聚异丁烯在润滑油中的应用

聚异丁烯是一种无色、无味、无毒的粘稠液体或半固体状态的物质，具有耐热、耐氧、耐紫外线、耐酸碱等化学品的性能。被广泛应用于石油添加剂、载合剂、胶黏剂以及与其他高聚物共混改进等领域。对于润滑油及其添加剂领域而言，主要是选用低分子量聚异丁烯（简称PB、PIB），常见分子量有950、1300、2400（本文用分子量来代替聚异丁烯），下面小编对低分子量聚异丁烯在润滑油及其添加剂领域的应用进行简单的介绍。

1　低分子聚异丁烯的性能

通过研究发现，低分子聚异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。

（1）低分子聚异丁烯的剪切安定性

应用比较广泛的低分子聚异丁烯一般是指分子量为600～2400的低分子聚异丁烯。在实际使用过程中，采用1300/2400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1300调配的80W/90GL-5齿轮油，能够通过台架实验，而采用2400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2400，在车用齿轮油中应用时应该谨慎，至少应该控制用量。

（2）低分子聚异丁烯的氧化清净性与积碳趋势

随着分子量的增加，低分子聚异丁烯的清净性变差。低分子聚异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。不采用低分子聚异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，低分子聚异丁烯可以减少积碳的效果是一致的。

（3）低分子聚异丁烯的磨擦性能

随着低分子聚异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　低分子聚异丁烯在润滑油中的应用

（1）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，低分子聚异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和对低温性能要求不高的多级油（如SAE40、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150BSZ经济实用的替代品，聚异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+1300/2400；

20W/50：较低粘度基础油+1300/2400；

这里，聚异丁烯不仅是粘度指数改进剂，还能够有效增加产品的油膜强度。采用1300/2400可以减少OCP的用量，改善油品的剪切稳定性。但对于低温性能要求更苛刻的多级油品，不推荐采用低分子聚异丁烯。

（2）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异丁烯配方，以保护环境及机车本身。一般在配方中采用分子量950左右的低分子聚异丁烯，具有良好润滑剂及消烟效果。

（3）在工业齿轮油中的应用

综合性价比来看，一般推荐采用1300/2400用于工业齿轮油中。采用500SN添加不同比例的1300/2400，可以调配不同粘度级别的工业齿轮油，可以降低150BS基础油的用量，从而降低整个配方的成本，但其用量不可过高，否则将造成粘度下降过快的现象。

（4）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1300替代部分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2400，建议加入适当比例的150BS，降低2400的用量（Z好控制在5%以内），以满足剪切稳定性的要求。

（5）在高温链条油中的应用

采用1300和酯类油，烷基二苯醚，PAO油品调整到适宜的粘度，并加入极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂等添加剂可以调配出不同类型的高温链条油。

（6）在空压机油中的应用

采用低分子聚异丁烯和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。

（7）在金属加工油中的应用

低分子聚异丁烯在金属加工中应用广泛。如1300和2400可以用于淬火油中起到催冷剂及光亮剂的作用。1300/2400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异丁烯可以减少沉积物从而免去后续的清洗工艺。

（8）在润滑脂中的应用

在润滑脂中采用低分子聚异丁烯（1300/2400）可以改善油品的粘附性能，如矿山的球磨机大齿轮润滑脂。

聚异丁烯不仅可以直接应用润滑油油品当中，还是润滑油添加剂的重要原材料。如：

1、聚异丁烯丁二酰亚胺

聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂具有优良的增溶作用、胶溶作用和分散作用，并具有一定的?和能力和吸附能力。由于该系列产品不含金属，使用后几乎不残留灰分，可避免因灰分过多而引起发动机部件的磨损。

目前国内生产的聚异丁烯丁二酰亚胺大多数采用的热加合工艺，采用高活性聚异丁烯按照一定比例依次与马来酸酐、多烯多胺反应制的不同类型的聚异丁烯丁二酰亚胺，常见的如T151（聚异丁烯但丁二酰亚胺）、T154（聚异丁烯双丁二酰亚胺）、T155（聚异丁烯多丁二酰亚胺）、T161（高分子量聚异丁烯双丁二酰亚胺）；目前锦州康泰除了具有以上产品，还开发了硼化、硼化磷化改性聚异丁烯丁二酰亚胺，显著提高了无灰分散剂的抗磨性能，得到业界的广泛认可。

2、硫磷聚异丁烯钡盐

硫磷聚异丁烯钡盐是以相对分子质量850-1000的聚异丁烯与五硫化二磷进行硫磷化反应，生成无水聚异丁烯硫代磷酸，加烷基酚促进剂，同氢氧化钡反应制成。

硫磷聚异丁烯钡盐具有一定的增溶和分散作用，低温分散性较好，但耐热性较差。适用于作普通内燃机油的清净分散剂。与T202复合使用可调制普通汽油机油和柴油机油，但因含有重金属钡，因此逐渐不被应用在车用润滑油当中。

3、聚异丁烯丁二酸季戊四醇酯

聚异丁烯丁二酸季戊甲醇酯无灰分散剂具有良好的抗氧性和高温稳定性，在高强度发动机运转中（如1G2）可有效控制大量沉积物的生成，是继丁二酰亚胺型无灰分散剂之后另一新品种。国内季戊四醇来源广泛且价格低廉，对开发生产酯类无灰分散剂十分有利，可缓解多烯多胺货源的不足。在油品配方中，可与聚异丁烯丁二酰亚胺类分散剂复合使用，高低温性能均好，可用于中、高档内燃机油。

4、抗氧无灰清净分散剂

利用Manniek反应在聚异丁烯型无灰清净分散剂分子结构中引入酚类基团，可改善其分散性能和提高其氧化安全性，这是一类非常有效的汽油清净剂。

5、汽油清净分散剂

随着汽车工业的发展，汽油清净分散剂的重要性日趋显著。因为加入清净分散剂后，该剂吸附在胶质物上，将其分散成细小的颗粒，从而可防止在发动机进气系统和喷油嘴上因沉积物的形成所造成的喷射、雾化、燃烧的失常，改善了汽车性能和尾气污染。此类清净分散剂主要是聚异丁烯胺化物。

6、改善汽油燃烧性能的添加剂

高分子量聚异丁烯直接添加汽油中可以改善汽油燃烧性能。

当汽油与氧气在发动机内混合点火时产生CO2和H2O，释放出启动发动机的能量，但是由于空气中含有的氧气不足以使汽油不完全燃烧，一部分烃处于没有燃烧的状态，造成污染。

聚异丁烯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聚异丁烯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。加入聚异丁烯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。

总之，低分子量聚异丁烯具有良好的剪切稳定性、适宜的氧化稳定性及优良的高温清净性；能够牢固地吸附在金属表面，降低摩擦系数，改善极端条件下的润滑，并保护金属表面，防止腐蚀。聚异丁烯能够提高油膜厚度及强度，吸收冲击载荷，降低齿轮噪音，减震效果明显。低分子量聚异丁烯的优良性能及节能效果已被油品研发人员和调和厂商所接受。当然，较差的低温性能也是不可忽略的，在低温环境下的应用受到了诸多的限制。因此，聚异丁烯在润滑油行业当中的应用就仁者见仁智者见智啦。

（文章来源：网络）