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润滑油添加剂技术

www.sinolub.com    2016-07-08    中国润滑油信息网
  润滑油添加剂技术

  内燃润滑油在润滑油市场中所占的比例较大,其使用的添加剂量大、品种多,因此,国内外润滑油添加剂技术的发展一直以提高内燃润滑油的性能为主。

  清净分散剂技术现状及发展趋势

  在润滑油添加剂中,清净剂是应用较为广泛的一种润滑油添加剂,其用量占润滑油添加剂的一半左右。它的主要作用是中和内燃润滑油中的酸,增溶和分散油泥,保持发动机的清洁。

  20世纪30年代末至40年代中期,出现了酚盐、磺酸盐及水杨酸盐等金属清净剂。

  50年代Shell公司、Lubrizol公司率先研制出高碱金属清净剂,解决了由于大功率增压柴油机、船用柴油机燃烧高硫燃料引起的活塞沉积增加、缸套磨损等问题。此后,Lubrizol、Chevron、Shell公司又先后开发了低、中、高及超高碱值酚盐、磺酸盐及水杨酸盐等金属清净剂,以满足调配各种油品需求。

  进入90年代,由于发动机小型化、大功率、高速度的发展,传统的金属清净剂已不能满足要求,另外环境法规的苛刻也使得原来有毒的灰分高的含硫磷氯添加剂使用受到限制,各国纷纷开发研究新型的金属清净剂,如镁盐、过碱性清净剂等。

  目前我国生产的低、中、高碱值石油磺酸钙产品的总生产能力为40000吨/年,生产的低、中、高碱值的合成磺酸钙产品的生产能力为150000吨/年,生产的中、高碱值硫化烷基酚钙产品的生产能力为100000吨/年。生产的水杨酸钙产品生产能力为60000吨/年,生产的低、中、高碱值环烷酸钙产品的生产能力为5000吨/年。同国外的钙镁盐金属清净剂相比,我国的磺酸盐品种少,产品质量不高,生产周期长,颜色差,不能满足润滑油的需求。中、高碱值硫化烷基酚钙产品性能与国外同类产品相当,但颜色和粘度还有较大差距。水杨酸钙产品主要为中碱值产品,产品单一,颜色深,溶剂损失大,反应周期长。但改性烷基水杨酸盐、高碱值烷基水杨酸钙优于国外同类剂。

  无灰分散剂的主要作用是控制汽油发动润滑油泥生成,控制柴油润滑油沉积,中和燃烧生成物中的酸。

  20世纪50年代初期由于金属清净剂对抑制低温油泥生成的效果不理想,1955年美国杜邦公司开发了聚合物型无灰分散剂,但它们的热稳定性不好,改善低温油泥效果不理想。

  60年代开发了非聚合物型丁二酰亚胺无灰分散剂,目前以丁二酰亚胺为基础的无灰分散剂已成为主流,其用量占80%以上。

  我国分散剂的研究开发起步较晚,1985年分散剂的量占添加剂总量的0.1%,1994年上升到16.49%。品种从20世纪80年代的双、多挂丁二酰亚胺无灰分散剂发展到目前的单、双、多挂、高分子量丁二酰亚胺无灰分散剂和聚异丁烯丁二酸酯型分散剂。目前丁二酰亚胺无灰分散剂的生产仍以氯化工艺为主,只有不到5%的厂家采用对环境污染小的热加合工艺,并且丁二酰亚胺品种少,颜色深,粘度大。近年来,国内又先后研制了高分子量无灰分散剂、酯类无灰分散剂、双酐性无灰分散剂、多酰胺无灰分散剂、超高碱烷基水杨酸钙(镁)等新型无灰分散剂,并有部分产品投入工业化生产。

  这些产品为研制下一代复合剂创造了条件。无灰分散剂的研究发展方向是更好的油泥和漆膜控制能力,优良的烟炱分散能力,改善低温性能,低温粘度小,与其它添加剂相容性好,耐水性好,并可生物降解。

  增粘降凝剂技术现状及发展趋势

  增粘降凝剂是一类用量较大,开发较早,目前仍广泛使用的润滑油添加剂。降凝剂的总体用量较少且品种没有太多的改变。

  国外在20世纪50年代为改善油品的粘温性能使用了聚甲基丙烯酸酯(PMA)和聚异丁烯(PIB)。60年代末70年代初开发了乙丙共聚物(OCP)和苯乙烯-双烯共聚物,其中OCP已工业化,其销售量占60%以上。OCP的发展以Exxon为代表,其系列化产品已应用于各种油品中。由于分散性的VII能减少无灰分散剂的用量,避免了因解决低温油品问题,增加无灰分散剂用量而引起的粘度增加。因此,近年来分散型VII研究的较多。另外,具有分散性,抗氧性,抗磨性的多功能VII的研究也引起国外各大公司的注意。

  我国对于粘度指数改进剂的研发速度很快,目前已生产应用的有聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯和乙烯-丙烯共聚物。国内VII的用量与国外相当,但品种不平衡,其中聚异丁烯的用量达到80%以上。聚异丁烯的剪切稳定性和低温性能差,在配制低粘度多级油时受到限制。近年来,随着低档油晶的淘汰,OCP的用量逐步上升,并且品种在逐步多样化。随着发动机的法规越来越苛刻,发动机润滑油对所使用的油溶性的高聚物的要求也越来越高。研制增稠能力强,剪切稳定性好,又不使清净性变差的环保型、可生物降解的高分子聚合物是今后粘度指数改进剂的发展方向。

  抗氧抗腐剂技术现状及发展趋势

  抗氧抗腐剂是润滑油中主要的添加剂之一,主要包括酚型抗氧剂、胺型抗氧剂、硫磷型抗氧剂及其它类型抗氧剂。随着汽车向高速、高负荷方向发展,对油品提出了更高的抗氧化要求。同时,传统矿物油在精制过程中除去了天然的抗氧剂,必须加入更多的抗氧剂。

  传统抗氧剂中T501的销售量最多,其使用温度低,易挥发,仅适用于100℃以下的润滑油。为了改善高温性能,高分子酚型抗氧剂如双酚抗氧剂、S-连双酚抗氧剂、酚酯型抗氧剂在内燃润滑油中得到广泛应用,尤其酚酯型抗氧剂在高档油品(CF4、CI4)中有明显的效果。胺类抗氧剂成本较高,但高温抗氧性好,有生成沉淀的趋势和潜在的毒性,曾一度使用受到限制。

  早期的N-苯基-a萘胺及衍生物因证明是致癌物被淘汰后,胺型抗氧剂毒性大的说法减少了,在某些领域的使用已超过酚型抗氧剂。ZDDP系列抗氧剂具有抗氧、抗磨、抗腐等多种性能,是内燃润滑油中主要的添加剂之一,由于其所含磷易使催化转化器中的催化剂中毒,目前采取加入含铜辅助抗氧剂的方法,为研制低磷内燃润滑油创造了有利条件。随着环保及原料材质的日益苛刻化,研制多功能、低灰或无灰的高温抗氧化剂。

来源:中国润滑油信息网

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