t612粘度指数改进剂
黏度指数改进剂在发动机油中的应用及性能分析
2020年10月 ifi )湣油第35卷第5期0ct.2020LUBRICATING OILVol.35,No.5D O I ：10.19532/j . cnki . cn 21-1265/tq . 2020.05.006文章编号：1002-3119(2020)05-0034-10黏度指数改进剂在发动机油中的应用及性能分析于军\曹聪蕊2，程亮3，万书晓1(1.广研德孚科技发展（深圳）有限公司，广东_1,1 518100;2.爱思开能源润滑油（天津）有限公n '〗，北京100022:3.广东石油化T 学院.广东茂名525000)摘要:发动机油由基础油、功能复合剂、降凝剂以及黏度指数改进剂调合组成文章中主要论述了发动机油常用的乙丙共聚物 (0CP )黏度指数改进剂及氢化苯乙烯双烯聚合物（HSD )黏度指数改进剂的理化指标和性能对比情况；分析了发动机油低温性 能的主要影响因素，以及黏度指数改进剂、降凝剂与基础油合理匹配的重要性，为确定发动机油配方提供参考=■同时也阐述了 不同黏度指数改进剂在实际使用中的性能差异，充分了解黏度指数改进剂的性能表现是开发高档发动机油的重要环节。
关键词：黏度指数改进剂;OCP 及HSD ;低温性能;增稠能力；剪切稳定性;使用性能 中图分类号:TE 624.82文献标识码:AApplication and Performance Analysis of Viscosity Index Improver in Engine OilYU J u n 1, CAO Cong - rui:, CHENG L ia n g ', W A N Shu - xiao1(1. GRTF Lubechem International Ltd. , Shenzhen 518100, China ； 2. SK Energy Lubricant (Tianjin) Co. , L t d.,Beijing 100022, China ； 3. Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, China)Abstract ： Engine oil is blended w ith base stocks, functional additive package, pour point depressant (P P D ) and viscosityindex improver (V I I). In this paper, tw o types of Vlls com m only used in engine oil, olefin copolym er (O C P ) and hydro- gened styrene diene (H S D ), w ere compared on their physical and chemical indexes and properties. M ajor influencing factors of engine oil's low tem perature perform ance and the importance of balancing V II, PPD and base stocks w ere also analyzed, w ith the purpose of offering reference data to form ulate engine oil. M eanw hile, this paper also illustrated the varied in - field performances of different V lls , which showed it is one of the key processes to understand VII performance when developing high tier engine oil.Key w ords ： viscosity index im prover ； OCP and H SD ； low tem perature perform ance ； thickening e fficie ncy ； shear stability ； in - field performanceHSD 、以及聚异丁烯（P 1B )或戊二烯丁二烯橡胶 SBR 双烯结构黏指剂；另一类为含氧的酯类黏指剂，包括带有支链的聚甲基丙烯酸酯（PMA )和梳 状结构的新型黏指剂（Comb ),见图1。
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。
一种黏度指数改进剂及其制备方法、用途[发明专利]
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专利名称：一种黏度指数改进剂及其制备方法、用途专利类型：发明专利
发明人：陈晓伟,刘辉,韩天昊,梁宇翔
申请号：CN201811201081.6
申请日：20181016
公开号：CN111057606A
公开日：
20200424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种黏度指数改进剂及其制备方法、用途。
本发明的黏度指数改进剂，其结构如通式(I)所示：其中各基团的定义见说明书。
本发明的黏度指数改进剂可以用作润滑油的粘度指数改进剂。
本发明的黏度指数改进剂具有优异的增稠性能、剪切稳定性和抗氧化性能。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
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乙丙共聚物粘度指数改进剂生产技术及研究进展
301 概述乙丙共聚物粘度指数改进剂是在60年代末、70年代初开发成功的新型粘度指数改进剂，由于其性能优良，且乙烯、丙烯价廉易得，从而使之成为发展最快、使用最广泛的一种粘度指数改进剂 [1]。
80年代初期至今，国内的一些单位如中科院大连化物所、大连石油七厂、兰化公司合成橡胶厂、南京长江石油化工厂、茂名石化公司研究院、吉林石化公司、燕山石化等单位在乙丙共聚物枯度指数改进剂的研究开发和生产应用方面进行大量的工作。
2 单效乙丙共聚物粘度指数改进剂单效乙丙共聚物粘度指数改进剂是指只具备粘度调节功能的粘度指数改进剂。
生产方式有两种：直接合成法和降解法。
2.1 直接合成法80年代初，长江石油化工厂和兰州石化公司所以三氯氧钒-倍半烷基铝为催化剂进行了直接法制备乙丙共聚物粘度指数改进剂的研发。
在经历了小试、中试的研发后，兰州石化公司在2000t/a的乙丙橡胶工业装置上进行了粘度指数改进剂的试生产。
其工艺流程为先以三氯氧钒-倍半铝为催化剂常压连续聚合得到二元乙丙共聚物胶液，胶液在经过脱除未反应单体和脱灰，后按比例加入基础油，最后通过分离聚合溶剂得到乙丙共聚物粘指剂。
其合成得到的粘指剂T-604具有较好的增稠效果 [2-5]。
但由于原料不足、产品质量不过关等原因，兰州石化公司的2000t/a的工业装置在90年代末停产 [6]。
在兰州石化公司对乙丙共聚物粘指剂初步尝试之后，吉林石化公司通过引进吸收日本三井油化公司乙丙橡胶技术，于90年代末期相继开发出了J-0010、J-0030、J-0050等用于调配粘度指数改进剂的二元乙丙橡胶牌号。
2012年燕山石化采用自主研发技术，建成800吨/年乙丙橡胶生产装置，生产出二元乙丙牌号YS-2045，并得到了下游用户的认可。
由于共聚过程中，乙丙共聚物的性能受到多方面因素的影响，如乙烯丙烯单体的比例、共聚反应时间、共聚反应温度、催化剂的浓度、分子量调节剂等等，因此控制产品质量的稳定性是一个难点。
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。
第14讲：黏度指数改进剂的性能、作用机理、主要品种及应用
Ｌ 一 ３ ８法 （ Ｌ 一 ３ ８发 动 机 运 转 １ Ｏ ｈ后
测 定 受剪 切 程度 ） ３种 方 法 的 苛 刻 度 差 别 很 大 。 美 国 、 欧 洲 和 中 国
越 易 断 裂 ， 即 剪 切 稳 定 性 越 差 ；反
计算公式如下 ：
－
ＰＳ Ｓ Ｉ＝
—
Ｉ ／
＝ ×ｌ Ｏ ０
‘
（ １ ）
、
使 用 的 测 定 方 法 。 乙 丙 共 聚 物 黏 度 指数 改进 剂 在 不 同 测 定 方 法 下 的 Ｓ Ｓ Ｉ 比较 见表 １ 。 润 滑 油 品 受 剪 切 的 苛 刻 程 度 的
或使用合成润滑油． ． 、
早在 ２ ０世 纪 ３ ０年 代 ， 人 们
（ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ａ ｔ ｅ ｄ Ｓ ｔ ｙ ｒ ｅ ｎ ｅ — ｄｉ ｅ ｎ ｅ Ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ，Ｈ Ｓ Ｄ），其 中 包 括 氢
化 苯 乙烯 丁 二烯 共 聚 物 （ Ｓ ｔ ｙ ｒ ｅ ｎ ｅ —
失 。 聚 合 物 的 断 链 一 般 发 生 在 链 的 中 间 部 位 ， 碳 一碳 键 裂 开 ， 生 成 ２
符 合 美国及中国 内燃 机油 规格 的 常用的乙丙共 聚物
４ ８． ５
３８
个 分子 ，每 个分 子 的相对分 子质 量 大约是 原始分 子 的一半 。剪切作 用
润 滑 油 相 比要 多 加 １ ０ ％ 左 右 的 功 能
各 种油 品都有 相应 的剪 切安 定 性评价试验方法 ：
◇ 曲轴箱 油 ：超声 波法 （ ５ ｍｉ ｎ
添 加剂 ，以弥 补 多 加 Ｖ 『 ｌ 的负面影响。
润滑油添加剂命名
T122 122 清净剂 高三值硫化烷基酚钙
T151 151 分散剂 单烯基丁二酰亚胺
T152 152 分散剂 双烯基丁二酰亚胺
T153 153 分散剂 多烯基丁二酰亚胺
T154 154 分散剂 聚异丁烯丁二酰亚胺（高氮）
减摩剂 异氰尿酸三聚氰铵
减摩剂 TRIWON节能减摩剂
减摩剂 有机钼节能减摩剂
减摩剂 有机硼节能减摩剂
减摩剂 GRT 节能减摩剂
减摩剂 YGC 节能
T321 321 极压抗磨剂 硫化异丁烯
T322 322 极压抗磨剂 二苄基二硫化物
T323 323 极压抗磨剂 氨基硫代酯
T341 341 极压抗磨剂 环烷酸铅
T351 351 极压抗磨剂 二丁基二硫代氨基甲酸钼
T352 352极压抗磨剂 二丁基二硫代氨基甲酸锑
T603A 603A 粘度指数改进剂 聚异丁烯
T603B 603B 粘度指数改进剂 聚异丁烯
T603C 603C 粘度指数改进剂 聚异丁烯
T603D 603D 粘度指数改进剂 聚异丁烯
T611 611 粘度指数改进剂 乙丙共聚物
T612 612 粘度指数改进剂 乙丙共聚物(6.5%)
抗氧剂 二酚基丙烷
T551 551 金属减活剂 噻二唑衍生物
T561 561 金属减活剂 噻二唑衍生物
T601 601 粘度指数改进剂 聚乙烯基正丁基醚
T602 602 粘度指数改进剂 聚甲基丙烯酸酯
T603 603 粘度指数改进剂 聚异丁烯
T746 746 防锈剂 烯基丁二酸酯
防锈剂 烯基丁二酸酯
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大庆高新技术产业开发区林强油剂制品有限公司
T612粘度指数改进剂
应用
T612粘度指数改进剂是以吉化J-0050胶与大庆优质低粘度中性油经热熔、剪
切等工艺研制而成。
产品具有色泽浅、稠化能力强、剪切性能良好与降凝剂的配伍
性能好等优点，该产品具有大庆石化研究院的台架报告数据。
适用于调配CC、SE、SD等中档内燃机油。
产品符合SH0622—95标准。
技术指标
外观浅黄色透明粘稠液体
闪点（开口），℃， 200
运动粘度（100℃）㎜mm2/s 1500
密度(20℃)kg/m3 875
水分 % 痕迹
机杂 % 0.08
稠化能力㎜ mm2/s 7.5
剪切稳定指数 38
包装、贮存、使用
一、以200L专用金属桶包装，净重200±0.5kg。
二、贮存温度不超过40℃，调合温度70℃～85℃，应防水、防潮。
三、该复合剂非易燃易爆、非腐蚀性物品，应用时的预防及安全措施与一般石
化产品相仿。
四、在生产过程中,用基础油先加入本产品在70℃～85℃中,搅拌、循环后再
依次加入其它添加剂。
五、其包装、标识、运输、贮存、装货验收按SH0164执行。