合成基礎油及應用(下)

2007-06-05

吳世榮



3. 多元醇 Polyglycols

多元醇這類型的聚合物是合成基礎油分類中，單一產量最大宗且產品特性和應用範圍寬廣的合成基礎油。其中作為潤滑應用的基礎油只不過是總數的十分之一而已。多元醇有多種產品和特性其名稱如：

‧ 聚烯烴二醇醚 Poly-ethers
‧ 聚氧化烯烴二醇 Poly-alkylene glycols ethers
‧ 聚二醇醚 Poly-oxy-alkylene glycols
‧ 聚醚Poly-ethers Poly-glycol ethers
‧ 二醇 Glycols

其中聚烯烴二醇醚Poly-alkylene glycols ethers是用作潤滑油最主要的物質，結構比較簡單的如乙二醇Ethylene glycol則作為液壓煞車油。多元醇是聚合物由環氧乙烷Ethylene oxide（EO），環氧丙烷Propylene oxide（PO），或其衍生物產生。主要的原料為乙烯或丙烯，經氧化過程而產生環醚或烯烴基，這些產物再和醇類聚合而形成二醇類的長鏈組分。它的黏度則按鏈結的長度而增加。如果將環氧乙烷（EO），環氧丙烷（PO）所得的醚類按不同的比率混合在一起，對其他液體的溶解性有深遠的影響。例如：

‧EO:PO = 4:1 溶於水，不溶於碳氫
‧EO:PO = 1:1 溶於冷水，溶於醇及二醇醚，不溶於碳氫
‧EO:PO = 0:1 不溶於水，有條件溶於碳氫

上述的比較說明不同類型多元醇的不同應用於:抗凍劑，煞車液，水基液壓油，碳氫氣體壓縮機潤滑油等。

3.1 多元醇的特性：

‧黏度指數VI相當高，通常都高於150。
‧ 牽引係數低。
‧ 高溫的應力作用下，多元醇會分解成氣態的組分。
‧ 低溫流動性良好，流動點約在-20℃至-50℃之間。
‧ 高溫及氧化穩定性平平，可藉由添加劑來強化。
‧ 和礦油及添加劑不易相容，通常少量用以為礦油?配使用。
‧ 會侵蝕漆類和油封材料。
‧ 按乙烯及氧化丙烯的比率，和水或油的溶解性會有不同。

3.2 多元醇在潤滑油的應用：

‧ 齒輪油 　 如：Mobil Glygoyle, Mobil Glygoyle HE系列
‧ 防火性液壓油 如：Mobil Nyvac FR 200（二甘醇 Diethylene Glycol）
‧ 壓縮機油 　如：Mobil Glygoyle
‧ 引擎的冷卻液 如：Mobil Coolant

 

4. 磷酸酯 Phosphate Esters（Phosphoric Acid Esters）

第四個主要類型為磷酸酯，通常用作防火性液壓油的用途，由烷基酚（酚類是苯吸附單醇類的化合物）和氧氯化磷（POCl3）反應產生。磷酸酯這類型合成基礎油按苯基所吸附的族群可分成三芳基磷酸酯、三烷基磷酸酯、及混合烷芳基磷酸酯。



4.1 磷酸酯的特性：

‧ 氧化穩定性普通至良好。
‧ 水解穩定性平平。
‧ 分解產生腐蝕性的磷酸物質。
‧ 侵蝕漆類和油封。
‧ 油體的穩定溫度：
‧ 三芳基磷酸酯 150℃~180℃
‧ 烷芳基磷酸酯 90℃~120℃

4.2 磷酸酯在潤滑油品的應用：

‧ 防火性液壓油 如：Mobil Pyrogard 53

 

5. 其他的合成潤滑油：

合成基礎油除了上述常見的四大類型以外，尚有幾種較為特殊的合成基礎油，成本高昂，少數的特定應用範圍，是各專業化學公司所經手的產品，分別簡述如下：



5.1 矽油 Silicones
矽油是存在相當久的一種合成油。黏度指數VI相當高，可達300或更高。化學上屬於惰性、無毒、防火性、防水性和低揮發性。高溫及氧化穩定性優異。然而如果氧化產生，其矽氧化產物如磨料顆粒，極具磨損力。矽油的潤滑特性不佳，因為它的表面張力低，會快速廣泛的擴散覆蓋金屬表面，無法建立有效的潤滑油膜，因而產生較大的遲滯摩擦力量。即使高壓條件下，黏度變化少，潤滑油膜仍舊不足，抗磨保護效果不佳。 矽油可作為高溫滑脂的基礎油。壓縮性較高及黏度溫度變化小，可作為液態彈簧、扭力減震或儀表油使用。車輛油品方面作為符合軍方規格的煞車液及冷卻風扇的離合器油。在化學及潤滑油工業方面用作消泡劑。

5.2 矽酸酯 Silicate Esters
矽酸酯具有非常優異的高溫穩定性及黏-溫特性。其缺點為吸濕性較高。可用作熱傳油、絕緣油、減震油和武器的潤滑使用。

5.3 聚苯醚 Polyphenyl Ethers
聚苯醚具有優異的高溫特性、低揮發性及抗幅射能力。氧化穩定性直逼300℃，自燃點高達500℃。低溫和黏溫性較差。通常混合其他基礎油作為特殊環境的運用，少數用於高真空泵。

5.4 鹵化液 Halogenated Fluids
碳氫有機化合物中氫部分被氯或氟置換所產生的衍生物作為潤滑劑。其特性為化學惰性且不可燃，優異的溶劑穩定性。極優異的高溫及氧化穩定性，甚至在液態氧的催化下仍無反應。揮發性極低。密度大高出礦油甚多。黏溫性較差，黏度受低溫影響變化大。潤滑性佳，具有高負荷效能。
這類型的合成油在純氧中不會燃燒爆炸，可作為氧氣壓縮的潤滑劑，對腐蝕性氣體或物質的潤滑劑或隔離緩衝液。密度高、高溫穩定及抗幅射能力，可作儀表油和其他高科技應用。

 

6. 使用合成潤滑油注意事項

6.1 由礦物油轉換成合成油的使用：
在上述各項合成油的特性裡頭，油封材質的相容性是一個重要的訊息。因為和礦油不同的是，各類型的合成油對特定的油封材質會有相容性的問題。所以新設備在加入選定的合成油之前，或者原先使用礦油的潤滑系統於改換合成油之前，應該檢視其中所用的油封材質和即將使用的合成潤滑油之間的相容性，確定無誤之後再進行油品的更換。爾後會整理常見的油封材質和適用的合成潤滑油表列供作參考。
同時需確定設備製造廠所要求的潤滑油品系統清淨度。配合專業的協力廠家，確實的按步驟並使用選定的合成潤滑油品作為沖洗油進行沖洗的工作，以除去系統加工或運轉時所殘留的顆粒或污染物。沖洗作業進行的時候，需按時檢查並更新過濾器，直到油品達所要求的清淨程度。
必要時可以在設備機台上放置說明的標示，以提醒現場作業人員該系統已使用某合成潤滑油品作為沖洗和潤滑。 有些機台的油槽內部塗有環氧樹脂之類的覆蓋層，則應該檢視濾芯裡頭所捕捉的細微碎屑是否從這些覆蓋層脫落。因為有些合成潤滑油會和漆類及彈性聚合物反應並溶解。

6.2 油品的管理和儲存：
積極有效的潤滑油品儲存和管理可以發揮最高的效益且精簡勞務和成本合成潤滑油比起一般的礦油價格高出許多更應加以注意避免浪費損失
下列基本的準則可以確保高品質的滑油從生產工廠直到使用的機台潤滑系統裡頭:

‧ 潤滑油的倉儲環境應選擇陰涼處胡且避免灰塵。
‧ 潤滑油避免儲存在極端高溫（酷暑的鐵皮貨櫃）或低溫（寒冬室外）。
‧ 桶裝油品應存放室內以免雨淋日晒。
‧ 在開放空間油桶應水平存放。
‧ 油桶上的產品標籤應保持清晰避免油污。
‧ 不要以用過的空油桶分裝或暫時存放油品。
‧ 每一種油品都應有專有的容器且勿混用。
‧ 桶蓋應隨時保持密閉的狀況。
‧ 使用適當的抽油器及工具取油或滑脂，使用前後要擦拭乾淨。
‧ 使用適當的標示區分油桶以避免人為疏失造成油品誤用。
‧ 確實執行先進先出以避免產品超過效期。
‧ 使用合成潤滑油的機台設備應該用設備標籤標示清楚。