天气信息
新闻详情

粘度指数改进剂市场现状及前景:需求增长,向多功能综合性方向发展


图片
什么是粘度指数?

发动机油和传动系统油等润滑油对于减少摩擦和机器平稳运行是必不可少的,粘度是实现其功能所需性能的重要特性。润滑剂的使用温度范围很广,从低温到高温(约-30~150°C)。液体的粘度一般在高温时低,在低温下高,但人们希望润滑剂的粘度变化最好很小。

在机油的情况下,例如发动机刚启动时在低温下低粘度会提高燃油效率,但是如果在高速行驶时变成高温的同时粘度下降太多,则会导致油膜厚度的变薄,发动机的保护性能会下降。因此,受温度变化使粘度变化很小的润滑油被认为是高性能油。

粘度随温度的变化用粘度指数表示,数字越大,粘度相对于温度变化的变化越小。具有高粘度指数的机油可以同时实现燃油效率和发动机保护,因为它们在高温下的粘度在低温下不会变得太低。

图片


图片
粘度指数改进剂的作用

在润滑油中加入粘度指数改进剂(Viscosity Index Improver/VII),以减少粘度因温度而引起的变化,粘度变化越小(粘度指数越高),对提高燃油效率的作用越大。

图片

图:VII的溶解状态

粘度指数改进剂(VII)的主要成分是油溶性聚合物。当添加到油中时,在高温下,与原子相连的线(分子链)延伸和扩散,掩盖了油粘度的降低,而在低温下,分子链收缩并且不增加粘度。

粘度指数改进剂主要用于提高润滑油粘度以及粘度指数;具有稠化能力强、抗磨性好、热稳定性好等优势,可添加于液压油、内燃机油以及齿轮油等油品中。

图片
不同粘度指数改进剂的特点

粘度指数改进剂通常是一种油溶性高分子化合物,在室温下一般呈橡胶状或固体。为便于使用,通常用150SN 或100SN的中性油稀释为5%~10%的浓缩物。添加了粘度指数改进剂的多级油与相同粘度的单级油比较,具有较高的粘度指数和平滑的粘温曲线。

常用的粘度指数改进剂:氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD);聚甲基丙烯酸酯(PMA);乙烯丙烯共聚物(OCP);聚异丁烯(PIB)。其稠化能力,低温性能,剪切安定性和热氧化安定性的对比见下表。

图片

从上表的比较中可以看到,聚异丁烯(PIB)粘度指数改进剂的具有良好的剪切安定性和热氧化安定性,但是其稠化能力和低温性能较差,不适合调配跨度较大和粘度级别较低的多级内燃机油,一般用于调配多级齿轮油、液压油、绝缘油和金属加工油,低分子质量的 PIB 多用于调配二冲程发动机油。
聚甲基丙烯酸酯(PMA)粘度指数改进剂的低温性能和热氧化安定性优异,剪切安定性也不错(尤其是新型梳状PMA粘度指数改进剂的SSI能达到5%以内的优秀水平),但是其稠化能力较差,达到相同的粘度级别需要添加的量更多,导致对润滑油的清净性影响较大。聚甲基丙烯酸酯(PMA)粘度指数改进剂的成本较高,因此其多用于调配高档润滑油,如低粘度级别的多级汽油机油,自动变速箱油,超低温液压油等,不适合单独用于调配对清净性要求很高的多级柴油机油。
乙烯丙烯共聚物(OCP)粘度指数改进剂具有良好的综合性能,且其原料丰富易得、生产工艺简单,因此价格也有很大的优势。良好的综合性能和突出的性价比使乙烯丙烯共聚物(OCP)粘度指数改进剂成为目前使用最多的粘度指数改进剂,其销售量占所有粘度指数改进剂的60%以上。乙烯丙烯共聚物(OCP)粘度指数改进剂主要用于多级发动机油,特别适用于调配柴油机油。但因其低温性能一般,在调配低粘度级别的多级油时需与酯型降凝剂复配使用。
氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)粘度指数改进剂具有特殊的星状结构或嵌段结构,分子质量分布较窄,因此稠化能力和剪切安定性比较均衡,在具有较高稠化能力的同时也具有优良的剪切安定性。氢化苯乙烯双烯共聚物(HSD)粘度指数改进剂的低温性能也很突出,特别适用于调配高端多级汽油机油,也可用于调配多级柴油机油。

图片


图片
粘度指数改进剂的市场发展现状

粘度指数改进剂为润滑油添加剂细分产品,市场占比达到近25%。润滑油添加剂主要用于改善润滑油的综合性能,在工业润滑油、船舶发动机油、铁路机车发动机油、汽车发动机润滑油等油品中应用较多。目前,全球润滑油添加剂行业已进入成熟发展阶段,其市场规模保持稳定增长趋势。2023年全球润滑油添加剂市场规模达到近180亿美元,同比增长近5%。在此背景下,粘度指数改进剂行业发展速度有望加快

2022年4月,国家工信部、发改委、科技部等六部门联合发布《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》,文件明确提出要实施“三品”行动,加快发展专用润滑油脂、生物基材料等产品,推动石化化工行业往节能降碳方向发展。在国家政策推动下,绿色环保将成为我国粘度指数改进剂行业发展主流趋势。

图片

粘度指数改进剂主要用于提升润滑油的粘度指数,可添加于液压油、内燃机油以及齿轮油等油品中,航空航天、汽车、工程机械、舰艇等为其主要应用领域。随着下游行业景气度提升,我国粘度指数改进剂市场需求不断增长。根据新思界产业研究中心发布的《2024-2028年中国粘度指数改进剂市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,2023年我国粘度指数改进剂需求量同比增长近3%

全球粘度指数改进剂市场主要集中于欧美国家,代表企业包括美国路博润、美国润英联、美国雅富顿、德国罗曼克斯、德国巴斯夫等。在本土市场方面,与海外发达国家相比,我国粘度指数改进剂行业起步较晚,生产企业数量较少。瑞丰新材为我国润滑油添加剂龙头企业,主营产品包括粘度指数改进剂、极压抗磨剂、无灰分散剂等,目前公司正在积极推进低粘化粘度指数改进剂的研发工作。

行业分析人士表示,粘度指数改进剂作为润滑油添加剂,应用领域广泛,未来伴随市场需求逐渐释放,其行业发展态势将持续向好。与海外发达国家相比,我国粘度指数改进剂行业起步较晚,受技术壁垒高等因素限制,需求高度依赖进口,这是行业发展面临的主要挑战。

图片


图片
未来挑战与发展趋势

随着发动机技术的不断进步,环保排放及燃油经济性法规的日益严苛,与之配套的多级发动机油不断升级换代,对多级发动机油添加剂的性能也提出了更高的要求。粘度指数改进剂作为一种非常重要的添加剂,正朝着开发综合性能优异的新型粘度指数改进剂和在现有粘度指数改进剂基础上应用分子设计技术定向合成多功能粘度指数改进剂的方向发展。

下一代粘度指数改进剂需经过精心设计才能随着发动机技术的进步,能够提供硬件保护,应对最新的行业挑战。同时,分子重组使润滑剂配方制定者在基础油的选择和更广泛的粘度等级选择方面具有更大的灵活性。