聚异丁烯在润滑油及其添加剂中的应用

聚异丁烯在润滑油及其添加剂中的应用1、低分子聚丁烯的性能通过研究发现，低分子聚丁烯可以改善润滑油的润滑性能，减少积碳形成，降低设备能耗，延长使用寿命。一）低分子聚丁烯的剪切安定性应用比较广泛的低分子聚丁烯一般是指分子量为600～2400的低分子聚丁烯。在实际使用过程中，采用PB1300和PB2400稠化的460号合成烃工业齿轮油在矿山中速磨煤机磨辊轴上运行一年，其粘度变化不明显。采用PB1300调配的80W/90GL-5齿轮油，能够完全通过台架实验，而采用PB2400稠化的车辆齿轮油在运行一年后，其粘度有明显的变化。因此在工业齿轮油中能够使用的PB2400，在车用齿轮油中应用时应该谨慎，至少应该控制用量。二）低分子聚丁烯的氧化安定性低分子聚丁烯的加入对基础油的抗氧化性能没有不利影响。三）低分子聚丁烯的氧化清净性与积碳趋势随着分子量的增加，低分子聚丁烯的清净性变差。低分子聚丁烯在高温下分解为自由基单体，在二冲程发动机润滑过程中可充分燃烧，排烟低，积碳轻，漆膜疏松。不采用低分子聚丁烯的二冲程油在这方面的性能较差。在中性油、光亮油和合成油中，低分子聚丁烯可以减少积碳的效果是一致的。在二冲程润滑油中一般采用PB950，在空压机油及高温油品中采用PB1300。齿轮油中采用PB1300及PB2400。四）低分子聚丁烯的磨擦性能随着低分子聚丁烯的分子量的增大，磨迹下降，这是由于油品粘度差异而导致油膜厚度不同造成的。2、低分子聚丁烯在润滑油中的应用一）在四冲程发动机油中的应用在较早的四冲程内燃机油配方中，低分子聚丁烯被考虑用作增粘剂，但因为它的低温性能较差，这主要局限在单级油及对低温性能要求不高的多级油（如15W/40，20W/50等）中。随着Ⅲ类基础油的发展，高粘度基础油（如150BS）的供应将越来越紧张，作为150BS最经济实用的替代品，聚丁烯将被重新评估其在内燃机油中的作用。从经济性及性能考虑，一般推荐如下：单级油：较低粘度基础油+PB2400；20W/50：较低粘度基础油+PB2400；15W/40：较低粘度基础油+OCP+PB2400；这里，PB2400不仅是粘度指数改进剂，还能够有效增加产品的油膜强度。在15W/40的油品配方中，采用PB2400可以减少OCP的用量，改善油品的剪切稳定性。对于低温性能要求更苛刻的10W多级油品，不推荐采用低分子聚丁烯。二）在二冲程发动机油中的应用二冲程发动机润滑方式独特，需要广泛采用低分子聚丁烯配方，以保护环境及机车本身。一般在配方中采用分子量950左右的低分子聚丁烯。三）在工业齿轮油中的应用综合性价比来看，一般推荐采用PB2400用于工业齿轮油中。采用500SN添加不同比例的PB2400，可以调配ISO150到ISO1000各个粘度级别的工业齿轮油，可以避免采用昂贵的150BS基础油，从而降低整个配方的成本。四）在车用齿轮油中的应用由于车用齿轮油比工业齿轮油具有更苛刻的剪切稳定性的要求，推荐用PB1300完全替代150BS光亮油，从而满足油品对剪切稳定性的要求。但是，如果要采用PB2400，建议适当比例的150BS，降低PB2400的用量（最好控制在5%以内），以满足剪切稳定性的要求。五）在高温链条油中的应用采用PB1300和酯类油，烷基二苯醚，PAO油品调整到适宜的粘度，并加入TCP，DW7007等添加剂可以调配出不同类型的高温链条油。六）在空压机油中的应用采用低分子聚丁烯和PAO及酯类油（5%~15%）在配合适宜的添加剂复合物调配而成的合成空压机油，清净性能好，不产生积碳，使用寿命可以达到8000h。七）在金属加工油中的应用低分子聚丁烯在金属加工中应用广泛。如，PB2400和PB1300可以用于淬火油中起到催冷剂及光亮剂的作用。PB2400用于切削油中还可以降低烟雾。在有色金属拉拔中采用低分子聚丁烯可以减少沉积物从而免去后续的清洗工艺。八）在润滑脂中的应用在润滑脂中采用低分子聚丁烯（PB1300，PB2400）可以改善油品的粘附性能，如矿PIB不是简单地增加氧含量，而是改变汽油的物理性能，它对包括柴油机在内的各种发动机起作用。当把汽油喷入到汽车发动机的燃烧室时，小分子的烃立即与大分子的烃分离，且首先燃烧，大分子的烃则燃烧不完全。汽油中加入少量高分子量PIB就减少大分子烃与小分子烃的分离，可使汽油在较低的温度下更均匀地燃烧，大大提高燃料的辛烷值，减少未燃烧烃的量。加入PIB不仅减少烃和一氧化碳污染物的产生，使燃烧更充分，同时还能减少氮氧化物排放量。聚异丁烯广泛定义聚异丁烯是异丁烯(2-甲基丙烯)的均聚物和共聚物产品的总称。液相催化裂化和催化重整生产汽油或石脑油裂解生产**单体会产生碳四副产品，异丁烯便来自于此。

在除去碳四副产品中的丁二烯后，其主要成分是丁烯、丁烷和异丁烯的混合物，用硫酸抽提，然后将提取物送入换热器加热，使反应逆转，把硫酸分离，便可得到高纯度的异丁烯。

高纯度异丁烯用于丁基橡胶、烷基化和某些异丁烯聚合物领域，纯度不高的材料则应用于其它领域。这些材料通常含有少量1-丁烯和2-丁烯，而且在用于制备异丁烯聚合物时可能会被称作聚丁烯。生产汽油的液相催化裂化和催化重整及生产**的石脑油裂解工艺的广泛应用使异丁烯供应经常过剩。

有两种聚合物商品常被称为聚异丁烯。一种是丁基橡胶——异丁烯和1-3%的异戊二烯的共聚物。约有半数的丁基橡胶被加工成卤丁橡胶后拓宽了交联的选择范围。这类材料因气密性好而广泛应用于轮胎和其它充气领域。丁基橡胶曾经是异丁烯的最主要需求流向，但实心轮胎的发展降低了该领域的需求。目前全球的丁基橡胶总产能为约61万吨，其中拜耳和巴斯夫占据了80%以上的产能。丁基橡胶与聚异丁烯在胶粘剂、密封剂、填料等方面的应用有竞争关系。

另一类聚异丁烯商品是分子量在350到一千万之间的均聚物。一般来说，聚异丁烯分为低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯和高分子聚异丁烯。分子量在350到3500之间的材料称低分子量聚异丁烯，分子量在一万到十万之间为中分子量产品，分子量在十万至一千万之间的为高分子量产品。分子量在三万以下的产品通常呈液态，分子量较高的材料则呈固态。只有部分生产商生产全系列分子量产品，大多数生产商只生产低分子量聚异丁烯。

如果不加说明，通常所说的聚异丁烯是指后者。而且高中低分子量分类也只是在后者的概念范围内有效。

所采用的异丁烯的纯度通常取决于所生产的聚异丁烯的类型。当使用三氯化铝作催化剂时，反应生成的异丁烯分子末端的双键会有很多类型。其中大多数是三元取代双键，其次是四元取代双键，二元取代双键最少。各种类型取代双键所占的比例取决于催化剂的性能，反应温度和反应周期。反应周期越长越容易生成化学稳定性较好的四元和三元取代双键。