엔진오일의 기본,PAO 엔진오일

Poly Alpha Olefin 이란?

엔진오일에 관심이 있는 분이라면, 파오,PAO 라는 문구를 본적이 있을 것이다. 이는 PAO 라는 베이스 오일을 칭하는 말이며, 그룹4 엔진오일로 진짜 합성오일이라 볼수 있는 오일이다.

 

 

 

 

출처- 엑슨모빌

정유 과정에서 상급에 속하는 나프타에서 추출 한 에틸렌을 원료로해서 다시 PAO의 주 원료가 되는 알파 올레인을 생산, 다시 수소화처리 하고 중화반응을 일으켜 만들어 지는 베이스 오일

 

PAO 장점

출처 엑슨모빌

 

온도에 따른 PAO 점도 변화

저온일때 점도가 낮아 저온유동성이 좋다
고온일때 점도가 높아 점도유지 및 윤활성 등 좋다

광범위한 점도
100'C 일때
VHVI 대략 6~9 cSt
PAO 6.5~100cSt
ULTRA PAO - ~ 1000cSt

상기표는 점도 비교표로, 국제 표준이 되는 점도의 비교표 이다.

상기 자료중에 높은 점도를 PAO가 사용되고, VHVI 보다 2등급 기유가 점도를 커버 하는 범위가 넓다. 

이걸 쉽게 풀이 하면,

SK YUBASE 에서 발취한 내용입니다.위 표중에 40'C 보면 YUBASE8 이 40'C 에서 점도가 47이면 ISO VG 47 인 점도 입니다.그걸 위 점도비교표에 넣으면 단일 그레이드로 따지면 20점도의 단일 그레이드 엔진오일과 점도가 같다고 보시면 됩니다.

점도가 높은 기어오일의 경우 100% VHVI 로 만들지 못한다는 뜻입니다.2등급 기유를 믹스 하든 PAO 를 섞든 해야 높은 점도을 완성 할수 있습니다. VHVI 단일로는 만들지 못합니다.

 

40'C 점도 =ISO VG220 보통 220 점도는 기어오일 점도, 자동차로 따지면 데후오일 산업유 쪽은 감속기오일로 사용되는 점도 입니다.

낮은 온도에서는 점도가 낮아져 좋고,높은 온도에서는 점도가 높아 보호성능이 좋다는 표입니다.

 

저온유동성 유동점 강화제를 넣어도 VHVI는 PAO를 못따라갑니다. 실제로 SK 자료에서도 비슷하게는 해도 PAO 가 우수하게 나오는 자료가 많습니다.
또한 유동점 강화제 라는 첨가제를 많이 넣는것은 엔진오일에 그렇게 좋은 영향을 주지는 못합니다. 엔진오일의 가장 많은 비율을 차지 하는 BASE 가 좋아야 합니다.

휘발성을 나타낸 자료로 PAO 가 월등히 앞서고 있습니다.

 

SK 자료를 봐도 산화 안정성을 높히기 위하여, 산화 방지제를 첨가한 자료를 사용하고 있습니다. PAO 는 BASE 자체가 산화 안정성이 높아 조금더 오래 사용할수 있습니다.

 

열안정성 - PAO 는 최소한의 분해로 고열에 결딜수 있습니다.
견인력 - 힘이 전달되는것을 분산한다는 뜻으로 보시면 되며, PAO가 내마모성이 좋다는 뜻입니다.

 

그외의 장점

- 낮은 독성
PAO 제품은 FDA,NSF 인증 으로 낮은 독성을 입증 하였습니다.물론 vhvi 도 nsf 인증이 가능 하나, vhvi 만으로는 구리스나 높은 점도의 친환경 제품을 만들수 없으므로 PAO가 필수 입니다.

-안정성
분자구조가 안정화 되어 있어 쉽게 깨지지 않습니다. 장수명이 가능합니다.
-혼화성
다른 미네랄 오일,탄화수소계오일,나프타계열의 오일 등과 잘 섞여 어느 분야에도 적용이 가능 합니다.
단,Pao 자체 사슬이 너무 촘촘하여...정말 잘섞이기 위해서는 극성이 높은 에스테르를 섞어주면 좋습니다.

그럼 PAO 는 만능인가?

이러하게 좋은 물성을 가지고도 모든 산업전반에 쓰일수는 없다.(SPECTRASYN 뒤 숫자는 점도에 따라 나누어 진다.밑부분에 사진첨부)HYDROCARBON REF.....COMPRESSOR 부분을 보면 작은 점으로 되어 있다.탄화수소계 가스 즉, 우리가 알고 있는 도시가스 를 압축하는 콤프가 있다고 가정했을때 PAO 베이스의 콤프 오일을 넣게 되믄 오일과 가스가 반을을 하여 카본을 생성한다. 그래서 PAG 계열의 콤프 오일을 사용해야 한다.
PAO 는 반응하여 하드카본을 생성하는 반면에 PAG 는 반응해도 소프트카본을 생성하여, 입자가 아주 작다.
또한 경험상 미군들이 사용하는 헬리콥터 에 들어 가는 구리스의 경우 PAO+에스테르 조합이 거의 반반씩 들어가는 경우도 보았고 헬리콥터에 들어 가는 유압유 인데 에스테르 베이스 인것도 있다.

 

또한 열매체유의 경우 VHVI 는 320~350 도 이상은 못봤는데 5등급 기유 로 만든건 400도 이상도 가능한 경우가 있다.

 

 

결론

그룹4 인 PAO 는 좋은 유동성과 많은 활용도로 많은 산업 전반에 사용되는 베이스, 첨가제 오일이다.

다만, PAO 를 생산하는 기업이 극히 제한적이고, 비용문제가 있어 PAO 가격은 다른 베이스 오일보다 높은것은 사실이다.

우리나라가 특히 VHVI 가 싼 이유는 앞서 말했드시 우리나라 메이저 정유사 3사가 세계점유율 최고다. 또 그중 SK YUBASE 품질은 세계최고로 불리운다. GS 는 왜인지 모르겠지만 점도지수가 좀 낮다. S-OIL 도

그러니 당연히 우리나라 VHVI 가 저렴할수 밖에

그러나 PAO 는 전 세계적으로 생산하는 회사가 별로 없고 그나마 기술력좋은 4개 회사에서만 거의 생산을 한다. 그리고 공정자체 비용이 많이 들며, 산업유 쪽으로 수요가 많기에 베이스오일의 공급보다 수요가 더 많다.
VHVI 의 발전에도 영향이 있겠지만 점도지수향상제/유동점강화제 등 첨가제로 쓸수 있는 화학물질의 발전으로 PAO 에 버금가능 물성을 만들수 있는 사실또한 분명한 사실이다.

개인적로는 현재 존재하는 레이싱 차량을 제외한 그냥 흔히 말하는패신져카 는 VHVI BASE 의 엔진오일이면, 충분하다

참고자료