中國石化一坪潤滑油分公司2005年4月合成潤滑油技術(shù)概況目錄合成潤滑劑發(fā)展概況合成潤滑油的基礎知識合成潤滑油的應用合成潤滑脂的應用一坪分公司合成潤滑油脂產(chǎn)品線合成潤滑劑發(fā)展概述定義歷史應用范圍研發(fā)動向合成潤滑劑定義：指由化學合成的方法而制得的潤滑劑；特點：可滿足一般礦物油或天然油脂所不能滿足的使用要求

低溫、高溫高負荷、高轉(zhuǎn)速高真空、高能輻射強氧化介質(zhì)以及長壽命等；合成潤滑劑歷史軍事和特殊需要20世紀初，德國、美國70年代后，由于科學技術(shù)發(fā)展的需要，兩次能源危機的刺激以及合成潤滑劑技術(shù)的日趨完善和價格的日趨合理民用發(fā)展高溫，～1000℃寬溫，航天器所處自然環(huán)境溫度特殊需要，如抗燃環(huán)保，高生物降解率客戶感受，長使用周期節(jié)能，低摩擦系數(shù)的合成油適應新材料，如與R134a相容的冷凍機油合成潤滑劑應用范圍民用>>軍事70年代初50%以上降至現(xiàn)在的20%以下。應用范圍日益擴大,目前的應用領(lǐng)域主要包括：①航空用油脂：其中包括航空發(fā)動機油、液壓油和潤滑脂。②汽車用油脂：這是消耗量最大的領(lǐng)域，其中包括曲軸箱油、二沖程內(nèi)燃機油、變速箱油和剎車油；③工業(yè)用油脂：其中包括工業(yè)燃氣輪機用油、齒輪油和軸承油、各類壓縮機油、液壓油和抗燃液、導熱油和電器用油、金屬加工液和高低溫潤滑脂。廣泛應用的原因(一)機械工業(yè)的發(fā)展，對潤滑材料提出了日益苛刻的要求，而這些要求往往已經(jīng)超過了礦物油潤滑劑的性能極限。據(jù)國外一些軸承廠家調(diào)查，滾動軸承過早破壞，43%與不適當?shù)臐櫥嘘P(guān)。可以設想，隨著機械設備性能的不斷提高，由于不適宜的潤滑而引起的軸承過早破壞還可能增加。越來越認識到：合成潤滑劑的選擇寬，能適應各種現(xiàn)代機械日益苛刻的設計要求；使用合成潤滑劑通常可延長換油期8～10倍，可節(jié)能1～7%，綜合經(jīng)濟效益好。廣泛應用的原因(二)通過選用不同的合成潤滑油脂往往給安全和生態(tài)環(huán)境保護方面帶來許多好處。生物降解率——礦油～40%，酯類油～90%低粘度化，易于降解使用壽命長，廢液少，危害、處理難度下降善用資源，可持續(xù)發(fā)展。石油短缺，50～100年？不可再生減少用量，減少物耗，減少能耗使用合成潤滑劑，促進資源壽命相對延長合成潤滑劑研發(fā)動向研究——開始從專門為軍工服務轉(zhuǎn)向以民用市場為主；研究課題則從探索新品種、新結(jié)構(gòu)為主轉(zhuǎn)向以油品的應用研究為主。信息——產(chǎn)量和用途開始向外披露，一些主要工業(yè)國家加強了對合成潤滑油脂市場的預測工作。產(chǎn)量——也有了迅速的發(fā)展。近十年平均增長率達9~10%以上，而同期世界潤滑油的年增長率僅為2~3%左右。

合成潤滑油迅速發(fā)展?jié)櫥瑒┌l(fā)展趨勢美國Ozimek信息公司：全世界的潤滑劑工業(yè)正在進入一個新紀元。20世紀30年代以來，潤滑劑是靠在普通基礎油中加添加劑進入90年代，對潤滑劑的特性要求將變得更為苛刻，難以再僅僅靠加入添加劑的辦法滿足使用要求在許多情況下，使用合成潤滑劑和其它非常規(guī)基礎油再加入添加劑將是滿足當今潤滑劑要求的唯一決擇。我國合成潤滑劑發(fā)展情況60年代初起步，主要為軍工服務。70年代后期開始向民用推廣。特別是在“六五”期間，隨著引進設備的增加，用油國產(chǎn)化。軍工民用在整個“六五”期間，我國的合成潤滑劑的產(chǎn)品平均每年以30%多的速度遞增，“七五”期間以17%的速度遞增。目前，在民用航空、鋼鐵、機械、石油、化工、紡織印染、電子電器等行業(yè)廣泛應用。合成潤滑油基礎知識礦物油合成潤滑油礦物油從石油直接提煉而得組成復雜依產(chǎn)地、加工工藝而不同按組成分類石蠟基，K=12.5～12.9，典型：大連(大慶)中間基，K=11.5～12.5，典型：蘭煉(新疆)環(huán)烷基，K=10.5～11.5，典型：克煉礦物油(續(xù))特性因素KT立：立方平均沸點：密度使用量最大：～95%最便宜生物可降解率低于70%礦物油生產(chǎn)工藝原油→常、減壓蒸餾→減壓餾分油、減壓殘渣油→精制→基礎油石蠟、中間基油減壓蒸餾→溶劑精制→溶劑脫蠟→加氫或白土補充精制環(huán)烷基油常減壓蒸餾→加氫精制常減壓蒸餾→溶劑精制→加氫或白土補充精制礦物油生產(chǎn)工藝(續(xù))殘渣油先經(jīng)過溶劑脫瀝青(丙烷、戊烷、丁醇)礦物油發(fā)展趨勢加氫處理、加氫裂化成為發(fā)展趨勢→HVI油(VI=115～125)→VHVI油(VI=140～150)性能可接近PAO技術(shù)：MOBIL、CHEVRON、IFP、石科院……已建成：蘭煉、大慶、克煉、荊門計劃中：上煉、茂名……用途：高檔汽油機油、汽輪機油……成本大約提高20%礦物油牌號國際：APIⅠ、Ⅱ、Ⅲ中國石蠟基SN(中低粘度，溶劑精制中性油)，如150SNBS(殘渣高粘度，光亮基礎油)，如150BS中間基ZN(中低粘度，中等粘度指數(shù))，如150ZNZNZ(殘渣高粘度，中等粘度指數(shù)重質(zhì))，如125ZNZ礦物油牌號(續(xù))中國環(huán)烷基DN(中低粘度，低粘度指數(shù))，150DNDNZ(殘渣高粘度，低粘度指數(shù)重質(zhì))，如90DNZ鋰料油，典型：大港礦物油性能優(yōu)點可以得到不同粘度級別從錠子油→過熱汽缸油潤滑性優(yōu)良可用添加劑改善，如防腐蝕、粘溫、極壓……多數(shù)密封材料OK多數(shù)油漆OK廉價礦物油性能(續(xù))缺點低溫性能差(加氫后有改善)V100℃=～10cSt，傾點老三套：-10℃加氫裂化：-15℃使用溫度上限與粘度有關(guān)：中等粘度～120℃高粘度～160℃礦物油性能(續(xù))缺點：＞140℃～160℃，迅速氧化、老化，嚴重積炭粘溫特性差，即使加氫，也趕不上大多數(shù)合同油用礦物油的典型產(chǎn)品內(nèi)燃機油液壓油齒輪油CKC、CKD潤滑脂：鋰基脂等合成潤滑油類型化學組成類型化學成分類型化學成分合成烴聚α-烯烴聚丁烯烷基苯類聚烷撐二醇羧酸酯類二元酸雙酯新戊基多元醇酯碳酸酯類C.HC.H.OC.H.OC.H.O.P硅輁類硅油類硅酸酯聚苯醚類全氟烷基聚醚氟氯碳類三氟氯乙烯聚甲基丙烯酸酯/聚α-烯烴共聚物C.H.O.SiC.H.OC.F.OC.F.ClC.H.O合成油類型(續(xù))分子結(jié)構(gòu)合成烴類烯烴聚合物乙烯聚合物丙烯聚合物聚丁烯，如聚異丁烯高級烯烴聚合物，如聚α-烯烴加氫裂化油芳烴與烯烴的縮合物合成油類型(續(xù))分子結(jié)構(gòu)聚醚油類脂肪族聚醚，如聚烷撐二醇全氟烷基聚醚聚硫醚聚苯醚酯類，羧酸酯類及碳酸酯類雙酯和復酯新戊基多元醇酯含氟酯類碳酸酯合成油類型(續(xù))分子結(jié)構(gòu)磷酸酯類含硅油類硅輁類，聚硅氧烷硅酸酯類硅烴類，如烷基硅鹵化烴類含氯烴類，如氯化聯(lián)苯，氯化石蠟脂肪族氟碳和氟氯碳六氟苯合成油類型(續(xù))分子結(jié)構(gòu)其它類二茂鐵衍生物芳胺類，如三芳基胺脲類衍生物PAMA-PAO共聚物雜環(huán)N、B、P等的化合物，如吡嗪、三嗪、硼嗪等PAO癸烯-1的齊聚物，均一的異構(gòu)石蠟烴結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝乙烯催化→癸烯-1低粘度，BF3催化；高粘度，Zieglar-natta催化→不飽和齊聚物NiorPb催化，加H2→飽和齊聚物蒸餾、調(diào)合→不同粘度PAOPAO(續(xù))數(shù)量最大之合成油大量用于汽油機油、光纖填充劑、化妝品等中國不能生產(chǎn)價格較高可以用聚內(nèi)烯烴(PIO)取代低溫性能稍差PAO性能優(yōu)點多粘度級別，比礦物油多(2000cSt)傾點可＜-60℃低揮發(fā)性(@160℃)粘溫性能好涂料OK密封材料OK(@高粘度)減摩性能好PAO性能(續(xù))優(yōu)點與礦物油和酯類油無限互溶水解穩(wěn)定性OK防腐蝕性能好無毒(不含芳烴、雜原子化合物)PAO性能(續(xù))缺點低粘度PAO對許多密封材料只有中等的相容性抗擦傷、抗磨損性能不如礦物油、聚烷撐二醇和酯類油好對極壓劑和抗磨劑只有溶解度高粘度的生物可降解性差(不易分散入水)與硅油、聚烷撐二醇、全氟烷基聚醚不溶PAO10的典型值VI：137傾點：-53℃NOACK蒸發(fā)：1.8%殘?zhí)浚?.0009%使用PAO的典型產(chǎn)品金吉星汽油機油SH5000系列合成齒輪油4521合成冷凍機油合成烴復合鋰基脂4637高粘度指數(shù)液壓油……羧酸酯類油以羧酸和脂肪醇酯化而得生產(chǎn)工藝酯化→脫除過量組分→過濾→洗滌→蒸餾類型二元酸酯類新戊基多元醇酯芳香羧酸酯類復酯和聚酯單酯羧酸酯類油(續(xù))一坪：國內(nèi)最大的生產(chǎn)廠高溫性能突出應用：航空潤滑油、高溫油脂、難燃液壓油、壓縮機油、儀表油等價格范圍寬，多數(shù)比PAO貴羧酸酯類油性能優(yōu)點加入抗氧劑后，比礦物油的熱氧化安定性好使用溫度可高達260℃部分酯的傾點低(己二酸異辛醇酯-90℃)部分酯的粘溫性好(壬二酸異辛醇酯158)與礦物油和大多數(shù)合成油無限互溶抗磨、抗擦傷、減摩性能優(yōu)良羧酸酯類油性能(續(xù))優(yōu)點揮發(fā)性低無毒多數(shù)可生物降解，最好的環(huán)保油中等價格羧酸酯類油性能(續(xù))缺點多數(shù)酯類油只能得到低粘度級別只能與氟橡膠、聚四氟乙烯、甲基硅橡膠相容與多數(shù)涂料不容水解穩(wěn)定性較差吸水性強只有中等防腐蝕性用羧酸酯的典型產(chǎn)品壓縮機油：4502潤滑脂：7014-1等難燃液壓油：4632高溫鏈條油：SHT-500A、SHT-600冷凍機油：與R134a兼容的4524航滑：4109、4106、4010(new!)密封脂：7903系列聚醚油以環(huán)氧化物聚合而得生產(chǎn)工藝聚合→中和→過濾→脫水→閃蒸類型：溶水型溶油型油水不溶型國內(nèi)大量生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝主要由一坪定聚醚油(續(xù))獨特的性能不殘留燃燒高溫下(超過220℃)，分解為小分子物質(zhì)，殘?zhí)亢苌倌嫒苄灾械确肿恿康木勖训蜏叵?＜60～70℃)，能溶解于水中高溫下，從水中析出與烴類的低溶解性與礦油不同，溶解度有上限上述性能，可通過結(jié)構(gòu)、組成調(diào)節(jié)聚醚油性能優(yōu)點：粘度級別齊全粘度指數(shù)高減摩性能優(yōu)良(蝸輪蝸桿)加入抗氧劑后有很好的抗氧化性最高使用溫度可達250℃低溫流動性良好(傾點可＜-40℃)有良好的抗腐蝕性聚醚油性能(續(xù))優(yōu)點無毒生物可降解價格比PAO低聚醚油性能(續(xù))缺點除溶油型外，與礦物油和合成烴不溶對添加劑的溶解度小、感受性一般粘壓變化小僅僅與環(huán)氧樹脂和聚脲基涂料相容僅僅與氟橡膠、聚四氟乙烯相容，與聚氨酯不容與某些PMMA不容在低速下有粘滑傾向表面張力較低用聚醚油的典型產(chǎn)品制動液：4606、4604抗燃液壓液：4631壓縮機油：4511、4512、4513、4522高溫鏈條油：4402系列冷凍機油：與R134a相容的329齒輪油：4404(車重)、4405(工中)、4406(工重)水基淬火液：324金屬加工液硅油以鹵代硅氧烷為單體聚合而成生產(chǎn)工藝水解→中和→平衡、中和→精餾或閃蒸→過濾分類甲基硅油乙基硅油烷基苯基硅油氯苯基硅油硅油(續(xù))價格比PAO高國內(nèi)能大量生產(chǎn)獨特性能粘溫性能，VI～300耐熱性能，苯基硅油的長期使用溫度～250℃揮發(fā)度低，甲基硅油，149℃，30天，0.3%絕緣性能，甲基硅油的絕緣強度可達35KV起泡性小高抗壓縮性，4萬kg/cm2，仍是液體無毒、無味硅油的性能優(yōu)點粘度等級齊全粘溫性能最好熱、氧化安定性優(yōu)良極好的低溫流動性揮發(fā)性低(即使低粘度油)閃點高與密封材料、塑料和涂料相容防腐蝕性能和水解安定性優(yōu)良硅油的性能(續(xù))優(yōu)點化學穩(wěn)定性優(yōu)良電性能優(yōu)良不溶于水表面張力低硅油的性能(續(xù))缺點在混合摩擦狀態(tài)下潤滑性很差承載能力低，難以用添加劑改善與礦物油、合成烴、酯類油、聚苯醚和全氟聚醚不溶價格偏高用硅油的典型產(chǎn)品高溫脂：7014-1、7017-1密封脂：7501脫模劑：YP01絕緣半流體脂：7302擴散泵油：274、275全氟聚醚Perfluoropolyether(PFPE)單體－六氟丙烯、四氟乙烯六氟丙烯(HFE)結(jié)構(gòu)式分子量1,000～10,000四氟乙烯(TFE)結(jié)構(gòu)式分子量1,000～100,000全氟聚醚(續(xù))生產(chǎn)工藝全氟烯烴(＋O2)→粗蒸→氟化或氫化→蒸餾→后處理特點耐高溫性能最好：～260℃潤滑性能出眾：PD630kg，F(xiàn)ZG＞12常見合成油中最貴：2,000～20,000元/kg號稱“ultimatelubricant”全氟聚醚的性能優(yōu)點化學穩(wěn)定性最高(forall)熱氧化安定性非常高53cSt自燃～380℃O2170(75)bar使用溫度范圍很寬揮發(fā)性很低低溫流動性很好與密封材料、塑料和涂料相容全氟聚醚的性能(續(xù))優(yōu)點抗燃抗輻射穩(wěn)定性高優(yōu)良的抗磨和抗擦傷特性有適宜的粘溫特性全氟聚醚的性能(續(xù))缺點表面張力低，潤濕特性差防腐蝕性能欠佳對添加劑的溶解性能差與其它油品不溶比重高在分解溫度(280～350℃)下無毒，但超過會形成有毒的蒸汽價格極高用全氟聚醚的產(chǎn)品國外Du

pont:krytoxseriesMontefluos:fomblinseriesKlueber:barriertaseries(一坪分公司RDX)國內(nèi)長城(正)磷酸酯正磷酸酯(phosphoricacidesters)/亞磷酸酯(phosphorousacidesters)正磷酸單酯/雙酯/三酯生產(chǎn)工藝醇(＋/酚)＋三氯(氧)磷→堿、水洗→除去HCl特點抗燃性優(yōu)良潤滑性良好正磷酸酯(續(xù))抗燃性能名稱閃點℃燃點℃自燃點℃熱歧管熱板著火溫度，℃510℃704℃三間甲苯基磷酸酯240322650通過通過＞800透平油(礦物油)200240＜360著火著火450正磷酸酯的性能優(yōu)點三芳基磷酸酯的抗燃性能優(yōu)良，極高溫下燃燒，但不傳播火焰潤滑性良好，但對金、鎢等不起作用傾點較低，-56℃～-15℃熱穩(wěn)定性較好，三對氯苯基磷酸酯分解溫度＞471℃正磷酸酯的性能(續(xù))缺點含鄰位異構(gòu)體的三芳基磷酸酯有(劇)毒熱分解產(chǎn)生取代磷酸，腐蝕最高使用溫度：芳基150～175℃烷基芳基110～120℃水解安定性差粘溫性能一般較差，VI28～148比重較大材料相容性普通工業(yè)油漆、PMMA、PP、PVC、PBV不容用正磷酸酯的產(chǎn)品抗燃液壓油Monsantoskydrol/prdraulHoughtonhoughto-safeAKZOAK20除電站，基本不使用主要合成潤滑油比較礦油PAO雙酯多元醇酯PAG磷酸酯硅油氟硅油聚苯醚PFPE烴類粘溫特性△⊙⊙⊙⊙×⊙○×△～○耐高溫性△○△～○○△△⊙⊙⊙⊙低溫流動性△⊙⊙⊙⊙△⊙○×○氧化穩(wěn)定性△○○○△△△～○○⊙⊙潤滑性⊙⊙⊙⊙○⊙×○○⊙抗水性○○△～○○～⊙△×○⊙⊙⊙耐輻射性×～△××××××～△△⊙—耐火性×××△×○○○△⊙抗化學性———————○—⊙與礦油比價1555～1051025～50120250200～300合成潤滑油的應用汽車曲軸箱油二沖程油傳動液剎車油工業(yè)燃氣輪機油齒輪、軸承潤滑油壓縮機油液壓油和抗燃液導熱油和電氣用油金屬加工液潤滑脂航空噴氣發(fā)動機油活塞式發(fā)動機油液壓油潤滑脂合成潤滑脂的應用(一)指含有合成潤滑油或非皂稠化劑的潤滑脂。它是合成潤滑劑的一個重要分支。與合成潤滑油一樣，合成潤滑脂也是為滿足軍事工業(yè)和尖端技術(shù)要求而發(fā)展起來的。潤滑脂主要由兩大部分組成，即基礎油和稠化劑合成潤滑脂的應用(二)耐熱性耐水性機械穩(wěn)定性最高可能使用溫度備注普通皂水合Ca皂無水Ca皂Na皂Al皂Ba皂Li皂×△○××○○○×○⊙○△～○○△～○×～○⊙○～⊙6010080～9090～100701