淺析潤滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王英平 袁金光 蘇萬陶

摘要：潤滑油添加劑是一種或者幾種化合物的構(gòu)成，應(yīng)用潤滑油添加劑可以改善潤滑油中已有的一些特性，或者產(chǎn)生某種新的特性，以讓潤滑油更加好用。潤滑油添加劑的種類非常多，按照功能可以分為抗氧化劑、抗摩劑、清凈劑、極壓添加劑、泡沫抑制劑、防腐防銹劑等，廣泛應(yīng)用在內(nèi)燃機和工業(yè)上，來提高潤滑油的效率和質(zhì)量?；诖?，本文針對潤滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，并以此對其應(yīng)用發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：潤滑油添加劑應(yīng)用效率和質(zhì)量

Brief Analysis of the Application Status and Development Trend of Lubricating Oil Additives

WANG Yingping1 YUAN Jinguang1 SU Wantao2

（1 China National Petroleum Corporation Shanghai Lubricant Branch; 2 China National Petroleum Corporation Shanghai Lubricant Product Design Branch，Shanghai，201800 China）

Abstract： Lubricating oil additive is the composition of one or several compounds. The application of lubricating oil additive can improve some existing characteristics of lubricating oil or produce some new characteristics to make lubricating oil more easy to use. There are many kinds of lube additives. According to their functions， they can be divided into antioxidants， antifriction agents， detergents， extreme pressure additives， foam inhibitors， preservative and rust preventive agents. They are widely used in internal combustion engines and industries to improve the efficiency and quality of lubricants. Based on this， this paper analyzes the application status of lubricating oil additives， and looks forward to its application and development.

Key Words： Lubricating oil; Additives; Application; Efficiency and quality

潤滑油添加劑的種類非常多，應(yīng)用非常廣泛。20世紀80年代以前，我國潤滑油的質(zhì)量較低，對于油品性能的需求也比較簡單，因此最初的潤滑油添加劑都是單劑的，就是根據(jù)潤滑油質(zhì)量要求，選擇某種性質(zhì)的基礎(chǔ)油加入進去，以此來改善某種油品的特性。隨著我國科學技術(shù)的進步，對于潤滑油的性能需求越來越多，單劑的產(chǎn)品與性能也在不斷優(yōu)化和完善，工藝也越來越成熟，可以媲美國外的單劑技術(shù)。然而，我國在石油消耗量方面按照年來評價，是世界第二位，但是在潤滑油添加劑的研究中，卻很少有專家、學者去研究，導致潤滑油添加劑的相關(guān)學術(shù)研究非常少，因此，應(yīng)用潤滑油添加劑就缺少了參考，本文對于潤滑油添加劑應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的研究具有非?，F(xiàn)實的指導意義[1]。

1 潤滑油添加劑的概況

目前我國市場上的潤滑油添加劑90%都來自國外公司，生產(chǎn)銷售潤滑油添加劑的企業(yè)包括雅富頓、潤英聯(lián)、雪佛龍和路博潤等，早在很久之前除了向市場上推出了單劑量的添加劑，還推出了復合添加劑。而我國由于技術(shù)有限，研發(fā)出來的潤滑油添加劑不僅質(zhì)量有待改善，市場占有率還特別的少，這跟我國排名世界第二石油的消耗量的現(xiàn)狀非常不匹配。潤滑油添加劑的種類非常多，按照功能可以分為清凈分散劑、抗氧抗腐劑、極壓抗磨劑、油性劑、抗氧防膠劑、增粘劑、防銹劑、降凝劑、抗泡劑、破乳劑。其中，清凈分散劑如低堿值合成烷基苯磺酸鈣、高堿值線型烷基苯合成磺酸鈣、長鏈線型烷基苯高堿值合成磺酸鈣、高堿值合成二烷基苯磺酸鈣等，主要是吸附油中的氧化產(chǎn)物來提高潤滑油的抗腐蝕性。抗氧抗腐劑，如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，主要功能就是提高潤滑油的氧化安定性，以此來防止金屬氧化及磨損[2]。極壓抗磨劑，如硫化異丁烯，噻二唑衍生物（TH561）主要功能就是節(jié)省油耗，提高潤滑作用。油性劑主要功能就是防止金屬摩擦面的直接接觸，提高潤滑作用?？寡醴滥z劑主要功能抗氧、防膠、防老化。增粘劑主要功能就是增加油品的粘度、改善油品的粘溫性能。防銹劑主要功能就是阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，以此來達到防銹的作用。降凝劑主要功能就是降低油品的凝固點，改善油品低溫流動性。抗泡劑主要功能就是使氣泡能迅速地溢出油面，失去穩(wěn)定性并易于破裂，從而縮短氣泡存在的時間。破乳劑主要功能就是降解，降解很高的油品。

2 ?潤滑油添加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀30年代以前，人們對于潤滑油添加劑的認知比較模糊，一些潤滑油中也很少使用添加劑，性能也比較單一。隨著發(fā)動機的進步，隨著機械設(shè)備的發(fā)展，單一功能的潤滑油無法滿足使用需求，開始對潤滑油添加劑有了認知，并且在20世紀50年代得到了迅速的發(fā)展。在20世紀60年代初期，潤滑油添加劑的種類已經(jīng)基本上定型，技術(shù)也發(fā)展到一定階段。到了20世紀70年代，潤滑油添加劑發(fā)展上升到了平穩(wěn)階段，20世紀80年代，以復合劑為主的潤滑油添加劑開始在國際市場上銷售，隨后，其功能也在不斷的改善，如增加了如抗氧化、防銹、抗泡、抗磨、潤滑等功能，種類越來越多，按照使用用途又可以分為內(nèi)燃機油添加劑和工業(yè)潤滑油添加劑，內(nèi)燃機油添加劑和工業(yè)潤滑油添加劑又可以細分很多種類，在應(yīng)用過程中，很多生產(chǎn)商都是將其各種功能進行混合來進行使用，在使用上也越來越經(jīng)濟[3]。

據(jù)我國相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前世界上內(nèi)燃機油添加劑的使用率占了70%，工業(yè)潤滑油添加劑的使用量占18%左右。使用最廣的行業(yè)是運輸業(yè)，如轎車的發(fā)動機、公共汽車的發(fā)動機、鐵路機車的發(fā)動機、船舶的傳動系統(tǒng)等，在應(yīng)用過程中，受技術(shù)和法律法規(guī)的影響，一些復合劑、添加劑的組分也在不斷的開發(fā)和創(chuàng)新，性能也越來越優(yōu)。如汽車發(fā)動機油趨向低磷化、柴油發(fā)動機油趨向低灰分化，不僅節(jié)能，還滿足了環(huán)保要求。

3 潤滑油添加劑的發(fā)展趨勢

3.1 內(nèi)燃機潤滑油添加劑的發(fā)展趨勢

在內(nèi)燃機中，使用潤滑油添加劑的種類最多，并且不同的添加劑功能也不一樣，本文就選擇了其中應(yīng)用最多的幾種添加劑，來分析其發(fā)展趨勢。

眾所周知，潤滑油添加劑在內(nèi)燃機中使用的品種類別較多，并且不同添加劑的功能也有所不同，具體分為金屬清凈劑、無灰分散劑以及抗氧抗腐劑等。此外，隨著我國環(huán)保意識的逐步增強，對潤滑油品質(zhì)方面的要求也越加嚴格，所以也因此使得添加劑在需求量與品種方面的發(fā)展更加快速。

3.1.1 ?金屬清凈劑

在內(nèi)燃機潤滑油中，金屬清凈劑中，如磺酸鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽及其他羧酸鹽等都是最重要的添加劑，不僅可以改善內(nèi)燃機的油品，還能提高其性能。未來，我國對環(huán)保要求會越來越高，內(nèi)燃機也需要穩(wěn)定性更好、粘度更低、濁度更低的潤滑油金屬清凈劑來延長換油周期，保護環(huán)境，并且還要具備經(jīng)濟性，因此，未來潤滑油金屬清凈劑會往高性能、高堿值方向發(fā)展。磺酸鹽添加劑以成本低為優(yōu)勢，適用性也比較廣，未來在一定程度上發(fā)展也會越來越好。烷基水楊酸鹽具有較強的分子極性，可以提高潤滑油的高溫清凈性，因此未來還可以制造出堿值程度不同的系列化產(chǎn)品。烷基酚鹽其酸性比較弱，清凈分散性能也比較差，但是抗腐蝕性和抗氧化性強，未來還是往抗腐蝕性和抗氧化性方向發(fā)展，以此來顯著改善油品的性能[4-5]。

3.1.2 無灰分散劑

無灰分散劑主要是對潤滑油中的積碳、油泥和酸性氧化產(chǎn)物進行分散和增溶，其廣泛應(yīng)用在一些高檔的內(nèi)燃機油品中，提高油品的高溫清凈性和熱穩(wěn)定性。無灰分散劑未研發(fā)出來，一直都是使用單、雙烯基丁二酰亞胺，其在化學結(jié)構(gòu)方面還有很多不足，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車潤滑油的使用要求也越來越嚴格，這種單、雙烯基丁二酰亞胺就逐漸被淘汰，無灰分散劑就應(yīng)運而生。其不僅可以提高潤滑油的熱穩(wěn)定性，還能提高其高溫清凈性，未來我國潤滑油級別還會越來越高，還需要高分子的無灰分散劑來提高其性能，因此未來無灰分散劑會往高分子、無氯化、多功能方向發(fā)展。

3.1.3 抗氧抗腐劑

抗氧抗腐劑也是內(nèi)燃機潤滑油中常用的一種添加劑。由于潤滑油在氧化過程中會產(chǎn)生大量的氧化產(chǎn)物，這些氧化產(chǎn)物會對腐蝕內(nèi)燃機的鋼套、軸承等一些金屬材質(zhì)的器件，從而影響著內(nèi)燃機的使用壽命。而且這些氧化產(chǎn)物還會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生難溶的大分子化合物，增加油品的消耗。在內(nèi)燃機潤滑油中添加抗氧化添加劑，不僅可以延緩潤滑油的氧化速度，還能延長內(nèi)燃機的換油周期。未來內(nèi)燃機潤滑油等級會越來越高，對粘度、沉積物要求也會更加嚴格，所以未來抗氧抗腐劑會往高溫的屏蔽酚型、胺型、有機銅鹽、堿金屬鹽等方面發(fā)展。目前，我國抗氧劑在內(nèi)燃機潤滑油的用量中也是非常明顯的，以二異辛基二硫代磷酸硫氧鉬為主構(gòu)成的潤滑油添加劑，以其環(huán)保性優(yōu)良、油溶性好、減摩抗磨效果突出等優(yōu)勢，會是我國未來重點研發(fā)的抗氧抗腐劑。

3.1.4 摩擦改進劑

摩擦改進劑也是潤滑油中常用的一種添加劑，其可以降低內(nèi)燃機機械部件由于摩擦而產(chǎn)生的損耗，還可以改善潤滑油的潤滑性能，延長內(nèi)燃機一些機械部件的使用壽命。目前，石油的價格一直在上漲，國家也一直在采取各種方式提高燃油的經(jīng)濟性，未來摩擦改進劑還需要進一步改進。有機硼磷酸脂化合物具有較強的抗磨和減摩的作用，如果摩擦非常苛刻的話，就會導致分子鍵的斷裂，進而產(chǎn)生一定量的碳、氧、硼等原子，從而加速了摩擦滲碳、滲硼，會讓抗摩、減摩效果更加明顯[6-7]。

3.2 工業(yè)潤滑油添加劑的發(fā)展趨勢

工業(yè)潤滑油添加劑應(yīng)用也比較廣泛，其中極壓抗磨劑和粘指劑應(yīng)用最廣。

3.2.1 極壓抗磨劑

工業(yè)上一些機械部件由于摩擦會導致大量的能源消耗，影響著機械部分的使用壽命。極壓抗磨劑的作用就是抗磨，目前常用的是T304（P劑）、T305（S-P-N劑）、T306（P劑），這些都是含磷極壓抗磨劑，被廣泛應(yīng)用在高檔的潤滑油中。最初極壓抗磨劑是含硫的成分較多，如硫化異丁烯，但是硫化異丁烯含有有害物質(zhì)，且工藝也比較復雜，所以含磷極壓抗磨劑就成了其替代品被廣泛應(yīng)用，但是其也是有缺陷的，雖然其可以保證抗磨性，也可以延長機器的使用壽命，但是其損耗性也比較大，未來還需要往降低磷損耗方向發(fā)展。而且，目前原子級納米摩擦技術(shù)發(fā)展飛速，未來也可以考慮將其添加在潤滑油中來進行極壓抗磨。

3.2.2 粘指劑

粘指劑也是工業(yè)潤滑油常用的一種添加劑，一般情況下石蠟基礎(chǔ)油粘指在100以內(nèi)，加氫精制基礎(chǔ)油在120～140，130～150，這個指標是無法達到機油的要求的，而加入粘指劑，粘指可以提高到200以上，不僅降低了由于溫度變化對機油粘的影響，還改善了機油的黏溫性。粘指劑是一種高分子聚合物，其可以在牛頓流體中膨脹改善高溫性能，在非牛頓流體中收縮改善溫性能。常用粘指劑種類有PMB、PMA、OCP、HSD，其中PMA的熱穩(wěn)定性最差，HSD與OCP的熱穩(wěn)定性相仿。隨著我國汽車保有量的增加，對潤滑油的需求也有了更加專業(yè)的、更高的要求，粘指劑產(chǎn)品也在不斷的創(chuàng)新，目前已經(jīng)能夠滿足API SN，CJ-4，ILSAC GF-5等各種發(fā)動機潤滑油的要求，并且助力潤滑油等級提升。未來，粘指劑還會不斷的創(chuàng)新技能，滿足更多潤滑油的需求。

3.3 潤滑油添加劑總體發(fā)展趨勢

隨著潤滑油對于添加劑要求越來越嚴格，未來潤滑油添加劑還會往高性能、多功能、適用廣等方向發(fā)展，并且由于我國環(huán)保要求也越來越嚴格，未來還會往低氣味、無污染等環(huán)境友好化發(fā)展。此外，未來一些含有硫元素、氯元素、重金屬等的消耗大的添加劑，以及一些有毒、有害、易沉淀等不良的添加劑也會慢慢被取代。一些性能低的添加劑，一些適用性比較窄的添加劑也會得到改善。

4 結(jié)語

綜上所述，目前潤滑油添加劑廣泛應(yīng)用在內(nèi)燃機和工業(yè)領(lǐng)域，不僅延長了使用壽命，還起到了抗腐蝕、防銹等作用。目前，潤滑油添加劑的種類非常多，功能也比較多，每個都有自己的優(yōu)勢和劣勢，也有自己的適用性，也解決了潤滑油的一些使用要求。隨著我國各項要求越來越嚴格，未來潤滑油添加劑還會有更廣大的市場，產(chǎn)品也會往高性能、多功能及環(huán)境友好化等方向發(fā)展。這對于我國國內(nèi)企業(yè)來講是個機會，需要不斷地提高自己的研發(fā)水平，研發(fā)出適合市場需求的潤滑油添加劑產(chǎn)品。

參考文獻

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