;随着温度升高，其线团伸张，有效容积增大，从而对油品流动阻碍作用增大，导致油品粘度相对显著增大。
粘度指数改进剂就是基于不同温度下具有不同形态，并对粘度产生不同的影响，以增加油品粘度和改进粘温性能的。
4.作用原理人们在使用内燃机油时，都希望在较宽温度范围内其粘度变化不要太大，这样的内燃机油在低温时使发动机易于起动，而在高温时又具有足够的润滑性，也就是要求内燃机油具有较好的粘温性能[}2}}。
通常这种粘温性能是用粘度指数VI(Viscosity Index)来表示的，VI数值越大表示该油的粘温性能越好。
采用溶剂精制生产的基础油，粘度指数一般在100左右，用其调制的内燃机油，粘温性能不能满足使用要求，为提高油品的粘度指数，就必须使用粘度指数改进剂。
磷酸酯专用黏度指数改进剂的研制
关 键 词 ：磷 酸 酯 黏 度 指 数 改 进 剂 合 成
黏度是航空液压油的重要使用性能之一。黏 度过高则阻 力 增 大，能 耗 增 加，液 压 油 升 温 快，并 且不利于 航 空 液 压 系 统 的 启 动；黏 度 过 低 则 增 加 磨损，使液压泵效率 下 降，在 高 压 下 造 成 液 压 油 漏 失，甚至 使 液 压 系 统 调 控 完 全 失 灵 。 ［１］ 由 于 现 代 航空液压系统具有 高 压、高 温、高 剪 切 和 间 歇 式 操 作等特点，要 求 液 压 油 具 有 良 好 的 黏 压、黏 温、黏 度剪切特 性。 为 了 满 足 这 些 要 求，采 取 在 液 压 油 中添加黏度指数改进剂以改善其黏度特性。黏度 指数改进剂又叫增 黏 剂，主 要 应 用 于 内 燃 机 油、液 压油、自 动 传 动 液 和 齿 轮 油 中。 常 用 的 黏 度 指 数 改进剂包括聚 甲 基 丙 烯 酸 酯 （ＰＭＡ）、乙 烯 丙 烯 共 聚物、聚异丁烯和氢 化 苯 乙 烯 二 烯 烃 共 聚 物，国 内 还有一种聚乙烯基 正 丁 基 醚，主 要 用 于 液 压 油 中。 黏度指数 改 进 剂 不 仅 能 够 稠 化 基 础 油，而 且 可 以 改善油品 的 黏 温 性，使 油 品 具 有 良 好 的 高 温 润 滑 性和低温 流 动 性，与 此 同 时 要 求 黏 度 指 数 改 进 剂 对油品的 抗 氧 化 安 定 性、清 净 性 不 产 生 明 显 的 有 害影响，还 要 求 稠 化 油 在 机 械 剪 切 力 作 用 下 黏 度 损失适度 。 ［２４］ 我 国 从 ２０ 世 纪 ６０ 年 代 开 始 ＰＭＡ 的工业生产，主要用 于 航 空 液 压 油、低 温 液 压 油 和 汽油机油中 。 ［５６］ 磷酸酯液压油是一类特殊的液压 油，突出 特 点 在 于 其 抗 燃 性 能，被 广 泛 应 用 于 高 温、高燃烧隐患的场 合，如 核 电 站、电 厂、航 空 等 领 域。磷酸酯液压油使 用的 黏度 指数改 进剂均为 ＰＭＡ 类，但是具有独特结构的专用 ＰＭＡ 型黏度指 数改进剂不能溶解在磷酸酯中。目前，磷酸 酯 专用 ＰＭＡ 型黏度指数改进剂全球只有美国盈创 公 司生 产。本研究以甲基丙烯酸酯为原料，合成磷 酸 酯专
粘度指数改进剂对内燃机油运动粘度的影响_武志强
收稿日期:2001203228 通讯联系人:武志强文章编号:100128719(2002)022*******粘度指数改进剂对内燃机油运动粘度的影响THE EFFECT OF VISCOSIT Y IN DEX IMPR OVERSON VISCOSIT Y OF ENGINE OI LS武志强,吕芝华,李洪燕,王立华WU Zhi 2qiang ,L ¨U Zhi 2hua ,L I Hong 2yan ,WAN G Li 2hua(石油化工科学研究院,北京100083)(Research Instit ute of Pet roleum Processi ng ,Beiji ng 100083,Chi na )摘要:考察了加入粘度指数改进剂对内燃机油运动粘度的影响。
结果表明,在粘度指数改进剂添加量一定的情况下,油品粘度随基础油粘度变化的模型是一有截距的直线方程。
而目前常用的描述粘度指数改进剂对油品粘度影响的Kraemer 和Huggins 方程,在粘度指数改进剂添加量一定时,所显示的是一无截距的直线方程,与试验结果不完全一致。
分析试验结果后,找到了更加适宜的粘度指数改进剂对油品运动粘度影响的模型,ν=ν0+w (c 1ν0+c 2w )。
新模型物理意义简单、直接,c 1代表基础油粘度对粘度指数改进剂增粘能力的影响;c 2代表粘度指数改进剂加量对粘度指数改进剂增粘能力的影响。
回归分析结果表明,新模型较Kraemer 和Huggins 方程有更高的准确性。
关 键 词:粘度指数改进剂;内燃机油;粘度中图分类号:TE62418 文献标识码:AAbstract :The effect of viscosity index improvers on viscosity of engine oils was investigated.Under a certain amount of viscosity index improver ,the model describing the changes of final oil viscosity with the viscosity of base oil is a liner equation with an intercept.This result does not agree with the equa 2tions developed by Kraemer or Huggins ,which have been widely used now for describing the changes of the oil viscosity with the added viscosity index improvers.After the test results were analyzed ,anew model ν=ν0+w (c 1ν0+c 2w )was generated as described in this paper.There are some physi 2cal meanings in this equation.c 1represents the influence of the viscosity of base oil on the thickening power of the viscosity index improver.c 2represents the influence of the rate of the viscosity index improver in the oil on the thickening power of the viscosity index improver.The analysis results show that the model developed is more precise than the Kraemer or Huggins equations.K ey w ords :viscosity index improver ;engine oil ;viscosity由于对多级内燃机油低温性能的限制,需要使用低粘度的基础油和加入粘度指数改进剂,以改善油品的低温启动性能和高温润滑性能。
粘度指数改进剂工作性能及应用
粘度指数改进剂工作性能及应用廖中文;杨旭志;王海林【摘要】黏度指数改进剂(Viscosity Index Improver)又名增黏剂,广泛用于改善内燃机油、液压油、自动传动液和齿轮油的黏温特性.现就4种常见的黏度指数改进剂的特点及理化特性,概述其不同的应用范围,并重点介绍黏度指数改进剂对润滑油理化性能的影响及功能性黏度指数改进剂的研制方法和应用情况.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2010(032)010【总页数】4页(P180-183)【关键词】润滑油;黏度指数改进剂;功能性【作者】廖中文;杨旭志;王海林【作者单位】华南农业大学,工程学院,广州,510642;广东农工商职业技术学院,电子与信息工程系,广州,510507;华南农业大学,工程学院,广州,510642【正文语种】中文【中图分类】U473.60 引言黏温特性是润滑油一个很重要的性能指标。
润滑油的黏度是随温度变化的：温度升高，黏度变小；温度降低，黏度增大。
润滑油黏度过大，摩擦力增加，机械效率降低；润滑油黏度过小，油膜极易破裂，润滑失效，起不到润滑效果[1]。
为了改善润滑油的黏温性能，人们通常在其中添加粘度指数改进剂(VII)，以获得低温启动性能好且在高温下又能保持适当粘度的多级发动机油[2-5]。
此外，粘度指数改进剂可降低燃料和润滑油的消耗[6]，实现油品通用化。
1 黏度指数改进剂的工作原理及分类VII是一种油溶性链状高分子化合物，低温时高分子收缩卷曲，对基础油的内摩擦影响减小;对粘度的影响也相对较小。
高温时高分子溶胀，流体力学体积和表面积增大，基础油的内摩擦显著增加。
VII在不同温度下的形态发生变化，其作用的实质是改善油品的粘温性能，使油品具有较高的粘度指数，从而保证发动机能在低温下顺利启动，且在高温下能有足够大的粘度，确保良好的润滑。
润滑油黏度指数改进剂常见的有聚异丁烯(PIB)、乙丙烯共聚(OCP)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)和氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)等[5-6]。
氢化双烯聚合物黏度指数改进剂的研究进展
黏度指数改进剂 ， 该黏度指数改进剂具有良好的化学稳定
性、耐氧 化性以及耐老化 性 ， 油溶性和 配伍 性好 ， 可大大 提高润滑油的黏温 陛 ， 能 具有很好的应用前景。
丑 以来 ， 作为目前最行之有效的高分子设计的聚合方法之
一
，
始终保持着 旺盛的生命力 。借助活性 阴离子聚合 ， 可
定性 ， 齿轮油和 发动机 油中具有 很好的应用 。Ｔｅ ｋ ［ 在 ｒｐ ａ７
黏度 指数 改 进剂 （ ｌ ） 为润 滑油 的一 种 重要 的添 Ｖ１ 作
Ｊ ， 口 剂 一直 是 研究 热点 。一 般油 溶性 的 聚合 物都 可 用作 ， ， 是受经济与 使用性 能方面 的限制 ， 际使用 的 ＶＩ Ｉ 但 Ｉ 实 Ｉ 过数种 。 目前 ， 用作 ＶＩ 能 Ｉ的聚 合物主 要包括聚 甲基丙 希 酸酯 （ ＭＡ） Ｐ 、聚异 丁烯 （ Ｉ 、乙烯 一 ＰＢ） 丙烯共 聚物 （ Ｃ 以及氢化苯 乙烯 一 Ｏ Ｐ） 双烯共 聚物 （ Ｓ 。另外 ， Ｈ Ｄ）
异戊 二烯共聚物 、氢 化苯 乙烯 一 异戊二烯共 聚物、氢化苯 乙烯 一 丁二烯 共聚物、氢化 丁二烯 一 甲基丙烯酸 甲酯共聚
物等。按照分子形状分可分为线形氢化聚合物和星形氢化
聚合 物 ： 而对于共聚物 ， 按照单体序列 的分布还可 以分 为
无规共聚物和嵌段共聚物。 １ 线形氢化双烯聚合物 ． １ 线形氢化双烯 聚合物的结构较 为简单 ， 种类较少 。其
张雪涛 ． 氢
合物黏度指数改进剂的研究进展
２
以灵活控 制聚合物 的化 学组成、微观结构和 分子量及其分
布等 ， 而达 到分子设 计的 目的 ， 进 通过分子 设计可以改善 聚合物 分子结构参数和 网络结构参数 ， 合成 出特定结构 的 聚合物以满足各项性能的要 求 。
油品用粘度指数改进剂
油品用粘度指数改进剂
韩秀山
【期刊名称】《四川化工》
【年(卷),期】2002(005)006
【摘要】介绍了聚乙烯基正丁基醚、聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯酸酯等油品用粘度指数改进剂的性能、用途及生产情况.
【总页数】3页(P42-44)
【作者】韩秀山
【作者单位】吉化研究院,吉林,132021
【正文语种】中文
【中图分类】TE6
【相关文献】
1.乙丙共聚物粘度指数改进剂生产技术及研究进展 [J], 唐正伟;徐一兵;陈建军
2.粘度指数改进剂对油品性能的影响 [J], 李杰;张颖
3.苛刻条件下含粘度指数改进剂油品的润滑特性研究 [J], 宋世远;郑从旺;李子存;史永刚;王永
4.粘度指数改进剂对油品性能的影响 [J], 杜改喜
5.润滑油粘度指数改进剂研究进展 [J], 燕艺楠;安良成;张安贵
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我国国产的合成航空液压油，４６１１抗燃航空液 压油，也添加聚甲基丙烯酸酯（ＰＭＡ）作为粘度指数
改进剂，添加量为６．４％。该油可长期在一５５～ １２０℃温度范围内使用，代替５００Ｂ等用于进口客 机。
表３ １５号航空液压油的部分质量指标和评定结果
项
目
质量指标分析结果试验方法
运动粘度／Ⅲｎ２·ｓ一１
１５０℃
１００℃
≮４．９０
４０℃
≮ １３．２
—４０℃
≯
６００
—５４℃
≯ ２５００
铜片腐蚀（１３５℃，７２ｈ）Ａ汀Ｍ色标 低温稳定性（一６０℃，７２ｈ）
≯
２ｅ
合格
腐蚀和氧化安定性（１６０℃，１００ｈ）
腐蚀性（金属片重量变化）／ｈｌｇ·ａｒＩ－２
钢
≯
±０．１
铜 铝合金 镁合金 氧化安定性（氧化腐蚀试验后）
≯ ±０．２ ≯±０．１ ≯ ±Ｏ．２
粘度指数改进剂的使用有近７０年的历史，目前 世界上广泛使用的粘度指数改进剂有６种［２］２。用于 航空液压油的粘度指数改进剂有聚甲基丙烯酸酯 （ＰＭＡ）和聚正丁基乙烯醚（ＢＢ）两种，聚异丁烯
（ＰＩＢ）因低温性能差多用于其他的液压油，乙丙共 聚物（ｏＣＰ）和氢化苯乙烯异戊二烯共聚物（ＨＳＤ）多 用于多级内燃机油。
４０℃粘度变化率，％
一５～２０
酸值／ｍｇＫＯｎ·ｇ。１ 剪切安定性
４０℃粘度下降率，％
≯０．３
≯
１６
一４０℃粘度下降率，％
≯
１６
酸值／ｍｅ，ＫＯＨ·ｇ一１
≯０．２０
Ｇ＆，ｒ ２６５ ３．３０ ５．３６ １３．８９ ３９７．７ １５９５
２ｂ ａｙｒ５０９６ 合格ＳＹｌｌ８１
ＳＹ４０８２
一Ｏ．Ｏｌ —Ｏ．０１ Ｏ．０１ ０．０１
１２号液压油由于改用聚甲基丙烯酸酯（ｍ舱）
做粘度指数改进剂，并提高了抗氧剂的数量，热氧化 安定性和粘温性能得到了改善，长期使用温度为 １２５℃，短期使用温度可达１５０＂（３，抗氧化性能通过 了１６０＂Ｃ Ｘ １００ ｈ和１８０＂（２×１００ ｈ的氧化试验。试 验表明，ＰＭＡ的应用性能优于ＢＢ，上炼Ｔ６０２被石 油基液压油广泛采用。
低温性能取决于油品的粘度，主要指低温启动 性和泵送性。低温启动性（ＣＯＳ）是指油品在低温下 发动机能否正常发动。低温泵送性（ＭＲＶ）是指低 温启动时，短时间内润滑油系统油压能否达到正常， 以保证发动机的关键部位得到充分润滑。ＰＭＡ的 低温性能最好，ＣＣＳ和ＭＲＶ最低，而ＰＩＢ最高。 ２．３热氧化安定性能
ＶＩＩ的剪切稳定性和增粘能力是一对与高聚物 的分子结构和分子量大小相关的特性。同类型的 ＶＩＩ，分子量越大，碳链越长，剪切稳定性就越差，越倾
收稿日期：２００４ Ｉｌ二‘！Ｉ 作者简介：樊帆（１９７４ ，．ｆ‘，颁士，工程师，２００２年毕业于空军后 勤学院油料应用专业，脱从涔油料质量管理工作，发表论文ｌＯ余 篇。
摘要：粘度指数改进剂是航空液压油的重要添加剂，用于航空液压油的粘度指数改进剂有ＰＭＡ和１３１３。综合介绍 粘度指数改进剂的作用机理、种类和使用性能，着重讨论ＰＭＡ和ｔ３１３两种粘度指数改进剂的性能特点；针对飞机 液压系统的工作特点和液压油的工作条件，指出了航空液压油粘度的重要性；从航空液压油的发展出发，结合粘 度指数改进剂的性能特点，重点分析了ＰＭＡ和ＢＢ在航空液压油中应用情况和影响。
动性。我国现用的航空液压油，一５０℃时运动粘度 、＜３０００ ｍｍＺ／ｓ，凝点≤一６０℃，即可满足要求。
（３）高剪切力 为了达到给系统输送大流量液压油，系统采用 了高转速的液压泵，使液压油处于高剪切力下运作。 因此，要求液压油有良好的剪切安定性，同时应尽可 能不使用高分子聚合物的添加剂，以防止液压油剪 切后粘度下降明显。 此外，液压系统附件构造精密，与多种材料接 触，对液压油的清净性要求也很高。这就要求添加 剂具有良好的氧化安定性，不容易因氧化变质而产 生颗粒，使元件卡死，或对零件的材料有腐蚀作用。 ３．２粘度指数改进剂在航空液压油中的应用研究 航空液压油因其使用环境的苛刻，不仅要求基 础油具有良好的性能，而且对添加剂也有特殊的要 求。粘度指数改进剂是航空液压油的重要添加剂， 对粘温性能、剪切稳定性和热氧化安定性都有很高 的要求。ＰＭＡ因为具有其他低分子聚合物无法比 拟的良好的低温性、剪切稳定性和氧化安定性而获 得了广泛应用。 我国现用的航空液压油有石油基液压油、甘油 基液压油和合成液压油，其中石油基液压油和合成 液压油中添加粘度指数改进剂。石油基液压油有 １０、１２和１５号３个品种。１０号航空液压油用９８％ 硫酸精制的基础油，加入粘度指数改进剂、抗氧剂、 染色剂调合而成。１２号航空液压油是为了适应国 内新机种液压系统温度较高的情况生产的，用克炼 基础油，加入粘度指数改进剂、抗氧剂、防锈剂、染色 剂调合而成。它们的组成见表２［３］。
ＢＢ相对分子量为９０００～１２０００。该剂热氧化 安定性和增粘能力甚差，剪切稳定性和低温性能较 好，可用于航空液压油、液力传动油、减震液，用量为 ４％～８％，使用温度低于１２０＂Ｃ。产品牌号为
Ｔ６０１。
２粘度指数改进剂的使用性能 一种好的粘度指数改进剂，不仅要求增粘能力
大，剪切稳定性好，还要具有良好的低温性能和热氧 化安定性。但迄今为止还没有一种粘度指数改进剂 能满足上述要求。 ２．１剪切稳定性与增粘能力
为了满足高性能飞机的使用要求，我国又研制 了１５号航空液压油。目前１５号航空液压油已经广 泛应用于我国军用和民用飞机，基本上取代了１０号 和１２号航空液压油和进口液压油。１５号航空液压 油以１０号航空液压油的基础油为基础油，上炼 Ｔ６０２为粘度指数改进剂（添加量为１０％～１４％）， ２，６一二叔丁基对甲酚和Ｎ一苯基一ａ一萘胺为抗氧 剂，磷酸三甲酚为抗磨剂，司本一８０为防锈剂，并加 人苏丹Ⅳ。通过飞机液压泵地面寿命试验，表明１５ 号航空液压油可在１２５℃下长期使用，在１５０＂（２下短 期使用，当油温短时间达１８０＂（２时，也能保证泵正常 工作，当温度降至一５５℃时，液压泵能够顺利启 动【３Ｊ３。表３列出１５号航空液压油的部分质量指标 以及评定结果，从表３可以看出，该油的粘度下降 率、酸值、氧化安定性等指标完全符合质量指标要 求。经过对１５号液压油在飞机上的实际使用性能 考察和３４次的取样分析结果分析，发现其粘度、酸 值及金属含量变化不大，符合使用要求［４Ｉ。
ＰＭＡ分子量为２×１０４～１５×１０５。分子量为２ ×１０４～３×１０４的ＰＭＡ用于液压油、齿轮油和减震 液，具有良好的低温性能和剪切稳定性。ＰＭＡ的产 品牌号为Ｔ６０２，Ｔ６０２适用于各类低温液压油和多 级内燃油。ＰＭＡ作为粘度指数改进剂低温泵送性 好，但是由于其增粘能力差，加人量很大，因而对清 净性影响很大，在内燃机油中应用较少，但它在液压 油及齿轮油中应用广泛。
万方数据
第４期
樊帆等．粘度指数改进剂在航空液压油中的应用研究
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向断裂。剪切稳定性差的ＶＩＩ在使用中粘度易下 降，对油品性能的影响极大。相反，ＶＩＩ的增粘能力 随分子量的增加而增大，分子量越大，碳链越长，增 粘能力就越强。增粘能力决定ＶＩＩ在基础油中的加 入量，从而影响油品的清净性能。因此，剪切稳定性 和增粘能力的作用是矛盾的，要寻找那种剪切稳定 性好增粘能力也好的高聚物。 ２．２低温性能
２００４年８月 Ａｕｇ．２００４
润滑油 Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｏｉｌ
第１９卷第４期
Ｖｂｌ．１９．Ｎｏ．４
文章编号：１００２—３１１９｛２００４１０４—００３８－０３
粘度指数改进剂在航空液压油中的应用研究
樊帆１，黄宝安２，周雷２
（１．空军９３６６８部队，北京１０００７６；２．空军９５８５６部队，江苏南京２１００２８）
聚合物的氧化安定性取决于结构中化学键的强 度。表１ Ｅ１ Ｊ是几种增粘剂的氧化安定性比较。其中 ＰＭＡ和ＰＩＢ没有叔碳氢，比较稳定。而正丁基乙烯 基醚不仅有叔碳氢，且受醚键活化的影响，其稳定性 最差，具体表现在吸氧量最高和粘度下降最大。
表１几种粘度指数改进剂氧化安定性比较
３粘度指数改进剂在航空液压油中的应用研究 ３．１航空液压油的工作条件
关键词：粘度指数改进剂；航空液压油；甲基丙烯酸酯；作用机理
中图分类号：ＴＥ６２４．８２
文献标识码：Ａ
粘度是航空液压油的重要使用性能之一。粘度 过高则阻力增大，能耗增加，液压油升温快，并且不 利于启动；粘度过低则增加磨损，液压泵效率下降， 在高压下会造成液压油漏失，甚至会使液压系统调 控完全失灵…１。另外，液压系统部件也要有适当的 粘度进行润滑。由于现代航空液压系统具有高压、 高温、高剪切和间歇式操作等特点，要求液压油有良 好的粘压、粘温、粘度剪切特性。为了满足这些要 求，从３０年代即开始在液压油中添加高分子物质以 改善其粘度特性。这种高分子物质就是粘度指数改 进剂（Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ Ｉｍｐｒｏｖｅｒ简称ＶＩＩ），又叫增粘 剂。ＶＩＩ主要用于内燃机油，但在齿轮油、液压油、 自动传动液、数控机械油等方面也获得了广泛应用。 １粘度指数改进剂的作用机理及种类 １．１粘度指数改进剂的作用机理
５．６ ０．０９
ＳＹ２６２６ １５．８ １３．１ ０．０２
４结束语 粘度指数改进剂对剪切作用有很高的敏感性，