聚a烯烃(PAO)合成基础油性能及其应用-
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低温性能好，可在严寒区使用； 高温性能好，可满足现代车辆要求； 粘温性能好，可少用粘度指数改进剂，以减少亮红灯的机会； 启动性能好，减少启动磨损； 润滑性能好，减少摩擦磨损，延长车辆使用寿命； 蒸发损失小，减少油耗，利于环保。
典型产品：美孚1号等
Lubrication Is Our World
合成工业油，如压缩机油、 齿轮油、液压油和润滑脂等。
二战之前
低温方面的优良性能 用于军事方面，如坦克、 飞机等低温苛刻的流体上。
节约燃料的目
Amsoil和Mobil开始将 PAO应用到普通民用汽车 发动机油
未来
Lubrication Is Our World
聚a烯烃的工艺
乙烯齐聚法
一步法齐格勒反应,即在较高 的温度下使链增长反应与置换 反应一步完成。 改良的Ziegler两步法工艺技 术,两步法的优点是链增长反应 可以单独加以调节,产品中各碳 数a-烯烃分布灵活性大,所需要 碳数范围a烯烃产率较高。 SHOP采用齐聚、异构化、歧 化、置换及碳基合成等工艺过 程于一体。
成焦板试验热安定性
基础油
清洁度
4.0mm2/s的矿物油
0
4.0mm2/s的PAO
8.0
5.0mm2/s的烷基芳烃
2.0
5.4mm2/s的双酯
8.0
4.0mm2/s的聚a烯烃多元醇酯 9.5
试验条件：成焦板温度 310℃ 槽温：121℃ 操作：溅油6min，烘烤1.5min 评分条件： 10＝清洁
PAO 耐高温，分解少
矿物油
精制矿物油
PAO
双酯
RBOT测试－ASTMD2272评定： 在150℃、620kPa的氧气环境中，用水和铜做催化剂对润滑油进 行氧化，达到规定压降的时间。抗氧化性好，吸收氧少，达到规 定压降的时间就长。
Lubrication Is Our World
热稳定性
与同粘度的矿物油相比，PAO的闪 点和燃点要高5-15%。 在许多应用场合，这可以明显减少着 火的危险，增加安全性。
Lubrication Is Our World
PAO的典型缺点
成本比 矿物油 基础油
高
1
添加剂
溶解性
不好
2
常常要和 酯（通常 是二酯和 多羟基酯） 调配
2-1
添加剂能 溶于酯， 酯能溶于
PAO
2-2
Lubrication Is Our World
PAO典型应用
极限温度、长寿命、延长换油期限及更高的燃料经济性等已经对润滑油脂提出了更 苛刻的要求。
0W-30
55.0 15.9 10.0 0.5 12.9 5.7
9.5 52.0 170 －39 5,978 2.9 27009 11.3
0W-30
0W-40
0W-40
35.0
31.0 15.0 0.5 12.9 5.7
50.0 27.2 0.5 12.9 9.4
30.0
47.2
0.5 12.9 9.4
Lubrication Is Our World
氧化安定性
氧化安定性好是用于高温 并与空气接触时的重要因素。
当配方中含有适当的抗氧 剂时，PAO表现出优秀的氧 化安定性。
PAO对抗氧剂的感受性比 矿物油好，对其它添加剂的 感受性也很好。
氧化安定性（2%的抗氧剂）
II类矿物油
粘度增加 %@100℃ TAN变化,mgKOH/g
75W/90
25.5 53.0
15.0 6.5
-
13.94 95.57 149
-50 53,000
4.52 <1.0
75W/90
20.5
58.0
典型应用-全合成内燃机油
SAE 级别 Formulation PAO 4 PAO 6 PAO 8 酯类油 添加剂复剂 粘指剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ CCS@-25℃, cP CCS@-30℃, cP CCS@-35℃, cP HTHS@150℃,cP MRV-TP1,cP
石蜡裂解法
采用不同的含蜡原料包括 各种含油蜡和含蜡油,经过 热裂解而得到一烯烃。 国内主要采用该工艺。
由于原料烯烃的质量不高, 聚合油结构组成复杂,在 粘度指数、低温粘度和热 氧化安定性等方面,与国 外的合成烃润滑油相比, 有很大的差距。
Lubrication Is Our World
聚a烯烃的工艺
PAO 在各种应用场合能够满足传统和极限性能需要，它比传统的基础油和其它合成 油更好，是一种理想的润滑油基础油。
主要的用途有以下几个方面：
航空航天工业 环保方面的用途 工业应用 军事工业 运输行业 化妆品
Lubrication Is Our World
合成内燃机油
基础油为PAO，为了强化性能，通常添加一些酯类油来增加对添加剂的溶解性。 主要SAE级别：0W/XX和5W/XX油。 合成内燃机油的特点是：
Lubrication Is Our World
蒸发损失，%
蒸发损失，%
挥发性低
PAO4与200N的矿物调合
PAO加入量,% PAO4与100N的矿物调合
PAO加入量,% *204 ℃ ，通氮气情况下2小时的失重
粘度，mm2/s
粘度，mm2/s
油品蒸发度高，会增加消耗量的增 加和转化催化剂的中毒，基础油具有 低的挥发性变成一个重要的因素。 最新颁布的发动机油标准如ILSAC GF－4、GF-5和ACEA A3/B3等， 都对最终油品的蒸发性能有严格要求。
铅失重,mg 油泥
215.7 14.5 160.7 中度
PAO6
3.5 0.1 0.9 无
PAO40
2.6 0.08 0.1 无
PAO100
1.8 1.1 0.2 痕迹量
RBOT 旋转氧弹测试
试验条件：163℃，72h
氧化稳定性比较
在RBOT测试中，高品质的PAO(聚α－烯烃合成基础油) 达到压降的时间是Ⅱ类加氢基础油的3～4倍，是Ⅲ类深 度加氢基础油的1.5～2倍。
Lubrication Is Our World
聚a烯烃（PAO）合成基础油 性能及其应用
2011年
Add：上海市浦东新区商城路618号
上海纳克润滑技术有限公司 合成基础油事业部
Tel：021-5858 5559
Fax：021-5858 5337
合成基础油
通通过过化化学学反反应应并并通通过过人人为为 的的控控制制下下达达到到预预期期的的分分子子 形形态态，，这这一一过过程程就就是是合合成成 ((SSyynntthheetticic))。。
Lubrication Is Our World
典型应用－75W/XX系列齿轮油
SAE 级别 Formulation PAO 4 PAO 6 PAO 40 PAO 100 酯类油 添加剂复剂 抗泡剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ BF粘度@-40℃, cP HTHS@150℃,cP KRL剪切,粘度损失,20h,%
采用PAO为基础油，不需要添加任何粘度指数改进剂便可以调和出75W、75W/90、80W/90、80W/140 甚至75W/140等大跨度的油品。有时加入一些酯类油来增加对添加剂的溶解性。
合成车辆齿轮油的优势在于： 低温性能好，温升小，节能； 润滑性好，可以减少齿轮的磨损，延长齿轮寿命； 蒸发损失少，可延长换油期，减少润滑油的油耗； 粘度指数高，可大大减少增粘剂的用量,增加了油品的剪切安定性。
Lubrication Is Our World
PAO与矿物油物理性质的比较
典型数据
KV100℃,mm2/s 粘度指数 倾点，℃ CCS@-30℃,cp MRV@-40℃
4cSt
PAO
Group III
4.61
4.62
131 〈－66
129 －24
1000
1700
3400
151000
6cSt
PAO
Lubrication Is Our World
常见聚a烯烃PAO牌号
低粘度PAO PAO2\PAO4\PAO6\PA O8\PAO10
中高粘度PAO PAO40\PAO100
超高粘度PAO PAO1000
SpectraSyn™ 2\4\5\6\8\10系列 Synfluid PAO 2\4\5\6\7\8\9系列 DuraSyn 162\164\166\168\170 SpectraSyn40/SpectraSyn100 Synton40和Synton100 SinoSyn40/SinoSyn100
0W-40
5W-40 10W-40
43.5
23
45
10
25
61.5
10
10
10
11.5
11.511.5来自128.57
13.46
13.25
13.47
79.96
81.80
86.47
179
164
158
-45
-42
-42
4,330
5,324
5,367
3.37
3.55
3.68
21086(-40) 14658(-35) 9886(-30)
10.1
6,079 3.0
24473 10.0
12.6 69.8 182 －36 5,950 3.4 34711 11.8
12.7 71.0 181
5,579 3.4
26647 10.0
EHC 45 II+基础油,V100=4.5,VI=116
Lubrication Is Our World
车辆齿轮油
Lubrication Is Our World
典型应用-半合成内燃机油
SAE 级别 Formulation EHC 45 * Yubase 4 PAO 4 PAO 6 摩擦改进剂 添加剂复剂 粘指剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ CCS@-35℃, cP HTHS@150℃,cP MRV-TP1 @-40℃,cP Noack 蒸发,%
0W-30
5W-30 10W-30
53
17
16
53
15
59
10
10
10
11.5
11.5
11.5
9.5
8.5
4.5
11.10
11.75
11.60
61.48
68.44
73.07
175
168
153
-48
-45
-42
3.979
3.716
4,795
2.99
3.19
3.28
14615(-40) 10118(-35) 8484(-30)
常见的合成油有PAO、酯类油、聚醚、硅油等。
PAO是最常用的润滑油基础油，使用范围最广泛。
Lubrication Is Our World
聚a烯烃的发展历程
聚聚aa烯烯烃烃 PPAAOO （（PPoollyy－－AAllpphhaa－－OOlleeffiinnss））
如今
20世纪70年代
技术工艺和市场策略成熟
SpectraSyn Ultra™ 1000
Lubrication Is Our World
PAO的性能
PAO Vs 矿物油
PAO非常确定的结构是其卓越的高 低性能优于矿物油的原因
粘度指数高（一般大于135） 优越的热与氧化稳定性 倾点低，低温流动性好 极佳的剪切安定性 水解安定性好 挥发性低 与矿物油相容性好 一般与油封兼容性好 毒性低
Group III
5.92
6.00
139 －54
133 －21
2260 6500
4000 凝固
8cSt
PAO
Group III
7.86
7.76
138 －48
129 －21
4800 16200
8760 凝固
PAO倾点低，比矿物油 具有更为优异的低温流动 性。可调制很多低温要求 高的油品。
在低温方面，PAO显示 了对矿物油的极大的优越 性。
SAE 级别 Formulation PAO 4 PAO 6 PAO 8 酯类油 添加剂复剂 粘指剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ CCS@-25℃, cP CCS@-30℃, cP CCS@-35℃, cP HTHS@150℃,cP MRV-TP1,cP
PAO主要是由称为癸烯的C10的直链α－烯烃组 成的，控制聚合工艺生产出C30、C40和C50单 分子的混合物，以6厘斯的PAO而闻名。
通过控制合成工艺，调节最终产品中 C30/C40/C50的比例可得到不同粘度级别的 PAO。
6厘斯的PAO特别适合于制造SAE5W/30的车油
原料不限于癸烯；辛烯（C8）或十二烯（C12）直链α-烯烃也可使用。
PAO与矿物油完全相混的性能，使 它们与一定基础油调合，并能提高基 础油质量。
从图上可以，加入少量的PAO对降 低矿物油的挥发性有显著影响。
Lubrication Is Our World
粘温性能
Viscosity Index 粘度指数(VI)
PAO粘度指数高，一般都在135以上，而矿物油基础油一般在85－90，精制矿物油基础油VI一般 在95左右。精制程度更高的如III类基础油的VI一般在120左右。
典型产品：美孚1号等
Lubrication Is Our World
合成工业油，如压缩机油、 齿轮油、液压油和润滑脂等。
二战之前
低温方面的优良性能 用于军事方面，如坦克、 飞机等低温苛刻的流体上。
节约燃料的目
Amsoil和Mobil开始将 PAO应用到普通民用汽车 发动机油
未来
Lubrication Is Our World
聚a烯烃的工艺
乙烯齐聚法
一步法齐格勒反应,即在较高 的温度下使链增长反应与置换 反应一步完成。 改良的Ziegler两步法工艺技 术,两步法的优点是链增长反应 可以单独加以调节,产品中各碳 数a-烯烃分布灵活性大,所需要 碳数范围a烯烃产率较高。 SHOP采用齐聚、异构化、歧 化、置换及碳基合成等工艺过 程于一体。
成焦板试验热安定性
基础油
清洁度
4.0mm2/s的矿物油
0
4.0mm2/s的PAO
8.0
5.0mm2/s的烷基芳烃
2.0
5.4mm2/s的双酯
8.0
4.0mm2/s的聚a烯烃多元醇酯 9.5
试验条件：成焦板温度 310℃ 槽温：121℃ 操作：溅油6min，烘烤1.5min 评分条件： 10＝清洁
PAO 耐高温，分解少
矿物油
精制矿物油
PAO
双酯
RBOT测试－ASTMD2272评定： 在150℃、620kPa的氧气环境中，用水和铜做催化剂对润滑油进 行氧化，达到规定压降的时间。抗氧化性好，吸收氧少，达到规 定压降的时间就长。
Lubrication Is Our World
热稳定性
与同粘度的矿物油相比，PAO的闪 点和燃点要高5-15%。 在许多应用场合，这可以明显减少着 火的危险，增加安全性。
Lubrication Is Our World
PAO的典型缺点
成本比 矿物油 基础油
高
1
添加剂
溶解性
不好
2
常常要和 酯（通常 是二酯和 多羟基酯） 调配
2-1
添加剂能 溶于酯， 酯能溶于
PAO
2-2
Lubrication Is Our World
PAO典型应用
极限温度、长寿命、延长换油期限及更高的燃料经济性等已经对润滑油脂提出了更 苛刻的要求。
0W-30
55.0 15.9 10.0 0.5 12.9 5.7
9.5 52.0 170 －39 5,978 2.9 27009 11.3
0W-30
0W-40
0W-40
35.0
31.0 15.0 0.5 12.9 5.7
50.0 27.2 0.5 12.9 9.4
30.0
47.2
0.5 12.9 9.4
Lubrication Is Our World
氧化安定性
氧化安定性好是用于高温 并与空气接触时的重要因素。
当配方中含有适当的抗氧 剂时，PAO表现出优秀的氧 化安定性。
PAO对抗氧剂的感受性比 矿物油好，对其它添加剂的 感受性也很好。
氧化安定性（2%的抗氧剂）
II类矿物油
粘度增加 %@100℃ TAN变化,mgKOH/g
75W/90
25.5 53.0
15.0 6.5
-
13.94 95.57 149
-50 53,000
4.52 <1.0
75W/90
20.5
58.0
典型应用-全合成内燃机油
SAE 级别 Formulation PAO 4 PAO 6 PAO 8 酯类油 添加剂复剂 粘指剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ CCS@-25℃, cP CCS@-30℃, cP CCS@-35℃, cP HTHS@150℃,cP MRV-TP1,cP
石蜡裂解法
采用不同的含蜡原料包括 各种含油蜡和含蜡油,经过 热裂解而得到一烯烃。 国内主要采用该工艺。
由于原料烯烃的质量不高, 聚合油结构组成复杂,在 粘度指数、低温粘度和热 氧化安定性等方面,与国 外的合成烃润滑油相比, 有很大的差距。
Lubrication Is Our World
聚a烯烃的工艺
PAO 在各种应用场合能够满足传统和极限性能需要，它比传统的基础油和其它合成 油更好，是一种理想的润滑油基础油。
主要的用途有以下几个方面：
航空航天工业 环保方面的用途 工业应用 军事工业 运输行业 化妆品
Lubrication Is Our World
合成内燃机油
基础油为PAO，为了强化性能，通常添加一些酯类油来增加对添加剂的溶解性。 主要SAE级别：0W/XX和5W/XX油。 合成内燃机油的特点是：
Lubrication Is Our World
蒸发损失，%
蒸发损失，%
挥发性低
PAO4与200N的矿物调合
PAO加入量,% PAO4与100N的矿物调合
PAO加入量,% *204 ℃ ，通氮气情况下2小时的失重
粘度，mm2/s
粘度，mm2/s
油品蒸发度高，会增加消耗量的增 加和转化催化剂的中毒，基础油具有 低的挥发性变成一个重要的因素。 最新颁布的发动机油标准如ILSAC GF－4、GF-5和ACEA A3/B3等， 都对最终油品的蒸发性能有严格要求。
铅失重,mg 油泥
215.7 14.5 160.7 中度
PAO6
3.5 0.1 0.9 无
PAO40
2.6 0.08 0.1 无
PAO100
1.8 1.1 0.2 痕迹量
RBOT 旋转氧弹测试
试验条件：163℃，72h
氧化稳定性比较
在RBOT测试中，高品质的PAO(聚α－烯烃合成基础油) 达到压降的时间是Ⅱ类加氢基础油的3～4倍，是Ⅲ类深 度加氢基础油的1.5～2倍。
Lubrication Is Our World
聚a烯烃（PAO）合成基础油 性能及其应用
2011年
Add：上海市浦东新区商城路618号
上海纳克润滑技术有限公司 合成基础油事业部
Tel：021-5858 5559
Fax：021-5858 5337
合成基础油
通通过过化化学学反反应应并并通通过过人人为为 的的控控制制下下达达到到预预期期的的分分子子 形形态态，，这这一一过过程程就就是是合合成成 ((SSyynntthheetticic))。。
Lubrication Is Our World
典型应用－75W/XX系列齿轮油
SAE 级别 Formulation PAO 4 PAO 6 PAO 40 PAO 100 酯类油 添加剂复剂 抗泡剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ BF粘度@-40℃, cP HTHS@150℃,cP KRL剪切,粘度损失,20h,%
采用PAO为基础油，不需要添加任何粘度指数改进剂便可以调和出75W、75W/90、80W/90、80W/140 甚至75W/140等大跨度的油品。有时加入一些酯类油来增加对添加剂的溶解性。
合成车辆齿轮油的优势在于： 低温性能好，温升小，节能； 润滑性好，可以减少齿轮的磨损，延长齿轮寿命； 蒸发损失少，可延长换油期，减少润滑油的油耗； 粘度指数高，可大大减少增粘剂的用量,增加了油品的剪切安定性。
Lubrication Is Our World
PAO与矿物油物理性质的比较
典型数据
KV100℃,mm2/s 粘度指数 倾点，℃ CCS@-30℃,cp MRV@-40℃
4cSt
PAO
Group III
4.61
4.62
131 〈－66
129 －24
1000
1700
3400
151000
6cSt
PAO
Lubrication Is Our World
常见聚a烯烃PAO牌号
低粘度PAO PAO2\PAO4\PAO6\PA O8\PAO10
中高粘度PAO PAO40\PAO100
超高粘度PAO PAO1000
SpectraSyn™ 2\4\5\6\8\10系列 Synfluid PAO 2\4\5\6\7\8\9系列 DuraSyn 162\164\166\168\170 SpectraSyn40/SpectraSyn100 Synton40和Synton100 SinoSyn40/SinoSyn100
0W-40
5W-40 10W-40
43.5
23
45
10
25
61.5
10
10
10
11.5
11.511.5来自128.57
13.46
13.25
13.47
79.96
81.80
86.47
179
164
158
-45
-42
-42
4,330
5,324
5,367
3.37
3.55
3.68
21086(-40) 14658(-35) 9886(-30)
10.1
6,079 3.0
24473 10.0
12.6 69.8 182 －36 5,950 3.4 34711 11.8
12.7 71.0 181
5,579 3.4
26647 10.0
EHC 45 II+基础油,V100=4.5,VI=116
Lubrication Is Our World
车辆齿轮油
Lubrication Is Our World
典型应用-半合成内燃机油
SAE 级别 Formulation EHC 45 * Yubase 4 PAO 4 PAO 6 摩擦改进剂 添加剂复剂 粘指剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ CCS@-35℃, cP HTHS@150℃,cP MRV-TP1 @-40℃,cP Noack 蒸发,%
0W-30
5W-30 10W-30
53
17
16
53
15
59
10
10
10
11.5
11.5
11.5
9.5
8.5
4.5
11.10
11.75
11.60
61.48
68.44
73.07
175
168
153
-48
-45
-42
3.979
3.716
4,795
2.99
3.19
3.28
14615(-40) 10118(-35) 8484(-30)
常见的合成油有PAO、酯类油、聚醚、硅油等。
PAO是最常用的润滑油基础油，使用范围最广泛。
Lubrication Is Our World
聚a烯烃的发展历程
聚聚aa烯烯烃烃 PPAAOO （（PPoollyy－－AAllpphhaa－－OOlleeffiinnss））
如今
20世纪70年代
技术工艺和市场策略成熟
SpectraSyn Ultra™ 1000
Lubrication Is Our World
PAO的性能
PAO Vs 矿物油
PAO非常确定的结构是其卓越的高 低性能优于矿物油的原因
粘度指数高（一般大于135） 优越的热与氧化稳定性 倾点低，低温流动性好 极佳的剪切安定性 水解安定性好 挥发性低 与矿物油相容性好 一般与油封兼容性好 毒性低
Group III
5.92
6.00
139 －54
133 －21
2260 6500
4000 凝固
8cSt
PAO
Group III
7.86
7.76
138 －48
129 －21
4800 16200
8760 凝固
PAO倾点低，比矿物油 具有更为优异的低温流动 性。可调制很多低温要求 高的油品。
在低温方面，PAO显示 了对矿物油的极大的优越 性。
SAE 级别 Formulation PAO 4 PAO 6 PAO 8 酯类油 添加剂复剂 粘指剂 典型性能 KV100,mm2/s KV40,mm2/s 粘度指数 倾点, ℃ CCS@-25℃, cP CCS@-30℃, cP CCS@-35℃, cP HTHS@150℃,cP MRV-TP1,cP
PAO主要是由称为癸烯的C10的直链α－烯烃组 成的，控制聚合工艺生产出C30、C40和C50单 分子的混合物，以6厘斯的PAO而闻名。
通过控制合成工艺，调节最终产品中 C30/C40/C50的比例可得到不同粘度级别的 PAO。
6厘斯的PAO特别适合于制造SAE5W/30的车油
原料不限于癸烯；辛烯（C8）或十二烯（C12）直链α-烯烃也可使用。
PAO与矿物油完全相混的性能，使 它们与一定基础油调合，并能提高基 础油质量。
从图上可以，加入少量的PAO对降 低矿物油的挥发性有显著影响。
Lubrication Is Our World
粘温性能
Viscosity Index 粘度指数(VI)
PAO粘度指数高，一般都在135以上，而矿物油基础油一般在85－90，精制矿物油基础油VI一般 在95左右。精制程度更高的如III类基础油的VI一般在120左右。