基础油介绍

PAO
癸烯-1的齐聚物，均一的异构石蜡烃结构 生产工艺
乙烯催化→癸烯-1 低粘度，BF3催化；高粘度，Zieglar-natta催化
→不饱和齐聚物 Ni or Pb催化，加H2 → 饱和齐聚物 蒸馏、调合→不同粘度PAO
PAO(续)
数量最大之合成油 大量用于汽油机油、光纤填充剂、化妆品
醚不溶 价格偏高
用硅油的典型产品
高温脂：7014-1、7017-1 密封脂：7501 脱模剂：YP01 绝缘半流体脂：7302 扩散泵油：274、275
全氟聚醚
Perfluoropolyether(PFPE)
单体－六氟丙烯、四氟乙烯
六氟丙烯(HFE)
结构式
3
2
m
3
分子量1,000～10,000
酯类，羧酸酯类及碳酸酯类
双酯和复酯 新戊基多元醇酯 含氟酯类 碳酸酯
合成油类型(续)
分子结构
磷酸酯类 含硅油类
硅輁类，聚硅氧烷 硅酸酯类 硅烃类，如烷基硅
卤化烃类
含氯烃类，如氯化联苯，氯化石蜡 脂肪族氟碳和氟氯碳 六氟苯
合成油类型(续)
分子结构
其它类
二茂铁衍生物 芳胺类，如三芳基胺 脲类衍生物 PAMA-PAO共聚物 杂环N、B、P等的化合物，如吡嗪、三嗪、硼嗪等
万吨) 计划中：茂名(40万吨)……未来5年内产能达180万吨 用途：高档汽油机油、汽轮机油…… 成本大约提高20%
矿物油牌号
国际：API Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 中国
石蜡基
SN(中低粘度，溶剂精制中性油)，如150SN BS(残渣高粘度，光亮基础油)，如150BS
中间基
ZN(中低粘度，中等粘度指数)，如150ZN ZNZ(残渣高粘度，中等粘度指数重质)，如125ZNZ
合成油(续)
生物可降解率
CEC-L-33-T-82，油品在细菌作用下，28天后转变为 CO2的比例
比例＞大于70%，具有生物可降解性 PAO2＞70%，PAO4 ＞60% 三羟油酸酯95% HVI 2cSt 芳烃2.6%，20% MVI 4cSt 芳烃1.9%，20% LVI 4cSt 芳烃12.3%，30%
15.6
使用量最大：～95% 最便宜 生物可降解率低于70%
矿物油生产工艺
原油→常、减压蒸馏→减压馏分油、减压 残渣油→精制→基础油
石蜡、中间基油
减压蒸馏→溶剂精制→溶剂脱蜡→加氢或白土 补充精制
环烷基油
常减压蒸馏→加氢精制 常减压蒸馏→溶剂精制→加氢或白土补充精制
矿物油生产工艺(续)
聚醚油
以环氧化物聚合而得 生产工艺
聚合→中和→过滤→脱水→闪蒸
类型：
溶水型 溶油型 油水不溶型
国内大量生产，生产工艺主要由一坪定
聚醚油(续)
独特的性能
不残留燃烧
高温下(超过220℃)，分解为小分子物质，残炭很少
逆溶性
中等分子量的聚醚 低温下(＜60～70℃)，能溶解于水中 高温下，从水中析出
C.H.O C.F.O C.F.Cl
C.H.O
合成油类型(续)
分子结构
合成烃类
烯烃聚合物 乙烯聚合物 丙烯聚合物 聚丁烯，如聚异丁烯 高级烯烃聚合物，如聚α-烯烃 加氢裂化油 芳烃与烯烃的缩合物
合成油类型(续)
分子结构
聚醚油类
脂肪族聚醚，如聚烷撑二醇 全氟烷基聚醚 聚硫醚 聚苯醚
PAO性能(续)
缺点
低粘度PAO对许多密封材料只有中等的相容性 抗擦伤、抗磨损性能不如矿物油、聚烷撑二醇
和酯类油好 对极压剂和抗磨剂只有有限溶解度 高粘度的生物可降解性差(不易分散入水) 与硅油、聚烷撑二醇、全氟烷基聚醚不溶
PAO10的典型值
VI：137 倾点：-53℃ NOACK蒸发：1.8% 残炭：0.0009%
号称“ultimate lubricant”
全氟聚醚的性能
优点
化学稳定性最高(for all) 热氧化安定性非常高
53cSt 自燃～380℃ O2170(75)bar
使用温度范围很宽 挥发性很低 低温流动性很好 与密封材料、塑料和涂料相容
全氟聚醚的性能(续)
优点
抗燃 抗辐射稳定性高 优良的抗磨和抗擦伤特性 有适宜的粘温特性
矿物油性能(续)
缺点 低温性能差(加氢后有改善)
V100℃=～10cSt，倾点
老三套：-10 ℃ 加氢裂化：-15 ℃
使用温度上限与粘度有关：
中等粘度～120℃ 高粘度～160℃
矿物油性能(续)
缺点：
＞140℃～160℃，迅速氧化、老化，严重积炭 粘温特性差，即使加氢，也赶不上大多数合成
羧酸酯类油性能(续)
优点
挥发性低 无毒 多数可生物降解，最好的环保油 中等价格
羧酸酯类油性能(续)
缺点
多数酯类油只能得到低粘度级别 只能与氟橡胶、聚四氟乙烯、甲基硅橡胶相容 与多数涂料不容 水解稳定性较差 吸水性强 只有中等防腐蚀性
用羧酸酯的典型产品
汽油机油：黑、绿吉星 压缩机油：4502 润滑脂：7014-1等 难燃液压油：4632 高温链条油：SHT-500A、SHT-600 冷冻机油：与R134a兼容的4524 航滑：4109、4106、4010(new!) 密封脂：7903系列
等 中国不能生产 价格较高 可以用聚内烯烃(PIO)取代
低温性能稍差
PAO性能
优点
多粘度级别，比矿物油多(32000cSt) 倾点可＜-60℃ 低挥发性(@160℃) 粘温性能好 涂料OK 密封材料OK(@高粘度) 减摩性能好
PAO性能(续)
优点
与矿物油和酯类油无限互溶 水解稳定性OK 防腐蚀性能好 无毒(不含芳烃、杂原子化合物)
残渣油
先经过溶剂脱沥青(丙烷、戊烷、丁醇)
矿物油发展趋势
加氢处理、加氢裂化成为发展趋势
→HVI油(VI=115～125) →VHVI油(VI=140～150) 性能可接近PAO 技术：MOBIL、CHEVRON、IFP、石科院…… 已建成：兰炼、大庆、克炼、荆门(20万吨)、上炼(30
矿物油牌号(续)
中国
环烷基
DN(中低粘度，低粘度指数)，150DN DNZ(残渣高粘度，低粘度指数重质)，如90DNZ
锂料油，典型：大港
矿物油性能
优点
可以得到不同粘度级别
从锭子油→过热汽缸油
润滑性优良 可用添加剂改善，如防腐蚀、粘温、极压…… 多数密封材料OK 多数油漆OK 廉价
硅油
以卤代硅氧烷为单体聚合而成 生产工艺
水解→中和→平衡、中和→精馏或闪蒸→过滤
分类
甲基硅油 乙基硅油 烷基苯基硅油 氯苯基硅油
硅油(续)
价格比PAO高 国内能大量生产 独特性能
粘温性能，VI～300 耐热性能，苯基硅油的长期使用温度～250℃ 挥发度低，甲基硅油，149℃，30天，0.3% 绝缘性能，甲基硅油的绝缘强度可达35KV 起泡性小 高抗压缩性，4万kg/cm2，仍是液体 无毒、无味
闪点 燃点 自燃点 热歧管 热板着火
℃℃
℃ 510℃ 704℃ 温度，℃
240 322 650 通过 通过 ＞800
200 240 ＜360 着火 着火 450
正磷酸酯的性能
优点
四氟乙烯(TFE)
结构式
3
2
2P
分子量1,000～100,000
2n
3
2 q OCF3
全氟聚醚(续)
生产工艺
全氟烯烃(＋O2)→粗蒸→氟化或氢化→蒸馏→ 后处理
特点
耐高温性能最好：～260℃ 润滑性能出众：PD630kg，FZG＞12 常见合成油中最贵：2,000～20,000元/kg
基础油介绍
矿物油
从石油直接提炼而得 组成复杂 依产地、加工工艺而不同 按组成分类
石蜡基，K=12.5～12.9，典型：大连(大庆) 中间基，K=11.5～12.5，典型：兰炼(新疆) 环烷基，K=10.5～11.5，典型：克炼
矿物油(续)
特K性 因1.2素16K3dT1155立..66 T立：立方平均沸点 。K ：密度 d 15.6
与烃类的低溶解性
与矿油不同，溶解度有上限
上述性能，可通过结构、组成调节
聚醚油性能
优点：
粘度级别齐全 粘度指数高 减摩性能优良(蜗轮蜗杆) 加入抗氧剂后有很好的抗氧化性 最高使用温度可达250℃ 低温流动性良好(倾点可＜-40℃) 有良好的抗腐蚀性
聚醚油性能(续)
优点
无毒 生物可降解 价格比PAO低
聚醚油性能(续)
缺点
除溶油型外，与矿物油和合成烃不溶 对添加剂的溶解度小、感受性一般 粘压变化小 仅仅与环氧树脂和聚脲基涂料相容 仅仅与氟橡胶、聚四氟乙烯相容，与聚氨酯不容 与某些PMMA不容 在低速下有粘滑倾向 表面张力较低
用聚醚油的典型产品
制动液：4606、4604、4603A 抗燃液压液：4631 压缩机油：4511、4512、4513、4522 高温链条油：4402系列 冷冻机油：与R134a相容的329 齿轮油：4404(车重)、4405(工中)、4406 (工重) 水基淬火液：324 金属加工液
油
用矿物油的典型产品
内燃机油 液压油 齿轮油CKC、CKD 润滑脂：锂基脂、7019-1等
合成油
军事和特殊需要 20世纪初，德国、美国 德国：合成烃、酯类油、添加剂、分子结
构与性能之间的关系 主要的合成油：合成烃、酯类油、聚醚、
硅油等
合成油(续)
1975年后，民用发展
高温，～1000℃ 宽温，航天器所处自然环境温度 特殊需要，如抗燃 环保，高生物降解率 客户感受，长使用周期 节能，低摩擦系数的合成油 适应新材料，如与R134a相容的冷冻机油
硅油的性能
优点
粘度等级齐全 粘温性能最好 热、氧化安定性优良 极好的低温流动性 挥发性低(即使低粘度油) 闪点高 与密封材料、塑料和涂料相容 防腐蚀性能和水解安定性优良
硅油的性能(续)
优点
化学稳定性优良 电性能优良 不溶于水 表面张力低
硅油的性能(续)
缺点
在混合摩擦状态下润滑性很差 承载能力低，难以用添加剂改善 与矿物油、合成烃、酯类油、聚苯醚和全氟聚
合成油类型
化学组成
类型
合成烃 聚α-烯烃 聚丁烯 烷基苯类
聚烷撑二醇 羧酸酯类
二元酸双酯 新戊基多元醇酯 碳酸酯类
化学 成分 C.H
C.H.O C.H.O
C.H.O.P
类型
硅輁类 硅油类 硅酸酯
聚苯醚类 全氟烷基聚醚 氟氯碳类
三氟氯乙烯 聚甲基丙烯酸酯/聚α-烯烃
共聚物
化学 成分 C.H.O.Si

使用PAO的典型产品
黑、绿吉星汽油机油 SH5000系列合成齿轮油 4521合成冷冻机油 MTS合成烃复合锂基脂 4637高粘度指数液压油 ……
羧酸酯类油
以羧酸和脂肪醇酯化而得 生产工艺
酯化→脱除过量组分→过滤→洗涤→蒸馏
类型
二元酸酯类 新戊基多元醇酯 芳香羧酸酯类 复酯和聚酯 单酯
羧酸酯类油(续)
一坪：国内最大的生产厂 高温性能突出 应用：航空润滑油、高温油脂、难燃液压
油、压缩机油、仪表油等 价格范围宽，多数比PAO贵
羧酸酯类油性能
优点
加入抗氧剂后，比矿物油的热氧化安定性好 使用温度可高达260℃ 部分酯的倾点低(己二酸异辛醇酯-90℃) 部分酯的粘温性好(壬二酸异辛醇酯158) 与矿物油和大多数合成油无限互溶 抗磨、抗擦伤、减摩性能优良
国内
长城
(正)磷酸酯
正磷酸酯(phosphoric acid esters)/亚磷酸酯 (phosphorous acid esters)
正磷酸单酯/双酯/三酯 生产工艺
醇(＋/酚)＋三氯(氧)磷→碱、水洗→除去HCl
特点
抗燃性优良 润滑性良好
正磷酸酯(续)
抗燃性能
名称
三间甲苯基磷酸酯 透平油(矿物油)
全氟聚醚的性能(续)
缺点
表面张力低，润湿特性差 防腐蚀性能欠佳 对添加剂的溶解性能差 与其它油品不溶 比重高 在分解温度(280～350℃)下无毒，但超过会形成有毒
的蒸汽 价格极高
用全氟聚醚的产品
国外
Du pont: krytox series Montefluos: fomblin series Klueber: barrierta series(一坪分公司 HTM)