對潤滑油添加劑的綜合分析

張明

摘 要：介紹了金屬清凈劑、無灰分散劑、抗氧抗腐劑、摩擦改進(jìn)劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、極壓抗磨劑、防銹劑以及金屬減活劑等潤滑油添加劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并提出了今后潤滑油添加劑的研究方向，以期為潤滑油添加劑的研究提供些參考。

關(guān)鍵詞：潤滑油；添加劑；發(fā)展趨勢

一、潤滑油添加劑概述

20世紀(jì)30年代以前，國外潤滑油中很少使用添加劑。隨著車輛發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)步和機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，對潤滑油的性能提出了越來越高的要求，使其在20世紀(jì)五六十年代得以迅速發(fā)展。20世紀(jì)60年代初，國外開發(fā)應(yīng)用了丁二酰亞胺無灰分散劑，經(jīng)過對丁二酰亞胺與金屬清凈劑復(fù)合效應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)二者復(fù)合使用后，明顯地提高了油品性能并降低了添加劑總用量，是20世紀(jì)60年代潤滑油添加劑技術(shù)領(lǐng)域的一大突破。在20世紀(jì)60年代后期，國外內(nèi)燃機(jī)油用的主要添加劑類型已基本定型，20世紀(jì)70年代潤滑油添加劑的發(fā)展基本上處于平穩(wěn)發(fā)展時(shí)期，20世紀(jì)70年代國際市場上潤滑油添加劑主要以復(fù)合劑的形式出售，20世紀(jì)80年代繼續(xù)發(fā)展?jié)櫥蛷?fù)合劑，改進(jìn)配方并提高使用的經(jīng)濟(jì)性，提高單劑性能，發(fā)展多功能添加劑。

二、內(nèi)燃機(jī)油添加劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

內(nèi)燃機(jī)油用添加劑品種繁多，功能各異，主要分為金屬清凈劑、無灰分散劑、抗氧抗腐劑、摩擦改進(jìn)劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑以及抗泡劑等，其中前4種是主要的功能添加劑。近年來，隨著環(huán)保要求的提高以及為達(dá)到節(jié)能的目的，對潤滑油的要求越來越高，潤滑油產(chǎn)品也日趨高檔化，添加劑的品種和需求量也得到快速發(fā)展。

（一）金屬清凈劑。金屬清凈劑是現(xiàn)代各種內(nèi)燃機(jī)油的重要添加劑，它主要包括磺酸鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽、環(huán)烷酸鹽以及其他羧酸鹽，其中前3種占絕大多數(shù)。目前，清凈劑產(chǎn)品仍以鈣鹽為主，灰分高、毒性大、對環(huán)境有污染的鋇鹽的應(yīng)用日漸減少，而灰分較低的鎂鹽的應(yīng)用卻日漸增多。

（二）無灰分散劑。無灰分散劑的作用主要是分散、增溶油品中生成的積碳、油泥和酸性氧化產(chǎn)物。高分子無灰分散劑在保持良好低溫分散性能的同時(shí)，大幅度提高了產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性能和高溫清凈性能，更適于調(diào)制高檔內(nèi)燃機(jī)油。目前，無灰分散劑正向多功能、高性能方面發(fā)展。

（三）抗氧抗腐劑?？寡鮿┦菓?yīng)用范圍極其廣泛的一類添加劑。近年來，隨著高檔潤滑油在控制粘度增長、沉積物降低、減少閥系磨損等方面的苛刻要求，對抗氧劑的性能也提出了更高的要求。用做抗氧抗腐劑的化合物主要是一些含硫、氮、磷和金屬的有機(jī)化合物以及多種烷基酚，由于傳統(tǒng)的烷基酚類和胺類抗氧劑在高溫條件下易失去活性，其使用范圍受到限制，而僅僅使用ZDDP系列抗氧抗腐劑已經(jīng)無法滿足高檔潤滑油的抗氧化性能，各種抗高溫的屏蔽酚型、胺型、有機(jī)銅鹽、堿金屬鹽類等新型抗氧化添加劑的研制工作得到了較快的發(fā)展。

（四）摩擦改進(jìn)劑。摩擦改進(jìn)劑是一類能在摩擦表面形成物理吸附膜或者化學(xué)吸附膜，從而降低摩擦因數(shù)，起潤滑作用，并且具有增強(qiáng)油膜能力的物質(zhì)。潤滑油產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是延長換油期和提高燃油經(jīng)濟(jì)性，摩擦改進(jìn)劑的加入可以改善摩擦副的潤滑狀況，能有效地減少機(jī)械的摩擦磨損，達(dá)到降低能耗的作用。

（五）粘度指數(shù)改進(jìn)劑。粘度指數(shù)改進(jìn)劑又叫增粘劑，主要用于內(nèi)燃機(jī)油、液壓油、自動(dòng)傳動(dòng)液、齒輪油中。粘度指數(shù)改進(jìn)劑不僅能稠化基礎(chǔ)油，改善油品的粘溫性能，使油品具有良好的高溫潤滑性和低溫流動(dòng)性，而且可降低燃料和潤滑油的消耗，實(shí)現(xiàn)油品通用化。

三、工業(yè)用油添加劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

工業(yè)用油添加劑主要包括極壓抗磨劑、摩擦改進(jìn)劑、抗氧劑、金屬減活劑以及防銹劑等，工業(yè)用油的發(fā)展趨勢是提高潤滑油的熱氧化穩(wěn)定性，延長換油期，節(jié)能降耗，同時(shí)滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。針對工業(yè)用油的發(fā)展趨勢，工業(yè)用油添加劑最近出現(xiàn)了一些新的發(fā)展方向，如有機(jī)硼酸酯型極壓抗磨劑、超高堿值金屬清凈劑、硫化制備惰性極壓抗磨劑、納米型極壓抗磨劑、具有防銹抗氧性能的多功能極壓抗磨劑、具有極壓性能的金屬減活劑以及無灰分具有一定堿值的防銹添加劑等。

四、結(jié)語

金屬清凈劑要求低灰分、高性能、無毒性，滿足油品低硫、低磷、低灰分需要，能減少對環(huán)境的污染及危害。金屬清凈劑的發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面：高堿值產(chǎn)品以提高油品酸中和能力；多功能清凈劑主要通過不同功能基團(tuán)的引入或不同金屬鹽的復(fù)配以提高產(chǎn)品綜合性能；節(jié)能型清凈劑賦予其一定的減摩作用，以減小摩擦、降低發(fā)動(dòng)機(jī)能耗；環(huán)保型清凈劑使用低毒性金屬，以保證該類劑的使用不會(huì)造成環(huán)境污染；抗氧型清凈劑通過抗氧型基團(tuán)的引入，不但可減小抗氧劑的用量，而且可改善產(chǎn)品綜合使用性能。另外，為滿足高檔內(nèi)燃機(jī)油的要求，無灰分散劑的發(fā)展主要分為3個(gè)方面：高分子化；無氯化；多功能化。未來抗氧劑的發(fā)展就是開發(fā)新型低磷、無灰抗磨劑和抗氧化添加劑來補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)油中ZDDP減少的損失。還有就是有機(jī)鉬潤滑油添加劑是優(yōu)異的摩擦改進(jìn)劑、抗磨劑和極壓劑；有機(jī)硼酸酯化合物是一種亟待開發(fā)的具有抗磨減摩的多功能潤滑油添加劑。通過無規(guī)共聚、接枝共聚、接枝加成等方法引入分散、抗氧、抗磨基團(tuán)，成為具有分散性、抗氧性及抗磨性的多效添加劑，將是未來粘度指數(shù)發(fā)展的主要方向。endprint