合成润滑油基础知识讲座之四

文章编号 :100223119( 2000) 0120061204 合成润滑油基础知识讲座之四 唐俊杰 (中国石化石油化工科学研究院 ,北京 100083) 中图分类号 : TE626. 3 　文献标识码 :A 5 　磷酸酯合成油 5 . 1 　磷酸酯合成油的品种 磷酸酯分为正磷酸酯和亚磷酸酯。亚磷酸酯由 于热稳定性差 ,高温下易腐蚀金属 ,在油品中作为极 压、抗磨添加剂使用。正磷酸酯是合成润滑油的品 种。它的分子通式为 : PR2O OR1 OR3 O 式中 ,R1 、R2 、R3 全部为烷基的是三烷基磷酸酯 R1 、R2 、R3 全部为芳基的是三芳基磷酸酯 R1 、R2 、R3 部分为烷基、部分为芳基的是烷基 芳基磷酸酯 5 . 2 　磷酸酯合成油的性能特点 ⑴磷酸酯的一般物理性质 磷酸酯的物理性质主要取决于取代基团的类 型、烷链的长度和异构化程度。三烷基磷酸酯的粘 度随烷链的长度增加而增大 ,直链三烷基磷酸酯比 带支链的粘度要大、粘度指数要高。三芳基磷酸酯 比同粘度的三烷基磷酸酯的粘度要高 ,而粘度指数 要低。烷基芳基磷酸酯的粘度和粘度指数居中。磷 酸酯的相对密度要大于矿物油 ,三芳基磷酸酯的相 对密度要大于 1。磷酸酯的凝点取决于酯的对称 性。烷基磷酸酯的凝点一般低于芳基磷酸酯。烷基 上带支链和芳核上引入烷基都会改善低温性能。表 521 列出了一些磷酸酯的主要物理性质。 表 521 　一些磷酸酯的主要物理性质 名　　　称 相对密度 (25 ℃) 粘度/ mm2·s - 1 98. 9 ℃ 37. 8 ℃ - 40 ℃ 粘度 指数 凝点/ ℃ 三正丁基磷酸酯 0. 900 1. 09 2. 68 47 118 - 54. 0 三正辛基磷酸酯 0. 915 2. 56 8. 48 - 148 - 34. 4 三 (22乙基己基)磷酸酯 0. 926 2. 23 7. 98 840 94 - 54. 0 三甲苯基磷酸酯 1. 160 4. 37 35. 11 - - - 26. 0 三 (二甲苯基) 磷酸酯 1. 1408 4. 66 54. 00 - - - 30. 0 正丁基二苯基磷酸酯 1. 151 2. 02 7. 30 1700 67 < - 57 正辛基二苯基磷酸酯 1. 086 2. 51 9. 73 2200 90 < - 57 正辛基二甲苯基磷酸酯 1. 060 3. 15 15. 30 - 61 - 51 二正辛基甲苯基磷酸酯 0. 980 2. 63 9. 99 8100 108 - 　　⑵磷酸酯具有难燃性 难燃性是磷酸酯最突出的性能之一。三芳基磷 酸酯的难燃性优于三烷基磷酸酯。碳磷比增大会降 低磷酸酯的难燃性。在极高温度下 ,磷酸酯亦能燃 烧 ,但它不传播火焰。表 522 列出了磷酸酯与各类 油品难燃性的比较。 　收稿日期 :1999 - 03 - 03。 　作者简介 :唐俊杰 (1937 年生) ,男 ,教授级高工。1961 年毕业于前 苏联门捷列夫化工大学燃料系石油化学合成专业 ,现在石油化工 科学研究院 ,长期从事工业润滑油、合成润滑油产品及有机精细化 学品的开发、研制及应用。科研成果曾多次获中国石化总公司科 技进步奖 ,享受政府特殊津贴 ,公开发表论文 20 余篇。 2000 年 4 月 Apr. 2000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 润 　滑 　油 Lubricating Oil 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第 15 卷第 2 期 Vol. 15 ,No. 2 表 522 　磷酸酯与各类油品难燃性的比较 油 品 名 称 闪点/℃ 自燃点/ ℃ 高压喷 射试验 熔融金属 着火试验 热歧管 试验 灯芯试验 (次数) 矿物油 150～270 230～350 着火 立刻着火 瞬时着火 3 磷酸酯 230～280 > 640 不着火 不着火 不着火 80 水—乙二醇 不闪火 410～435 不着火 水蒸发后着火 不着火 60 脂肪酸酯 260 480 - - 着火 27 油包水乳化液 不闪火 430 不着火 水蒸发后着火 不着火 50 　　⑶磷酸酯的润滑性好 磷酸酯本身是一种很好的润滑材料 ,其中三芳 基磷酸酯常用作润滑剂的抗磨添加剂。磷酸酯的抗 磨作用机理是它在摩擦副表面与金属发生反应 ,生 成低熔点、高塑性的磷酸盐的混合物 ,重新分配摩擦 面上的负荷。磷酸酯的抗擦伤性能与水解安定性有 明显的关系 ,越易水解生成酸性磷酸酯的化合物 ,其 抗擦伤性就越好。表 523 列出了磷酸酯与矿物油在 不同试验机上的抗磨性对比结果。 表 523 　磷酸酯与矿物油在不同试验机上的抗磨性对比结果 油品名称 四球机试验磨斑直径 (30min) / mm (294N ,1200 r/ min) (392N ,1500 r/ min) Falex 机试验总 磨损量/ mg (3107N ,290 r/ min , 15min) α2L FW21 机试验 总磨损量/ mg (666N , 72r/ min , 69. 4min) V2104 泵试验 总磨损量/ mg (1372N , 1200r/ min ,250h) 矿油抗氧防锈油 0. 57 0. 62 126. 4 25. 0 200 矿油抗磨液压油 0. 40 0. 49 8. 2 6. 0 30 磷酸酯 0. 44 0. 50 3. 6 10. 8 20 　　⑷磷酸酯的水解安定性差 磷酸酯的水解安定性不好 ,易发生自催化水解 , 它比有机酯更容易水解。三芳基磷酸酯的水解安定 性稍优于烷基芳基磷酸酯。三芳基磷酸酯的水解安 定性不仅取决于其分子量 ,而且取决于分子结构。 当芳基上的甲基位于邻位时 ,其水解安定性比位于 间位和对位的低得多。烷基磷酸酯和烷基芳基磷酸 酯中烷链的增长对水解安定性略有好处。磷酸酯的 水解产物为酸性磷酸酯。酸性磷酸酯氧化后会产生 沉淀 ,同时它又是磷酸酯进一步水解的催化剂。因 此 ,在使用中要及时除去磷酸酯的水解产物。除去 磷酸酯水解产物有两种方法 ,可以在配方中加入酸 吸收剂 ,以便及时与水解产物发生化学中和。工业 上常用的方法是在油系统中加装一个旁路吸附装 置 ,及时吸收热分解和水解产生的酸性磷酸酯。 ⑸磷酸酯与许多非金属材料不适应 磷酸酯有较强的溶解能力。一般适用于矿物油 和其它合成油的橡胶、涂料、油漆、塑料等都与磷酸 酯不相容。能与磷酸酯相适应的非金属材料有 :环 氧与酚型油漆、丁基橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚四氟 乙烯、环氧与酚型涂料、尼龙等。磷酸酯能溶解皮肤 上的油脂 ,可使皮肤变干、开裂。某些磷酸酯还有一 定的毒性。因此在使用磷酸酯时要注意对人体的防 护。 6 　含氟润滑油 6 . 1 　含氟润滑油的品种 碳氢化合物中的氢可以被氟部分或全部取代 , 称为氟碳化合物。它在常温下可以以气态、液态及 固态三种形式存在。含氟润滑油是指常温下为液 态 ,并具有润滑性能的有机氟化合物。最常用的有 三种 : 全氟碳油 　　Cn F2n + 2 　　n = 6～20 氟氯碳油 　R —(CF2 —CClF) —R1 　　R、R1 为 CF3 或 CClF2 聚全氟醚油 聚全 氟 异 丙 醚 油 　 C3 F7 —[ CF ( CF3 ) — CF2O ]n —CF2CF3 聚全氟甲乙醚油 　RO —[ CF2O ] m —[ CF2 — CF2O ]n —R1 　R、R1 为 CF3 或 C2 F5 除上述品种外 ,还有氟硅油、含氟三嗪、含氟腈、 含氟酯和氟溴油等 ,这些油价格昂贵 ,用量极小。 6 . 2 　含氟润滑油的性能特点 含氟润滑油的性能随其结构和分子中引入的不 同原子而有显著的差别。 26　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　润 　滑 　油 　　　　　　　　　　　　　　　　　　2000 年第 15 卷 ⑴含氟润滑油的一般物理性质 全氟碳油是无色无味的液体 ,重馏分是松香状 物质。它的相对密度比相应的烃高 2 倍多 ,分子量 大于相应烃的 2. 5～4 倍。全氟碳油的粘温性很差 , 粘度指数大多为负值 ,凝点较高。氟氯碳油的轻、中 馏分是无色液体 ,减压重馏分是白色脂状物质。与 全氟碳油相比 ,它的相对密度稍小 ,但仍接近于 2 , 凝点稍高 ,但粘温性能比全氟碳油好。聚全氟异丙 醚油与上述两种油相比 ,粘温性能好、凝点低 ,比重 约为 1. 8～1. 9。聚全氟甲乙醚的粘温性能最好 ,与 三羟甲基丙烷酯相近 ,且凝点又低 ,是含氟润滑油中 性能最好的油品。表 621 列出了聚全氟醚油的一些 物理性质。 表 621 　聚全氟醚油的一些物理性质 项　　目 聚全氟甲乙醚 A B C 聚全氟异丙醚 D E 粘度/ mm2·s - 1 　100 ℃ 6. 0 41. 5 113 10. 2 25 40 ℃ 17. 8 132. 0 376 85. 0 280 - 40 ℃ 330 2875 8675 ( - 10 ℃) 6900 ( - 18 ℃) 42000 - 54 ℃ 872 7940 24105 ( - 31 ℃) 46000 - 粘度指数 > 300 > 200 - 100 114 倾点/ ℃ < - 65 < - 65 < - 65 < - 43 < - 30 　　⑵氟油具有极优良的化学惰性 全氟碳油、氟氯碳油和全氟聚醚油都具有特殊 的化学惰性 ,这是矿物油和其它合成润滑油所不及 的。在 100 ℃以下 ,它们分别与 68 %的硝酸、98 % 的硫酸、浓盐酸、王水、铬酸洗液、高锰酸钾、氢氧化 钾或氢氧化钠 20 %的水溶液、氟化氢、氯化氢气体 等接触不发生反应。经特殊处理的全氟碳油和全氟 聚醚油与肼及偏二甲肼不发生反应。表 622 列出了 全氟聚醚油与化学试剂的反应试验结果。 表 622 　全氟聚醚油与化学试剂的反应试验结果 化学试剂名称 试验条件 试　　验　　结　　果 卤化氢 HF、HCl、HBr 200 ℃,11h 不变化 (粘度变化小于 5 % ,酸性无大变化) 非金属卤化物 不变化 (粘度变化小于 5 % ,酸性无大变化) 　BF3、BCl4、SbCl3 80 ℃,5 % 　PBr3、PCl3 150 ℃,5 % 　SiCl4、SiHCl3 150 ℃,11h 硫酸酐　SO2、SO3 200 ℃,11h 不变化 (粘度变化小于 5 % ,酸性无大变化) 酸试剂　H2SO4 (98 %) 70 ℃,50 % 不变化 (粘度变化小于 5 % ,酸性无大变化) 　　⑶氟油具有不燃性 氟油在空气中不燃烧 ,对氧有极高的稳定性 ,聚 全氟醚油在氧气中加热到 200 ℃也不发生燃烧和爆 炸 ,由此可见 ,氟油的氧化安定性是很好的。表 623 是全氟醚油的难燃性能对比。 表 623 　全氟醚油的难燃性能对比 油品名称 闪点/ ℃ 燃点/ ℃ 自燃点/ ℃ 热歧管着火温度/ ℃ 纵火剂点火 聚全氟聚丙醚 > 500 > 500 > 700 > 930 不燃 聚全氟甲乙醚 > 500 > 500 > 700 > 930 不燃 磷酸酯 170 105 500 760 不燃 矿油型航空液压油 100 ～200 230 500 燃烧 36第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　唐俊杰. 合成润滑油基础知识讲座之四 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　⑷氟油除热氧化安定性好以外 ,润滑性亦优于 矿物油 用四球试验机测定最大无卡咬负荷 ,氟油的结 果都比矿油高。氟氯碳油最高 ,全氟醚油次之 ,全氟 碳油最低。一般矿物油的无卡咬负荷在 294～392 N ,高粘度的矿物油也只能达到 588～686 N。全氟 碳油为 960 N ,全氟醚油为 1176 N ,而氟氯碳油可达 2550 N。氟氯碳油在润滑性方面的优点是高温润 滑性好。它的摩擦系数几乎是恒定的 ,不受温度和 滑动速度的影响。 ⑸氟油的其它特性 在许多常用的溶剂中 ,氟油几乎都不溶解。全 氟碳油不溶于苯、甲醇、乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯 甲烷等有机溶剂和水中。氟氯碳油不溶于水 ,基本 不溶于甲醇、乙醇 ,但能溶于丙酮、石油醚、四氯化 碳、三氯甲烷 ,氟氯碳油的低沸点馏分在苯中有一定 的溶解度。全氟聚异丙醚不溶于苯、石油醚、甲醇、 乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯甲烷、F112 等有机溶剂 和水。全氟碳油和氟氯碳油都溶于 F113、F112 溶 剂 ,全氟聚异丙醚只溶于 F113 溶剂中。氟油的表 面张力较一般烃类低。烃的表面张力为 (20～35) × 10 - 5 N/ cm ,全氟醚碳油的表面张力为 (9～18) × 10 - 5 N/ cm ,氟氯油为 (23～30) ×10 - 5 N/ cm ,全氟 醚油为 (17～25) ×10 - 5 N/ cm。含氟润滑油还具有 优良的介电性能 ,有高的介电强度、高的电阻率、低 介电常数和低的介质损耗角正切。氟油的耐辐射强 度也比相应的烃类油高。 (上接第 4 页) 　　企业的经营环境成为必要。在大营销环境下 ,真正以市 场为导向 ,把中国的文化精髓与国际惯例结合起来 ,跳好与 “狼”共舞的“舞步”,为润滑油企业创造竞争优势和更大更好 的生存空间。 参考文献 〔1〕迈克尔·波特著. 陈小悦译. 竞争优势 [ M ] . 北京 :华夏出版社 , 1997. 〔2〕尹忠明主编. 国际贸易与国际金融 [ M ] . 西南财经大学出版社 , 1999. 〔3〕原毅军编著. 跨国公司管理[ M ] . 大连理工大学出版社 ,1999. 〔4〕李转良著. 全球经济一体化[ M ] . 天津人民出版社 ,1999 年. 〔5〕张德义等. 新编国内外名牌润滑油脂商品手册[ M ] . 学林出版社 , 1999. 〔6〕陆大平 ,陈大英等. 与 MBA 谈中国经济问题 ( N) . 中国轻工报 , 1999 - 10 - 01. 〔7〕王洁青. 国内内燃机油质量抽查情况及分析. 润滑油 ,2000 ,15 (1) :1. 〔8〕Chen Wen Xian. China Lube Market Roundup [J ] . China O GP , 2000 ,8 (4 - 5) . 〔9〕Philip Kotler. Marketing Management [ M ] . Ninth Edition. Ts2 inghua University Press/ Prentice - Hall ,1997. 〔10〕John Narver , Stanley Slater. The Effect of a Marketing Orienta2 tion on Business Profitability [J ] . Journal of Marketing ,1990 ,54 (10) :20～35. 〔11〕Robert Hurley , Tomas Hult . Innovation ,Market Orientation , and Organizational Learning : An Integration and Empirical Examina2 tion. Journal of Marketing ,1998 ,44 (7) :42～54. 后记 :在成文过程中 ,参考了第三届中国润滑油国际会议和 第六届亚洲燃料和润滑油年会会议 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ,并得到郭国庆教 授、温厉副教授和王以华副教授及新加坡 Eugene Ng 先生的 指导 ,特表谢忱。 EFFECTS OF MNC ON L UBE IND USTRY OF CHINA CHEN Da - ying ( Chev ron China , Beijing 100020 , China) Abstract : Effects of MNC on lube industry of China were discussed , especially in technology , marketing conception , marketing competition and marketing principle. Key word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 s : lubricating oil ; MNC; marketing orientation 46　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　润 　滑 　油 　　　　　　　　　　　　　　　　　　2000 年第 15 卷