抗磨劑

發展

在傳統的潤滑理論中，把潤滑分為液體潤滑和邊界潤滑。作相對運動的兩個金屬表面完全被潤滑油膜隔開，沒有金屬的直接接觸，這種潤滑狀態叫做液體潤滑；隨著載荷的增加，金屬表面之間的油膜厚度逐漸減薄，當載荷增至一定程度，連續的油膜被金屬表面的峰頂破壞，局部產生金屬表面之間的直接接觸，這種潤滑狀態叫做邊界潤滑。

在邊界潤滑中，當金屬表面只承受中等負荷時，如有一種添加劑能被吸附在金屬表面上或與金屬表面劇烈磨損，這種添加劑稱為抗磨添加劑。當金屬表面承受很高的負荷時，大量的金屬表面直接接觸，產生大量的熱，而抗磨劑形成的膜也被破壞，不再起保護金屬表面的作用，如有一種添加劑能與金屬表面起化學反應生成化學反應膜，起潤滑作用，防止金屬表面擦傷，甚至熔焊，通常把這種最苛刻的邊界潤滑叫做極壓潤滑，而這種添加劑稱為極壓添加劑。由於其在適用性能和作用機理上的區分是不很嚴格的，所以有時很難將二者區分開。故在西方 國家，把極壓劑、抗磨劑和油性劑統稱為載荷添加劑（Load－Carrying additives）。

極壓抗磨劑是一種重要的潤滑脂添加劑，其大部分是一些含硫、磷、氯、鉛、鉬的化合物。在一般情況下，氯類、硫類可提高潤滑脂的耐負荷能力，防止金屬表面在高負荷條件下發生燒結、卡咬、刮傷；而磷類、有機金屬鹽類具有較高的抗磨能力，可防止或減少金屬表面在中等負荷條件下的磨損。實際應用中，通常將不同種類的極壓抗磨劑按一定比例混合使用性能更好。一般磷化物具有抗磨性，二氯化物與硫化物具有極壓性。同時含氯和含磷或含硫化合物，既具有極壓性，又具有抗磨性。

應用於重負載齒輪箱、液壓系統、內燃機等，如船舶、礦山機械、火車、工業齒輪箱、切割及鍛壓加工、軸承潤滑等。

添加比例按潤滑油之3%添加，使用前請混合均勻。

備註：由於抗磨劑比重較大，使用前要將抗磨劑與潤滑油充分攪拌，方能發揮最大功效。

1：有機氯化物

有機氯化物在極壓條件下摩擦係數小，所賦予潤滑脂的極壓性能比抗磨性好，但在高溫和有水條件下極壓性能會下降。並引起金屬腐蝕和鏽蝕。常用添加量為1%--10%。氯化石蠟是一種較古老的極壓添加劑產品，淺黃色至黃色粘稠液體，因含氯量不同又分為三種，氯化石蠟42，氯化石蠟50和氯化石蠟52。氯化石蠟加熱到120℃以上會緩慢分解，放出氯化氫氣體，所以經常與金屬磺酸鹽類防鏽劑共同使用。

2：有機硫化物

有機硫化物比氯化物更能有效地抵抗負荷，其中硫化動物油形成的膜在700℃的高溫下仍不失效，水解安定性好，但摩擦係數大。添加量一般為1%--5%。代表性產品有：

硫化豬油，具有良好的油溶性，能使油品在高負荷下保持油膜潤滑。可用於切削液、導軌油、齒輪油、液壓導軌油發動機磨合油、潤滑脂等。

硫化棉籽油，紅腫色透明液體，具有良好的油溶性能、極壓性、抗氧化性、可降低摩擦係數。添加量一般為1%--3%。

硫化烯烴棉籽油，深紅色透明粘稠液體，易溶於石油潤滑油。具有良好的極壓抗磨抗氧和低摩擦係數等性能，是硫化鯨魚油的理想替代品。常與其它添加劑複合使用，添加量一般為0.5%--4%。

硫化異丁烯，以異丁烯為原料，先用氯化硫進行硫化，再用硫化鈉脫氯硫化，並用鹼精緻而成，具有良好的油溶性和極壓性，腐蝕性小。多用於極壓抗磨型潤滑油脂。

二苄基二硫，白色或微黃色樹枝狀晶體，具有良好的極壓性能，油溶性稍差，用量超過2.8%即會析出，添加量一般為1%--2%。

3：有機磷化物

含磷化合物可以提高潤滑脂的抗磨性，雖然酸性磷酸酯的承載能力強於中性磷酸酯，但酸性磷酸酯化學活性強，易造成金屬腐蝕故很少使用，常用的是：磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯和亞磷酸二正丁酯等。

磷酸三甲酚酯，為淺黃色油狀液體，有毒，凝點-35℃.不溶於水，溶於醇、醚、苯等有機溶劑，具有阻燃性和良好的抗磨性能，常與其它極壓添加劑配合使用，增強極壓抗磨性能。添加量一般為0.5%--5%。

亞磷酸二正丁酯，為無色透明液體，不溶於水，具有酸性，使用中可添加適量鹼性防鏽劑，克服對金屬的腐蝕，經常與含硫的極壓添加劑復配使用，增強極壓抗磨效果。

磷酸三苯酯，白色或微黃色針狀結晶，具芳香氣味有毒，不溶於水，微溶於醇，能溶於苯、氯仿和丙酮，也能溶於植物油。主要用作纖維素的阻燃增塑劑，作潤滑脂抗磨添加劑時，添加量一般為0.5%--1%。

4：有機金屬鹽

有機鉬鹽、銻鹽、鉛鹽不但可以有效地改進潤滑脂的極壓抗磨性，同時還可以改善潤滑脂的氧化安定性和防鏽性。但是油溶性稍差，常常藉助潤滑脂分散工藝將這類添加劑均勻分散在潤滑脂中。常用的有二烷基二硫代氨基甲酸鹽、二烷基二硫代磷酸鹽和環烷酸鉛等。添加量一般為1%--5%。

環烷酸鉛為黃色半固體粘稠物，熔點接近100℃，不溶於水，溶於乙醚、苯、甲等，易乳化水解，在酸性油中產生沉澱。熱穩定性差，溫度在80℃以上就會分解，由於含有重金屬鉛，對環境有污染，現被許多行業禁止使用。

5：硼酸鹽和硼酸酯

硼酸鹽抗極壓能力遠大於硫磷型和氯鉛型添加劑，是一種新型的潤滑脂極壓添加劑。把無定形微球型硼酸鹽分散在潤滑油中形成的油狀分散體。無味、無毒。具有良好的極壓抗磨性和熱穩定性，對銅無腐蝕。微溶於水，可用於不與水接觸的齒輪油和潤滑脂。

新型的極壓抗磨劑，不含硫磷氯等活潑元素，惰性添加劑，通過分散劑（如陰離子表面活性劑石油磺酸鈉）將無機硼酸鹽以極細的顆粒分散在礦物油中，分散體系中硼酸鹽是非結晶小球。平均直徑0.1μm。

使用優點如下：抗磨極壓效果好，特別是在低粘度油中具有良好的抗磨極壓效果。有節能油的齒輪油，就是低粘度油加含硼添加劑製成，滿足了抗磨極壓性的要求。硼酸鹽極壓劑使用壽命長，其作用機理是由滲硼形成的FexBy形式的極壓膜，這一層表面膜有較高硬度，良好的抗磨性，較好的抗氧化性、耐腐蝕性。而含硫磷氯活潑元素的極壓性，作用機理主要是活潑元素同金屬起化學反應生成一層膜，這層膜的抗剪切強度比基礎金屬低，因此在使用過程中，這層膜很容易被磨掉，這樣添加劑消耗的比硼酸鹽要快。

硼酸鹽添加劑的抗磨性，對金屬材料的選擇性不敏感，對各種金屬材料都比較適應，而含磷硫氯添加劑，抗磨性好壞跟金屬機體有關係。如對鋼材質的潤滑，加入硫磷添加劑的潤滑油抗極壓效果一般，在含氯添加劑的油中抗極壓性能好。50號碳鋼材質，含磷添加劑的潤滑油抗壓效果一般，在含氯和硫添加劑的油中抗極壓性能好。45#鋼材質，含磷硫添加劑的潤滑油抗壓效果一般，在含氯添加劑的油中抗極壓性能好。鎘鎳鉬合金鋼材質，含磷氯添加劑的潤滑油抗壓效果一般，在含硫添加劑的油中抗極壓性能好。而硼酸鹽添加劑對上述的所有材質抗極壓性能都很好。

硼酸鹽添加劑一般不會造成金屬的腐蝕，而含磷硫氯的極壓添加劑，若配製的不好，往往造成金屬的腐蝕。硼酸鹽也基本沒有什麼毒性。

硼酸鹽極壓添加劑同其它添加劑有很好的配伍性。缺點是，抗水性能稍差，有水存在的情況下不穩定。