润滑油调和技术和配方

内燃机油一般是由基础油和功能性添加剂组成。基础油是国标矿物基础油或合成基础油，基本要求是：1）粘度指数规格要高，粘度指标要适宜2）清净分散性要好（包括酸中和性）3）低温性能好4）不应含有挥发性成分，350℃以下馏分不得超过5%，内燃机油的基础油馏分，必须控制在常压沸点400℃以上，以防机油蒸发损失而损耗过大5）良好的抗氧化性能（包括轴承抗腐蚀性）6）良好的抗磨损性能7）良好的防锈性8）良好的抗泡性因此，多选用深度精制石蜡基基础油或合成油。根据API标准，基础油分为I,II,III,IV,V五类，我们常规采用的是I,II,III类，在抗氧化性能、低温性能、粘温性能方面I<II<III'；对添加剂的溶解性能III<II<I'。III类基础油可以调配所有级别的内燃油，II类基础油汽油机油SF~SL;柴油机油CD~CH-4,一般情况下，I类基础油从柴机油的CD~CH-4,汽机油SF~SL都可以使用，但再高级别的内燃机油，就很难通过台架试验了。由于I类基础油低温性能较差，一般调合40、50、15W40、20W50，齿轮油90和85W90，而10W机油和75W齿轮油是难以做到合格的。5W、10W机油和75W齿轮油多采用II和III类基础油或PAO合成基础油。另外，虽然倾点很低的环烷基基础油的倾点很容易达到指标，但低温动力粘度和低温泵送性很难达标。常规采用的矿物基础油有150SN、500SN、150BS;不常用的矿物基础油有200SN、350SN、400SN、650SN等。具体组合规则在配方中详细说明。润滑油的配方元素确定：首先要确定选用几种基础油来进行调合，这可根据经验配方和产品品种需要来确定，一般根据油品的粘度等级来选择基础油的组合，常规原则如下：单级30、40、50机油采用500SN和150BS基础油；15W40和20W50机油采用150SN和500SN基础油；10W30采用深度精制的150SN或100SN，或合成油、半合成油基础油；5W40、5W50采用全合成基础油；85W90齿轮油采有150BS和500SN基础油；自动排档液采用深度精制的100SN或150SN基础油或合成油。通常根据所需产品的类型和性能级别来选择什么类型的添加剂通常根据粘度级别的要求来设计基础油的调配方案，这时要考虑的是多级油中HVI150或HVIW150等基础油的低温粘度、蒸发损失、氧化安定性等。找出CCS粘度达到要求时，加入粘度指数改进剂最少的基础油调配方案，粘度指数改进剂越少越好。换句话说，基础油在加入粘度指数改进剂前的粘度（100℃）要高些。多级油品的经验粘度为：（国产一次加氢基础油）10W305.2~5.715W406.5~7.220W508.6~9.3如果基础油粘度过高，很大程度上影响产品的低温性能；但如果基础油低温性能较好的话，则尽量提高基础油的粘度。按照所调润滑油的品种以及使用情况、天气情况等确定一个生产调配的粘度范围；以这个油品的粘度作导向确定这个配方中所有材料的添加比例；粘度一般是确定粘度范围后取中间值作指导值，以防止操作调合时的偏差。按照指导粘度确定一个油品配方中的总体现粘度，将粘度比例分配到各个组分构成中，计算出组分的比例。例如单级油粘度=基础油组合粘度+复合剂贡献粘度多级油粘度=基础油组合粘度+复合剂贡献粘度+增粘剂贡献粘度下面我们以CF-415W40为例，演习一下配方的组成计算基础油组合粘度计算公式：（以下粘度是指100℃粘度）logA=XlogB+(1-X)logCA：希望达到的粘度。调合后的基础油粘度。B，C：组分基础油的粘度。X：基础油的加量百分比。此公式适合纯基础油的组合计算。例：B为150SN100℃粘度为5.3cst;C为500SN100℃粘度为11.0cstA为需要的15W40基础油粘度6.8X为150SN比例，那么1-X为500SN比例log6.8=Xlog5.3+(1-X)log11则得X为66，即150SN为66%；则500SN为34%如果在配方中基础油组合占总体比例的82%（150SN+500SN）,那么150SN为66%脳'82%=53%500SN为34%脳'82%=29%复合添加剂工作曲线的制作复合剂有一定的粘稠度，如果加量大对整个配方的粘度是有一定的影响的，一般机油的复合剂比较稠，能够增加整个配方的粘度，对配方有一定的贡献。因此复合剂进厂的时候需要做一个工作曲线，方便生产调配的时候使用。工作曲线是做不同的基础油粘度时的增粘值。工作曲线应该这样做：分别在150SN，150SN50%+500SN50%，500SN这些基础油上，各加上10%的添加剂，测量出加剂后的粘度，然后将样品总粘度减去基础油的粘度，得出复合剂贡献的粘度。然后除去10，得到每添加1%得复合剂在某一个特定的基础油粘度基础油的增稠度。以上都是100度的运动粘度。增稠度=（样品粘度-基础油的组合粘度）/10得到的三点数据（最好多做几个点），画成工作曲线。增稠度的含义:在某特定的基础油粘度上,每加入1%的添加剂增加的粘度值,这里所有的粘度指的是油品的运动粘度。复合剂增粘图举例如下：如上举例，我们在基础油组合粘度6.8cst点上，复合剂增稠度为0.11，那么8%的复合剂加剂量的粘度贡献值为0.11脳'8=0.88，也就是说在这个配方中，复合剂能增加0.88cst个粘度。下面来确定一下增粘剂，即粘度指数改进剂的工作曲线图增粘剂是一个增稠的添加剂，对配方的粘度影响最大，因此它的工作曲线非常关键，如果每批次的增粘剂都有变化的话，都需要做这个工作，以免指导生产时有很大的误差。制作工作曲线的原理和步骤如上（复合剂增粘曲线图）。注意在制作图点时多取成图的点，使到工作过程中数据吻合得更加好。按照上面配方的要求，我们总配方的粘度是14.5CST，现在基础油贡献是6.8CST，复合剂贡献是0.88CST，那么整个需要增粘剂补充的粘度将会是：14.5CST-6.8CST-0.88CST=6.82CST根据增粘剂的工作曲线我们查知在7.68CST（6.8CST+0.88CST）的基础粘度上，增粘剂的增稠度为（举例）0.71，那么需要补充粘度6.82CST，增粘剂的加量是：6.82÷0.71=9.6，这个就是增粘剂在配方中的加量9.6%通过以上计算，我们再通过实验得出降凝剂的用量为0.4%，消泡剂加10ppm,则我们得到一个完整的15W40CF-4的配方：150SN53%OCP9.6%500SN29%降凝剂0.4%复合添加剂8.0%抗泡剂10PPM说明：1、刚才介绍的是使用计算的方法来确定基础油各组分的比列,我们可以在知道组合粘度的基础上,通过查表格（划线图）来查基础油各组分的比例。彼此之间的误差不会很大，不过计算法不需要到哪里都带上图表，直接计算就可以。2、通过推算的配方使用到生产上，最好还是在实验室调配小样测定实际检测数据，这样更加有把握。推算方法只是一个指导工具，可以减少做小样的次数，并且比较准确。3、如果通过计算合实验得到一个实际可控的误差值，了解误差范围，得到工作规律，以后就可以直接通过就算方法直接定配方，不需要反复实验了内燃机油调合的常规配方：SAE40，50：基础油+复合添加剂+降凝剂基础油采用400SN，500SN，650SN，150BS。SAE*W/40，50：基础油+复合添加剂+降凝剂+增粘剂。基础油采用150SN，350SN，400SN，500SN，650SN注意：基础油采用国标基础油，非标基础油性能不好，不长寿，影响氧化性能。基础油与添加剂的配伍要做试验验证，避免出现沉析，分层等不良现象。增粘剂要选择剪切性能好的添加剂。建议在单级油品上采用150BS，不能够采用增粘剂代替，在柴机油中特别重要。生产15W/40，10W/30的机油，一般采用深度精制的二类或者三类150SN，倾点在-20℃更佳。5W/30的基础油必须采用三类基础油，否则要半合成或者合成基础油。（用PAO者较多）单级油SF/CD40生产配方举例：500SN65.2%150BS30%D12884.7%T803B0.1%T90110PPM说明:如果采购到的材料为400SN,350SN或者是650SN,将调整其他材料的组分的比例.多级油SJ15W40生产配方举例：HVIW150SN61.8%OCP8.7%650SN21.3%降凝剂0.4%复合添加剂7.8%抗泡剂10PPM多级油SJ10W30生产配方举例：加氢异构脱蜡油5cst指标100℃粘度5.4240℃粘度30.97粘指110开口闪点216℃倾点-28℃CCS(-20℃)14405#84.8%T613B7.1%T1560.3%复合剂7.8%5W30基础油举例：加氢异构脱蜡油5cst+PAO62~3%+聚甲基丙燃酯增粘剂+复合剂可供参考的埃克森美孚PAO4和PAO6来调配0W/30举例如下：PAO4PAO6100℃粘度3.95.940℃粘度17.230.3-40℃粘度24307400粘度指数122140Noack,重量%126.5倾点℃-60-54CCS@-35℃，cp12903600注：本文中的配方仅供参考用，不作调配基准。