합성 베이스 오일 기술 개발 및 응용 연구

*화학물질, 합성, 촉매 관련 전문 용어 포함

1. 기술 진화: 광물성 오일에서 합성 오일까지

글로벌 윤활유 베이스 오일 산업은 세 차례의 기술 혁명을 겪었습니다. 초기 광물성 오일(Group I-III)은 낮은 점도 지수(VI 95 for Group I)와 열악한 저온 성능(-15℃ 유동점) 등의 한계를 보였습니다. 수소화 이성질화 기술로 Group II/III 오일의 점도 지수(VI 120-140)가 향상되었으며, 최근 10년간 합성 베이스 오일(Group IV/V)은 연평균 5.6% 성장해 2022년 480만 톤 규모에 도달했습니다. 이 중 폴리알파올레핀(PAO)이 62% 시장 점유율을 차지하며 알킬화 나프탈렌(AN)이 18%를 차지합니다.

2. 구성 및 성능 특성

■ PAO 분자 구조

C8-C12 α-올레핀 중합으로 분지 구조가 조절됩니다. Heao의 PAO6 사례:

• 100℃에서 5.95cSt, VI 135
• -58℃ 유동점, -30℃에서 2260mPa·s CCS
• 4.7% 노아크 휘발성(ASTM D5800)

■ 알킬화 나프탈렌(AN) 장점

공액 나프탈렌 구조가 성능을 향상시킵니다. Heao AN5 사양:

• 40℃에서 26.5cSt, 인화점 220℃
• 803분 회전 산소 폭탄 값(Group III 대비 155% 우수)
• 0.1mg/cm² 구리 부식(ISO 4263)

3. 성능 비교: 합성 vs 일반 오일

(데이터 출처: ASTM/ISO 표준, Heao 실험실 검증)

4. 적용 분야 및 솔루션

■ 자동차

• 0W-20 풀 합성: PAO4(60%)+AN5(10%) 조합으로 HTHS 2.80mPa·s 달성, GF-6 규격 준수
• EV 구동계: PAO2(노아크 8.6%)로 전동기 냉각 호환성 해결

■ 산업 장비

• 풍력 터빈 기어박스: PAO1000(1008cSt@100℃)로 -40℃ 콜드 스타트 보장
• CNC 공작기계: AN23(206cSt@40℃) 적용으로 스핀들 마모 제로 구현

■ 특수 윤활

• 고온 체인: AN15(인화점 260℃)로 200℃에서 서비스 수명 3배 연장
• 항공우주: PAO40+AN15 블렌드로 MIL-PRF-23699 인증 획득

5. Heao 제품 권장사항

■ PAO 포트폴리오

• 에너지 효율 PAO4: 0W-16/0W-20 오일용, -35℃에서 3605mPa·s CCS
• 초고점도 PAO1000: 전단 안정성 지수(SSI)
• 메탈로센 PAO: 좁은 PDI(1.05)로 조합 안정성 향상

■ AN 제품 라인

• 일반 AN5: Group III 오일 10% 대체 시 코킹 71% 감소
• 고온 AN23: 288℃ 열안정성으로 ISO 6743-4 충족
• 맞춤형 AN30: -50℃ 극한 환경 지원 가능

이 연구는 Heao의 정밀 분자 공학과 응용 지향 개발을 통해 합성 베이스 오일 분야의 기술 리더십을 입증하며, 산업 고도화와 에너지 전환을 위한 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 특히 촉매 기술을 활용한 공정 최적화가 핵심 차별화 요소입니다.