潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力黏度影響的研究

廖輝云+楊善杰+陳炳耀+潘津煉+張俊杰

摘 要： 以基礎(chǔ)油、功能添加劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑復(fù)配而成的潤(rùn)滑油作為研究對(duì)象，通過對(duì)不同復(fù)配而成潤(rùn)滑油進(jìn)行試驗(yàn)研究，利用發(fā)動(dòng)機(jī)油表觀黏度測(cè)定器對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行低溫動(dòng)力粘度檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明，影響潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度因素有基礎(chǔ)油、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、功能添加劑和降凝劑，其中基礎(chǔ)油對(duì)潤(rùn)滑油低溫性能影響最為顯著，降凝劑對(duì)其低溫性能較小。

關(guān)鍵詞： 低溫動(dòng)力黏度；基礎(chǔ)油；功能添加劑；粘度指數(shù)改進(jìn)劑

多級(jí)潤(rùn)滑油的低溫動(dòng)力粘度是用冷啟動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)（CCS）來確定，CCS模擬了發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套與活塞冷啟動(dòng)的工況，與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)有良好的相關(guān)性。低溫動(dòng)力粘度是多級(jí)油在低溫、高剪切速率條件下所測(cè)得的內(nèi)摩擦力大小的量度。在同一種低溫條件下，測(cè)出的該粘度值越小，說明機(jī)油的冷啟動(dòng)性能越好。低溫動(dòng)力粘度可作為預(yù)示發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下能否順利啟動(dòng)的粘度指標(biāo)。

影響低溫啟動(dòng)性的因素很多，其中很重要的一個(gè)指標(biāo)是低溫動(dòng)力黏度的大小，低溫粘度愈小愈易啟動(dòng)[1]。低溫粘度越大，發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的困難也越大，潤(rùn)滑油到達(dá)磨擦部位所需的時(shí)間也越長(zhǎng)，磨擦?xí)r會(huì)出現(xiàn)短暫的干磨擦或半液體磨擦而增加磨損。本文主要研究基礎(chǔ)油、功能添加劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力黏度的影響。

一、試驗(yàn)部分

1試樣

試樣材料為基礎(chǔ)油（70N、150N、500N、150BS）、功能添加劑（汽油機(jī)油添加劑、柴油機(jī)油添加劑）、粘度指數(shù)改進(jìn)劑（PIB聚異丁烯共聚物、OCP乙丙烯共聚物、HSD氫化苯乙烯雙烯共聚物、PMA聚甲基丙烯酸酯）、降凝劑（聚a-烯烴、烷基萘、聚酯類）等材料。

2試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)所采用的設(shè)備有：電子天平（精確度0.01g）；數(shù)顯恒溫磁力攪拌器；發(fā)動(dòng)機(jī)油表觀黏度測(cè)定器等。

3試驗(yàn)方法

①試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

潤(rùn)滑油的低溫動(dòng)力黏度試驗(yàn)按GB/T6538-2010《發(fā)動(dòng)機(jī)油表觀黏度的測(cè)定冷啟動(dòng)模擬機(jī)法》進(jìn)行[2]。

②低溫動(dòng)力黏度測(cè)定

利用200mL燒杯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別調(diào)配100g各種油樣，在數(shù)顯恒溫磁力攪拌器的攪拌下攪拌50min，溫度保持在45℃～55℃，用移液器將油樣取足量放到發(fā)動(dòng)機(jī)油表觀黏度測(cè)定器上檢測(cè)。

二、試驗(yàn)結(jié)果與分析

1基礎(chǔ)油對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力黏度的影響

在功能添加劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑加量不變，通過改變不同基礎(chǔ)油比列復(fù)配而成的潤(rùn)滑油作為研究對(duì)象，檢測(cè)其低溫動(dòng)力粘度CCS（-15℃），所示結(jié)果如表1、表2。

表2：當(dāng)功能添加劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑加量不變時(shí)，低溫動(dòng)力粘度隨著基礎(chǔ)油粘度越大，其低溫動(dòng)力粘度也隨之越大；由配方5、配方6和配方7可以得出，重組分基礎(chǔ)油用量越多，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度增長(zhǎng)越大，低溫性能越差?；A(chǔ)油150BS在-15℃時(shí)，其CCS已經(jīng)超出潤(rùn)滑油表觀粘度測(cè)定器所能檢測(cè)的范圍，故無檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2粘度指數(shù)改進(jìn)劑對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力黏度的影響

以基礎(chǔ)油500N為基底，PIB、OCP、HSD、PMA為研究對(duì)象，在基底中加入不同量的粘度指數(shù)改進(jìn)劑，測(cè)量其低溫動(dòng)力粘度，所測(cè)結(jié)果如表3。

經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果所得，粘度指數(shù)改進(jìn)劑中PIB對(duì)潤(rùn)滑油的低溫動(dòng)力粘度影響性能最大；在基礎(chǔ)油基底不變、檢測(cè)溫度不變的情況下，粘度指數(shù)改進(jìn)劑隨著加量越多，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度越大。

3功能添加劑對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力黏度的影響

以基礎(chǔ)油500N為基底，汽油機(jī)油功能添加劑和柴油機(jī)油功能添加劑為研究對(duì)象，在基底中加入不同量的功能添加劑，測(cè)量其低溫動(dòng)力粘度，所測(cè)結(jié)果如表4。

試驗(yàn)結(jié)果所得，在基礎(chǔ)油基底不變、檢測(cè)溫度不變下，功能添加劑隨著加量越多，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度越大。且汽油機(jī)油功能添加劑和柴油機(jī)油功能添加劑對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度的影響程度相當(dāng)。

4降凝劑對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力黏度的影響

在潤(rùn)滑油的復(fù)配比例中，降凝劑所占比例較小，一般不超過1%，以基礎(chǔ)油500N為基底，聚a-烯烴、烷基萘和聚酯類降凝劑作為研究對(duì)象，在相同基底中加入不同量的降凝劑，同一檢測(cè)溫度下，測(cè)量其低溫動(dòng)力粘度，所測(cè)結(jié)果如表5。

經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果所得，在基礎(chǔ)油基底不變、檢測(cè)溫度不變下，雖然降凝劑隨著加量越多，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度越大。聚a-烯烴、烷基萘和聚酯類降凝劑加量相同，其對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度的影響相當(dāng)。

結(jié)論

1.在潤(rùn)滑油復(fù)配比例中，基礎(chǔ)油粘度越大，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度越大；功能添加劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑加量越多，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度越大；基礎(chǔ)油對(duì)潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度影響尤為顯著，降凝劑對(duì)其影響較小。

2.在基礎(chǔ)油基底中，重組分基礎(chǔ)油對(duì)潤(rùn)滑油影響較大，重組分基礎(chǔ)油占比越大，潤(rùn)滑油低溫動(dòng)力粘度增長(zhǎng)越大，低溫性能越差?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]黃文軒.潤(rùn)滑劑添加劑應(yīng)用指南[M]，北京：中國(guó)石化出版社，2003：124.

[2]GB/T6538-2010.發(fā)動(dòng)機(jī)油表觀黏度的測(cè)定冷啟動(dòng)模擬機(jī)法[S].endprint