润滑油脂(润滑油和润滑脂的统称)作为日常机械零部件正常运转不可或缺的一部分,一直伴随着我们的日常生活。古有“载脂载舝(xiá),还车言迈。”意思为“车轴上油插紧键,直奔故乡跑得欢。”表明卫国时期已经有给车子润滑的意识了。各种各样的润滑油脂在设备中起到润滑最基本的作用,保障设备安全运转,被誉为“工业的血液”。润滑油脂的作用包括润滑、冷却、防腐、密封、传热、清洗、传递动力等作用。
图1 内燃机中的润滑油
润滑油作为我们比较常见常用的润滑剂,一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油不仅是添加剂的载体,更重要的是润滑油的主体。在成品润滑油当中,基础油所占比例随润滑油的品种和质量的不同而各有差异,一般发动机油中含有80%左右的基础油。基础油主要包括矿物型基础油(矿物油)和采用化工合成得到的合成基础油(合成油)两大类。矿物油一般是通过石油蒸馏、物理分离和化学改质而得到,矿物油应用广泛,用量大,价格低廉,来源充足,且性能已能满足绝大部分的润滑油要求。而对于特殊工况,类似于超高(低)温等,矿物油不能满足要求,要用一些特殊性能的合成油,拥有极强的抗氧化稳定性和极好的低温流动性。
基础油的分类美国石油协会(American Petroleum Institute,缩写API)和欧洲润滑油工业技术协会(Association Technique de l"Industrie Européenne des Lubrifiants,缩写ATIEL)在20世纪90年代后期共同提出了新的基础油分类法,该分类依据基础油中饱和烃含量、硫含量和粘度指数(Viscosity Index,缩写VI。粘度指数表示一切流体粘度随温度变化的程度。粘度指数越高,表示流体粘度受温度的影响越小,粘度对温度越不敏感。),按照这三项指标将基础油划分为五类(表1)。
表1 美国石油协会(API)基础油分类
Ⅰ类基础油:属于常规基础油,采用传统的“老三套”工艺(溶剂精致、溶剂脱蜡、白土补充精致)生产的基础油,其氧化安定性不好,蒸发损失比较大,粘度指数比较低,硫含量比较高。
Ⅱ类和Ⅲ类基础油:采用现代加氢工艺生产的基础油可能是Ⅱ类和Ⅲ类油。Ⅱ类基础油属于常规减压瓦斯油、加氢裂化尾油脱脂后加氢生产的产品。Ⅲ类基础油需要用含氢量较高的原料脱蜡。
Ⅳ类基础油:主要是聚α烯烃(PAO),以前曾通过蜡裂解α烯烃聚合生产(石蜡裂解法),目前国际上主要用乙烯齐聚α聚合生产(乙烯聚合法)。按照聚合度的不同,PAO也可以分为低、中、高相对分子质量三类。PAO无硫、磷和金属元素,由于不含蜡,所以倾点低(倾点是指油品在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的最低温度;倾点的物理意义是反映油品低温流动性的好坏的参数之一,倾点越低,油品的低温流动性越好。),粘度指数高。PAO边界润滑性比较差,自身极性比较小(非极性油),对溶解极性添加剂的能力差,并且对橡胶密封有一定的收缩性。
Ⅴ类基础油:除上述四类以外的基础油总称,主要包括合成脂、聚醚、烷基苯、甲基硅油、天然气制合成油(Gas to liquid,缩写GTL)等合成基础油。合成基础油一般具有倾点低、粘度指数高等特性。
我国目前没有统一的基础油国家标准,主要是中国石油和中国石化等基础油生产商在参考API分类基础上,结合自己的生产实际制定企业标准。
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参考资料:
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