I. Dầu gốc là gì?
Dầu gốc (Base Oil) là thành phần nền chiếm từ 70–99% trong công thức dầu bôi trơn. Đây là nguyên liệu chính để pha chế dầu nhớt động cơ, dầu thủy lực, dầu máy nén khí, dầu hộp số, mỡ bôi trơn và các chất lỏng công nghiệp khác.
Tuy nhiên, dầu gốc đơn thuần không có đặc tính bôi trơn hoàn hảo, mà chỉ phát huy hiệu quả khi kết hợp với phụ gia để tạo thành sản phẩm dầu nhờn hoàn chỉnh đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe.

II. Phân loại dầu gốc theo API 1509
Hiệp hội Dầu khí Hoa Kỳ (API) phân loại dầu gốc thành 5 nhóm chính, dựa trên:
- Hàm lượng lưu huỳnh (S)
- % hydrocarbon không bão hòa
- Chỉ số độ nhớt (VI – Viscosity Index)
Nhóm
|
Loại
|
Hàm lượng Lưu huỳnh
|
% Hydrocarbon không bão hòa
|
VI (Viscosity Index)
|
Nguồn gốc
|
Group I
|
Dầu khoáng xử lý dung môi
|
> 0.03%
|
>10%
|
80–120
|
Dầu mỏ
|
Group II
|
Dầu khoáng hydrocracking
|
≤ 0.03%
|
≤10%
|
80–120
|
Dầu mỏ
|
Group III
|
Dầu khoáng nâng cấp
|
≤ 0.03%
|
≤10%
|
>120
|
Dầu mỏ (gần tổng hợp)
|
Group IV
|
PAO tổng hợp
|
Rất thấp
|
Không có
|
>125
|
Tổng hợp
|
Group V
|
Ester, PAG, Silicone...
|
Tùy loại
|
Tùy loại
|
Tùy loại
|
Tổng hợp / tự nhiên
|
III. Các loại dầu gốc phổ biến

3.1. Dầu gốc khoáng (Group I, II, III)
- Nguồn gốc từ dầu thô, tinh chế bằng các phương pháp: tách dung môi, khử sáp, hydrocracking.
- Ưu điểm: Giá rẻ, dễ sản xuất, phù hợp ứng dụng tiêu chuẩn.
- Nhược điểm: Kém ổn định oxy hóa, nhiệt, dễ tạo cặn hơn dầu tổng hợp.
Loại phổ biến: SN150, N150.

3.2. Dầu gốc tổng hợp (Group IV, V)
- PAO (Group IV): Trùng hợp từ olefin → cấu trúc ổn định, chỉ số VI cao.
- Ester / PAG (Group V): Có cấu trúc phân cực cao, hiệu suất vượt trội trong điều kiện khắc nghiệt.
Ưu điểm:
- Độ ổn định nhiệt – oxy hóa rất cao.
- Tính lưu động tốt ở nhiệt độ thấp.
- Ít bay hơi, ít tạo cặn.
Ứng dụng: Động cơ cao cấp, máy nén, ngành hàng không, thực phẩm.
3.3. Dầu bán tổng hợp (Semi-synthetic)
- Pha trộn dầu khoáng (Group II/III) với một phần dầu tổng hợp (PAO/Ester).
- Ưu điểm: Hiệu suất tốt hơn dầu khoáng, giá thành rẻ hơn dầu tổng hợp.
- Ứng dụng: Dầu động cơ xe máy, công nghiệp vừa và nhẹ.
IV. Thành phần & Cấu trúc hóa học

4.1. Dầu gốc khoáng (Group I–III)

- Paraffinic: RCH₂–CH₂–CH₃ → ổn định, VI cao.
- Naphthenic: Cyclohexane → VI thấp hơn.
- Aromatic: Vòng benzen, kém ổn định, thường bị loại bỏ.
4.2. Dầu gốc tổng hợp (Group IV–V)
- PAO: (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ → ổn định cao, ít cặn.
- Ester: Có nhóm COO–, phân cực, tự làm sạch, chịu nhiệt tốt.
- PAG: Phân cực cao, tương thích kém, dùng riêng biệt.
V. Tính năng kỹ thuật của dầu gốc
Tính năng
|
Vai trò
|
Độ nhớt
|
Ảnh hưởng đến khả năng bôi trơn, bảo vệ bề mặt
|
Chỉ số độ nhớt (VI)
|
Ổn định độ nhớt khi nhiệt độ thay đổi
|
Độ bay hơi thấp
|
Giảm tổn thất dầu ở nhiệt độ cao
|
Ổn định oxy hóa
|
Chống biến chất theo thời gian
|
Chịu nhiệt – chống tạo cặn
|
Bảo vệ hệ thống, tăng tuổi thọ thiết bị
|
Tương thích phụ gia
|
Tạo hệ nhũ tốt, ổn định công thức dầu nhờn
|
VI. Sơ đồ quy trình sản xuất dầu gốc

6.1. Dầu gốc khoáng:
A[Dầu thô] --> B[Tách thành phần nhẹ]
B --> C[Tinh chế dung môi / Hydrocracking]
C --> D[Khử lưu huỳnh & sáp]
D --> E[Hydrofinishing / Isomer hóa]
E --> F[Dầu gốc Group I/II/III]
6.2. Dầu gốc tổng hợp:
G[Hydrocarbon nguyên chất] --> H[Phản ứng trùng hợp / Este hóa]
H --> I[Dầu gốc PAO / Ester tổng hợp]
VII. Ứng dụng theo nhóm dầu gốc
Nhóm
|
Ứng dụng chính
|
Group I
|
Dầu công nghiệp, động cơ đời cũ
|
Group II
|
Dầu động cơ phổ thông, dầu thủy lực
|
Group III
|
Dầu xe tải, động cơ cao cấp
|
Group IV (PAO)
|
Hàng không, môi trường khắc nghiệt
|
Group V (Ester, PAG)
|
Máy lạnh, ngành thực phẩm, dầu đặc chủng
|
VIII. So sánh tính năng kỹ thuật
Tính năng
|
G.I
|
G.II
|
G.III
|
G.IV (PAO)
|
G.V (Ester/PAG)
|
Giá thành
|
Thấp
|
TB
|
TB–Cao
|
Cao
|
Rất cao
|
Bền oxy hóa
|
TB
|
Tốt
|
Rất tốt
|
Xuất sắc
|
Tùy loại
|
T° thấp
|
Kém
|
TB
|
Tốt
|
Rất tốt
|
Rất tốt
|
T° cao
|
TB
|
Tốt
|
Rất tốt
|
Rất tốt
|
Rất tốt
|
Tương thích
|
Tốt
|
Tốt
|
Tốt
|
Tốt
|
Hạn chế
|
VI (chỉ số)
|
80–120
|
90–120
|
>120
|
>125
|
100–180
|
IX. Độ nhớt tiêu biểu

Loại dầu gốc
|
Viscosity @40°C (cSt)
|
Viscosity @100°C (cSt)
|
VI
|
Group I SN150
|
32–36
|
~5.4
|
~95
|
Group II N150
|
32–34
|
~5.5
|
~110
|
Group III 4cSt
|
~40
|
~7.0
|
125–135
|
Group IV PAO 4
|
~40
|
~7.1
|
>140
|
X. Ứng dụng thực tế & khuyến nghị sử dụng
Ứng dụng
|
Nên dùng dầu gốc
|
Lý do
|
Động cơ hiệu suất cao
|
Group III / IV / V
|
Bền nhiệt, chống mài mòn
|
Máy nén khí
|
Group II / IV
|
Bay hơi thấp, ổn định
|
Hệ thủy lực lạnh
|
Group III / IV / V
|
Lưu động tốt
|
Thực phẩm / Dược phẩm
|
Group V (Ester an toàn)
|
Đáp ứng NSF / FDA
|
XI. Tính tương hợp giữa các nhóm dầu gốc
Kết hợp
|
Tương hợp
|
Ghi chú
|
Group I ↔ II
|
OK
|
Phổ biến
|
Group II ↔ III
|
OK
|
Dễ phối trộn
|
Group III ↔ PAO
|
OK
|
Pha chế bán tổng hợp
|
PAO ↔ Ester
|
OK Có điều kiện
|
Ester cải thiện tính phân cực
|
Ester ↔ PAG
|
KHÔNG OK
|
Không tương hợp
|
PAG ↔ Hydrocarbon (I–IV)
|
KHÔNG OK
|
Tách pha, cần dùng riêng
|