聚α烯烃

用于护肤用品等生产的化学物质

聚α烯烃基础油从分类上应划分为合成基础油，其有别于物理蒸馏方法从石油中提炼出的矿物油基础油。合成型基础油是由来自原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯，经聚合、催化等繁复的化学反应炼制成的大分子组成的基础油。

相关定义

聚a烯烃是合成基础油中的一种。聚α烯烃（PAO）是由乙烯经聚合反应制成α烯烃，再进一步经聚合及氢化而制成。它是最常用的合成润滑油基础油，使用范围最广泛。聚α烯烃合成油(简称PAO)具有良好的粘温性能和低温流动性,是配制高档、专用润滑油较为理想的基础油。若此α烯烃为癸烯，则又称之为聚癸烯；若此α烯烃为十二烯，则又称之为聚十二烯。

分类

粘度分类

根据粘度的不同，可以分为低粘度PAO,中粘度PAO和高粘度PAO；

低粘度：PAO2, PAO2.5,PAO3.5, PAO4, PAO5, PAO6, PAO7, PAO8, PAO9,PAO10等；

中粘度：包括PAO25等;

高粘度：包括PAO40,PAO100,PAO150,PAO300等。

单体分类

聚癸烯：PAO2,PAO4,PAO6,PAO8,PAO25,；

聚十二烯：PAO2.5,PAO5,PAO7,PAO9；

十和十二混合烯聚合物：PAO40,PAO100。

性能特点

特点

第一，高热氧化稳定性。（热稳定性指的是在宽泛的温度区间内能保持良好的粘度指数，使得发动机能够在寒冷的天气下轻松安全启动，同时能够最大限度地保护发动机在高速度和大负重下）因合成油分子结构的特殊性使得它能够拥有更高的流动和穿透性（和矿物油比较）。它的化学稳定性指的是合成油在发动机中工作期间不会发生任何破坏它使用性能的化学变化（氧化，浸蜡等等），也就是说行程积垢和漆（指的是在温度非常高的表面行成的透明的，坚固的，由氧化物形成的不会熔化的薄膜）的可能很小，以上说明合成油的优点是矿物油的3倍或者更多，倾点比矿物油低很多（－50℃，－60℃），非常高的粘度指数，也就是说在温度的变化下粘度的变化并不大，这点就可以使发动机在严寒的天气下轻松启动。

第二，在工作温度高于1000C时仍然保持较高的粘度指数——因此分离摩擦表面的油膜不会破坏最佳热能状态，而能够降低发动机整体的机械损耗减少零件磨损。

优点

1、粘度指数高（一般大于135）

PAO粘度指数高，一般都在135以上，而矿物油基础油一般在85－90，精制矿物油基础油VI一般在95左右。精制程度更高的如III类基础油的VI一般在120左右。

2、倾点低，低温流动性好

PAO倾点低，比矿物油具有更为优异的低温流动性。可调制很多低温要求高的油品。

3、氧化安定性

在RBOT测试中，高品质的PAO(聚α－烯烃合成基础油)达到压降的时间是Ⅱ类加氢基础油的3～4倍，是Ⅲ类深度加氢基础油的1.5～2倍。

4、挥发性低

油品蒸发度高，会增加消耗量的增加和转化催化剂的中毒，基础油具有低的挥发性变成一个重要的因素。

5、优越的热安定性

PAO耐高温，分解少，其热安定性与双酯相当，优于矿物油、GTL、CTL，PAO与烷基萘的混合油有很好的热安定性。

6、极佳的剪切安定性

7、水解安定性好

8、与矿物油相容性好

9、一般与油封兼容性好

缺点

1、成本比矿物油基础油高

2、添加剂溶解性不好，因为添加剂能溶于酯、烷基萘，酯、烷基萘能溶于PAO，因此PAO常常要与酯（通常是双酯、多元醇酯、聚酯）或烷基萘调配

应用

高温性能好（170－200℃）：燃气轮机油，高温航空润滑油，高温润滑脂

低温性能好（-40－-60℃）：寒区及严寒区内用内燃机油，齿轮油，液压油，冷冻机油

热/氧化稳定性好，结焦少：空气压缩机油，长寿命润滑油

无色、无毒：食品及纺织机械用油，塑料聚合溶剂

对皮肤浸润性好：化妆品及护肤用品

闪点及燃点高：难燃液压油

其它特性：传导油，导热油，绝缘油，金属加工液等

生产工艺

70年代以来,聚α-烯烃油合成技术在国内外发展较快。聚α烯烃合成油的原料α烯烃可通过乙烯齐聚和石蜡裂解两种方法获得。国际上一般以乙烯齐聚的癸烯为原料生产聚α烯烃合成油，国内α烯烃主要通过石蜡裂解制得。国内普遍以蜡下油为原料，经裂解、聚合、分馏、白土精制等工序生产聚α烯烃合成油。

PAO主要是由称为癸烯的C10的直链α烯烃组成的，控制聚合工艺生产出C30、C40和C50单分子的混合物，以6厘斯的PAO而闻名。过控制合成工艺，调节最终产品中C30/C40/C50的比例可得到不同粘度级别的PAO。

原料不限于癸烯；辛烯（C8）或十二烯（C12）直链α-烯烃也可使用。比C10高的多级分子，是较重的PAO，用于较高粘度重量的润滑剂。

国外生产的聚α烯烃(PAO)一般采用乙烯聚合成的C8~10的α烯烃再经路易斯酸络合型催化剂定向聚合而成。由于原料α烯烃分子整齐，聚合油的分子规整、分子量分布窄，因此，所得的油品质量高，而且工艺成熟。由线性α烯烃（如1-癸烯）生产聚α烯烃的步骤如下：

第一步是齐骤。低粘度（V100：2~10mm2/s）聚α烯烃液的生产采用BF3.ROH催化剂系统；高粘度（V100：40~100mm2/s）的生产则采用齐格勒-纳塔催化剂；

第二步是不饱和的齐聚物经金属催化剂，如Ni或Pd进行加氢以保证最终的产品的化学惰性，并提高氧化安定性。聚α-烯烃基础油比矿物油基础油的粘度指数高、挥发性低、低温性能和氧化安定性能好，适合调制高级发动机油、自动传动液和特殊工业用油、润滑脂等。

国内主要依靠石蜡裂解的α烯烃生产聚α烯烃。由于石蜡含油率高，使得裂解的正构α烯烃的含量低（一般低于65%）。α烯烃的分子量分布较宽，一般在C5~C17之间，而由C8以下碳数α烯烃制得的聚合油粘度指数较差，由C10以上碳数的α-烯烃制得的合成油低温性能较差，因而严重影响了国产聚α烯烃的粘度指数及低温性能。另外，生产中采用的无水氯化铝作催化剂，既造成原料和聚合分子的异构化，又使操作复杂、污染严重、铝渣处理困难，影响了聚α-烯烃的氧化安定性及油品的质量。我国聚α烯烃基本上没有加氢处理，聚合油中仍然残留双键，因此，尽管其低温性能稍好，但其他性能与矿物油相近。

应用领域

节能、长寿命汽车齿轮油和重负荷传动油

高温齿轮油和循环油

高效高负荷蜗轮蜗杆齿轮油

工业、航空和汽车宽温润滑脂

各种开式和闭式极压齿轮油

工业液压油

长寿命空气压缩机油

国内市场

聚α烯烃基础油（简称PAO）主要分为低粘度（2-10cSt）和中高粘度（＞25cSt）两大市场。2005年低粘度PAO的市场总需求量约为280000吨，高粘度PAO市场估计为30000吨。对于低粘度PAO而言，由于其多功能性、高效性及经济性，在高端润滑油基础油市场上占据着绝对优势，但是近几年来由于高质量的III类基础油和GTL基础油的持续增长，而使其发展势头受到了限制。

而高粘度PAO前景则更加诱人，在97年到2004年的八年里，尽管高粘度PAO全球的需求量仅仅只是低粘度的十分之一，但却是整个合成油市场最主要的利润贡献者，其增长率有六年超过了9%。高粘度PAO市场主要被两家公司瓜分，Exxonmobil和Chemtura。还没有找到一种经济可行的替代品，能够在高等级齿轮油或者脂增稠过程中，既能提高粘度指数又能保持剪切稳定性：I类基础油光亮油，成本低廉，但是低温性能不好，且芳烃含量高；高粘度酯类油性能不错，但是成本较高。

在今后的5-10年中，对于高级润滑油的需求越来越大，加上汽车、机械行业的快速发展，对油品的换油期和节能效果提出了更高要求，这些都需要润滑油及其基础油有更加优异的性能，从而促使了高粘度PAO的持续发展。

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