原料配比
原 料
配比(质量份)
1号 2号 3号
极压抗磨剂、硫磷酸盐类添加剂 20 10 12
硫化异丁烯 10 20 18
硫磷酸复酯胺盐 20 10 13
油性剂二聚酸乙二醇酯 10 60 53
防锈剂和腐蚀抑制剂苯丙三氮羊毛脂镁皂 5 1 2
金属减活剂噻二唑类衍生物 1 10 3
抗泡剂和抗乳化剂聚环氧乙烷-环氧丙烷 5 1 2
降凝剂醋酸乙烯 0.5 20 1
金属清净剂有机磺酸钙盐组合物 15 1 3
制备方法 将各组分混合均匀即可。
原料配伍 本品各组分质量份配比范围为: 极压抗磨剂、 硫磷酸盐类添加剂
10~20、 硫化异丁烯10~20、 硫磷酸复酯胺盐10~20、 油性剂二聚酸乙二醇酯
10~60、 防锈剂和腐蚀抑制剂苯丙三氮羊毛脂镁皂1~5、 金属减活剂噻二唑类衍
生物1~10、 抗泡剂和抗乳化剂聚环氧乙烷-环氧丙烷1~5、 降凝剂醋酸乙烯0.5~
20、 金属清净剂有机磺酸钙盐组合物1~15。
纳米稀土粒子具有优异的减摩抗磨性能、 极高的承载能力和高温抗氧化性能,
是一种有很大潜在发展前景的润滑油添加剂。 纳米材料由于其独特的结构 (小尺寸
效应、 大的比表面积、 界面效应、 量子效应和量子隧道效应), 赋予其不同于传统
5 润滑油添加剂 447材料的各种独特的性能, 其中尤以电学、 热学、 磁学、 光学、 力学和摩擦学的性能
最为引人注目。 选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米稀土复合粒子添加
剂的润滑油, 采用四球摩擦磨损试验机考察了润滑油的摩擦学性能; 用扫描电镜与
X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面的形貌、 化学组成和状态。 结果表明: 纳
米碳酸钙、 纳米稀土复合粒子的最佳添加方式为: CaCO3 与 RE 质量比为1∶1,
总质量分数为0.6%; 此时润滑油具有最佳的抗磨、 减摩性能, 润滑油的抗磨、 减
摩机理与纳米粒子的存在形态以及它们的协同作用有关。 润滑油添加剂硫化异丁烯
是采用直接法 (以硫黄、 异丁烯为原料) 或替代法 (以硫黄、 氯气、 异丁烯为原
料) 制得的含硫添加剂单剂, 是调制高档齿轮油、 抗磨液压油、 切削油、 润滑脂及
工业油的主要极压抗磨剂。 产品特点是极压抗磨性优良, 油溶性好, 铜腐蚀性低。
可用于调制各类中、 高档齿轮油, 调制抗磨液压油, 调制切削油, 调制润滑脂。
硫磷酸酯磷酸复酯胺盐是一种优良的极压抗磨剂。 其特点是: 通过对硫代磷酸
酯与磷酸酐的复酯化反应, 提高添加剂的磷含量; 再用胺中和酸性磷酸酯, 使添加
剂具有适宜的极压抗磨性、 油溶性和化学稳定性。
羊毛脂的中质馏分是经磺化、 乙醇水溶液萃取所得产物再经加工制取而得的。
具有良好的防锈性能、 优良的油溶性, 可作为各类防锈油、 防蚀脂及防锈润滑工用
油等产品的防锈添加剂。
环氧丙烷 (PO) 和环氧乙烷 (EO) 的聚合物在化学工业中占有相当重要的地
位。 低分子量的环氧丙烷均聚物和环氧乙烷同环氧丙烷的共聚物可以用作液压流
体、 润滑剂、 表面活性剂和化工中间体。 环氧丙烷开环聚合而成的线型聚醚, 分子
量较低的又称作聚1,2-丙二醇醚, 是链端为羟基的无规立构聚合物。 分子量较高
的又称作聚氧化丙烯, 有的具有立构规整结构, 有的为非晶态弹性体。 由于环氧丙
烷含有不对称碳原子, 通过β键断裂开环能得到具有光学活性的聚合物: 聚1,2-丙
二醇醚, 它是不挥发性黏稠液体, 无色至棕色; 大都溶于酮、 醇、 酯、 烃类和卤代
烃; 分子量较低的溶于水, 水溶性随分子量的增加而下降, 随温度的升高而下降;
分子量分布较窄。 聚氧化丙烯有的是非晶态的, 有的是结晶的, 结晶含量取决于聚
合催化剂; 熔点在66~75℃的范围内, 玻璃化温度为-75~-72℃。 聚氧化丙烯
弹性体具有耐臭氧、 耐热老化、 耐油等性质。 它的动态性能包括弹性、 滞后性、 累
积热及低温曲挠性等比较优异, 可在-65~120℃范围内使用。 它的加工性能良好,
塑炼温度为50~90℃。 均聚胶可用过氧化物和硫黄共同硫化得到; 与烯丙基失水
甘油醚共聚的橡胶可直接用硫黄硫化得到。
由于硫系添加剂在金属表面形成的物理吸附膜和硫醇铁膜具有良好的抗磨作
用, 因此可以认为, 二硫化物和多硫化物分子中的 S—S键越容易断裂, 其抗磨性
能越好; 且烷基直链碳链越长, 其抗磨性能越好。 最近有研究表明, 硫化烯烃在中
等载荷条件下可与金属表面发生复杂的化学反应, 生成高分子聚合物膜, 从而起到
抗磨减摩作用。 与此同时, 硫系添加剂的承载能力取决于硫化铁膜形成的难易程
度, 亦即添加剂分子中 C—S键断裂释放出活性硫元素的难易程度; 因此, C—S
448 润滑油配方与制备 300 例键的键能越小, 则添加剂的承载能力越强。 此外, 硫化物作为极压抗磨添加剂的摩
擦学性能不仅取决于添加剂本身的分子结构, 还同环境中的氧密切相关; 当润滑油
中溶解氧含量较低时, 硫化物几乎无极压作用。
含磷添加剂齿轮油常用的磷系添加剂为磷酸酯和亚磷酸酯。 就磷酸酯添加剂的
作用机理而言, 主要学说包括生成混合磷酸盐学说、 腐蚀磨损-摩擦聚合理论、 化
学抛光学说、 小平台理论、 表面钝化理论等。 目前一般认为磷酸酯通过在摩擦副接
触表面生成 FePO4 而起到减摩抗磨作用。
我们研究了多种有机及无机硼酸盐润滑油添加剂的摩擦学特性, 发现含硼添加
剂具有优良的极压、 抗磨和减摩性能; 硼酸酯润滑油添加剂在酸性介质中可转变为
硼酸, 后者在摩擦过程中转变为低熔点的 B2O3, 从而起到抗磨减摩作用; 总体而
言, 硼酸盐润滑油添加剂在摩擦表面通过沉积成膜而起承载、 抗磨和减摩作用。 迄
今关于含硼化合物添加剂同摩擦表面相互作用及其抗磨机制的认识尚存在争议。
此外, 杂环化合物具有紧凑的分子结构、 良好的热稳定性, 分子结构中兼具不
同官能团和不同活性元素, 作为润滑油添加剂具有广阔的应用前景。 与此相适应,
各种杂环类添加剂的研制开发及对其摩擦学性能的研究受到了广泛关注, 并取得了
长足进展; 而对各种稀土类添加剂、 有机钼添加剂的摩擦学研究亦引起了润滑科技
工作者的注意。
虽然酸性磷酸酯具有很好的极压抗磨性能, 但其活性较高, 磷消耗较快, 易导
致腐蚀磨损。 为了扬长避短, 采用胺中和酸性磷酸酯可以得到活性相对较低的磷-
氮型复合添加剂; 磷-氮型复合极压抗磨剂具有较高的承载能力, 生产工艺简单,
工业三废少, 是一种很有发展前途的复合型极压抗磨添加剂; 其主要代表为酸性磷
酸酯胺盐及磷酸酯胺盐。 该类复合添加剂一般具有良好的极压、 抗磨、 防腐蚀、 防
锈及抗氧化性能; 其中烷基链较长的胺中和酸性磷酸酯形成的复合添加剂具有很好
的油溶性。 而伯胺中和酸性磷酸酯得到的复合添加剂具有优良的极压抗磨性能 (伯
胺的空间位阻较小, 容易竞争吸附于摩擦副接触表面)。
硫-磷-氮 (S—P—N) 及磷-氮 (P—N) 型复合极压抗磨剂的性能均优于 P 型
单剂。 由于引入胺可以降低磷酸酯的酸值, 抑制铜腐蚀, 因此 S—P—N 型极压抗
磨剂具有较好的抗磨、 抗氧化和防锈性能, 同时具有良好的协同减摩、 抗磨和极压
承载作用。 为了提高含磷添加剂的配伍性、 多效性和承载能力, 我们研制出了二烷
基二硫代磷酸复酯胺盐、 二烷基二硫代磷酸胺盐等硫代磷酸酯的含氮衍生物。 其具
有优良的极压抗磨性能、 良好的热安定性及抗腐蚀性能, 在极压工业齿轮油中得到
了广泛应用。
二烷基二硫代氨基甲酸的衍生物作为抗氧剂、 金属钝化剂、 极压和抗磨剂的研
究和应用历史已超过40年。 其中, 二烷基二硫代氨基甲酸钼 (MoDTC) 作为润滑
油脂添加剂具有优良的减摩、 抗磨、 抗擦伤、 抗氧化和抗极压性能。 其原因在于在
摩擦过程中 MoDTC可在金属表面形成含 MoS2、 MoO3、 FeS及摩擦聚合物的复
合保护膜。
5 润滑油添加剂 449硫-磷型极压抗磨添加剂的典型代表为二烷基二硫代磷酸锌盐 (ZDDP)。 其原
料来源广泛, 生产工艺简单, 成本低, 具有优良的抗氧化、 抗腐蚀和抗磨性能, 并
具有中等极压性能及较好的热稳定型, 且毒性低, 是发动机油的主要添加剂之一。
产品应用 本品主要用作润滑油添加剂。
产品特性
① 使用添加了本品的润滑油, 能提高油品的承载性能, 提高齿轮的寿命, 提
高涡轮的抗磨性能。
② 使用添加了本品的齿轮油, 在提高铜的耐磨性的同时, 并不降低齿轮的抗
压性能, 具有良好的抗乳化性。
③ 由于本极压抗磨剂加入了多种组分, 所以能与多种不同规格的工业齿轮油
添加剂相复合。