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聚异丁烯在润滑油中的应用有哪些

聚异丁烯是一种无色、无味、无毒的粘稠液体或半固体状态的物质,具有耐热、耐氧、耐紫外线、耐酸碱等化学品的性能。被广泛应用于石油添加剂、载合剂、胶黏剂以及与其他高聚物共混改进等领域。对于润滑油及其添加剂领域而言,主要是选用低分子量聚异丁烯(简称PB、PIB),常见分子量有950、1300、2400(本文用分子量来代替聚异丁烯),下面对低分子量聚异丁烯在润滑油及其添加剂领域的应用进行简单的介绍。

1低分子聚异丁烯的性能

通过研究发现,低分子聚异丁烯可以改善润滑油的润滑性能,减少积碳形成,降低设备能耗,延长使用寿命。

(1)低分子聚异丁烯的剪切安定性

应用比较广泛的低分子聚异丁烯一般是指分子量为600~2400的低分子聚异丁烯。在实际使用过程中,采用1300/2400稠化的460号合成烃工业齿轮油在矿山中速磨煤机磨辊轴上运行一年,其粘度变化不明显。采用1300调配的80W/90GL-5齿轮油,能够通过台架实验,而采用2400稠化的车辆齿轮油在运行一年后,其粘度有明显的变化。因此在工业齿轮油中能够使用的2400,在车用齿轮油中应用时应该谨慎,至少应该控制用量。

(2)低分子聚异丁烯的氧化清净性与积碳趋势

随着分子量的增加,低分子聚异丁烯的清净性变差。低分子聚异丁烯在高温下分解为自由基单体,在二冲程发动机润滑过程中可充分燃烧,排烟低,积碳轻,漆膜疏松。不采用低分子聚异丁烯的二冲程油在这方面的性能较差。在中性油、光亮油和合成油中,低分子聚异丁烯可以减少积碳的效果是一致的。

(3)低分子聚异丁烯的磨擦性能

随着低分子聚异丁烯的分子量的增大,磨迹下降,这是由于油品粘度差异而导致油膜厚度不同造成的。

2低分子聚异丁烯在润滑油中的应用

(1)在四冲程发动机油中的应用

在较早的四冲程内燃机油配方中,低分子聚异丁烯被考虑用作增粘剂,但因为它的低温性能较差,这主要局限在单级油和对低温性能要求不高的多级油(如SAE40、20W/50等)中。随着Ⅲ类基础油的发展,高粘度基础油(如150BS)的供应将越来越紧张,作为150BS最经济实用的替代品,聚异丁烯将被重新评估其在内燃机油中的作用。从经济性及性能考虑,一般推荐如下:

单级油:较低粘度基础油+1300/2400;

20W/50:较低粘度基础油+1300/2400;

这里,聚异丁烯不仅是粘度指数改进剂,还能够有效增加产品的油膜强度。采用1300/2400可以减少OCP的用量,改善油品的剪切稳定性。但对于低温性能要求更苛刻的多级油品,不推荐采用低分子聚异丁烯。

(2)在二冲程发动机油中的应用

二冲程发动机润滑方式独特,需要广泛采用低分子聚异丁烯配方,以保护环境及机车本身。一般在配方中采用分子量950左右的低分子聚异丁烯,具有良好润滑剂及消烟效果。

(3)在工业齿轮油中的应用

综合性价比来看,一般推荐采用1300/2400用于工业齿轮油中。采用500SN添加不同比例的1300/2400,可以调配不同粘度级别的工业齿轮油,可以降低150BS基础油的用量,从而降低整个配方的成本,但其用量不可过高,否则将造成粘度下降过快的现象。

(4)在车用齿轮油中的应用

由于车用齿轮油比工业齿轮油具有更苛刻的剪切稳定性的要求,推荐用1300替代部分150BS光亮油,从而满足油品对剪切稳定性的要求。但是,如果要采用2400,建议加入适当比例的150BS,降低2400的用量(最好控制在5%以内),以满足剪切稳定性的要求。

(5)在高温链条油中的应用

采用1300和酯类油,烷基二苯醚,PAO油品调整到适宜的粘度,并加入极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂等添加剂可以调配出不同类型的高温链条油。

(6)在空压机油中的应用

采用低分子聚异丁烯和PAO及酯类油(5%~15%)在配合适宜的添加剂复合物调配而成的合成空压机油,清净性能好,不产生积碳,使用寿命可以达到8000h。

(7)在金属加工油中的应用

低分子聚异丁烯在金属加工中应用广泛。如1300和2400可以用于淬火油中起到催冷剂及光亮剂的作用。1300/2400用于切削油中还可以降低烟雾。在有色金属拉拔中采用低分子聚异丁烯可以减少沉积物从而免去后续的清洗工艺。

(8)在润滑脂中的应用

在润滑脂中采用低分子聚异丁烯(1300/2400)可以改善油品的粘附性能,如矿山的球磨机大齿轮润滑脂。

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