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山東瑞捷新材料有限公司

合成酯賦予潤滑脂特殊性能

2021-09-18 09:02 管理員

由于工業(yè)化快速推進(jìn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的興起、溫度不斷上升的應(yīng)用中高溫潤滑油的需求、汽車和航空工業(yè)的潤滑油需求不斷增加以及環(huán)保產(chǎn)品的市場日益增長,合成酯基礎(chǔ)油的使用在持續(xù)提升。

 

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        合成酯,它是由羧酸和醇合成,相比傳統(tǒng)的礦物油的基礎(chǔ)油,它具有非常良好的性能,潤滑脂廠商可以利用這類基礎(chǔ)油的技術(shù)性能,生產(chǎn)出高性能的潤滑脂。

 

        世界上有幾十家生產(chǎn)合成酯的工廠。據(jù)針對非傳統(tǒng)基礎(chǔ)油的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:除了法國Nyco公司外,生產(chǎn)商還包括英國禾大、巴斯夫、美國嘉吉、馬來西亞意慕利油脂化學(xué)、美國Lexo潤滑油公司(現(xiàn)在是德國司馬化學(xué)公司的分支機(jī)構(gòu))和比利時Oleon公司。

 

        但是這些煉廠的產(chǎn)能非常有限,因?yàn)轷ネǔJ切∨可a(chǎn),產(chǎn)量在1公噸至20公噸之間。

 

        據(jù)市場調(diào)查公司克萊恩的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,合成和半合成基礎(chǔ)油市場規(guī)模達(dá)到290萬噸,其中11%為合成酯。該公司預(yù)測到2019年,年增長率將達(dá)到4.5%左右。而據(jù)美國舊金山的咨詢機(jī)構(gòu)大觀研究公司評估:到2020年,全球合成酯類潤滑油市場產(chǎn)值將從2013年的13億美元上漲到20億美元。

 

        專業(yè)人士指出,合成酯是可以進(jìn)行設(shè)計的。它們不是提煉過程的結(jié)果,而是可以通過多種模塊搭建而成。這意味著可以選擇它們的化學(xué)結(jié)構(gòu),以優(yōu)化一些特性來適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的要求。

 

        合成酯粘度等級非常廣泛,涵括ISO VG 15ISO VG 10000。大多數(shù)合成酯與其他基礎(chǔ)油相容。因此,它們可以被用作單一基礎(chǔ)油、組合基礎(chǔ)油,甚至在某些情況下,它們被用作添加劑,扮演著摩擦改進(jìn)劑的角色。

 

         用合成酯制成的潤滑脂可用于在超低溫條件下飛機(jī)機(jī)身的潤滑,以及超高的溫度條件下鋼鐵廠和熔爐的潤滑。按照具體成分的不同,這類潤滑脂可用于汽車軸承、食品工業(yè)加工機(jī)械中的偶然接觸領(lǐng)域、齒輪和其他環(huán)境敏感地區(qū)的船舶中。

 

         合成酯可用于非極性、高石蠟基潤滑脂中,起到提升稠化度、抗氧化性、密封兼容性和揮發(fā)性的作用,同時還可保持低溫性能和確保添加劑的溶度。同時,還可以通過調(diào)整合成酯的化學(xué)結(jié)構(gòu),使熱氧化穩(wěn)定性******化,用于生產(chǎn)高溫潤滑脂。

 

獲得特定的性能

 

         合成酯的化學(xué)積木,家族成員包括單酯、雙酯、多元醇酯和復(fù)合酯,它們在特定的溫度和壓力條件下反應(yīng),產(chǎn)生所需的性能。

 

         合成酯的獨(dú)特的性能配置是值得特別強(qiáng)調(diào)的。與其他的基礎(chǔ)油相比,在粘度等級相當(dāng)?shù)那闆r下,合成酯的揮發(fā)性更低、閃點(diǎn)更高,這主要是由于它們較強(qiáng)的分子間吸引力。

 

         合成酯是很好的極性溶劑,有助于溶解成分,如非極性基礎(chǔ)油的添加劑。它們也用作非極性介質(zhì)中的密封膨脹劑,與帶正電的金屬表面具有很高的親和力,產(chǎn)生摩擦改性和磨損保護(hù)。

 

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         合成酯主要由一種或幾種成分組成。與市面大多數(shù)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)油相比,除了具有高閃點(diǎn)和低揮發(fā)性特點(diǎn),它們也具有較高的粘度指數(shù)和較低的傾點(diǎn)。

 

         雖然有些酯容易發(fā)生熱降解,但是新戊基結(jié)構(gòu)大大提高了它的熱穩(wěn)定性,并具有很強(qiáng)的抗氧化性,主要是因?yàn)轸驶p鍵的強(qiáng)度。由于其特殊的結(jié)構(gòu)和純度,合成酯具有較低的沉積傾向,往往會進(jìn)行清潔降解。

 

        使用ASTM d4636氧化和腐蝕試驗(yàn),對合成酯的各種基礎(chǔ)油進(jìn)行對比測試發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)油相比,合成的酯具有更高的抗氧化性和更低的沉積物形成。結(jié)果,正如預(yù)期的那樣,多元醇酯比單酯或雙酯更佳。

 

        在不同溫度下的潤滑脂測試中,合成酯的表現(xiàn)同樣具有優(yōu)勢。第一次試驗(yàn)中,樣本潤滑脂由VG 15基礎(chǔ)油混合PAO以及10%的雙酯,采用15%復(fù)合鋰皂進(jìn)行稠化。在測試中,這種潤滑脂的工作溫度范圍在73135攝氏度,在超低溫下顯示出優(yōu)異的性能,同時保持出色的耐高溫性能。這使得它適用于高速軸承以及冷操作的應(yīng)用。

 

         第二次測試中,樣本潤滑脂由90%的多元醇酯制成,粘度為VG 32,采用化學(xué)改性粘土進(jìn)行稠化,具有很高的溫度穩(wěn)定性和低蒸發(fā),可用在高達(dá)180攝氏度的溫度環(huán)境中。

 

          通過與一個高性能的抗氧化系統(tǒng)結(jié)合,多元醇酯在高溫下展現(xiàn)出了優(yōu)秀的性能。使用這種技術(shù),高溫油的溫度有可能高達(dá)300攝氏度。

 

權(quán)衡成本

 

         通過生產(chǎn)和性能調(diào)整,可以在潤滑脂中發(fā)揮合成酯的技術(shù)性能和效益,如低溫性、溶解性、熱氧化穩(wěn)定性和蒸發(fā)性能等。尤其是超高溫性能潤滑脂可以達(dá)到PAO潤滑油所覆蓋的溫度范圍。

 

         使用合成酯潤滑脂可能需要一些調(diào)整的過程。應(yīng)小心地添加堿,并且要注意避免與酯發(fā)生反應(yīng),并且應(yīng)避免使用水。它有利于促進(jìn)油分散劑的使用,同時也要考慮預(yù)先形成的皂。然而,在大多數(shù)情況下,需要做改變的很少。

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節(jié)選自《潤滑油情報》