PAG OSP – Polyalkylénglykoly mísitelné s oleji

V roce 2012 představila firma DOW Chemical  Company nový typ PAG olejů mísitelných s většinou ostatních typů olejů. Tyto oleje byly nazvány OSP (Oil Soluble Polyglykol). Na rozdíl od klasických PAG olejů, které nejsou mísitelné s jinými oleji a jsou vyráběny převážně na bázi kopolymerů etylénoxidu a propylénoxidu jsou oleje OSP kombinací propylénoxidu a butylénoxidu nebo jen jako homopolymery bytylénoxidu. Pro posílení mísitelnosti s uhlovodíkovými oleji je rozhodující poměr uhlík/kyslík v kopolymeru nebo polymeru. Vyšší poměr znamená lepší mísitelnost s oleji, přičemž si tyto oleje ponechávají všechny důležité vlastnosti klasických PAG, jako je např. velmi dobrá afinita k mazaným povrchům, kterou zabezpečuje právě kyslík v molekule, vynikající mazací vlastnosti a viskozitně teplotní závislost, žádná tvorba úsad aj.
Hlavní předností této nové skupiny PAG olejů je jejich plnohodnotná mísitelnost nejen s minerálními a syntetickými uhlovodíkovými oleji, ale i s esterovými oleji a zpětně také s některými typy klasických PAG olejů. Důležitá je rovněž jejich kompatibilita s aditivy, která jsou běžně využívána ve výše uvedených olejích.

Aplikační výhody
Jako primární základové oleje lze použít oleje OSP pro výrobu většiny typů automobilových i průmyslových olejů. Lze je tedy aditivovat jako motorové a převodové oleje pro motorová vozidla, stejně jako z nich připravit velmi kvalitní turbínové, hydraulické, kompresorové, oběhové a jiné průmyslové oleje, včetně základových olejů plastických maziv.
Jako společný základový olej lze OSP oleje využít k posílení výkonu a vlastností všech typů uhlovodíkových olejů skupin API I-III včetně PAO a POE. Jako aditiva lze oleje OSP použít pro kontrolu úsad, modifikace tření, zlepšení odlučivosti vzduchu, posílení hydrolytické stability esterů a zlepšení antikorozních vlastností klasických PAG.

Vlastnosti
Typické fyzikální vlastnosti vyráběné řady OSP olejů jsou uvedeny v tab.1. Pro využití jako základových olejů pro formulaci maziv jsou zajímavé zejména vysoké viskozitní indexy nebo vysoké hodnoty bodů vzplanutí již od nízkých viskozit.
Při formulaci olejů pomocí OSP lze s výhodou použít některých jejich vlastností, které je předurčují k použití jednak jako 100% základové oleje nebo jako společné základové oleje. Zde je lze použít např. jako alternativu k esterovým olejům, kde podobně jako esterové oleje poskytují v uhlovodíkových olejích zlepšení mísitelnosti s aditivy a zabezpečení bobtnavosti elastomerů, přičemž nabízejí lepší hydrolytickou stabilitu než estery.
V některých případech je výhodné, aby olej bez rizika koroze vázal jisté malé procento vody, což oleje OSP rovněž splňují. Působí jako jakási polymerní houba v oleji, která absorbuje vodu a vlhkost řádově v tisících ppm, aniž by tato korozívně ohrožovala mazané povrchy.
Také odparnost olejů OSP je po přidání malého množství aminického antioxidantu vynikající, takže nebrání jeho použití při vyšších provozních teplotách, např. při formulaci nízkoviskózních motorových olejů nebo vysokoteplotních plastických maziv.  Vynikající je rovněž odlučivost vzduchu z oleje, která je výrazně lepší než u všech skupin uhlovodíkových olejů, ale i polyglykolů, což je příznivé pro tvorbu nových typů, zejména hydraulických a převodových olejů (obr. 2).

Velmi významnou roli sehrají patrně tyto oleje jako přísada do ropných olejů skupin I–III, kde významně snižují potenciál k tvorbě úsad, a to již při 5% dozaci!
Na obr. 3 je znázorněn antioxidační test ASTM D2893B olejů sk. I a II při 10% dozaci olejem OSP. Z testu je patrný účinek potlačení tvorby vysokoteplotních úsad a kalů po přidání OSP oleje. Podobný účinek je pozorován např. v přírodních olejích a stejně tak i v plně formulovaných olejích. Lze se tedy domnívat, že PAG OSP patrně rozpouštějí vedlejší polární oxidační produkty jak v minerálních, tak rostlinných olejích.
Jako konkrétní příklad lze uvést měření VPR (Varnish Potential Rating) ASTM D7843 u pěti různých plně formulovaných použitých turbínových olejů na bázi API Gr. II.  (obr. 4). Je zde patrné, že každý vzorek měl jiný výchozí potenciál k tvorbě úsad a i efektivita doaditivace OSP olejem byla odlišná.
V oblasti mazacích vlastností – zejména vylepšení koeficientu tření – vykazují rovněž oleje OSP v testech zajímavé výsledky. Například v testu na minitrakčním stroji, kde je ve styku ocelová kulička na ocelovém disku při tlaku 0,9 GPa, teplotě 80 °C a rychlosti 15 mm/s, se sníží koeficient tření z 0,3 na méně než 0,1 při aditivaci základového oleje PAO 10 % OSP oleje (obr. 5).
Dalším, a možná že ne posledním popsaným benefitem je výrazné posílení protikorozních vlastností klasických polyglykolů přidáním malého množství OSP do těchto PAG olejů. Testována byla koroze některých kompresorových a převodových olejů na bázi klasických PAG. Po přidání cca 5 % OSP oleje do hotové formulace těchto olejů se výrazně snížila koroze při testu podle ASTM D665A/D665B, a to zejména v syntetické mořské vodě.

Závěr
PAG OSP oleje jsou novou skupinou univerzálních základových olejů v kategorii API Gr. V a současně výkonnými aditivy pro ostatní oleje.
Jejich praktické výhody při použití ve formulacích maziv zahrnují:
- Kontrolu úsad v uhlovodíkových i přírodních olejích.
- Kontrolu tření zejména v převodových a motorových olejích.
- Zvýšení hydrolytické stability v esterových olejích, zejména přírodních.
- Pozitivní vliv na těsnění a pryže – bobtnavost.
- Inhibice koroze v olejích PAG.
Formulátorům maziv se tak nabízejí nové možnosti použití PAG jako nástroje pro řešení některých nových průmyslových problémů.
- OSP lze nyní používat jako primární základový olej, společný základový olej nebo přísadu.
- Přechod z uhlovodíkových olejů na PAG OSP je jednodušší a méně problematický.
- OSP nabízejí možnosti modernizace uhlovodíkových olejů (visk. index, kontrola úsad a kalů).
- OSP mohou poskytovat lepší kontrolu tření při použití jako přísada.
- OSP mohou poskytovat alternativu k synt. esterům jako modifikátory tření s lepší hydrolytickou stabilitou, jako přísada pro zlepšení bobtnavosti a zlepšení rozpustnosti aditiv v nepolárních olejích.
Flexibilita chemie PAG OSP poskytuje obrovské množství prostoru pro inovace a poskytuje řešení specifikací a standardů budoucnosti.

Ing. Lubomír Tresner, Ekolube

Publikováno: 19. 12. 2019 | Počet zobrazení: 1303 277