二元乙丙橡胶X-0150产品性能_王逦.pdf

技术交流弹性体，（）：作者简介：王逦（），女，吉林省吉林市人，硕士研究生，高级政工师，中国石油吉林石化公司，主要从事企业管理、战略管理及软课题研究方面的工作。通讯联系人：侯军（），男，吉林省吉林市人，高级工程师，主要从事合成橡胶领域的研究工作。收稿日期：二元乙丙橡胶 产品性能王逦，朱涛，侯军，赵阳，徐金峰，孙聚华，孙亚斌（中国石油吉林石化公司，吉林 吉林 ；中国石油吉林石化公司 生产技术处，吉林 吉林 ；中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 ）摘要：二元乙丙橡胶 是吉林石化公司近年新开发的新牌号产品，为 升级产品，主要用于润滑油黏指剂领域。研究了 产品分子结构组成，溶油性能，增稠性能，抗剪切性能以及低温性能，并与市场上主流发动机润滑油黏指剂产品进行了对比。结果表明，在性能上完全与进口产品相当。最后，利用 作为黏指剂，制备 级别汽油机润滑油，并将该润滑油进行了 级别行车实验。关键词：二元乙丙橡胶；黏指剂；润滑油中图分类号：文献标识码：文章编号：（）黏指剂作为高级润滑油中重要的添加剂，一直受到行业的广泛研究。通常情况下，油溶性高分子聚合物均可作为黏指剂使用，但受环境保护、成本效益、使用性能等诸多限制。市面上使用较多的黏指剂有四类，主要包括：聚异丁烯类（）、聚甲基丙烯酸酯类（）、乙烯丙烯共聚物类（）以及氢化苯乙烯双 烯共 聚 物类（）。二元乙丙橡胶是广泛使用的 型黏指剂，其具有黏温性能优异、热稳定性好、稠化能力强及剪切稳定性好等优点，同时因其价格适中，被广泛用于调制大功率、多级中高档内燃机油。出于对发动机启动保护的需求，近年来对发动机润滑油的低温性能需求越来越高，因此对于 黏指剂的低温性能要求也越来越高。吉林石化公司是国内唯一一家生产二元乙丙橡胶厂家，目前占据国内 市场份额的 左右，主要牌号为 。国内高端润滑油 黏指剂市场主要被路博润、雪佛龙、阿朗新科等外国公司产品占据。根据市场反馈，抗剪切性能比国外进口牌号优异，但低温性能稍差。为改善 低温性能，增加吉林石化公司乙丙橡胶产品在黏指剂领域的市场占有率，吉林石化公司在 生产工艺基础上，通过原料配比及生产工艺参数调整，在兼顾剪切性能、低温性能、增稠性能的基础上，生产出 升级产品 。本文系统研究了乙丙橡胶 产品分子结构及性能，并与国内主流进口相关牌号进行对比，得出实验结论及市场应用建议。实验部分原料二元乙丙橡胶：牌号为 和 ，中国石油吉林石化公司；二元乙丙橡胶：美国路博润公司，简称 ；降凝剂：、，罗曼克斯（）公司；润滑油复合添加剂：，美国润英联；基础油：，中国台湾台塑石化股份有限公司；基础油：、，恒力石化（大连）有限公司。仪器及设备加热套：型，上海越众仪器设备有限公司；磁力搅拌器：，德国DOI:10.16665/ki.issn1005-3174.20230128.001 公司；搅拌器：，公司；自动凝点倾点测定仪：型，大庆日上仪器有限公司；自动黏度测定仪：型，凯能公司；低温泵送黏度测定仪：型，凯能公司；低温表观黏度测定仪：，凯能公 司；高 温 高 剪 切 仪：型，美 国 公司；测试仪：型，德国 公司；核磁共振光谱仪：型，德国 公司。样品制备溶油样品制备取适量不同牌号二元乙丙橡胶产品分别溶于基础油台塑 中，配制成质量分数为 的油溶液，溶解过程温度为 ；将质量分数为 二元乙丙橡胶油溶液再用基础油台塑 稀释至备用；分别取不同牌号二元乙丙橡胶油溶液，加入降凝剂，使溶液中降凝剂质量分数为备用。成品润滑油制备按 级别润滑油产品指标要求，在搅拌釜中按比例加入基础油 、，加热到 后，加入复合助剂、降凝剂以及黏指剂，在 下搅拌均匀。分析测试核磁共振碳谱（）测试称量约 试样，加入 弛豫试剂三乙酰丙酮铬，以氘代邻二氯苯作溶剂，测试温度为 ，频率为 ，采样时间为，脉冲延迟时间为。润滑油相关性能动力黏度按照 进行测试；柴油喷嘴剪切按照 进行测试；稠化能力按照 进行测试；倾点按照 进行测试；低温启动性能按照 及 进行测试；低温泵送性能按照 进行测试；高温高剪切性能按照 （）进行测试。结果与讨论 产品分子结构及与 产品结构对比二元乙丙橡胶是由乙烯丙烯聚合而成，其聚合物分子链上存在甲基碳（记为）、亚甲基碳（记为）以及叔甲基碳（记为）。由于乙丙聚合物分子链中不同类型碳原子链接基团不同，其所处化学环境也不相同，因此可根据核磁碳谱测试出聚和物分子链中不同类型碳原子的丰度，从而计算出分子链中乙烯单元（）和丙烯单元（）的排布情况。图为 与国外进口市场主流二元乙丙橡胶 产品核磁碳谱图，图中不同化学位移值核磁共振吸收峰代表乙丙聚合物分子链上不同碳型，下标个希腊字母代表该碳原子与相邻最近的个叔甲基碳原子的位置关系，距离由个碳原子依次标示为、及，个以上仍以标记，如相邻个叔甲基碳原子的亚甲基碳原子标示为。表为根据核磁碳谱计算的乙丙聚合物分子链各种碳型丰度。图 和 的核磁碳谱弹性体第 卷表 以及 在 中的化学位移值以及积分强度化学位移碳型 峰强度 峰强度 .从图以及表可以看出，与 核磁碳谱图基本类似，但 比 多出峰、少了 峰，说明在 序列结构中 相连结构较多，而 中 相连结构较多。表 和 的分子序列分布序列测试序列摩尔分布 根据核磁碳谱各种类型碳的积分面积及计算公式得到 及 的分子序列分布，结果列于表。从表可以看出，和 乙烯含量基本相当，换算成质量百分比后，乙烯质 量 分 数 为 ，乙 烯 质 量 分 数 为。双链段结构中，与 相比较，结构质量分数少，结构质量分数少，结构质量分数多出。三链段结构中 的 结构和 要明显低于 ，而 结构明显高于 。综上可以说明，分子序列结构与 基本相当，分子序列中的、结构分布更加均匀，该种分子链结构使分子柔性更大，有利于产品低温性能。与 、溶油性能对比以台塑石化股份有限公司 为基础油，将 、及 作为黏指剂制备成油溶液，并添加降凝剂，降凝剂为罗曼克斯 。对三种样品进行高低温性能测试，具体测试数据列于表。从表可以看出，三种黏指剂中 柴油喷嘴剪切稳定性最好，这是因为 分子结构中乙烯含量（质量分数为）比 和 高所致。与 分子结构中乙烯含量相同，但 与 相比剪切稳定略好。虽然 分子序列排布中连续的 结构少于 会导致剪切稳定性变差，但 相对分子质量分布要小于 ，窄的相对分子质量分布会导致更好的剪切稳定性。高温高剪切性能三种黏指剂性能无明显差别。低温性能方面，低温流动性以及低温泵送能力性能与 基本相当，无明显差异。表 、在基础油中的高温及低温性能对比性能 稠化能力 剪切稳定性 （柴油喷嘴）低温动力黏度（）（）低温泵送能力（）（）倾点 高温高剪切性能（）（）第期王逦，等 二元乙丙橡胶 产品性能全配方润滑油性能对比以 与 、作为黏指剂，罗曼克斯 为降凝剂，为复合添加剂，制备 级别润滑油。对成品润滑油高温及低温性能进行了性能测试，具体测试数据如表所示。表黏指剂在成品油 中的测试结果性能 运动黏度（）低温动力黏度（）（）低温泵送黏度（）（）高温高剪切黏度（）（）倾点 高温清净性 热氧化模拟（）热管氧化（级）从表可以看出，在低温动力黏度（）、高温高剪切黏度性能上三种黏指剂性能基本相当。在低温泵送黏度（）性能上，和 泵送黏度要明显小于 ，说明 和 低温性能稍好于 ，这主要由于是 和 分子链中乙烯含量较 低，分子链柔性更好所致。倾点要稍低于 与 ，说明在该配方体系下，具有更好的低温性能。从板式成焦器、热氧化模拟以及热管氧化测试结果看，和 所配置油品高温清净性基本相当，略微好于 。级别润滑油行车实验为验证所配制 级别润滑油性能，利用哈弗 型号汽车完成该级别润滑油行车试验，行车 数 据如 表所 示，油 品 的 化 验 结 果 见表。表行车试验车辆发动机主要性能指标及行车条件项目参数发动机型号 排气量（涡轮）额定功率 最大扭矩（）压缩比：里程 主要公路川藏公路、青藏公路海拔范围 温度范围 表行车试验新旧油样品化验结果对照表项目 装车前新油行车后旧油质量标准 运动黏度（）条件下低温动力黏度（）不大于 条件下低温泵送黏度（）不大于 高温高剪切黏度（）不小于黏度指数 倾点 不高于 由表、表可知，本次行车实验是在不同海拔高度、不同环境温度以及不同地理环境下进行的连续化行驶，行车里程达到 。以 作为黏指剂所制备 级别润滑油 运动黏度由出发前的 下降至 ，黏度下降率为，黏度指标仍在产品指标范围内。其他润滑油主要参数并未发生较大变化，机动车运行稳定。行车实验结果表明，完全可以用在高级别润滑油制备，并表现优异。结论 作为吉林石化公司一款新牌号二元乙丙橡胶产品，在分子链结构上与国外进口主流产品类似，表现出更柔软的分子链结构。由于分子链结构组成，比 具有更优异的低温性能，其低温性能与进口产品 类似或稍优。以 作为黏指剂配置的 级弹性体第 卷别润滑油通过了 公里行车实验并表现优异，表 明 完 全 可 以 用 于 高 级 别 润 滑 油制备。参考文献：黄文轩润滑油添加剂应用指南北京：中国石化出版社，：许金山，雷凌不同类型黏度指数改进剂对低黏度节能型发动机油性能的影响石油科技，（）：于军，曹聪蕊，程亮，等黏度指数改进剂在发动机油中的应用及性能分析润滑油，（）：杨雨富，王晓莉，乔楠林，等 乙烯丙烯共聚物类黏度指数改进剂低 温 性 能 研 究 化 工 新 型 材 料，（）：崔华，郭扬，孙文秀，等润滑油黏度指数改进剂用乙丙共聚物研究进展弹性体，（）：郎强，孟宪坤，杨磊，等 乙烯含量对黏度指数改进剂性能的影响弹性体，（）：杨雨富，孙聚华，车浩，等 国内外 类黏度指数改进剂的结构 与 使 用 性 能 对 比 研 究 弹 性 体，（）：，：，（）：，（）：杨雨富，刘振国，穆秀云，等乙丙共聚型黏度指数改进剂剪切稳定指数的影响因素合成橡胶工业，（）：，（.，；.，；.，）：，：；第期王逦，等 二元乙丙橡胶 产品性能