润滑油添加剂

润滑油添加剂是指按一定比例及调合技术进行混合并能满足一定质量等级要求的几种单剂的混合物。

八十年代以前，我国调合润滑油的添加剂原料基本上都是单剂，即根据所调油品的质量要求，选择一定性质的基础油并加入一些可以改进某一油品特性的添加剂单剂。由于润滑油质量档次较低，油品性能评定要求也比较简单，所以广泛使用了单剂原料的调合技术。但近十几年来，进口汽车及引进技术生产的汽车大幅度增加，对内燃机油的质量要求也越来越高，采用单剂原料技术调合油品不仅在工艺上麻烦，而且在配方评定方面的困难也很大，大多数润滑油调合厂难以做到。所以，一些厂家在台架评定的基础上生产复合添加剂，这种复合剂具有成品油要求的多种功能，只要在指定性质的基础油中加入适当的剂量，就可以生产某一质量级别的油品。以复合剂为原料调合润滑油的生产工艺简单，操作方便，生产周期短，经济性好。

清净分散性添加剂重要意义

其一是指润滑油能将其氧化后生成的胶状物、积炭等不溶物或悬浮在油中，形成稳定 的胶体状态而不易沉积在部件上;

其二是指将已沉积在发动机部件上的胶状物、积炭 等，通过润滑油洗涤作用于洗涤下来。 清净分散剂是一种具有表面活性的物质，它 能吸附油中的固体颗粒污染物，并使污染物悬浮于油的表面，以确保参加润滑循环的 油是清净的，以减少高温与漆膜的形成。分散剂则能将低温油泥分散于油中，以便在 润滑油循环中将其滤掉。清净分散添加剂是它们的总称，它同时还具有洗涤、抗氧化 及防腐等功能。因此，也称其为多效添加剂。从一定意义上说，润滑油质量的高低， 主要区别在抵抗高、低温沉积物和漆膜形成的性能上，也可以说表现在润滑油内清净 分散剂的性能及加入量上，可见清净分散剂对润滑油质量具有重要影响。

加入抗氧剂和抗氧抗腐剂的原因

用燃料油、煤油、汽油、天然气或人造气体、液化气等作为燃料的发动机必须使用润滑剂(如石蜡基润滑油)来润滑它们的运动部件。润滑油在使用中要与空气接触，各种机械设备也会产生热量，使运转中的摩擦部位温度升高，另外，设备中的各种金属材质，如铜、铁等均会起催化作用加速油品的氧化变质，最终是润滑油粘度增加，生成酸性物质腐蚀金属材质，也会生成各种炭状或沥青状沉淀物质如漆膜等堵塞管路。所有这些变化均对油品的继续使用和设备正常运行带来不利影响。因此要求油品有较好的抗氧和抗腐作用。在油品中加入抗氧和抗腐添加剂，其目的是抑制油品的氧化过程，钝化金属对氧化的催化作用，起到延长油品使用和保护机器的目的。

经过一定精致的基础油，有一定的抗氧化作用，但是不能满足近代及其的跟中苛刻要求，必须加入抗氧抗腐添加剂。添加量仅次于清净分散剂和粘度指数改进剂，居第三位。

降凝剂机理

降凝剂是一种化学合成的聚合物或缩合物，在其分子中一般含有极性基团(或芳香核)和与石蜡烃结构类似的烷基链。降凝剂不能阻止石蜡在低温下结晶析出，即油品的浊点不变，它是通过在蜡结晶表面的吸附或与蜡共晶来改变蜡晶的形状和尺寸，防止蜡形成三维网状结构，使之仍然保持油在低温下的流动能力。要强调的是，降凝剂只在含有少量蜡的油品中才能起降凝作用，油品中不含蜡或含蜡太多都无降凝效果。最常用的降凝剂有二甲基丙烯酸甲酯

防锈防腐剂机理

防锈剂是一种极性很强的化合物，其极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，阻止腐蚀介质与金属接触，起到防锈作用。另外，溶解防锈剂的基础油，可在防锈剂吸附少的地方进行吸附，深入到防锈添加剂分子之间，借助范德华力与添加剂分子共同作用，使吸附膜更加牢固;另外，由于基础油的作用，使添加剂对金属表面的吸附更加牢固不易脱离，油还可以与添加剂形成浓缩物，从而使吸附膜更加紧密。总之，基础油的这些作用，有利于保护吸附分子，保持油膜厚度，起到一定的防锈作用。最常用的防腐蚀剂如:磺酸钡、磺酸钙、改性磺酸钙、硼酸胺、羧酸胺

油性剂

主要是指润滑剂减少摩擦的性能。以提高这种性能的目的而使用的添加剂称为油性剂(Oilness agents)，有时也称为减摩剂(Friction reducer)或摩擦改进剂，用作油性剂的是某些表面活性物质，如动植物油脂、脂肪酸、酯、胺等。

抗磨剂

是指润滑剂在轻负荷和中等负荷条件下能在摩擦表面形成薄膜，防止磨损的能力。如:硫化油脂、磷酸酯、二硫代磷酸金属盐。

极压剂

是指润滑剂在低速高负荷或高速冲击负荷摩擦条件下，即在所谓的极压条件下防止摩擦面发生烧结、擦伤的能力。极压剂多含有硫 磷 氯等活性物质，极压剂在摩擦面上和金属起化学反应，生成剪切力和熔点都比原金属低的化合物，构成极压固体润滑膜，防止烧结。最常用的极压剂如:硫化猪油、磷酸酯、氮化物、氯化石蜡。

抗泡剂

润滑油使用中，常会受到震荡、搅动等影响，使空气进入润滑油中，以至于形成气泡，则将影响润滑油的润滑性能，加速氧化速度，导致油品损失，而且会阻碍油品的传送，使供油中断，妨碍润滑，对液压油影响其压力的传递。抗泡剂作用主要是抑制泡沫的产生，提高消除泡沫的速度，以免形成安定的泡沫。它能吸附在泡沫上，形成不安定的膜，从而达到破坏泡沫的目的。最常用的抗泡剂是甲基硅油抗泡剂

抗氧剂

防止油品老化的重要添加剂，能够有效提高油品的使用寿命。另外再谈谈市场上常用的固体添加剂

市场中有众多宣称能提高机油保护功能的添加剂，而且不同品牌以不同的作用机理进行宣传。下面简单介绍几种类型:

(1)石墨、二硫化钼类固体悬浮型 主要起减摩抗磨作用，但只能应用于固体润滑和低速大负荷设备，当发动机转数超过1000r/min时它们没有任何作用。另外，它在润滑油中的状态不稳定，在一定的时间及温度条件下会发生析出现象。其析出物会造成油路的堵塞，并加速油泥的形成。

(2)特氟龙树脂微粒型 作为抗磨剂曾在美国应用广泛，但由于它在低温下会沉积在油道、油泵集滤器上造成堵塞，以及沉积在活塞环槽内使其失去活性，并加速油泥的形成，在美国很少推荐使用。

(3)含铜、铅等重金属微粒的镀膜类 能在摩擦表面形成一层金属膜，起抗磨及抗极压作用，但是必须使用滤芯孔径略大的机油滤清器，否则会被被过滤出来，堵塞机油泵及油路。再有，长时间使用它会在活塞及缸体表面形成膜状物，造成两者粘结，易出现粘环等现象。

(4)磁性油精类 是一种表面金属磁化剂，主要起减摩、抗磨作用。该类产品有效作用时间太短，需不断添加，费用较高，而且会干扰汽车上的电子元件的正常工作。

(5)含氯型"氯"是一种良好的极压剂，但不适合发动机高温高速的工作环境，而且会在适宜条件下产生酸，对发动机中的金属产生潜在危险。此外，氯添加剂可能会与润滑油中已有添加剂发生匹配问题，引起其他副作用。

(6)无铅、无氟、无氯的化学成膜剂类能同时表现出抗极压性、抗氧化性及一定的抗磨性。由于它在金属表面形成的化学反应膜作用持久，因而能有效延长润滑油和金属机件寿命。

(1)清净分散剂:吸附氧化产物，将其分散在油中。由浮游性组分抗氧化、抗腐蚀、组合、合成。

主要产品有:低碱值合成烷基苯磺酸钙、高碱值线型烷基苯合成磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸钙、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值硫化烷基酚钙、聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺、高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺。

(2) 抗氧抗腐剂:提高油品氧化安定性--防止金属氧化、催化陈旧延缓油品氧化速度隔绝酸性物与金属接触生成保护膜具有抗磨性。

主要产品有:硫磷丁辛伯烷基锌盐、硫磷双辛伯烷基锌盐、碱式硫磷双辛伯烷基锌盐、硫磷丙辛仲伯烷基锌盐、硫磷伯仲烷基锌盐。

(3) 极压抗磨剂:在摩擦面的高温部分能与金属反应生成融点低的物质，节省油耗和振动噪音。极压剂:大部分都是硫化物、氯化物、磷化物，在高温下能与金属反应生成润滑性的物质，在苛刻条件下提供润滑。

主要产品有:硫化异丁烯,噻二唑衍生物(TH561)

(4)油性剂:都是带有极性分子的活性物质，能在金属表面形成牢固的吸附膜，在边界润滑的条件下，可以防止金属摩擦面的直接接触。

(5)抗氧防胶剂 用作汽油、润滑油、石蜡等产品抗氧、防胶剂，橡胶塑料的防老剂。

(6)增粘剂:又称增稠剂，主要是聚俣型有极高分子化合物，增粘剂不仅可以增加油品的粘度，并可改善油品的粘温性能。

(7) 防锈剂:是一些极性化合物，对金属有很强的吸附力，能在金属和油的界面上形成紧密的吸附膜以隔绝水分、潮气和酸性物质的侵蚀;防锈剂还能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，从而起到防锈的作用。

(8)降凝剂 降低油品的凝固点，改善油品低温流动性

(9) 抗泡剂:使气泡能迅速地溢出油面，失去稳定性并易于破裂，从而缩短了气泡存在的时间。

(10)破乳剂 :对油品有很高的降解性能及水萃取性

据资料介绍,全球每年约有三分之一的金属材料消耗于氧化腐蚀和机械磨损,我国这方面损失每年高达 1800亿元。可见防止金属腐蚀和改善润滑抗磨性能何等重要。

半个多世纪以来，人们在研发极压抗磨减摩油剂提高润滑性能方面做了不懈努力，开发出多种单剂和复剂。如硫磷型(SP)齿轮油极压抗磨剂，内燃机油、抗磨液压油用二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)抗氧抗腐抗磨多效剂，有机钼、钨减摩剂，有机铜及纳米硫化铜减摩剂，纳米铈、镧稀土抗磨剂，纳米金刚石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨剂，胶体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯减摩抗磨剂，氨荒酸锌、铜、钼、镉、锑等盐及其酯类极压抗磨剂，非活性高碱值磺酸盐极压剂，烷基咪唑氟硼酸盐离子液，抗水解性硼酸酯和硼酸盐等等。所有这些，对改善机械极压抗磨减摩性能都有较好的作用。

面对多种添加剂，选择和配伍是最重要的。过去十年间，内燃机油在质量不断升级的条件下，加剂总量(不含粘指、降凝剂)能从10%-12%降至5%-10%，主要靠对单剂多效性的选择和对复剂配伍性的优化。选择应当依据节能、环保法规、应用场合和性价比;优化旨在实现性效、成本的最佳化。有的剂受环保限制，如ZDDP在生产SM/GF-4等高级汽机油中受磷含量不超过0.08%限制，必须寻找新剂替代:有的受节能要求限制，如硫磷剂用于GL-5等车辆齿轮油，比用有机钼或硼酸盐浪费燃油3.2%以上;有的受成本约束，如二戊基二硫代氨基甲酸锌、非活性高碱值磺酸钙、纳米硫化铜、非活性有机钼等性效很好，但价格都在40-80元/Kg之间，在中低档价位的润滑油中推广困难;有的受现有加工工艺条件限制，如纳米陶瓷、纳米金刚石和咪唑氟硼离子液等，目前还很难大批量生产供货;有的外观色泽不佳，如胶体石墨、二硫化钼和氨荒酸硒、碲、锑、镉等，因带有黑、灰、黄颜色而不大受某些用户欢迎。

抗水解性硼酸盐添加剂，近年来倍受关注。它凭借其坚厚的油膜强度，超高的极压性能，低粘度高抗磨的独有特点，仅次于纳米铜、有机钼等低摩擦系数，理想的抗氧和防锈作用，无金属灰分的清净分散性，无毒无味无害的安全性，可替代ZDDP(T202/T203)无磷减硫的环保性，不快速腐蚀消减金属表面、消耗添加剂的长寿命性，以及加剂量小作用大，资源丰富成本低，性效全面用途广的市场竞争力，可望被承认为新一代节能减排、极压抗磨、抗摩防腐、清净分散多效添加剂。