润滑世界

2021-06-23 09:02:08

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本期嘉宾：李剑锋。

今天为我们带来的话题是：

润滑油性能和配方技术探讨

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润滑油性能和配方技术

作者|李剑锋

文转|葸浡杰

各位学友，大家晚上好。今天晚上跟大家说一下润滑。

关于润滑，黏度是一个很重要的理化指标，也是一个很重要的物理特性。

百分之八九十的润滑油使用黏度作为油品牌号的划分。40℃一般为工业领域润滑油牌号划分的温度，因为工作环境、工况是在40-50℃左右。而有些润滑油的工作温度比较高，那么会以100℃的温度划分。

除了黏度之外的一个关键指标，叫做黏度指数。这个黏度指数代表油品随温度变化的这样的一个指标。这张图显示的就是一条粘温曲线。黏度指数大代表黏度随温度的变化比较小，粘度指数小代表黏度随温度的变化比较大。通常我们可能对润滑油黏度的感知通过目测、体感来感知，但这一感知不是很准确，因为黏度是随温度的变化而变化的。比如说42号油，在温度升高或者降低后，它的黏度差异还是会比较大的。

另外一个指标反应油品的低温性能。倾点表示能流动的最低温度，凝点表示停止流动的最高温度。

酸值，代表油品的化学特性的指标。这个代表油里面有机酸的指标。那么有机酸有两个来源，一个来源于油的本身，一个来源于它的添加剂如防锈剂等。除此之外，油品的氧化也会形成一些酸性物质。

闪点是油品遇到火源之后闪燃的温度，它也是油品安全性的一个指标。

抗乳化性也是一个油品的一个重要指标。它主要反应油品的油水分离能力。测抗氧化性的能力有两个通行的方法，一个是测试油水分离时间，一个测试油水分离的体积。

氧化安全性，也就是它的抗氧化性。测试抗氧化性常见的方法:旋转氧弹，另外还有TOST，DRY TOST等。

以上就简单介绍一下常用的指标，下面给大家说一下它油品的来源和一些配方的情况。

基础油来源于石油，通过物理或者化学方法提炼出来的，形成了我们使用的润滑油。润滑油在国家石油分类充被分到了L类。所以L开头的都叫润滑剂。

润滑油另一个与油品使用设备相关的就是什么设备用的就叫什么润滑油。从上表中可以看出齿轮有的就是齿轮油，压缩机用的是压缩机油。

润滑油的组成分为基础油和添加剂。基础油占润滑油组成中的百分之九十几。虽然添加剂的含量比较少，但是添加剂是一个非常重要、非常核心的部分。

这是美国石油协会API对基础油的分类。国际上相关分类都是按这个来划分。先看表格最左面的一列，有项目，如饱和烃、芳香烃等都是基础油中包含的物质。对于我们来说，润滑油理想的组成成分为饱和烃。芳香烃不是饱和的结构，有硫和氮等我们不希望存在的杂质。

首先来说一类基础油。一类基础油的分离就是一个物理的过程。因为是物理过程没有化学反应，所以我们看到芳香烃还是剩余的比较大，还剩15%-35%。硫和氮也是。硫和氮的存在对油品的抗氧化性有一些不好的影响。二类油是精制的过程，在这个过程中加入了氢。这样会使不饱和的分子结构饱和，另外除去一些硫、氮。第三类也是加氢，但和二类的区别是二类加氢的深度不高，只能取出不饱和组分，除掉一些杂质。这样会获得一些性能较好的基础油，但是因为会把大分子变成小分子，所以三类的油的黏度都不会很大。四类就是合成型，它主要是利用化学手段被合成。这类产品我们可能在给车换机油的时候用到，那就是合成油。另外一类黏度指数差一些，二、三类黏度指数都在上升，四类增高一点。

像美孚壳牌使用新的工艺GPL使用天然气通过合成的手段将其编成润滑油。这种手段生成的基础油业内也没有界定算是四类还是五类，但是气制油的性能还是非常优异的。

这个是九大类添加剂，主要用于润滑剂的添加剂。添加剂的加入是为了实现一些基础油布恩那个实现的功能，如抗氧化性等。一个完整的基础油配方会添加好几种添加剂。工业领域中的添加剂的量比较少一点。由于发动机工况的原因，工作环境比较复杂，所以它的添加剂比较多。

合成基础油的性能比较好，成本也比较高。除合成油以外的呢叫矿物油。矿物油的一二三类是根据生产工艺的分类，而根据分子结构呢可以分为环烷基、中间基、石蜡基等。石蜡基是我们常用的主要的润滑油比较理想的成分。环烷基的黏度指数比较低，绝缘性能比较好，一般用于变压器油。中间基让其处于环烷基、石蜡基之间，是一种中低档之间的产品，使用的比较少。