潤(rùn)滑油抗磨添加劑概念

潤(rùn)滑油抗磨添加劑是現(xiàn)代潤(rùn)滑油的重要組成部分。通常在潤(rùn)滑油中使用的抗磨添加劑有硫類抗磨劑、磷類抗磨劑、硫磷類抗磨 劑、鹵素類抗磨劑、有機(jī)金屬類抗磨劑和硼類抗磨劑。

大多數(shù)在潤(rùn)滑油中式油溶性的液體抗磨劑，固體抗磨劑如石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等，只有其顆粒小并穩(wěn)定地分散于潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中才能夠應(yīng)用，但在潤(rùn)滑脂中已廣泛應(yīng)用。

目前在潤(rùn)滑油中使用的抗磨劑最多的是二烷基硫代磷酸鹽(如T202、T206等)，在內(nèi)燃機(jī)油、抗磨液壓油中普遍使用的二烷基硫代硫酸鋅鹽，在齒輪油中應(yīng)用極壓抗磨劑多是含氯、硫、磷的化合物，如T321等;為了減少摩擦磨損，潤(rùn)滑油也常加入摩擦改進(jìn)劑，如磷酸鉬、硫磷酸鉬、二硫氨基甲酸鉬鹽和硼氮化合物等。

迄今為止，在我們已知的潤(rùn)滑油添加劑當(dāng)中，尚未發(fā)現(xiàn)有哪一種產(chǎn)品，能像硼酸鹽一樣同時(shí)具備那么多優(yōu)異性能。它，確實(shí)集清凈分散、抗氧抗腐、極壓抗磨等多種理想性能于一體。

1、抗磨性能好，可延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命一倍以上。油膜厚度是硫磷劑的10-20倍，將機(jī)械兩摩擦面隔離開，提高了抗磨性能。經(jīng)四球機(jī)試驗(yàn)，當(dāng)負(fù)荷同在784N時(shí)的磨斑直徑比同級(jí)別硫磷劑傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)油減小52.7%。

2、承載能力強(qiáng)，可防止燒結(jié)事故。四球機(jī)試驗(yàn)OK值達(dá)到455.22N，比環(huán)烷酸鉛/硫酸酯極壓劑齒輪油提高66.91%，是鉛系極壓劑的3倍，是硫/磷系極壓劑的2倍。

3、摩擦系數(shù)低，可調(diào)制節(jié)能潤(rùn)滑油。硼酸鹽劑調(diào)制的油在常溫下摩擦系數(shù)可小到0.05-0.06之間。據(jù)歐風(fēng)《石油產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)》375頁(yè)介紹，在內(nèi)燃機(jī)油中節(jié)省燃油0.4%-4%，加入齒輪油中節(jié)能1.0%-6.0%，比有機(jī)鉬節(jié)油率(0.6%-0.8%)提高兩倍以上。

4、粘度越小抗磨、抗燒結(jié)性能越好。硫磷劑40℃粘度低于200mm2/s以后抗磨負(fù)載能力急劇下降。而硼劑油粘度越小，抗磨抗燒結(jié)性能越好，因?yàn)榕鹚猁}被剪切下來后，向摩擦副上泳動(dòng)的阻力越小、速度越快。不但可全方位開發(fā)低粘度、高指數(shù)節(jié)油節(jié)電油品，還能充分利用低粘度基礎(chǔ)油資源。

5、抗氧化溫度高，可減少積炭、膠質(zhì)和油泥。硫磷型齒輪油使用溫度上限僅為130℃，隨著后橋負(fù)荷及油溫的提高，沉積物生成量不斷增多，軸封泄漏加劇，操作性能越來越差。而美國(guó)新一代車輛齒輪油規(guī)范恰恰增加了對(duì)油泥、漆膜的評(píng)定，要求有更高的熱氧化安定性。而硼酸鹽齒輪油到150℃并不產(chǎn)生油泥和膠質(zhì)，仍可正常使用。

6、平衡油溫低，換油周期長(zhǎng)。溫度升高是潤(rùn)滑油氧化變質(zhì)的加速器。硼酸鹽能使低粘度的油有更好的極壓抗磨性、減摩性、流動(dòng)性及散熱性，使后橋齒輪油溫從95℃降至60℃，變速箱油溫從110℃降至80℃，工業(yè)人字齒輪油從75℃降至52℃，曲軸箱內(nèi)燃機(jī)油從89℃降至72℃以下，從而使?jié)櫥脱趸冑|(zhì)速率大大減緩，內(nèi)燃機(jī)油換油里程延長(zhǎng)到2.5萬公里，車輛齒輪油延長(zhǎng)到近10萬公里。

7、摩擦過程不會(huì)造成雙"犧牲"，能延長(zhǎng)機(jī)械和潤(rùn)滑油的"青春"期。硼酸鹽的摩擦機(jī)理與硫、磷、氯不同，后者靠摩擦熱化學(xué)反應(yīng)，以不斷犧牲金屬表層和潤(rùn)滑油中添加劑為代價(jià)，換取暫時(shí)的極壓抗磨性能。而硼酸鹽不和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，靠硼原子外圍電子軌道空穴形成的引力，使硼酸鹽吸附并沉積在摩擦副上起極壓抗磨減摩作用，一旦被機(jī)械擠壓剪切下來，還會(huì)很快通過"電泳"再吸附上去，全過程都極少消耗金屬表層和添加劑。

8、有極好的清凈分散性，能及時(shí)清除積炭、膠質(zhì)和油泥。據(jù)歐風(fēng)《石油產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)》358頁(yè)介紹和實(shí)驗(yàn)證明，硼酸鈣不但具有優(yōu)良的極壓、抗磨、抗氧、防銹性能，還有并不亞于高堿值磺酸鈣(如T106)和烯基丁二酰亞胺(如T154)的清凈分散性。

9、抗高速?zèng)_擊負(fù)荷能力大，耐低速高扭矩效果好。在迄今為止的四代齒輪油極壓抗磨劑中，硫鉛(S-Pb)劑低速高扭矩性能很好，在高速?zèng)_擊負(fù)荷下性能不好;ZDDP(如T202、T203)在高速?zèng)_擊負(fù)荷下性能勉強(qiáng)，在低速高扭矩下性能不好;硫磷(S-P)劑在高速?zèng)_擊負(fù)荷下性能很好，在低速高扭矩下性能很差;唯獨(dú)硼酸鹽劑無論高速?zèng)_擊負(fù)荷還是低速高扭矩下性能都很好。(詳見《車用潤(rùn)滑油寶典》82-83頁(yè)及《潤(rùn)滑劑添加劑應(yīng)用指南》58-59頁(yè))。

10、防腐蝕的金屬范圍廣，溫度范圍寬。硼酸鹽對(duì)碳鋼、硼鋼、鑄鐵、鑄鋁及鉻鎳鉬合金等，都有很好的抗磨損、抗腐蝕性能，而且在高溫和低溫下都是如此。而硫、磷、氯劑則不然，對(duì)不同金屬在不同溫度下，抗磨性和防腐蝕性能好壞不一，差別很大。

11、殺菌除臭，延長(zhǎng)油品儲(chǔ)存期。硼酸鹽在各種燃料油、潤(rùn)滑油、切削油中，是很好的殺菌劑和除臭劑。

12、對(duì)密封材料適應(yīng)性強(qiáng)，漏油泄氣事故少。硼酸鹽劑潤(rùn)滑油對(duì)橡膠、塑料等軸封、油封材料既無腐蝕，也無過度溶脹作用，能防止其軟化、硬化和龜裂，減少停機(jī)檢修換件的時(shí)間和費(fèi)用。(詳見《石油產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)》232及375頁(yè))

13、無磷無毒無異味，是理想的環(huán)境友好產(chǎn)品。目前內(nèi)燃機(jī)油采用的 ZDDP抗氧抗腐劑，含磷7.2%-8.8%，含硫14%-18%，油中加劑1.5%時(shí)，磷含量就達(dá)到0.132%，超過SM/GF-4規(guī)范要求的0.08%，阻礙高端節(jié)能減排內(nèi)燃機(jī)油的推廣。ZDDP含磷還嚴(yán)重妨礙三效轉(zhuǎn)換裝置發(fā)揮廢氣凈化作用。內(nèi)燃機(jī)油中不含磷時(shí)，烴類廢氣轉(zhuǎn)化率為97%;含磷0.25%時(shí)，轉(zhuǎn)化率降到92%;含磷0.45%時(shí)，轉(zhuǎn)化率只有88%，嚴(yán)重時(shí)基本失效。含磷產(chǎn)品還使監(jiān)測(cè)空燃比的氧氣傳感器失靈。采用硼酸鹽添加劑后，只要配入少量清凈分散劑和氨荒酸鋅(ZDTC)，便可調(diào)制從GF-1至GF-4及SM等系列無磷低硫汽油機(jī)油。配合植物油，還可調(diào)制食品機(jī)械潤(rùn)滑油。

14、與現(xiàn)有的多種添加劑相容性好，適用油種范圍廣。硼酸鈣添加劑，是一種無異味、顏色淺、粘度低、閃點(diǎn)高、無沉淀的透明油狀液體。與溶劑精制、加氫和合成基礎(chǔ)油及現(xiàn)有清凈分散劑、抗氧抗腐劑、極壓抗磨劑、減摩減活劑、增粘降凝劑等，都有很好的相容性，與絕大多數(shù)油劑具有協(xié)同增效作用，可在內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油、液壓油、防銹油、金屬加工、成型油和切削液、潤(rùn)滑脂等多種潤(rùn)滑油液中廣泛應(yīng)用。

15、加劑量小，功能全，資源豐富，成本低。在過去10年間，內(nèi)燃機(jī)油加劑總量(不含增粘、降凝劑)能從10%-12%降至5%-9%，主要靠科技創(chuàng)新，即對(duì)單劑多效性的選擇和對(duì)復(fù)劑配伍性的優(yōu)化。