調(diào)和油組分對其粘度的影響

調(diào)和基礎(chǔ)油組分對其粘度的影響劉淑真，付洪瑞，王本力，史程飛

（軍械工程學(xué)院軍械技術(shù)研究所石家莊050003）摘要：通過測定兩種礦物油的調(diào)和油、以及兩種合成油的調(diào)和油的高低溫運(yùn)動粘度，發(fā)現(xiàn)兩種礦物油調(diào)和后其高低溫運(yùn)動粘度符合調(diào)和油粘度變化規(guī)律，其調(diào)和油運(yùn)動粘度的測定值與計算值偏差很?。ㄆ盥市∮?%），而且兩種礦物油調(diào)和后能夠明顯改善高粘度礦物油的低溫流動性。硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油的運(yùn)動粘度測定值與計算值偏差較大，特別是低溫條件下偏差率達(dá)到了63%，并且硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油樣的低溫運(yùn)動粘度出現(xiàn)了低于兩組份運(yùn)動粘度的現(xiàn)象。研究了調(diào)和基礎(chǔ)油組分對調(diào)和油粘度的影響，為潤滑油的制備提供了指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)油；調(diào)和；粘度；低溫；潤滑油1引言基礎(chǔ)油是成品潤滑油的重要組成部分，約占成品潤滑油組成的70%~99%，其性能直接影響由其所調(diào)配的成品潤滑油的性能［1］。由于基礎(chǔ)油的組成不同，其理化性能也存在較大的差異，因而成品潤滑油的性能也各不相同。基礎(chǔ)油主要包括三大類：動植物油、礦物油、合成油。動植物油是早期使用的一種基礎(chǔ)油，現(xiàn)已基本淘汰，目前應(yīng)用較廣泛的是礦物油和合成油［2］。礦物油是從石油中提煉出來的，制取這類油料的原料充足、價格便宜，性能也能夠滿足各種設(shè)備的使用要求，而且可以通過添加各種添加劑的方法，改善油的性能，以滿足設(shè)備的需要，礦物潤滑油的應(yīng)用最廣泛。合成油是通過合成的方法得到的油品，是潤滑油基礎(chǔ)油的重要組成部分，由于合成潤滑油基礎(chǔ)油具有動植物基礎(chǔ)油以及礦物基礎(chǔ)油所不具備的獨(dú)特優(yōu)異性能，在許多特殊領(lǐng)域（如，高溫、低溫等工作環(huán)境）得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用，得到了廣泛的研究［2-9］。為了滿足機(jī)械設(shè)備的使用要求，在潤滑油的制備過程中往往使用兩種甚至多種基礎(chǔ)油進(jìn)行調(diào)和，以彌補(bǔ)單種基礎(chǔ)油性能上的不足。本文通過測定兩種礦物油的調(diào)和油、以及兩種合成油的調(diào)和油的高低溫運(yùn)動粘度，研究了調(diào)和基礎(chǔ)油組分對調(diào)和油粘度的影響。發(fā)現(xiàn)兩種礦物油調(diào)和后其高低溫運(yùn)動粘度符合調(diào)和油粘度變化規(guī)律，其調(diào)和油運(yùn)動粘度的測定值與計算值偏差很小，偏差率小于5%，而且兩種礦物油調(diào)和后能夠明顯改善高粘度礦物油的低溫流動性。硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油的運(yùn)動粘度測定值與計算值偏差較大，特別是低溫條件下偏差率達(dá)到了63%，并且調(diào)和油中硅油的質(zhì)量百分含量在一定的范圍內(nèi)時(70%~90%)，調(diào)和油的低溫運(yùn)動粘度呈現(xiàn)出小于兩種基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度的現(xiàn)象，表明此時調(diào)和油的流動性優(yōu)于兩種基礎(chǔ)油的流動性，低溫性能得到了改善。2試驗部分2.1試驗油樣礦物油I、礦物油II、硅油、癸二酸二異辛酯。2.2試驗儀器油樣的運(yùn)動粘度在GB/T265運(yùn)動粘度測定器上進(jìn)行測定。2.3試驗方法本試驗采用GB/T265石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度的測定方法，分別測定礦物油I、礦物油II、硅油、癸二酸二異辛酯，以及礦物油I與礦物油II調(diào)和油樣、硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油樣在40°C和-40°C時的運(yùn)動粘度。由所測得的各油樣的運(yùn)動粘度值，做出了油樣粘度與組成的關(guān)系曲線，并總結(jié)了酯類油與硅油混合時油樣的粘度變化規(guī)律。油品調(diào)和的通用粘度計算公式如下［10］。lgv=YVlgv (1)式(1)中：v為調(diào)和油品同溫度下的粘度；v.為i組分同溫度下的粘度；V.為i組cii分在調(diào)和油中的體積分?jǐn)?shù)。在計算過程中可以用組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)代替組分的體積分?jǐn)?shù)V.簡化計算［10］。把單組分基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度代入通用粘度計算公式，可得.到調(diào)和油的運(yùn)動粘度計算值。粘度偏差率根據(jù)(2)式計算：D=(v-v).VxlOO% (2)cm1m (2)式(2)中，v為粘度計算值；v為粘度測定值。cm3結(jié)果及討論3.1基礎(chǔ)油運(yùn)動粘度的測定首先測定了所選用的硅油以及酯類油癸二酸二異辛酯在40°C和-40°C時的運(yùn)動粘度。其運(yùn)動粘度值列于表1。表1基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度溫度，°C礦物油I運(yùn)動粘度，mmN礦物油II 硅油癸二酸二異辛酯4011.93.2 24.311.2-403125.6162.7 4641424.3

由表1中所列出的基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度值可以看出，四種基礎(chǔ)油的高溫運(yùn)動粘度均較小，流動性較好。當(dāng)溫度由40°C降低到-40°C時，硅油及礦物油II運(yùn)動粘度值增加相對較小，說明這兩種基礎(chǔ)油的粘溫性能較好；而礦物油I的運(yùn)動粘度變化較大，從40°C的11.9mm2/s增加到-40°C的3125.6mm2/s,說明礦物油I的粘溫性能相對較差。3.2調(diào)和油運(yùn)動粘度的測定3.2.1礦物油I與礦物油II調(diào)和油運(yùn)動粘度的測定首先測定了礦物油I與礦物油II調(diào)和油樣在40°C和-40°C的運(yùn)動粘度，并由試驗數(shù)據(jù)做出了運(yùn)動粘度與組成的關(guān)系曲線，見圖1。從圖1中可以看出，此兩種礦物油調(diào)和后，調(diào)和油樣的在40°C時的高溫運(yùn)動粘度介于兩種基礎(chǔ)油之間，符合油品的調(diào)和規(guī)律。當(dāng)溫度降低到-40°C時，由于礦物油II的加入，使得礦物油I的低溫性能得到了很大的改善，當(dāng)體系中加入20%的礦物油II時，油樣在-40°C時的低溫運(yùn)動粘度由3125.6mm2/s，減小到了1730.7mm2/s,這就說明由于礦物油II的加入，使得礦物油I的低溫流動性得到了明顯的改善，粘溫性能變得更加優(yōu)良。14 3500礦物油I的含量，wt%圖1礦物油I14 3500礦物油I的含量，wt%圖1礦物油I與礦物油II調(diào)和油樣在40°C和-40°C時運(yùn)動粘度與組成關(guān)系曲線40060圖2給出了礦物油I與礦物油II調(diào)和油在40°C和-40°C時運(yùn)動粘度測定值與計算值之間的偏差率曲線。從圖2中可以看出兩種礦物油的調(diào)和油樣的高低溫運(yùn)動粘度的測定值與計算值吻合很好，偏差率很小，甚至在-40°C的低溫，其偏差率仍小于5%。

%，率差偏%，率差偏圖2礦物油I與礦物油II調(diào)和油樣在40°C和-40°C時，運(yùn)動粘度偏差率曲線3.2.2硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油運(yùn)動粘度的測定我們還測定了硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油樣在40°C和-40°C的運(yùn)動粘度,并根據(jù)通用粘度調(diào)和公式計算出了各油樣的運(yùn)動粘度，由試驗數(shù)據(jù)做出了油樣的運(yùn)動粘度與油樣組成的關(guān)系曲線，以及運(yùn)動粘度測定值與計算值偏差率曲線，分別如圖3和圖4。3025201510計算值測定值0204060801003025201510計算值測定值020406080100硅油的質(zhì)量含量，wt%偏差率5045403530252015%率差偏圖3硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油40°C時運(yùn)動粘度與組成關(guān)系以及偏差率曲線從圖3中可以看出，溫度在40°C時，隨著硅油含量的增加，調(diào)和油樣的運(yùn)動粘度呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢。雖然調(diào)和油樣運(yùn)動粘度的測定值在兩種基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度值之間，但是調(diào)和油樣的運(yùn)動粘度測定值均小于計算值。粘度測定值與計算值之間的偏差率較大，隨著調(diào)和油樣中硅油含量的增加，偏差率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)兩種組分的含量在50%左右時，偏差率最大，達(dá)到了47%。圖4圖4硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和油-40°C運(yùn)動粘度與組成關(guān)系以及偏差率曲線也m，度粘動運(yùn)從圖4中可以看出隨著調(diào)和油中硅油質(zhì)量百分含量的逐漸增加，油樣在-40°C時的運(yùn)動粘度呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，并且測定值均小于計算值，偏差率較大，最大偏差率達(dá)到了63%。在相同配比條件下低溫運(yùn)動粘度的偏差率均大于高溫運(yùn)動粘度的偏差率。另外，調(diào)和油中硅油的質(zhì)量百分含量在一定的范圍內(nèi)時(70%~90%)，調(diào)和油的低溫運(yùn)動粘度呈現(xiàn)出小于兩種基礎(chǔ)油的運(yùn)動粘度的現(xiàn)象表明此時調(diào)和油的流動性優(yōu)于兩種基礎(chǔ)油的流動性，低溫性能得到了改善。4結(jié)論兩種礦物油調(diào)和油樣的高低溫運(yùn)動粘度符合調(diào)和油粘度規(guī)律，在-40°C低溫條件下，礦物油I加入少量礦物油II其低溫性能得到了很大的改善。硅油與癸二酸二異辛酯調(diào)和后，其高低溫運(yùn)動粘度測定值均小于計算值，兩者之間的偏差較大，-40°C時的偏差率達(dá)到了63%，并且調(diào)和油樣的低溫運(yùn)動粘度出現(xiàn)了小于兩種組分運(yùn)動粘度的現(xiàn)象，低溫流動性優(yōu)于兩組份的低溫流動性。參考文獻(xiàn)【1】王先會.潤滑油脂生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：中國石化出版社,2005.【2】鄭發(fā)正，謝鳳.潤滑劑性質(zhì)與應(yīng)用[M].北京：中國石化出版社,2006.【3】劉發(fā)起.合成潤滑油的基礎(chǔ)油聚醚油的物性及實用性研究[J].沈陽化工,1996(1)：14-16.【4】祁彥平，栗同林，郭富貴.a-烯烴的生產(chǎn)工藝及應(yīng)用[J].石化技術(shù),2008,15(1):53-56.【5】郭峰，李傳峰，劉經(jīng)偉，等.a-烯烴在合成潤滑油領(lǐng)域的應(yīng)用J].化學(xué)工程師,2010,179(8)：29-33.【6】王力波.酯類合成油的生產(chǎn)工藝[J].應(yīng)用科技,2008,16(24):17-21.【7】 鄂紅軍，廖鵬飛，蔡文通.基礎(chǔ)油結(jié)