Aditivos para melhorar o índice de viscosidade

Conheça os produtos da CheMost

Comece pela família de produtos que melhor se adequa à sua formulação alvo. Cada página de produto apresenta informações mais detalhadas sobre o tipo exato, as propriedades e a documentação.

Poliisobutileno (PIB) de baixo peso molecular

Poliisobutileno (PIB) de baixo peso molecular — um polímero líquido não tóxico e que não seca, utilizado como agente de aderência e aditivo de viscosidade/espessante, fornecido em cinco graus de peso molecular (Mn 680–3500), desde graus para VI leve e motores de 2 tempos até graus anti-salpicamento e adesivos de alta aderência.

Modificador de viscosidade à base de copolímero de olefina líquido (OCP)

Modificador de viscosidade líquido de copolímero de olefina (OCP) pronto para mistura — um concentrado de polímero em óleo que aumenta a viscosidade em altas temperaturas e o índice de viscosidade, fornecido em quatro graus de estabilidade ao cisalhamento (SSI 20–45), que vão desde o espessamento multigrau geral até o desempenho em condições severas, com manutenção da classificação.

Melhorador do índice de viscosidade de copolímero de etileno-propileno (EPM)

Polímero base sólido de copolímero de etileno-propileno (EPM) para melhoradores do índice de viscosidade — fardos de copolímero de olefina amorfo que o misturador dissolve em óleo para produzir um modificador de viscosidade OCP personalizado, em uma classificação estável ao cisalhamento e de baixo Mooney (J0010) e uma classificação com maior poder de espessamento (J0050).

O que um modificador de viscosidade faz

Todo óleo se torna mais fluido à medida que se aquece. Um modificador de viscosidade é um polímero longo que contrabalança essa mudança: quando frio, a cadeia está compacta e contribui pouco para a viscosidade; quando quente, ela se expande e engrossa o óleo. O resultado é um índice de viscosidade mais alto — uma menor queda na viscosidade do frio para o calor —, que é exatamente o que torna possível um óleo multigrau. Um SAE 10W-40, por exemplo, mantém a bombeabilidade a frio de um 10W ao mesmo tempo em que proporciona a película a quente de um 40, sem envolver nenhum óleo base “40” — apenas um óleo base 10W mais o modificador de viscosidade adequado.

Essa é a parte fácil, e todos os guias explicativos abordam isso. A parte mais difícil — e que gera economia — é escolher qual modificador de viscosidade usar — e isso se resume a uma escolha de compromisso.

A principal escolha: eficiência de espessamento versus estabilidade ao cisalhamento

Um modificador de viscosidade é um polímero, e os polímeros podem ser rompidos pelas forças de cisalhamento em uma bomba, em um engrenamento ou em um anel de pistão. Quando isso acontece, as cadeias se rompem, o óleo perde viscosidade permanentemente e pode ficar abaixo do padrão. Isso define o único e mais importante eixo de seleção:

• Maior peso molecular → maior eficiência de espessamento (menos polímero necessário para atingir a viscosidade alvo), mas menor estabilidade ao cisalhamento (maior perda permanente de viscosidade em serviço).
• Peso molecular mais baixo → maior estabilidade ao cisalhamento (o óleo permanece dentro da especificação), mas menor eficiência de espessamento (é necessário mais polímero para atingir a mesma viscosidade).

Isso é capturado pelo índice de estabilidade ao cisalhamento (SSI) — a fração da contribuição do polímero para a viscosidade que é perdida sob cisalhamento padronizado (medida pelo método de cisalhamento por injetor de Kurt Orbahn, ASTM D6278). Um SSI mais baixo significa um modificador mais estável ao cisalhamento e mais durável; um SSI mais alto espessa mais por quilograma, mas se degrada mais rapidamente. Os modificadores de viscosidade OCP comerciais abrangem, aproximadamente, um SSI de 23 a 55. Escolher o nível de SSI para sua aplicação — e aceitar a relação custo-polímero que vem com isso — é o cerne da seleção de modificadores de viscosidade.

Química dos modificadores de viscosidade — onde o OCP se encaixa

Várias famílias de polímeros são utilizadas como modificadores de viscosidade. É importante conhecer o panorama antes de escolher:

• Copolímero de olefina (OCP) — copolímero de etileno-propileno. É, de longe, o modificador de viscosidade (VM) dominante em óleos de motor devido à sua alta eficiência de espessamento e baixo custo. Linha da CheMost.
• Polimetacrilato (PMA) — excelente comportamento em baixas temperaturas e índice de viscosidade (VI) muito alto; pode funcionar também como redutor do ponto de fluidez, mas geralmente é mais caro por unidade de espessamento.
• Polímeros hidrogenados de estireno-dieno/polímeros em estrela — modificadores especiais de preço premium, muito estáveis ao cisalhamento.
• Poliisobutileno (PIB) — uma opção mais antiga, ainda utilizada em algumas aplicações industriais e em engrenagens.

Para a maioria dos óleos multigrau para motores, engrenagens e sistemas hidráulicos, o OCP oferece o melhor equilíbrio entre eficiência de espessamento e custo — razão pela qual detém a maior participação no mercado. O OCP também pode ser funcionalizado (OCP dispersante / OCP dispersante-antioxidante) para combinar o controle de viscosidade com a dispersão ou a proteção antioxidante em uma única molécula.

A Linha CheMost — Como Escolher

Comece com duas perguntas: qual deve ser o nível de estabilidade ao cisalhamento do óleo (nível SSI) e você prefere um líquido pronto para mistura ou um fardo sólido econômico?

Concentrado líquido de OCP — pronto para mistura

O OCP já vem pré-dissolvido em óleo diluente, de modo que pode ser vertido e misturado diretamente em um lote, sem a necessidade de etapa de fusão. Disponível em toda a escala de estabilidade ao cisalhamento (SSI 20–45) em uma única página de produto:

Fardo de EPM sólido — econômico para grandes misturadores

Copolímero sólido de etileno-propileno fornecido em fardos. A maneira mais econômica de adquirir polímero se você tiver o equipamento para moê-lo e dissolvê-lo em óleo diluente quente antes da mistura:

Taxa de dosagem e notas sobre a formulação

Os modificadores de viscosidade são utilizados em níveis moderados, mas têm um efeito desproporcional sobre toda a reologia do óleo:

• Taxa de dosagem. Os óleos de motor multigrau acabados normalmente contêm bem menos do que ~1,5% em peso de polímero real; um grau com SSI mais baixo (mais estável ao cisalhamento) precisa de um pouco mais de polímero para atingir a mesma viscosidade que um grau com SSI mais alto. O nível exato depende do grau de viscosidade, do óleo base e das metas.
• Trata-se de um sistema, não de um simples substituto. O modificador de viscosidade precisa atender aos limites de alta e baixa temperatura simultaneamente — viscosidade cinemática, HTHS, partida a frio (ASTM D5293) e bombeabilidade (ASTM D4684). Os OCPs com alto teor de etileno melhoram a viscosidade a frio, mas se comportam um pouco como cera em baixas temperaturas; por isso, devem ser combinados com o depressor de ponto de fluidez adequado para o seu óleo base.

Os níveis SSI, as taxas de dosagem e os métodos de teste acima são referências padrão do setor. A combinação correta de grau, dosagem e PPD depende do seu óleo base e do grau de viscosidade — a CheMost pode orientar sobre a seleção e fornecer um ponto de partida mediante solicitação.

Aplicações comuns

• Óleos de motor multigrau para carros de passeio: graus de viscosidade voltados para economia de combustível, nos quais a eficiência de espessamento e o custo são priorizados e a carga de cisalhamento é moderada — OCPs com SSI mais alto costumam ser adequados.
• Óleos para motores a diesel de serviço pesado: intervalos de troca longos e alto cisalhamento exigem um modificador mais estável ao cisalhamento (com SSI mais baixo) para manter a classificação.
• Óleos para engrenagens, fluidos para transmissões automáticas e direção hidráulica: cisalhamento intenso e sustentado — a estabilidade ao cisalhamento é a prioridade.
• Fluidos hidráulicos: fluidos para todas as estações com alto índice de viscosidade (VI) para uma ampla faixa de temperatura de operação e eficiência da bomba.
• Graxas e óleos industriais: controle de viscosidade e formação de filme em todas as temperaturas.

Referência rápida