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常用润滑油添加剂(一)
点击次数:171 发布时间:2019-06-19

  随着工业技术的发展,现代设备要求高速度、高性能、高自动化、高效率和长寿命,在润滑方面单纯用矿物油润滑材料已难以满足。在润滑材料中加入少量其他物质就能改善其性能,赋予它新的特性。这些物质叫做润滑油添加剂。

  在油品中增加不同添加剂是改善油质的最经济最有效的手段。一般地说,润滑油的品种多少,质量好坏往往取决于添加剂的品种和质量,因而发展添加剂的生产和使用,已成为合理有效利用资源,提高设备性能和节约能源的一个重要途径。
 
润滑油添加剂按作用可分为清净分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、黏度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂等分组,下面来介绍常用润滑油添加剂

一、清净剂

  清净剂和分散剂可统称为清净分散剂且把含有金属的产品称为有灰清净分散剂,不含金属的产品称为无灰清净分散剂。主要用于内燃机油(汽机油、柴机油、铁路内燃机车用油、二冲程汽机油和船用发动机油)。其主要作用是使发动机内部保持清洁,使生成的不溶性物质呈胶体悬浮状态,不致于进一步形成积碳、漆膜或油泥。具体说来,其作用可分为酸中和、增溶、分散和洗涤等四方面。

1、酸中和作用

  清静剂中多数具有碱性,有的呈高碱性,一般称这种碱值为总碱值(Total Base Number,简称TBN),表示为中和酸的能力。它一是可以中和燃烧不完全的酸性氧化物或酸洗胶质,使其失去活性而变为油溶性;二是可以中和含硫燃料燃烧生成的SO2、SO3进而生成的硫酸,抑制烃类氧化物生成沉淀物;三是可以中和酸性产物,减少润滑油对活塞环即缸套的腐蚀磨损。

2、洗涤作用:

  能将已经吸附在部件表面上的漆膜和积碳洗涤下来,分散在油中,使发动机和金属表面保持清洁。

3、增溶作用:

  油中不溶解的液体溶质,由于加入少量表面活性剂而出现溶解的现象,称为增溶作用。清净剂是一些表面活性剂,它能将本来在油中不能溶解的固体或液体物质包住,使其增溶于润滑油中从而阻止这些物质进一步氧化后聚集成沉积物。

4、分散作用:

  能吸附已经生成的积碳和漆膜等固体小颗粒,使之成为一种胶体溶液状态分散在油中,阻止这些物质进一步凝聚成大颗粒而黏附在机件上,或沉积为油泥。

二、分散剂

  分散剂有有灰与无灰之分。目前分散剂的主流是以多胺为基础的丁二酰亚胺,其使用量占到分散剂总量的80%以上。其化学结构,是由亲油基(烃基)、极性连接基团三部分组成,具有分散、增溶等作用

  分散作用是指分散剂提供的油溶性基团能有效地抑制烟灰、氧化产物地聚集,使得这些粒子有效地分散于油中。

  增溶作用是指分散剂能与生成油泥地羰基、羟基(原本不溶于油)等直接作用,从而达到溶解效果。

三、抗氧剂

  抗氧剂和抗氧抗腐剂可以抑制油品氧化,主要用于工业润滑油、内燃机和工艺用油等。

  润滑油是各种烃类(RH)的混合物(烷烃、环烷烃、芳香族环烷烃、烷基苯和萘衍生物),烃首先氧化成过氧化物,再分解成醇或酮,然后进一步氧化成脂肪酸、醛、含氧酸和缩聚产物,还伴随着生成二氧化碳和水。为了改善油品的抗氧化性能,需要在润滑油中加入抗氧化剂。根据作用机理的不同,常用的抗氧化剂主要有自由基终止剂、过氧化物分解剂和金属钝化剂等。

  自由基终止剂是一种能够提供一个活泼氢原子的有机化合物,这个氢原子可与润滑油氧化物初期生成的自由基结合,生产稳定的化合物,使得氧化的链化反应终止,达到延缓润滑油氧化的目的。目前所使用的种类主要有酚类、胺类以及胺酚类。

  过氧化物分解剂是一些含硫或是含硫磷的化合物,这类化合物可将油品氧化生成的不稳定烷基过氧化氢分解,并生成稳定的化合物,从而降低润滑油的氧化速率,延长润滑油的使用寿命。目前所使用的过氧化物分解剂种类主要有二烷基二硫代磷酸盐型和二烷基二硫代氨基甲酸盐型两类。

  金属减活剂也称为金属钝化剂。金属特别是金属离子对润滑油的氧化起着催化作用,而金属减活剂就可以通过与金属或金属离子作用,使其不再对油品氧化反应产生催化作用,从而起到延缓油品氧化速度的作用。金属减活剂的作用机理主要有两种,一是与金属离子结合形成惰性物质,另一种是在金属表面上生成一层致密的化学保护膜,阻止金属变成离子进入油中。金属减活剂通常是含硫、磷、氮或其他非金属元素的化合物,其品种主要有苯三唑衍生物和噻二唑衍生物等。国内常见的苯三唑衍生物有N,N’-二正丁基氨基亚甲基苯三唑,它具有良好的油溶性和抗氧化、抑制铜腐蚀及金属减活性能,通常与酚类抗氧剂复合使用,适用于汽轮机油、压缩机油、变压器油等。噻二唑衍生物是铜的腐蚀抑制剂,国内常见有2,5-二(烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑(即T561),它具有优良 的油溶性、铜腐蚀抑制性,通常用于液压油以降低ZDDP对铜的腐蚀作用,并解决其水解安定性的问题。

 

润滑油中抗氧剂的类型

 

类型

代表性化合物

型号

自由基终止剂

2,6-二叔丁基对甲酚

T501

4,4-亚甲基双-(2,6-二叔丁基苯酚)

T701

N-苯基-α-萘胺

T531

二烷基二苯胺

T534

2,6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚

T703

过氧化物分解剂

二烷基二硫代磷酸锌

ZDDP

二烷基二硫代氨基甲酸锌

ZDTC

金属减活剂

N,N’-二正丁基氨基亚甲基苯三唑

T551

2,5-二(烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑

T561

四、极压抗磨剂

  极压抗磨剂是指在高温、高压的边界润滑状态下,能和金属表面形成高熔点化学反应膜,以防止发生熔结、咬粘、刮伤的添加剂。它的作用是在摩擦高温下分解的产物能与金属起反应,生成剪切应力和熔点都比纯金属低的化合物,从而防止接触表面咬合和焊熔,有效地保护金属表面。极压抗磨剂主要用于工业齿轮油、液压油、导轨油、切削油等有极压要求的润滑油中,以提高油品的极压抗磨性能。

  极压抗磨剂主要为含氯、含硫、含磷的有机化合物及硼酸盐等

  1、含氯极压剂(T301)

  含氯极压抗磨剂主要代表是氯化石蜡,含氯29%-72%,但一般使用40%左右的氯化石蜡。由于氯化物易水解生成氯化氢,引起金属腐蚀,所以有水存在时不宜使用,其用途受到限制,主要用于切削油及汽车齿轮油。

  2、含硫极压抗磨剂

  含硫极压抗磨剂效果好,应用广泛,但有臭味,对铜腐蚀性较大。
 
多硫化烯烃(如硫化异丁烯)是广泛应用的极压抗磨剂,其含硫量高,活性硫多,效果好,颜色浅,多用于各类齿轮油和切削油。

  3、含磷极压抗磨剂

  含磷极压抗磨剂以有机磷酸酯或有机亚磷酸酯为主。
  抗磨效果:ci磷酸酯<磷酸酯<氨基磷酸酯<磷酸酯氨盐。
  含硫极压抗磨剂抗烧结性好,抗磨性差,含磷极压抗磨剂抗磨性好,极压性差,二者可互补不足。

  4、硼酸盐极压抗磨剂

  用分散剂将无定形硼酸盐(Na盐或K盐)固体微粒子分散在油中,在摩擦面沉积形成保护膜而起极压抗磨作用。它具有优良的极压抗磨性、能降低摩擦系数、热氧化安定性好、不腐蚀金属和无臭无毒等特性,但硼酸盐微溶于水,不宜在有水的情况下应用。

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