潤(rùn)滑油添加劑

潤(rùn)滑油添加劑是指按一定比例及調(diào)合技術(shù)進(jìn)行混合并能滿(mǎn)足一定質(zhì)量等級(jí)要求的幾種單劑的混合物。

八十年代以前，我國(guó)調(diào)合潤(rùn)滑油的添加劑原料基本上都是單劑，即根據(jù)所調(diào)油品的質(zhì)量要求，選擇一定性質(zhì)的基礎(chǔ)油并加入一些可以改進(jìn)某一油品特性的添加劑單劑。由于潤(rùn)滑油質(zhì)量檔次較低，油品性能評(píng)定要求也比較簡(jiǎn)單，所以廣泛使用了單劑原料的調(diào)合技術(shù)。但近十幾年來(lái)，進(jìn)口汽車(chē)及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的汽車(chē)大幅度增加，對(duì)內(nèi)燃機(jī)油的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，采用單劑原料技術(shù)調(diào)合油品不僅在工藝上麻煩，而且在配方評(píng)定方面的困難也很大，大多數(shù)潤(rùn)滑油調(diào)合廠難以做到。所以，一些廠家在臺(tái)架評(píng)定的基礎(chǔ)上生產(chǎn)復(fù)合添加劑，這種復(fù)合劑具有成品油要求的多種功能，只要在指定性質(zhì)的基礎(chǔ)油中加入適當(dāng)?shù)膭┝?，就可以生產(chǎn)某一質(zhì)量級(jí)別的油品。以復(fù)合劑為原料調(diào)合潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)周期短，經(jīng)濟(jì)性好。

清凈分散性添加劑重要意義

其一是指潤(rùn)滑油能將其氧化后生成的膠狀物、積炭等不溶物或懸浮在油中，形成穩(wěn)定 的膠體狀態(tài)而不易沉積在部件上;

其二是指將已沉積在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的膠狀物、積炭 等，通過(guò)潤(rùn)滑油洗滌作用于洗滌下來(lái)。 清凈分散劑是一種具有表面活性的物質(zhì)，它 能吸附油中的固體顆粒污染物，并使污染物懸浮于油的表面，以確保參加潤(rùn)滑循環(huán)的 油是清凈的，以減少高溫與漆膜的形成。分散劑則能將低溫油泥分散于油中，以便在 潤(rùn)滑油循環(huán)中將其濾掉。清凈分散添加劑是它們的總稱(chēng)，它同時(shí)還具有洗滌、抗氧化 及防腐等功能。因此，也稱(chēng)其為多效添加劑。從一定意義上說(shuō)，潤(rùn)滑油質(zhì)量的高低， 主要區(qū)別在抵抗高、低溫沉積物和漆膜形成的性能上，也可以說(shuō)表現(xiàn)在潤(rùn)滑油內(nèi)清凈 分散劑的性能及加入量上，可見(jiàn)清凈分散劑對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)量具有重要影響。

加入抗氧劑和抗氧抗腐劑的原因

用燃料油、煤油、汽油、天然氣或人造氣體、液化氣等作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用潤(rùn)滑劑(如石蠟基潤(rùn)滑油)來(lái)潤(rùn)滑它們的運(yùn)動(dòng)部件。潤(rùn)滑油在使用中要與空氣接觸，各種機(jī)械設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生熱量，使運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦部位溫度升高，另外，設(shè)備中的各種金屬材質(zhì)，如銅、鐵等均會(huì)起催化作用加速油品的氧化變質(zhì)，最終是潤(rùn)滑油粘度增加，生成酸性物質(zhì)腐蝕金屬材質(zhì)，也會(huì)生成各種炭狀或?yàn)r青狀沉淀物質(zhì)如漆膜等堵塞管路。所有這些變化均對(duì)油品的繼續(xù)使用和設(shè)備正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響。因此要求油品有較好的抗氧和抗腐作用。在油品中加入抗氧和抗腐添加劑，其目的是抑制油品的氧化過(guò)程，鈍化金屬對(duì)氧化的催化作用，起到延長(zhǎng)油品使用和保護(hù)機(jī)器的目的。

經(jīng)過(guò)一定精致的基礎(chǔ)油，有一定的抗氧化作用，但是不能滿(mǎn)足近代及其的跟中苛刻要求，必須加入抗氧抗腐添加劑。添加量?jī)H次于清凈分散劑和粘度指數(shù)改進(jìn)劑，居第三位。

降凝劑機(jī)理

降凝劑是一種化學(xué)合成的聚合物或縮合物，在其分子中一般含有極性基團(tuán)(或芳香核)和與石蠟烴結(jié)構(gòu)類(lèi)似的烷基鏈。降凝劑不能阻止石蠟在低溫下結(jié)晶析出，即油品的濁點(diǎn)不變，它是通過(guò)在蠟結(jié)晶表面的吸附或與蠟共晶來(lái)改變蠟晶的形狀和尺寸，防止蠟形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之仍然保持油在低溫下的流動(dòng)能力。要強(qiáng)調(diào)的是，降凝劑只在含有少量蠟的油品中才能起降凝作用，油品中不含蠟或含蠟太多都無(wú)降凝效果。最常用的降凝劑有二甲基丙烯酸甲酯

防銹防腐劑機(jī)理

防銹劑是一種極性很強(qiáng)的化合物，其極性基團(tuán)對(duì)金屬表面有很強(qiáng)的吸附力，在金屬表面形成緊密的單分子或多分子保護(hù)層，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬接觸，起到防銹作用。另外，溶解防銹劑的基礎(chǔ)油，可在防銹劑吸附少的地方進(jìn)行吸附，深入到防銹添加劑分子之間，借助范德華力與添加劑分子共同作用，使吸附膜更加牢固;另外，由于基礎(chǔ)油的作用，使添加劑對(duì)金屬表面的吸附更加牢固不易脫離，油還可以與添加劑形成濃縮物，從而使吸附膜更加緊密?？傊A(chǔ)油的這些作用，有利于保護(hù)吸附分子，保持油膜厚度，起到一定的防銹作用。最常用的防腐蝕劑如:磺酸鋇、磺酸鈣、改性磺酸鈣、硼酸胺、羧酸胺

油性劑

主要是指潤(rùn)滑劑減少摩擦的性能。以提高這種性能的目的而使用的添加劑稱(chēng)為油性劑(Oilness agents)，有時(shí)也稱(chēng)為減摩劑(Friction reducer)或摩擦改進(jìn)劑，用作油性劑的是某些表面活性物質(zhì)，如動(dòng)植物油脂、脂肪酸、酯、胺等。

抗磨劑

是指潤(rùn)滑劑在輕負(fù)荷和中等負(fù)荷條件下能在摩擦表面形成薄膜，防止磨損的能力。如:硫化油脂、磷酸酯、二硫代磷酸金屬鹽。

極壓劑

是指潤(rùn)滑劑在低速高負(fù)荷或高速?zèng)_擊負(fù)荷摩擦條件下，即在所謂的極壓條件下防止摩擦面發(fā)生燒結(jié)、擦傷的能力。極壓劑多含有硫 磷 氯等活性物質(zhì)，極壓劑在摩擦面上和金屬起化學(xué)反應(yīng)，生成剪切力和熔點(diǎn)都比原金屬低的化合物，構(gòu)成極壓固體潤(rùn)滑膜，防止燒結(jié)。最常用的極壓劑如:硫化豬油、磷酸酯、氮化物、氯化石蠟。

抗泡劑

潤(rùn)滑油使用中，常會(huì)受到震蕩、攪動(dòng)等影響，使空氣進(jìn)入潤(rùn)滑油中，以至于形成氣泡，則將影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，加速氧化速度，導(dǎo)致油品損失，而且會(huì)阻礙油品的傳送，使供油中斷，妨礙潤(rùn)滑，對(duì)液壓油影響其壓力的傳遞?？古輨┳饔弥饕且种婆菽漠a(chǎn)生，提高消除泡沫的速度，以免形成安定的泡沫。它能吸附在泡沫上，形成不安定的膜，從而達(dá)到破壞泡沫的目的。最常用的抗泡劑是甲基硅油抗泡劑

抗氧劑

防止油品老化的重要添加劑，能夠有效提高油品的使用壽命。另外再談?wù)勈袌?chǎng)上常用的固體添加劑

市場(chǎng)中有眾多宣稱(chēng)能提高機(jī)油保護(hù)功能的添加劑，而且不同品牌以不同的作用機(jī)理進(jìn)行宣傳。下面簡(jiǎn)單介紹幾種類(lèi)型:

(1)石墨、二硫化鉬類(lèi)固體懸浮型 主要起減摩抗磨作用，但只能應(yīng)用于固體潤(rùn)滑和低速大負(fù)荷設(shè)備，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)超過(guò)1000r/min時(shí)它們沒(méi)有任何作用。另外，它在潤(rùn)滑油中的狀態(tài)不穩(wěn)定，在一定的時(shí)間及溫度條件下會(huì)發(fā)生析出現(xiàn)象。其析出物會(huì)造成油路的堵塞，并加速油泥的形成。

(2)特氟龍樹(shù)脂微粒型 作為抗磨劑曾在美國(guó)應(yīng)用廣泛，但由于它在低溫下會(huì)沉積在油道、油泵集濾器上造成堵塞，以及沉積在活塞環(huán)槽內(nèi)使其失去活性，并加速油泥的形成，在美國(guó)很少推薦使用。

(3)含銅、鉛等重金屬微粒的鍍膜類(lèi) 能在摩擦表面形成一層金屬膜，起抗磨及抗極壓作用，但是必須使用濾芯孔徑略大的機(jī)油濾清器，否則會(huì)被被過(guò)濾出來(lái)，堵塞機(jī)油泵及油路。再有，長(zhǎng)時(shí)間使用它會(huì)在活塞及缸體表面形成膜狀物，造成兩者粘結(jié)，易出現(xiàn)粘環(huán)等現(xiàn)象。

(4)磁性油精類(lèi) 是一種表面金屬磁化劑，主要起減摩、抗磨作用。該類(lèi)產(chǎn)品有效作用時(shí)間太短，需不斷添加，費(fèi)用較高，而且會(huì)干擾汽車(chē)上的電子元件的正常工作。

(5)含氯型"氯"是一種良好的極壓劑，但不適合發(fā)動(dòng)機(jī)高溫高速的工作環(huán)境，而且會(huì)在適宜條件下產(chǎn)生酸，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的金屬產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。此外，氯添加劑可能會(huì)與潤(rùn)滑油中已有添加劑發(fā)生匹配問(wèn)題，引起其他副作用。

(6)無(wú)鉛、無(wú)氟、無(wú)氯的化學(xué)成膜劑類(lèi)能同時(shí)表現(xiàn)出抗極壓性、抗氧化性及一定的抗磨性。由于它在金屬表面形成的化學(xué)反應(yīng)膜作用持久，因而能有效延長(zhǎng)潤(rùn)滑油和金屬機(jī)件壽命。

(1)清凈分散劑:吸附氧化產(chǎn)物，將其分散在油中。由浮游性組分抗氧化、抗腐蝕、組合、合成。

主要產(chǎn)品有:低堿值合成烷基苯磺酸鈣、高堿值線(xiàn)型烷基苯合成磺酸鈣、長(zhǎng)鏈線(xiàn)型烷基苯高堿值合成磺酸鈣、高堿值合成二烷基苯磺酸鈣、長(zhǎng)鏈線(xiàn)型烷基苯高堿值合成磺酸鎂、高堿值硫化烷基酚鈣、聚異丁烯基丁二酰亞胺、硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺、高分子量聚異丁烯基丁二酰亞胺、硼化高分子量聚異丁烯基丁二酰亞胺。

(2) 抗氧抗腐劑:提高油品氧化安定性--防止金屬氧化、催化陳舊延緩油品氧化速度隔絕酸性物與金屬接觸生成保護(hù)膜具有抗磨性。

主要產(chǎn)品有:硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、堿式硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、硫磷丙辛仲伯烷基鋅鹽、硫磷伯仲烷基鋅鹽。

(3) 極壓抗磨劑:在摩擦面的高溫部分能與金屬反應(yīng)生成融點(diǎn)低的物質(zhì)，節(jié)省油耗和振動(dòng)噪音。極壓劑:大部分都是硫化物、氯化物、磷化物，在高溫下能與金屬反應(yīng)生成潤(rùn)滑性的物質(zhì)，在苛刻條件下提供潤(rùn)滑。

主要產(chǎn)品有:硫化異丁烯,噻二唑衍生物(TH561)

(4)油性劑:都是帶有極性分子的活性物質(zhì)，能在金屬表面形成牢固的吸附膜，在邊界潤(rùn)滑的條件下，可以防止金屬摩擦面的直接接觸。

(5)抗氧防膠劑 用作汽油、潤(rùn)滑油、石蠟等產(chǎn)品抗氧、防膠劑，橡膠塑料的防老劑。

(6)增粘劑:又稱(chēng)增稠劑，主要是聚俁型有極高分子化合物，增粘劑不僅可以增加油品的粘度，并可改善油品的粘溫性能。

(7) 防銹劑:是一些極性化合物，對(duì)金屬有很強(qiáng)的吸附力，能在金屬和油的界面上形成緊密的吸附膜以隔絕水分、潮氣和酸性物質(zhì)的侵蝕;防銹劑還能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，從而起到防銹的作用。

(8)降凝劑 降低油品的凝固點(diǎn)，改善油品低溫流動(dòng)性

(9) 抗泡劑:使氣泡能迅速地溢出油面，失去穩(wěn)定性并易于破裂，從而縮短了氣泡存在的時(shí)間。

(10)破乳劑 :對(duì)油品有很高的降解性能及水萃取性

據(jù)資料介紹,全球每年約有三分之一的金屬材料消耗于氧化腐蝕和機(jī)械磨損,我國(guó)這方面損失每年高達(dá) 1800億元?？梢?jiàn)防止金屬腐蝕和改善潤(rùn)滑抗磨性能何等重要。

半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們?cè)谘邪l(fā)極壓抗磨減摩油劑提高潤(rùn)滑性能方面做了不懈努力，開(kāi)發(fā)出多種單劑和復(fù)劑。如硫磷型(SP)齒輪油極壓抗磨劑，內(nèi)燃機(jī)油、抗磨液壓油用二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)抗氧抗腐抗磨多效劑，有機(jī)鉬、鎢減摩劑，有機(jī)銅及納米硫化銅減摩劑，納米鈰、鑭稀土抗磨劑，納米金剛石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨劑，膠體石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯減摩抗磨劑，氨荒酸鋅、銅、鉬、鎘、銻等鹽及其酯類(lèi)極壓抗磨劑，非活性高堿值磺酸鹽極壓劑，烷基咪唑氟硼酸鹽離子液，抗水解性硼酸酯和硼酸鹽等等。所有這些，對(duì)改善機(jī)械極壓抗磨減摩性能都有較好的作用。

面對(duì)多種添加劑，選擇和配伍是最重要的。過(guò)去十年間，內(nèi)燃機(jī)油在質(zhì)量不斷升級(jí)的條件下，加劑總量(不含粘指、降凝劑)能從10%-12%降至5%-10%，主要靠對(duì)單劑多效性的選擇和對(duì)復(fù)劑配伍性的優(yōu)化。選擇應(yīng)當(dāng)依據(jù)節(jié)能、環(huán)保法規(guī)、應(yīng)用場(chǎng)合和性?xún)r(jià)比;優(yōu)化旨在實(shí)現(xiàn)性效、成本的最佳化。有的劑受環(huán)保限制，如ZDDP在生產(chǎn)SM/GF-4等高級(jí)汽機(jī)油中受磷含量不超過(guò)0.08%限制，必須尋找新劑替代:有的受節(jié)能要求限制，如硫磷劑用于GL-5等車(chē)輛齒輪油，比用有機(jī)鉬或硼酸鹽浪費(fèi)燃油3.2%以上;有的受成本約束，如二戊基二硫代氨基甲酸鋅、非活性高堿值磺酸鈣、納米硫化銅、非活性有機(jī)鉬等性效很好，但價(jià)格都在40-80元/Kg之間，在中低檔價(jià)位的潤(rùn)滑油中推廣困難;有的受現(xiàn)有加工工藝條件限制，如納米陶瓷、納米金剛石和咪唑氟硼離子液等，目前還很難大批量生產(chǎn)供貨;有的外觀色澤不佳，如膠體石墨、二硫化鉬和氨荒酸硒、碲、銻、鎘等，因帶有黑、灰、黃顏色而不大受某些用戶(hù)歡迎。

抗水解性硼酸鹽添加劑，近年來(lái)倍受關(guān)注。它憑借其堅(jiān)厚的油膜強(qiáng)度，超高的極壓性能，低粘度高抗磨的獨(dú)有特點(diǎn)，僅次于納米銅、有機(jī)鉬等低摩擦系數(shù)，理想的抗氧和防銹作用，無(wú)金屬灰分的清凈分散性，無(wú)毒無(wú)味無(wú)害的安全性，可替代ZDDP(T202/T203)無(wú)磷減硫的環(huán)保性，不快速腐蝕消減金屬表面、消耗添加劑的長(zhǎng)壽命性，以及加劑量小作用大，資源豐富成本低，性效全面用途廣的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，可望被承認(rèn)為新一代節(jié)能減排、極壓抗磨、抗摩防腐、清凈分散多效添加劑。