潤滑添加劑

潤滑添加劑

潤滑添加劑,指加入潤滑劑中的一種或幾種化合物,以使潤滑劑得到某種新的特性或改善潤滑劑中已有的一些特性。添加劑的作用是提高基礎油已有的性能和增加新的性能。已有的性能包括:粘度、粘度指數傾點抗氧化性。新的性能包括:清洗和懸浮能力、抗磨性能和抑制腐蝕。

為什麼要使用潤滑添加劑


工業蒸餾生產的基礎油大多含蠟成分比較高,如果用這種原油直接生產出內燃機油加入機車油箱內,凝點較高,在國內較寒冷的地區,冬季溫度比較低,蠟在低溫下很容易結晶析出,導致油品固化不流動,造車機車啟動困難,輕者產生大量廢氣廢渣,重者嚴重損害發動機,造成磨損,最終整個機車都會出現嚴重故障,因此必須加入降低凝點的添加劑。
在我國南方,由於多雨加上天氣比較潮濕,空氣中水分和氧氣進入到機油中,就是產生氣泡,使得油品壓力不穩定,而且氣泡在油品中很容易潤滑不足造成燒結,因此也必須加入抗泡的添加劑。而且水和油也極易形成乳化液,造成油品流動性變差,這需要加入抗乳化劑。
如果油品工作在惡劣環境中,空氣中的灰塵參雜也容易進入油品中,附著在金屬表面造成磨損,必須要加入清凈分散劑,使參雜溶解、分散。
有些油品長期在潮濕空氣中使用,則易造成鏽蝕,油品必須要能除銹,這就要加入防鏽添加劑。油品在儲存和使用中也很容易接觸空氣造成氧化,有些油品也要求一定的儲存期限,這是就需要加入抗氧抗腐劑,這些都是必須要添加的,否則油品就極容易腐敗而失效,使用壽命很短,造成資源的浪費。
另外在一些特殊用途中,如齒輪的壓力潤滑中,需要加入極壓抗磨添加劑來抵抗極壓下的摩擦和衝擊載荷,提高油品等級。還有如果是銅或銅合金的潤滑,因油品的部分添加劑會有酸性,造成銅的腐蝕,這時也要加入抗腐蝕劑。另外在機油、液壓油、齒輪油和壓縮機油中需要滿足高低溫的使用要求,也需要加入粘度指數改進劑。
潤滑油添加劑對於成品油也是不可缺少的,加入合適的添加劑能極大的提高基礎油的性能,並且油更長的壽命,取得巨大的經濟效益和社會效益。
國外設備不能被國產油替代的主要原因不是基礎油的煉製差異,而是添加劑的缺失。如果作為一個潤滑油公司的產品工程師,沒有在公司油品中加入添加劑,那就是對資源的巨大浪費,也是對工作的不負責任。因此可以說,無論是現代的工業機械,汽車,船舶,航天等使用的潤滑油都必須加入合適的添加劑,了解潤滑油添加劑和學習其使用性能是很重要的。

潤滑添加劑的分類


添加劑按作用機理分為:
物理添加劑:降凝劑、增粘劑、粘度指數改進劑、消泡劑、抗乳化劑等
化學添加劑:防鏽劑、清凈分散劑、極壓抗磨劑、金屬鈍化劑、油性劑、防腐蝕劑等
添加劑按功能分主要有抗氧抗腐劑、抗磨劑、摩擦改善劑(又名油性劑)、極壓添加劑、清凈劑分散劑、抗泡劑、、抗乳化劑、防鏽劑、降凝劑、粘度指數改進劑等類型。市場中所銷售的添加劑一般都是以上各單一添加劑的複合品,所不同的就是單一添加劑的成分不同以及複合添加劑內部幾種單一添加劑的比例不同而已。
1:清凈劑 Detergents
通過化學反應或吸附在沉澱物的母體上,中和並保持其在油中的溶解狀態。
如:各種磺酸鹽、酚鹽、水揚酸鹽、磺酸鋇、磺酸鈣、BA-50等。
2:分散劑 Dispersants
藉助極性基團的吸附與油泥和煙灰結合,防止其聚集,保持分散在油中。
如:各種丁二醯亞胺、丁二酸酯、曼尼希鹼等。
3:抗氧劑 Antioxidants
中斷氧化反應初期的自由鏈反應或分解過氧化物,終止自由基反應,從而延緩潤滑油的氧化。
如:ZDDP、屏蔽酚、硫化烷基酚、芳胺、有機酸銅鹽、Elco 108等。
4:金屬鈍化劑 Metal deactivators
在金屬表面與金屬離子絡合形成鈍化薄膜,以減少金屬對油品氧化的催化作用。
如:含氮和含硫式有機胺類、硫化物、亞磷酸酯鹽等螯合劑
5:防腐和防鏽劑Anticorrosive and Antirust
是一些極性化合物,對金屬有很強的吸附力,能在金屬和油的界面上形成緊密的吸附膜以隔絕水分、潮氣和酸性物質的侵蝕;防鏽劑還能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成,從而起到防鏽的作用。能防止非鐵金屬表面腐蝕和鐵類金屬表面鏽蝕。
如:ZDDP、鹼性金屬磺酸鹽、脂肪酸和胺、硼酸胺、羧酸胺。
6:摩擦改進劑 Friction modifiers agents
也叫油性劑,都是帶有極性分子的活性物質,優先吸附在金屬表面,形成牢固的吸附膜,在接近邊界潤滑條件下,防止金屬磨擦面而減少摩擦。
如:有機脂肪酸、胺類、硫磷酸鋁、硫化烯烴、動植物油磷酸酯硫化豬油等。
7:極壓添加劑 Extreme pressure additives
在很高負荷或衝擊負荷下通過化學反應在金屬表面形成具有低剪切強度的固體膜,防止金屬間表面擦傷或熔焊。
如:ZDDP、亞磷酸酯、硫化烯烴、硫化脂肪酸、硼酸鹽、含S、P、N化合物、磷酸酯等。
8:抗磨添加劑 Antiwear additives
在較輕或中等負荷下能在金屬表面形成吸附膜、沉積膜或反應膜,減少金屬表面磨損的物質。
9:粘度指數改進劑 Viscosity index improvers
也叫增稠劑,藉助高分子線圈結構隨溫度的升降而伸展和收縮,補償基礎油在高溫下的粘度下降。
如:乙烯/丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、氫化苯乙烯/雙烯共聚物、混合共聚物等。
10:降凝劑 Pour point depressants
改進蠟晶的形狀和數量,抑制形成晶網,保持油品流動。
如:聚甲基丙烯酸酯、聚ɑ-烯烴、草酸乙烯酯/反丁烯二酸酯共聚物、烷基萘等。
11:抗泡劑 Antifoam agents
降低表面張力,使氣泡能迅速地溢出油麵,失去穩定性並易於破裂,從而縮短了氣泡存在的時間,防止油品形成持久性泡沫。
12:抗乳化劑 Demulsifying additive
抗乳化劑能改變油、水界面張力,可以消除液滴外面的保護膜,使液滴易結合在一起,另外抗乳化劑能使穩定的油包水型乳化體轉變成不穩定的水包油型乳化體,從而達到分水目的。