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对润滑油添加剂的综合分析

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张明

  摘 要:介绍了金属清净剂、无灰分散剂、抗氧抗腐剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂、极压抗磨剂、防锈剂以及金属减活剂等润滑油添加剂的现状及发展趋势,并提出了今后润滑油添加剂的研究方向,以期为润滑油添加剂的研究提供些参考。

  关键词:润滑油;添加剂;发展趋势

  一、润滑油添加剂概述

  20世纪30年代以前,国外润滑油中很少使用添加剂。随着车辆发动机及传动系统设计的进步和机械设备的发展,对润滑油的性能提出了越来越高的要求,使其在20世纪五六十年代得以迅速发展。20世纪60年代初,国外开发应用了丁二酰亚胺无灰分散剂,经过对丁二酰亚胺与金属清净剂复合效应的研究,发现二者复合使用后,明显地提高了油品性能并降低了添加剂总用量,是20世纪60年代润滑油添加剂技术领域的一大突破。在20世纪60年代后期,国外内燃机油用的主要添加剂类型已基本定型,20世纪70年代润滑油添加剂的发展基本上处于平稳发展时期,20世纪70年代国际市场上润滑油添加剂主要以复合剂的形式出售,20世纪80年代继续发展润滑油复合剂,改进配方并提高使用的经济性,提高单剂性能,发展多功能添加剂。

  二、内燃机油添加剂现状及发展趋势

  内燃机油用添加剂品种繁多,功能各异,主要分为金属清净剂、无灰分散剂、抗氧抗腐剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂、降凝剂以及抗泡剂等,其中前4种是主要的功能添加剂。近年来,随着环保要求的提高以及为达到节能的目的,对润滑油的要求越来越高,润滑油产品也日趋高档化,添加剂的品种和需求量也得到快速发展。

  (一)金属清净剂。金属清净剂是现代各种内燃机油的重要添加剂,它主要包括磺酸盐、硫化烷基酚盐、烷基水杨酸盐、环烷酸盐以及其他羧酸盐,其中前3种占绝大多数。目前,清净剂产品仍以钙盐为主,灰分高、毒性大、对环境有污染的钡盐的应用日渐减少,而灰分较低的镁盐的应用却日渐增多。

  (二)无灰分散剂。无灰分散剂的作用主要是分散、增溶油品中生成的积碳、油泥和酸性氧化产物。高分子无灰分散剂在保持良好低温分散性能的同时,大幅度提高了产品的热稳定性能和高温清净性能,更适于调制高档内燃机油。目前,无灰分散剂正向多功能、高性能方面发展。

  (三)抗氧抗腐剂。抗氧剂是应用范围极其广泛的一类添加剂。近年来,随着高档润滑油在控制粘度增长、沉积物降低、减少阀系磨损等方面的苛刻要求,对抗氧剂的性能也提出了更高的要求。用做抗氧抗腐剂的化合物主要是一些含硫、氮、磷和金属的有机化合物以及多种烷基酚,由于传统的烷基酚类和胺类抗氧剂在高温条件下易失去活性,其使用范围受到限制,而仅仅使用ZDDP系列抗氧抗腐剂已经无法满足高档润滑油的抗氧化性能,各种抗高温的屏蔽酚型、胺型、有机铜盐、碱金属盐类等新型抗氧化添加剂的研制工作得到了较快的发展。

  (四)摩擦改进剂。摩擦改进剂是一类能在摩擦表面形成物理吸附膜或者化学吸附膜,从而降低摩擦因数,起润滑作用,并且具有增强油膜能力的物质。润滑油产品的发展趋势是延长换油期和提高燃油经济性,摩擦改进剂的加入可以改善摩擦副的润滑状况,能有效地减少机械的摩擦磨损,达到降低能耗的作用。

  (五)粘度指数改进剂。粘度指数改进剂又叫增粘剂,主要用于内燃机油、液压油、自动传动液、齿轮油中。粘度指数改进剂不仅能稠化基础油,改善油品的粘温性能,使油品具有良好的高温润滑性和低温流动性,而且可降低燃料和润滑油的消耗,实现油品通用化。

  三、工业用油添加剂现状及发展趋势

  工业用油添加剂主要包括极压抗磨剂、摩擦改进剂、抗氧剂、金属减活剂以及防锈剂等,工业用油的发展趋势是提高润滑油的热氧化稳定性,延长换油期,节能降耗,同时满足日益严格的环保要求。针对工业用油的发展趋势,工业用油添加剂最近出现了一些新的发展方向,如有机硼酸酯型极压抗磨剂、超高碱值金属清净剂、硫化制备惰性极压抗磨剂、纳米型极压抗磨剂、具有防锈抗氧性能的多功能极压抗磨剂、具有极压性能的金属减活剂以及无灰分具有一定碱值的防锈添加剂等。

  四、结语

  金属清净剂要求低灰分、高性能、无毒性,满足油品低硫、低磷、低灰分需要,能减少对环境的污染及危害。金属清净剂的发展方向主要有以下几个方面:高碱值产品以提高油品酸中和能力;多功能清净剂主要通过不同功能基团的引入或不同金属盐的复配以提高产品综合性能;节能型清净剂赋予其一定的减摩作用,以减小摩擦、降低发动机能耗;环保型清净剂使用低毒性金属,以保证该类剂的使用不会造成环境污染;抗氧型清净剂通过抗氧型基团的引入,不但可减小抗氧剂的用量,而且可改善产品综合使用性能。另外,为满足高档内燃机油的要求,无灰分散剂的发展主要分为3个方面:高分子化;无氯化;多功能化。未来抗氧剂的发展就是开发新型低磷、无灰抗磨剂和抗氧化添加剂来补偿发动机油中ZDDP减少的损失。还有就是有机钼润滑油添加剂是优异的摩擦改进剂、抗磨剂和极压剂;有机硼酸酯化合物是一种亟待开发的具有抗磨减摩的多功能润滑油添加剂。通过无规共聚、接枝共聚、接枝加成等方法引入分散、抗氧、抗磨基团,成为具有分散性、抗氧性及抗磨性的多效添加剂,将是未来粘度指数发展的主要方向。

来源:《青年时代》2017年29期