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合成酯赋予润滑脂特殊性能

纳克
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摘要:由于工业化快速推进和基础设施建设的兴起、温度不断上升的应用中高温润滑油的需求、汽车和航空工业的润滑油需求不断增加以及环保产品的市场日益增长,合成酯基础油的使用在持续提升。
      由于工业化快速推进和基础设施建设的兴起、温度不断上升的应用中高温润滑油的需求、汽车和航空工业的润滑油需求不断增加以及环保产品的市场日益增长,合成酯基础油的使用在持续提升。
 
 
        合成酯,它是由羧酸和醇合成,相比传统的矿物油的基础油,它具有非常良好的性能,润滑脂厂商可以利用这类基础油的技术性能,生产出高性能的润滑脂。
 
        世界上有几十家生产合成酯的工厂。据针对非传统基础油的相关统计数据显示:除了法国Nyco公司外,生产商还包括英国禾大、巴斯夫、美国嘉吉、马来西亚意慕利油脂化学、美国Lexo润滑油公司(现在是德国司马化学公司的分支机构)和比利时Oleon公司。
 
        但是这些炼厂的产能非常有限,因为酯通常是小批量生产,产量在1公吨至20公吨之间。
 
        据市场调查公司克莱恩的统计数据显示,合成和半合成基础油市场规模达到290万吨,其中11%为合成酯。该公司预测到2019年,年增长率将达到4.5%左右。而据美国旧金山的咨询机构大观研究公司评估:到2020年,全球合成酯类润滑油市场产值将从2013年的13亿美元上涨到20亿美元。
 
        专业人士指出,合成酯是可以进行设计的。它们不是提炼过程的结果,而是可以通过多种模块搭建而成。这意味着可以选择它们的化学结构,以优化一些特性来适应实际应用的要求。
 
        合成酯粘度等级非常广泛,涵括ISO VG 15到ISO VG 10000。大多数合成酯与其他基础油相容。因此,它们可以被用作单一基础油、组合基础油,甚至在某些情况下,它们被用作添加剂,扮演着摩擦改进剂的角色。
 
         用合成酯制成的润滑脂可用于在超低温条件下飞机机身的润滑,以及超高的温度条件下钢铁厂和熔炉的润滑。按照具体成分的不同,这类润滑脂可用于汽车轴承、食品工业加工机械中的偶然接触领域、齿轮和其他环境敏感地区的船舶中。
 
         合成酯可用于非极性、高石蜡基润滑脂中,起到提升稠化度、抗氧化性、密封兼容性和挥发性的作用,同时还可保持低温性能和确保添加剂的溶度。同时,还可以通过调整合成酯的化学结构,使热氧化稳定性最大化,用于生产高温润滑脂。
 
获得特定的性能
 
         合成酯的化学“积木”,家族成员包括单酯、双酯、多元醇酯和复合酯,它们在特定的温度和压力条件下反应,产生所需的性能。
 
         合成酯的独特的性能配置是值得特别强调的。与其他的基础油相比,在粘度等级相当的情况下,合成酯的挥发性更低、闪点更高,这主要是由于它们较强的分子间吸引力。
 
         合成酯是很好的极性溶剂,有助于溶解成分,如非极性基础油的添加剂。它们也用作非极性介质中的密封膨胀剂,与带正电的金属表面具有很高的亲和力,产生摩擦改性和磨损保护。
 
 
         合成酯主要由一种或几种成分组成。与市面大多数的传统基础油相比,除了具有高闪点和低挥发性特点,它们也具有较高的粘度指数和较低的倾点。
 
         虽然有些酯容易发生热降解,但是新戊基结构大大提高了它的热稳定性,并具有很强的抗氧化性,主要是因为羰基双键的强度。由于其特殊的结构和纯度,合成酯具有较低的沉积倾向,往往会进行清洁降解。
 
        使用ASTM d4636氧化和腐蚀试验,对合成酯的各种基础油进行对比测试发现,与传统的基础油相比,合成的酯具有更高的抗氧化性和更低的沉积物形成。结果,正如预期的那样,多元醇酯比单酯或双酯更佳。
 
        在不同温度下的润滑脂测试中,合成酯的表现同样具有优势。第一次试验中,样本润滑脂由VG 15基础油混合PAO以及10%的双酯,采用15%复合锂皂进行稠化。在测试中,这种润滑脂的工作温度范围在73至135摄氏度,在超低温下显示出优异的性能,同时保持出色的耐高温性能。这使得它适用于高速轴承以及冷操作的应用。
 
         第二次测试中,样本润滑脂由90%的多元醇酯制成,粘度为VG 32,采用化学改性粘土进行稠化,具有很高的温度稳定性和低蒸发,可用在高达180摄氏度的温度环境中。
 
          通过与一个高性能的抗氧化系统结合,多元醇酯在高温下展现出了优秀的性能。使用这种技术,高温油的温度有可能高达300摄氏度。
 
权衡成本
 
         通过生产和性能调整,可以在润滑脂中发挥合成酯的技术性能和效益,如低温性、溶解性、热氧化稳定性和蒸发性能等。尤其是超高温性能润滑脂可以达到PAO润滑油所覆盖的温度范围。
 
         使用合成酯润滑脂可能需要一些调整的过程。应小心地添加碱,并且要注意避免与酯发生反应,并且应避免使用水。它有利于促进油分散剂的使用,同时也要考虑预先形成的皂。然而,在大多数情况下,需要做改变的很少。
......
 
(节选自《润滑油情报》杂志2017年9月刊)
 
-END-
 
本文来源于《润滑油情报》杂志,如需了解更多合成酯赋予润滑脂特殊性能,欢迎来电索刊:020-87766826、87766563、87766589。
 
 
 
 
 
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