作者: Evolution (雷尚宇) 看板: TeamAslant
標題: [轉錄]【文件】合成液體潤滑劑
時間: 東吳機研站 Thu Oct 9 01:10:32 2003
※ [本文轉錄自 Oil 看板]
作者: lampada (阿達機油之家) 看板: Oil
標題: 【文件】合成液體潤滑劑
時間: 東吳機研站 Wed Oct 8 22:53:01 2003
本文摘自 潤滑油、脂採購指南2002-2004年版 石油情報出版社
(一)合成潤滑劑的源起
合成潤滑劑是用化工原料透過化學合成的方法製造的潤滑油和以合成基礎油製造的潤滑
脂。和礦物油不同，合成潤滑劑的主要成分不是單一類型的化合物，而是包含元素組成
、分子結構和性能特點相差很遠的多類化合物。
合成潤滑劑是在二十世紀三十年代中期發展起來的，第二次世界大戰前後，由於軍事技術
的進步，要求新的機械設備在較嚴苛的條件下工作，一般礦物油不能符合使用要求；還由
於有些國家如德國、法國、日本的石油資源短缺，因而促使人們通過化學合成的方法研究
製造潤滑劑。
它的研究是從合成烴開始的，隨後在二次世界大戰時的德國，首先採用二鹽基酸酯類
（Dibasic Esters）作潤滑劑，此為使用合成潤滑劑之先聲。
(二)合成潤滑劑的特性
合成潤滑劑具有特定的分子結構，性能較石油潤滑油優異。一般說來，合成潤滑油具有優
良的黏溫性和低溫性，良好的高溫性和熱氧化穩定性，良好的潤滑性和低揮發性，以及其
它一些特殊性能如化學穩定性和耐輻射性等，因而能符合各種嚴苛的使用要求。
但是各類合成油的性能又各具特色，有些合成油的某些性能並不能比礦物油強，其比較表
如下所列:
由於合成潤滑劑之生產技術較複雜，使用的原料為化工原料或石油化工多次加工的產品，
成本自然高昂，但是其使用可以保証最好的設備效益、節省能源動力和原材料消耗、延長
設備壽命和檢修周期，綜合經濟效益反而高，因此在一般應用上，使用範圍日益普遍，不
再限於某些特殊情況的應用了。
圖表 各種潤滑劑的性能
------------------------------------------------------------------------------
性能 礦油 雙酯 多元醇酯 聚醚 聚α-烯烴 矽油 氟油 磷酸酯
------------------------------------------------------------------------------
黏溫特性VI ４ ２ ２ ２ ２ １ ４ １
低溫特性 ５ １ ２ ３ １ １ ３ １
液體範圍 ４ ２ ２ ３ ２ １ １ ３
氧化穩定 ４ ２－３ ２ ３ ２ ２ １ ４
蒸發損失 ４ １ １ ３ ２ ２ １ ２
抗燃性 ５ ４ ４ ４ ５ ３ １ １－２
水解穩定性 １ ４ ４ ３ １ ３ １ ３
抗腐蝕性 １ ４ ４ ３ １ ３ ５ ４
密封材料相容性 ３ ４ ４ ３ ２ ３ １ ５
塗料相容性 １ ４ ４ ４ １ ３ ２ ５
與礦油混溶性 -- ２ ２ ５ １ ５ ５ ４
添加劑溶解性 １ ２ ２ ４ ２ ５ ５ １
------------------------------------------------------------------------------
註：１－優良；２－很好；３－好；４－普通；５－差
------------------------------------------------------------------------------
(三)合成潤滑劑的種類
1.有機酯類(Organic Esters)
又稱酯類油，是由有機酸與醇在催化作用下，酯化脫水而獲得的；根據反應產物的酯基含
量，基礎油分為雙酯和多元醇酯、複酯等。
酯類油具有的優點：
●流動點低，低溫流動性良好
●生成的酸性物質量最少
●抗磨性能佳，齒輪及軸承磨耗最少
●高溫下不易形成膠質漆與結碳
●產品劣化時不易形成積垢
●可生物降解
酯類油的缺點是僅與少數物質相容，軸封膨脹率大，而且只能得到低粘度的油；單酯類最
常用於透平機用油，雙酯類則多用於噴射引擎、空壓機、低溫齒輪油、航空機用低溫油脂
等用途。
2.聚二醇類(Polyalkylene Glycols—PAG)
包括聚乙二醇醚、聚丙二醇醚等。聚二醇類液體具有許多優良性能，其中包括良好的潤滑
性能，高閃火點和高黏度指數，低揮發度和低流動點，對金屬和橡膠的作用很小，在高溫
下使用所生成的氧化產物完全溶解在所剩的液體中，或者完全揮發掉，不留沉積物。
其缺點則是一般不溶於礦物油、酯類油和合成碳氫化合物中，與添加劑的溶解性也較差；
可以共容的塗料是環氧樹脂及聚氨基甲酸乙酯，與密封材料相容性也不佳，只與氟橡膠和
聚四氟乙烯相容。
目前聚二醇類的應用範圍已很廣泛，如高溫潤滑油、齒輪油、壓縮機油、抗燃液壓油、
煞車液、金屬加工液等都在應用中，是合成潤滑劑中應用最廣，產量最大的一類。
3.碳氫化合物類(Synthetized Hydrocarbon)
包括聚α-烯烴(PAO)、烷基苯、聚異丁烯等。由於它是由碳和氫兩種元素組成，與礦物油
相同，因此具有許多與礦物油相同的性能，同時又有許多礦物油比不上的優點：
●可製成各種黏度級別
●流動點低
●低溫流動性良好
●低揮發性
●良好的黏溫特性
●與礦物油和酯類油無限混溶
●良好的抗腐蝕性
●不含芳環化合物，無潛在毒性
●價格在合成油中為中等
此類產品與一般礦物油可以相容的油漆及軸封也相容，但不能生物降解。適合作為汽車引
擎油、壓縮機油、液壓油及潤滑脂基礎油，尤其是其中的聚α-烯烴(PAO)，由於作為汽車
引擎油的優良性能，和雙酯類一樣，成為近幾年需求量增長最快的品種，年增長率達到15%
左右。
用PAO作為基礎油摻配的車用引擎油，與礦物油相比有許多優點：首先是PAO油的熱、氧化
安定性明顯優於礦物油，當進行165℃，５天的熱油氧化試驗（HOOT）時，礦油黏度變化
率54.0%，而PAO的黏度變化率只有3%，因此使用PAO引擎油可以延長換油期間，亦即減少停
修時間並降低維修費用；再者，PAO的黏度指數較高，低溫流動性良好，使冷車啟動性優
良,熱氧化安定性好，是作為複級機油理想的基礎油；加上揮發性低，符合經濟性要求，
其價格與其它合成基礎油相較尚稱廉宜，因此目前市面上所見合成車用引擎油最多為PAO
基礎油製成。
4.磷酸酯類(Phosphate Esters)
包括烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、烷基芳基磷酸酯等。磷酸酯具有良好的抗燃性和潤滑性，
是做抗燃油品的理想材料，其潤滑性優良，常用作礦物油的極壓抗磨添加劑，所以用磷酸
酯作抗燃油品時，不用添加其它極壓抗磨劑。
磷酸酯的缺點則是黏溫性和水解穩定性極差，抗腐蝕性普通，而且只與少數密封材料如含
氟彈性物、環氧樹脂及聚樹脂相容，由於相容性不佳及環保上的限制，此類合成油發展性
不佳。
5.矽類(Silicone)及矽酸酯
包括甲基矽油、乙基矽油、甲基苯基矽油、甲基氯苯基矽油等。矽油以「油」的形態和以
加工製品銷售的比例約為３：７，其製品的主要形式有矽乳液、矽脂、矽油溶液和噴霧劑
，主要用在紡織、電子、機械等行業。
矽油的優點如下：
●可製成各種黏度級別
●黏溫特性特優
●氧化穩定性和熱穩定性佳
●低溫流動性佳，揮發性低
●軸封材料及塗料相容性好
但矽油有些缺點限制了進一步廣泛使用的可能：
●邊界潤滑性極差
●低荷重抗磨能力，不能藉添加劑改善
●與礦油、合成碳氫化合物、酯類油等均不相溶
●價格高
6.含氟油
包括全氟烴、氟氯碳、全氟聚醚、氟矽油等。為含有氟元素的合成潤滑劑，氟是最活潑的
非金屬元素，能與大部分其它元素反應生成非常穩定的化合物。由於此類潤滑劑具有優異
的化學惰性、不燃性及高密度等，主要應用於特殊用途如核工業和航空、軍事上等。含氟
油的優點除化學穩定性特高之外，還有：
●熱氧化穩定性極佳
●使用溫度範圍寬廣
●蒸發性低，低溫流動性良好
●抗磨性佳且可抗燃
●與密封材料、塗料等相容性良好
其缺點：
●黏溫特性普通
●低表面張力，濕潤性差
●抗腐蝕性不佳
●添加劑溶解性差、與其他油不相溶
●價格昂貴
[本文結束]
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