Priemyselné mazivá čo do počtu druhov a najmä spotreby tvoria podľa dostupných informácií 49 % celkovej spotreby mazív v sortimente mazacích prostriedkov. Z hľadiska samotnej aplikácie a použitia v praxi si vyžadujú väčšiu pozornosť ako automobilové mazivá. Ide o záležitosti súvisiace s ich správnym výberom pre dané prevádzkové podmienky, ktoré sú často veľmi špecifické a vyžadujú si teoretické a praktické skúsenosti. Z toho dôvodu je dôležité poznať ich chemické a fyzikálne vlastnosti a venovať im potrebnú pozornosť pri manipulácii s nimi a ich skladovaní, aby sa zabezpečila ich kvalita s cieľom dosiahnuť optimálnu životnosť pri aplikácii v praxi. Keď hovoríme o priemyselných mazivách, tak máme na mysli napr. hydraulické, turbínové, kompresorové, prevodové oleje, oleje na klzné plochy, plastické mazivá a ďalšie druhy. Pozornosť si zasluhujú aj špeciálne priemyselné mazivá, ako sú rezné oleje, kaliace oleje, valcovacie oleje a, možno povedať, aj klzné laky a iné. Z hľadiska spotreby na prvom mieste sú hydraulické oleje a čo sa týka počtu druhov kompresorové oleje. Pri výbere mazív je dôležité, aby sme poznali ich základné formulácie, vlastnosti základových olejov a prísad, čo je často v praxi veľmi rozhodujúce.

Základové oleje

Základové oleje sú ropné výrobky a v súčasnosti stále tvoria takmer 95 % celkového sortimentu hotových mazacích prostriedkov, mazív. Ide o uhľovodíky, ktoré vytvárajú mnohé variácie, spojenia, komplexne zlúčeniny uhľovodíkových molekúl. Základné, jednoduché spojenie predstavuje metán CH4, teda jeden uhlík a štyri vodíky. Výrobné procesy základových olejov nám ponúkajú široké možnosti od klasických extrakčných procesov, postupov až po moderné konverzné procesy ako je hydrokrakovanie (Hydrocraking), hydroodparafinovanie (Hydrodewaxing), hydrospracovanie (Hydrotreating) a ďalšie nové postupy. Tieto nové moderné postupy majú podstatný vplyv na kvalitu základových olejov, čo sa týka prítomnosti nasýtených a nenasýtených molekúl a najmä obsahu aromátov. Nasýtené molekuly sú viac stabilné a schopné lepšie odolávať oxidačným procesom ako nestabilné molekuly. Konverzné postupy znižujú obsah aromátov až na hodnotu 0,3 % obj. Pri tradičných extrakčných procesoch táto hodnota je v rozsahu 5 až 25 % obj. Znížený, kontrolovaný obsah aromátov má priaznivý vplyv na kvalitu základových olejov. Uvedieme niektoré účinky, prínosy ku kvalite súčasných základových olejov vyrábaných podľa nových technologických postupov:

• zmena farby, čisté, bezfarebné základové oleje

• vyšší viskozitný index

• zlepšená odolnosť proti oxidácii

• zvýšená tepelná stabilita

• menšie zvyšky uhlíka (karbónu)

• zlepšená deemulgačná vlastnosť (odlúčivosť vody z oleja)

• rýchlejšia biologická odbúrateľnosť a iné.

Pri formulácii mazacích olejov na konkrétne prevádzkové podmienky, ako napr. pre hydraulické, kompresorové, turbínové, prevodové oleje a iné druhy sa pozornosť venuje správnemu výberu základového oleja a jednotlivých druhov prísad. Z toho dôvodu môžeme uviesť, že pre hotový výrobok, mazací olej v percentuálnom vyjadrení to predstavuje:

• 70 až 99 % základového oleja

• 0,1 až 30 % použitých prísad, ktorých môže byť 10 a viac druhov.

Základové oleje v ostatnom čase prešli určitou zmenou pri ich hodnotení, klasifikácii, čo malo vplyv aj na ich použitie pri formulácii nových mazacích olejov. V roku 1993 sa uviedla nová skupina, kategória základových olejov pod označením kategória II a krátko potom aj kategória III a IV. Základové oleje sú klasifikované podľa spoločnosti API (American Petroleum Institute) a zaradené do jednotlivých kategórií, tried, a to vzhľadom na ich úžitkové vlastnosti, ako je to uvedené v tabuľke č. 1. Pri výbere základových olejov sa rešpektujú požiadavky na konečné výrobky, mazivá pre dané aplikácie. Ide o základové oleje ropného pôvodu, skupiny podľa API I, II a III, ďalej syntetické uhľovodíky (SHC), polyalfaolefíny (PAO) skupina IV a základové oleje skupiny V, napr. esterové, polyolesterové oleje (POE), polyalkylglykolové oleje (PAG), fosfátové estery (FE), biele oleje, rastlinné oleje a ďalšie druhy, ktoré nepatria do predchádzajúcich skupín I až IV podľa API.

Tabuľka č. 1

Uvedieme stručnú charakteristiku ropných základových olejov, a to kategórie, skupiny I, II, III, IV a V podľa API. Pri hodnotení základových olejov treba venovať pozornosť obsahu síry, nasýtených uhľovodíkov, obsahu aromátov a biologickej odbúrateľnosti olejov.

Skupina I

Základové oleje skupiny I sú ropné oleje vyrábané klasickými postupmi, a to rozpúšťadlovou extrakciou, katalytickým odparafinovaním a dokončovacími hydrogenačnými postupmi. Oleje tejto skupiny sú prirodzene polárne, a to z toho dôvodu, že obsahujú zvyšné, rozpustné nečistoty (nenasýtené uhľovodíky). Tieto polárne látky (molekuly) majú vyššiu rozpustnosť ako iné parafinické základové oleje a vyššiu prirodzenú oxidačnú stabilitu ako ďalšie základové oleje. Základové oleje skupiny I tvoria stále podstatnú časť sortimentu, aj keď nárast základových olejov skupiny II je veľmi výrazný.

Skupina II

Základové oleje skupiny II sú ropné oleje vyrábané novými modernými postupmi, ako je hydrokrakovanie a rozpúšťadlové alebo katalytické odparafinovanie. Takto formulovaná II. skupina základových olejov má vynikajúce antioxidačné vlastnosti, a to z toho dôvodu, že takmer všetky uhľovodíky sú nasýtené. Rozoznať ich môžeme tak, že tieto základové oleje majú typickú bielu (číru) farbu.

Skupina III

Základové oleje skupiny III. sú ropné oleje vyrábané špeciálnymi postupmi, ako je hydroizomerizácia alebo hĺbkové hydrokrakovanie. Tieto oleje sú veľmi čisté a nie sú polárne, preto často vyžadujú, aby boli doplnené esterovými alebo aromatickými zlúčeninami na zlepšenie rozpustnosti prísad, ktoré sa do nich dávajú. Napriek tomu majú veľkú schopnosť dosiahnuť vysokú oxidačnú stabilitu, ak sú správne naformulované ako finálne výrobky. Čo sa týka kvality, tak základové ropné oleje skupiny III sa často porovnávajú so skupinou IV PAO (polyaflaolefíny), syntetických uhľovodíkov (SHC). Okrem týchto skupín I, II a III sa uvádzajú a používajú skupiny s označením skupina I+ a skupina II+.

Skupina IV

Do skupiny IV patria syntetické uhľovodíky (SHC), základové oleje, označené ako polyalfaolefíny (PAO), ktoré majú široké uplatnenie pri formulácii motorových a priemyselných olejov a čo sa týka spotreby tvoria až 45 % spotreby syntetických olejov. Ich výhodou je, že sú miešateľné s ropnými olejmi.

Skupina V 

Skupinu V tvoria všetky ostatné základové oleje, ktoré nepatria do skupiny č. I, II, III a IV.

Vlastnosti základových olejov a nové trendy

Ropné základové oleje skupiny I, II a III sú navzájom miešateľné a sú miešateľné aj so syntetickými uhľovodíkmi (SHC), polyalfaolefínmi (PAO) skupiny IV podľa API. Do tejto skupiny môžeme zaradiť aj alkylované aromáty. Okrem toho treba poznamenať, že v skupine IV sa uvádzajú nové základové oleje, tzv. metallocene polyalfaolefíny (mPAO), ktoré sú založené na metallocene katalyzovanej technológii, ktorá ponúka vyššiu viskozitu oleja, lepšie nízkoteplotné vlastnosti, tekutosť a lepšiu strihovú stabilitu ako komerčné PAO.

Okrem mPAO sa uvádzajú aj ďalšie základové oleje upravované uvedenou technológiou, a to alkylované naftalény (AN), ktoré poskytujú vysokú stabilitu a výbornú rozpustnosťou prísad, čo v prípade PAO nie je vždy tak. V tabuľke č. 2. uvedieme porovnanie niektorých základových olejov, ich vlastnosti, resp. vzájomnú zlučiteľnosť a ich vzťah k tesneniam a náterom.

Tabuľka č. 2

Z tabuľky č. 2 vyplýva, že najviac komplikovaná je skupina V, čo sa týka počtu druhov, vzájomnej miešateľnosti a vzťahu k tesneniam a náterom, kde sú všetky ostatné základové oleje, ktoré nepatria do predchádzajúcich skupín. Hlavnými predstaviteľmi tejto skupiny sú esterové, polyolesterové oleje (POE), resp. polyalkylglykolové (PAG) základové oleje, ktoré sa používajú napr. na formuláciu olejov pre kompresory, ozubené prevody, letecké motorové oleje a iné aplikácie. Polyolesterové oleje sa používajú najmä v chladiarenskej a klimatizačnej technike. Estery sú zlučiteľné s ropnými olejmi, ale polyolestery môžu reagovať s tesneniami a nátermi, čo je nevýhoda.

Polyglykoly sa všeobecne používajú ako hydraulické kvapaliny a tiež najmä ako prevodové a ložiskové oleje. Tieto oleje majú vynikajúce mazacie vlastnosti a pri degenerácii oleja sa nevytvára uhlík (karbón). Ich zlučiteľnosť s nátermi je problematická a zlučiteľnosť s ropnými základovými olejmi pri pôvodnej formulácii v  celom rozsahu vylúčená. Podľa najnovších informácii v ponuke sú nové polyalkylénglykolové oleje (PAG), označené ako OSP (Oil Solube Polyalkylene) PAG syntetické oleje, ktoré sú miešateľné s uhľovodíkovými (ropnými) a so syntetickými polyalfaolefínovymi (PAO) uhľovodíkovými (SHC) olejmi, čo je veľká výhoda. Fosfátové estery sú známe ako ťažko zápalne kvapaliny a ich typické použitie je v hydraulických a regulačných systémoch a v mazacích systémoch turbín.

Prísady 

Prísady sú organické alebo anorganické zlúčeniny, komponenty, ktoré sú rozpustené alebo ako pevné látky v mazacích olejoch. Čo sa týka objemového množstva prísad v mazacom oleji, ten je v rozsahu od 0,1 až do 30 %, a to v závislosti od ich použitia na konkrétne trecie uzly, častí strojov. Prísady majú 3 základné úlohy :

1. Zlepšiť existujúce vlastnosti základových olejov pomocou antioxidantov, korozívnych inhibítorov, protipeniacich prísad a deemulgačných činidiel.

2. Potlačiť neželané vlastnosti základových olejov pomocou depresantov, znižovačov bodu tuhnutia a zlepšiť, upraviť viskozitný index (závislosť viskozity od teploty).

3. Dodať nové vlastnosti základovým olejom pomocou vysokotlakových prísad (EP), detergentov, disperzantov, prísad proti opotrebovaniu (AW), deaktivátorov kovov a ďalšie vlastnosti pomocou vhodných prísad.

Prísady sú polárne látky a ich polarita je definovaná ako prirodzená priama príťažlivosť, priľnavosť ich molekúl k iným polárnym materiálom, látkam pri kontakte s mazacím olejom. Ide o polárne látky, ako sú kovové povrchy, prach, voda, celulóza a iné. Ako nepolárne látky možno označiť ropné základové oleje, teflón, vosk, hydrofóbne, vodoodpudivé látky a ďalšie.

Prísady v mazacích olejoch, mazivách sa používajú, ako bolo uvedené, na zlepšenie ich výkonových vlastností. Ide o substancie formulované na zlepšenie trecích, chemických a fyzikálnych vlastnosti základových olejov. Výsledkom je zlepšenie úžitkových vlastnosti, výkonnosti maziva a predĺženie životnosti stroja, zariadenia. V tabuľke č. 3 sú uvedené jednotlivé prísady a ich rozdelenie podľa chemických, fyzikálnych a vnemových vlastnosti.

Tabuľka č. 3

Pri formulácii mazacích olejov sa vyžadujú často nové vlastnosti maziva, ako je napr. zníženie opotrebovania pri hraničnom režime mazania (AW prísady), odolnosť proti vysokému tlaku a rázovému zaťaženiu (EP prísady) a dobré protikorozívne a protipeniace vlastnosti a iné. Podstatná je vzájomná vyváženosť prísad na dosiahnutie optimálnej výkonnosti a stability mazacieho oleja. Po určitom čase sa prísady strácajú, nastáva ich úbytok a prevádzkové vlastnosti mazacieho oleja, maziva treba obnoviť. To môžeme riešiť buď výmenou mazacieho oleja, alebo doplnením prísad do oleja, doplnením čerstvého oleja s čiastočným vypustením použitého oleja a tak dosiahnuť jeho požadované vlastnosti.

Priemyselné mazivá tvoria základ sortimentu mazacích prostriedkov. Treba pripomenúť, že možno očakávať nárast spotreby syntetických mazív, a to zo súčasných 7 % na 10 %. Na to dajú podnet aj narastajúce prevádzkové požiadavky na mazivá, ktoré sa vyskytujú aj v prevádzke stavebných strojov a mechanizmov.

Ing. Jozef Stopka, TRIBEX, spol. s r. o.