روغن پایه روغنی است که به عنوان یک پایه برای روانکارهای دیگر محسوب میشود. پس از اضافه کردن مواد افزودنی به روغن پایه، روانکار نهایی بدست می آید. روغن پایه ها از لحاظ حجمی مهمترین جز تشکیل دهنده روانکارها میباشند و از لحاظ وزنی بطور متوسط بیش از 95درصد فرمولاسیون یک رولانکار را تشکیل میدهد.

بیشتر روغن پایه مصرفی در جهان امروزه از پالایش نفت خام بدست می آید. از آنجا که بخش عمده از روغن پایه های مورد استفاده در تولید روانکارها از منابع نفتی بدست می آید، صنعت روغن پایه به عنوان قسمتی از صنایع نفتی بشمار میرود. ویژگی های روغن پایه بدست آمده از نفت وابسته به نوع نفت خام و چگونکی عملیات پالایش است. روغن پایه های نفتی اجزا شیمیایی خود را چه مطلوب و چه نامطلوب از نفت خامی که طی فرآیند پالایش بدست آمده است، به ارث میبرند. از آنجا که نفت خام حاوی ترکیبات مختلفی از قبیل هیدروکربنهای پارافینیک، نفتنیک، آروماتیک و همچنین ترکیبات گوگرد دار میباشد، روغن پایه ها نیز متشکل از این ترکیبات هستند. عمده ی ترکیبات تشکیل دهنده روغن پایه های نفتی که روی خواص روغن نیز تاثیر می گذراند، ترکیبات پارافینیک، نفتنیک و آروماتیک هستند.

همه روان کننده ها از یک روغن پایه تشکیل شده اند. به طور معمول، روان کننده ها از 90٪ روغن پایه و 10٪ مواد افزودنی تشکیل شده اند. موسسه نفت آمریکا (API) روغن های پایه را به پنج گروه طبقه بندی کرده است که با سطح اشباع، سطح گوگرد و شاخص ویسکوزیته مشخص می شوند.

سطح اشباع

اشباع‌ها نوعی مولکول هستند که معمولاً در روغن پایه یافت می‌شوند. آنها به طور طبیعی در روغن پایه وجود دارند، اما در طول فرآیند پالایش سطوح بالاتری از اشباع به دست می‌آیند. اگر سطح اشباع بیشتر باشد، پیوند مولکولی روغن قوی تر است. این باعث افزایش مقاومت در برابر شکست و اکسیداسیون یا از دست دادن ویسکوزیته می شود.

سطح گوگرد

گوگرد یک عنصر معدنی طبیعی است که در نفت خام وجود دارد. از آنجا که با اکسیژن واکنش نشان می دهد می تواند برای عملکرد روغن مضر باشد. همچنین می تواند به اگزوز دستگاه های پس از درمان آسیب برساند. علاوه بر این جنبه های منفی گوگرد، برخی از جنبه های مثبت نیز وجود دارد. گوگرد می تواند یک آنتی اکسیدان موثر باشد که پایداری اکسیداتیو را بهبود می بخشد. زمانی که میزان گوگرد کمتر باشد، خلوص آن بهتر است که احتمال خوردگی و اکسیداسیون را کاهش می دهد.

شاخص ویسکوزیته

شاخص ویسکوزیته به تغییرات ویسکوزیته در مقایسه با دمای روغن اشاره دارد. ویسکوزیته در 40 درجه سانتی گراد و 100 درجه سانتی گراد اندازه گیری می شود. هنگامی که شاخص ویسکوزیته بالا باشد، تغییرات با اختلاف دما کمتر می شود. تمام روغن ها با کاهش دما ویسکوزیته افزایش می یابد و با افزایش دما ویسکوزیته کاهش می یابد.

گروه I،II  و III از نفت خام (روغن معدنی)، گروه IV یک روغن کاملاً مصنوعی و گروه V برای تمام روغن های پایه است که در یکی از گروه های دیگر قرار نمی گیرند.

گروه اول

روغن‌های گروه I با حلال تصفیه می‌شوند، که فرآیند تصفیه ساده‌تری است و آنها را کمتر تصفیه‌شده و در نتیجه ارزان‌ترین روغن‌های پایه موجود می‌سازد. روغن‌های تصفیه‌شده با حلال معمولاً از ترکیبی از مولکول‌های هیدروکربنی مختلف تشکیل شده‌اند که در فرآیند پالایش قابل تشخیص نیستند. این منجر به یک روغن با مولکول های نامنظم می شود که باعث افزایش اصطکاک درون روغن می شود. بنابراین روغن های گروه I اغلب در کاربردهای کم تقاضا استفاده می شوند. این گروه به عنوان روغن‌های اشباع کمتر از 90 درصد، گوگرد بیش از 0.03 درصد و با محدوده شاخص ویسکوزیته 80 تا 120 طبقه‌بندی می‌شوند.

گروه دوم

روغن های پایه گروه II تحت هیدروکراکینگ قرار می گیرند که فرآیند پیچیده تری نسبت به روغن های گروه I است. هیدروکراکینگ فرآیندی است که مولکول های هیدروکربنی بزرگ را به مولکول های کوچکتر تجزیه می کند. مولکول های هیدروکربن این روغن ها اشباع شده و خواص آنتی اکسیدانی بهتری به آنها می دهد. قیمت روغن های گروه II نزدیک به روغن های گروه I است. این گروه به صورت بیش از 90 درصد اشباع، کمتر از 0.03 درصد گوگرد و با شاخص ویسکوزیته 80 تا 120 تعریف می‌شوند.

گروه سوم

روغن های گروه III حتی نسبت به روغن های گروه II فرآیند طولانی تری را پشت سر می گذارند. این فرآیند که هیدروکراکینگ شدید نامیده می شود نیز شدیدتر است. فشار و حرارت بیشتری در طول فرآیند پالایشگاه اعمال می شود. این منجر به یک روغن پایه خالص تر با کیفیت بالاتر می شود. حتی اگر روغن های گروه III از نفت خام مشتق می شوند، گاهی اوقات به عنوان هیدروکربن های سنتز شده توصیف می شوند. این گروه بیشتر از 90 درصد اشباع، کمتر از 0.03 درصد گوگرد و دارای شاخص ویسکوزیته بالای 120 هستند.

گروه چهارم

روغن های پایه گروه IV پلی آلفائولفین ها (PAOs)  هستند. یعنی همان روغن‌های صنعتی پایه اصلی مصنوعی (سنتتیک) مورد استفاده در روغن‌های صنعتی و خودرویی. این روغن‌های پایه مصنوعی از طریق فرآیندی به نام سنتز توسط انسان ساخته می‌شوند. اینها استخراج نمی شوند بلکه از مولکول های یکنواخت کوچک ساخته می شوند. این همچنین بزرگترین مزیت PAO ها است زیرا می توان آنها را کاملاً طوری طراحی کرد که ساختاری با ویژگی های قابل پیش بینی داشته باشند. آنها محدوده دمایی بسیار گسترده‌تری دارند. برای استفاده در شرایط سرد و گرمای بالا عالی هستند. همچنین به طور قابل توجهی قیمت بالاتری از روغن‌های پایه گروه III دارند.

گروه پنجم

روغن های گروه V از هر نوع روغن پایه غیر از ذکر شده در گروه های تعریف شده قبلی تشکیل شده اند. اگر روغن مصنوعی باشد و PAO نباشد، روغن پایه گروه V است. آنها شامل روغن ها و استرهای نفتنیک هستند. از جمله سیلیکون، استر فسفات، پلی آلکیلن گلیکول (PAG)، پلی‌استر، بیولوب‌ها و غیره. روغن‌های این گروه می‌توانند در دماهای بالاتر استفاده بیشتری داشته باشند. حتی در مقایسه با روغن پایه مصنوعی PAO (سنتتیک)، شوینده‌ای عالی ارائه می‌کنند که به نوبه خود باعث افزایش ساعت‌های استفاده می‌شود.

معمولا روغن های گروه V به عنوان روغن پایه استفاده نمی شوند، بلکه به عنوان یک افزودنی برای روغن های پایه دیگر استفاده می شوند.