一種具有低污漬特性磷-氮?jiǎng)┑男阅芗皯?yīng)用研究

孫令國,李久盛,魯倩,續(xù)景

（中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心,甘肅蘭州 730060）

一種具有低污漬特性磷-氮?jiǎng)┑男阅芗皯?yīng)用研究

孫令國,李久盛,魯倩,續(xù)景

（中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心,甘肅蘭州 730060）

針對輕金屬無漬液壓油的研制工作,在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)的磷-氮?jiǎng)㏑HY315,在3號(hào)白油基礎(chǔ)油中進(jìn)行了摩擦學(xué)性能評價(jià)和退火清凈性考察,并與常見的3種含磷型極壓抗磨劑進(jìn)行了性能對比。結(jié)果表明,RHY315添加劑在基礎(chǔ)油中不但表現(xiàn)出良好的極壓抗磨性能,而且具有突出的低污漬特性。以RHY315為主要的極壓抗磨劑組分調(diào)制的輕金屬無漬液壓油摩擦學(xué)性能完全能夠滿足指標(biāo)要求,同時(shí)對油品的其他性能無不良影響。

低污漬;鋁箔軋制;液壓油;磷-氮極壓抗磨劑

0 引言

鋁箔的應(yīng)用越來越廣泛,對鋁箔表面質(zhì)量的要求也不斷提高,特別是熱封箔、藥用箔、軟管箔等產(chǎn)品,對鋁箔表面的除油情況有嚴(yán)格的要求[1-2]。在鋁帶箔冷軋機(jī)上,設(shè)備的液壓用點(diǎn)和連接點(diǎn)很多,不可避免地存在著漏油問題。泄漏的液壓油對工藝潤滑油帶來污染,不僅影響其使用性能,而且會(huì)使鋁帶箔在退火時(shí)表面產(chǎn)生油斑。由于此原因造成的返工、殘次品出現(xiàn)、產(chǎn)品降級(jí)處理等等問題常有發(fā)生[3-4]。輕金屬無漬液壓油是針對這個(gè)問題而開發(fā)的一種專門油品。該油品與工藝潤滑油的相容性比較好,在保證鋁帶箔表面不產(chǎn)生油斑的情況下,允許其在工藝潤滑油中的含量可達(dá)到15%。

對于金屬加工而言,一方面要保證金屬部件加工后具有良好的表面質(zhì)量,另外現(xiàn)在大量的金屬加工產(chǎn)品用于食品、醫(yī)藥、香煙等包裝,不允許附著的油品及其油品中的添加劑有殘留的毒性[5-7]。因此硫系添劑、氯系添加劑以及有機(jī)硼化合物和有機(jī)鉬化合物的應(yīng)用前景都不樂觀。而磷系添加劑由于兼具極壓、抗磨、減摩、熱穩(wěn)定性好等多種功能,可以有效降低添加劑用量,提高金屬加工液的生產(chǎn)效益,越來越受到人們的關(guān)注。結(jié)合輕金屬無漬液壓油的開發(fā)工作,合成了一種新型的磷-氮極壓抗磨劑RHY315,該添加劑的分子結(jié)構(gòu)為酸性磷酸酯銨鹽,并考察了添加劑在基礎(chǔ)油中的摩擦學(xué)性能和退火清凈性,并與常用含磷劑進(jìn)行了對比,在此基礎(chǔ)上開展了添加劑的應(yīng)用研究。

1 試驗(yàn)部分

1.1 基礎(chǔ)油與添加劑

本文中試驗(yàn)所用的極壓抗磨劑RHY313、RHY315均為中國石油蘭州潤滑油研發(fā)中心自行研制的添加劑產(chǎn)品,IR349和T304均為商業(yè)化產(chǎn)品;其中RHY313為硫磷酸酯、IR349為酸性磷酸酯銨鹽、T304為亞磷酸二正丁酯,這幾種含磷劑均具有良好的極壓抗磨綜合性能,在工業(yè)潤滑油產(chǎn)品中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,具有較好的代表性。所選用3號(hào)白油基礎(chǔ)油的典型數(shù)據(jù)見表1。

表1 基礎(chǔ)油的性質(zhì)參數(shù)

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 摩擦學(xué)性能評定方法

最大無卡咬負(fù)荷（PB值）的測定在MQ-12-EP型四球摩擦試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,方法為GB 3142-82。摩擦磨損試驗(yàn)在M RS-1J型四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)條件為:室溫,轉(zhuǎn)速1450 r/m in,試驗(yàn)時(shí)間30m in。摩試驗(yàn)用鋼球?yàn)樯虾ｄ撉驈S生產(chǎn)的二級(jí)GCr15標(biāo)準(zhǔn)鋼球（A ISI-52100）,直徑12.7 mm,硬度59～61HRC。

1.2.2 退火清凈性評定方法

油品退火清凈性的評定是采用自建的試驗(yàn)方法,該方法參照現(xiàn)場退火工藝而建,其過程為:在試驗(yàn)室中用微量射器取定量試油均勻涂抹于金屬片上,并將金屬片疊放于鋁盒內(nèi),蓋好盒蓋,放于馬福爐中。在規(guī)定的退火溫度（340±5）℃下恒溫30 m in,然后斷電,取出鋁盒。待鋁盒降至室溫時(shí),取出金屬片觀察評級(jí)。根據(jù)金屬片的表面光潔度及油斑大小分為六級(jí),零至二級(jí)視為退火清凈性合格,三級(jí)及以上為不合格[8]。

2 結(jié)果與討論

2.1 添加劑的摩擦學(xué)性能

為了評價(jià)添加劑RHY315的摩擦學(xué)性能,以便為其應(yīng)用提供參考,選取3#工業(yè)白油為基礎(chǔ)油,加劑量為0.3%,對其摩擦學(xué)性能進(jìn)行了考察,并與常見的含磷型極壓抗磨劑RHY313、IR349和T304進(jìn)行了對比,結(jié)果見圖1和圖2。

圖1所示是添加劑RHY315與3種常見含磷劑在392 N載荷下磨斑直徑的對比。可以看出,添加劑RHY315的抗磨性能優(yōu)于添加劑RHY313及T304,與添加劑IR349相當(dāng)。

圖1 RHY 315與常見含磷劑抗磨性能對比

圖2所示是這幾種添加劑的PB值的對比。由圖2可知,添加劑RHY315的承載能力優(yōu)于添加劑T304,與添加劑RHY313相當(dāng),但稍差于添加劑IR349。

圖2 RHY 315與常見含磷劑P B值對比

2.2 添加劑的低污漬性能

對所合成添加劑RHY315在基礎(chǔ)油中的退火清凈性進(jìn)行了考察。把添加劑RHY315以加量為0.3%加入到基礎(chǔ)油中,考察了其退火清凈性,并與常見的含磷型極壓抗磨劑RHY313、IR349和T304進(jìn)行了對比,評級(jí)分別為0、3、4、2級(jí),試驗(yàn)后照片見圖3。

由圖3可以看出,所考察的4種添加劑中, RHY315對基礎(chǔ)油的退火清凈性不良影響最小, IR349的影響最大。綜合添加劑的摩擦學(xué)性能考察結(jié)果可知,IR349極壓抗磨性能最好,這說明該添加劑中元素活性較強(qiáng),對金屬腐蝕較為嚴(yán)重,造成了該添加劑對基礎(chǔ)油退火清凈劑的負(fù)面影響最大。RHY315添加劑的分子結(jié)構(gòu)中,較好地控制了添加劑的分子活性,在保證添加劑具有一定極壓抗磨性能的同時(shí),還確保該添加劑具有低污漬的特點(diǎn),能夠滿足有退火清凈性要求的高檔金屬加工用油研發(fā)需求。

圖3 RHY 315與其他含磷添加劑退火清凈性對比

2.3 添加劑RHY 315在油品中的應(yīng)用

在單劑性能考察結(jié)果的基礎(chǔ)上,以RHY315為主要的極壓抗磨劑組分,按照0.30%加劑量與其他功能添加劑復(fù)配加入到基礎(chǔ)油中,對所調(diào)制的輕金屬無漬液壓油進(jìn)行分析評定,結(jié)果見表2。

表2 輕金屬污漬液壓油性能分析評定結(jié)果

從表2中數(shù)據(jù)可以看出,以所合成的添加劑RHY315為極壓抗磨劑調(diào)制的輕金屬無漬液壓油,摩擦學(xué)數(shù)據(jù)均滿足了指標(biāo)要求。同時(shí),該添加劑對油品的抗腐蝕性、防銹性、退火清凈性無不良影響。

3 結(jié)論

（1）所合成的添加劑RHY315不但具有較好的摩擦學(xué)性能,同時(shí)表現(xiàn)出突出的低污漬特點(diǎn),是一種綜合性能良好的極壓抗磨劑。

（2）所合成的添加劑RHY315能夠滿足輕金屬無漬液壓油油品研發(fā)的需求,具有廣闊的應(yīng)用前景。

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Study on the Propertiesand Application of a P-N Additive with Low Sta in Character

SUN L ing-guo,L IJiu-sheng,LU Q ian,XU Jing
（PetroCh ina Lanzhou L ubr ica ting O il R&D In stitu te,L anzhou 730060,Ch ina）

A ccord ing to the develop ing of the low-sta in hydrau lic oil,a P-N type ex trem e-pressure and an ti-wear add itive titled RHY 315 wa s syn thesized in labora tory.Its tr ibo log ica l an d low-sta in p roper ties were eva lua ted and com pa red w ith three o ther add itivesusing 3#wh ite o ilasbase oil,the resu lts showed tha t RHY 315 hasnot on ly good extrem e-pressure and an ti-wea r proper ties,bu ta lso excellen t low-sta in character in the sim u la tive annea ling exper im en t.In add ition,theapp lication study of RHY 315 was car r ied ou t in low-sta in hydrau lic o il,the resu lts showed tha t its tr ibolog ica l proper ties can fu lly sa tisfy the index requ irem en ts,and it hasno bad effect to the other proper tiesof the o il.

low sta in;a lum inum fo il ro lling;hyd rau lic o il;P-N EP/AW add itive

TE624.82

A

1002-3119（2011）04-0030-03

2010-09-07。

孫令國（1979-）,男,2006年畢業(yè)于福州大學(xué)化工學(xué)院有機(jī)化學(xué)專業(yè),現(xiàn)工作于中國石油蘭州潤滑油研發(fā)中心,主要從事潤滑油添加劑的合成和摩擦學(xué)機(jī)理的研究工作。