潤(rùn)滑油常用添加劑種類及作用

敖 廣

（一輕研究所 北京）

一、潤(rùn)滑油添加劑

1.含硫添加劑

齒輪油最常用的含硫添加劑為硫化異丁烯，其硫含量高、活性硫多、效果好、顏色淺，作為極壓抗磨添加劑在各類齒輪油和切削油中得到了廣泛應(yīng)用。其他硫系添加劑有硫代酯（黃原酸乙二醇酯）、多硫化物（二芐基二硫化物和有機(jī)多硫化物）、硫化動(dòng)植物油脂和磺酸鹽等。目前在工業(yè)齒輪潤(rùn)滑油中應(yīng)用最多的是硫化異丁烯、硫磷酸酯、硫化棉籽油和硫化烯烴棉籽油等。這些極性含硫化合物均能在金屬表面形成物理吸附或化學(xué)吸附膜，從而起減摩抗磨作用。隨著摩擦副接觸表面溫度的升高，添加劑分子中的S-S鍵斷裂并同金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成硫醇鐵膜起減摩抗磨作用。在極壓條件下，添加劑分子中的C-S鍵斷裂，釋放出來(lái)的活性硫原子同鐵反應(yīng)生成硫化鐵膜，從而起極壓抗磨作用；由于硫化鐵的分解溫度超過(guò)750℃，因此含硫添加劑可以在高溫條件下使用。由于硫系添加劑在金屬表面形成的物理吸附膜和硫醇鐵膜具有良好的抗磨作用，因此可以認(rèn)為，二硫化物和多硫化物分子中的S-S鍵越容易斷裂，其抗磨性能越好且烷基直鏈碳鏈越長(zhǎng)，其抗磨性能越好。最近有研究表明，硫化烯烴在中等載荷條件下可與金屬表面發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成高分子聚合物膜，從而起到抗磨減摩作用。與此同時(shí)，硫系添加劑的承載能力取決于硫化鐵膜形成的難易程度，亦即添加劑分子中C-S鍵斷裂釋放出活性硫元素的難易程度。因此，C-S鍵的鍵能越小，則添加劑的承載能力越高。此外，硫化物作為極壓抗磨添加劑的摩擦學(xué)性能不僅取決于添加劑本身的分子結(jié)構(gòu)，還同環(huán)境中的氧密切相關(guān)。當(dāng)潤(rùn)滑油中溶解氧含量較低時(shí)，硫化物幾乎無(wú)極壓作用。

2.含磷添加劑

齒輪油常用的磷系添加劑為磷酸酯和亞磷酸酯。就磷酸酯添加劑的作用機(jī)理而言，主要學(xué)說(shuō)包括生成混合磷酸鹽學(xué)說(shuō)、腐蝕磨損—摩擦聚合理論、化學(xué)拋光學(xué)說(shuō)、小平臺(tái)理論、表面鈍化理論等。目前一般認(rèn)為磷酸酯通過(guò)在摩擦副接觸表面生成FePO4而起到減摩抗磨作用。有人利用XPS分析證實(shí)，磷酸三甲酚酯（tri cresyl phosphate，TCP）和三正辛基磷酸酯（tri octyl phosphate，TOP）添加劑在摩擦表面生成FePO4而不是磷化鐵。但同樣也有專家發(fā)現(xiàn)在相同試驗(yàn)條件下金屬磨損表面形成了磷化鐵。研究表明，磷酸酯或亞磷酸酯添加劑在邊界潤(rùn)滑條件下能起到良好的抗磨作用。其中中性磷酸酯的活性較弱，不易在摩擦表面形成化學(xué)保護(hù)膜；酸性磷酸酯的活性較強(qiáng)，承載能力優(yōu)于中性磷酸酯，但在重負(fù)荷條件下易導(dǎo)致化學(xué)腐蝕磨損。將磷酸酯類添加劑的抗磨作用機(jī)理概括為：首先添加劑分子在金屬表面吸附，隨后吸附的添加劑分子經(jīng)水解生成酸性磷酸酯，并與金屬反應(yīng)形成有機(jī)金屬磷酸鹽，最后，有機(jī)金屬磷酸鹽在極壓條件下進(jìn)一步水解，生成無(wú)機(jī)亞磷酸鐵薄膜，從而起極壓抗磨作用。

含磷添加劑是一種保護(hù)齒輪齒面的重要添加劑。研究表明，通過(guò)MIL-L-2105C規(guī)格試驗(yàn)的車用齒輪油配方中均含有磷系添加劑。而合理利用硫系和磷系添加劑的復(fù)配可以滿足齒輪在不同工況條件下的減摩、抗磨和極壓承載需要。換言之，硫系添加劑在高速?zèng)_擊條件下可在金屬磨損表面形成具有優(yōu)良極壓性能的硫化物表面膜，但其在低速高扭矩條件下無(wú)效；而磷系添加劑在金屬磨損表面形成的表面膜在低速高扭矩條件下具有優(yōu)良的極壓性能，但其在高速?zèng)_擊條件下幾乎無(wú)極壓承載作用。合理利用硫-磷復(fù)合可以解決上述矛盾，使得齒輪同時(shí)在高速?zèng)_擊和低速高扭矩條件下具有良好的使用性能。

3.含硼添加劑

含硼添加劑具有優(yōu)良的抗磨減摩性能、良好的防腐防銹性能及熱氧化安定性，而且無(wú)毒無(wú)臭，作為極壓抗磨添加劑得到了日益廣泛的應(yīng)用。人們針對(duì)硼酸酯添加劑的作用機(jī)理開展了大量的研究工作，并提出了沉積成膜和滲硼兩種代表性的觀點(diǎn)。

通常認(rèn)為，硼酸鹽潤(rùn)滑油添加劑具有化學(xué)惰性，其在摩擦表面既不是以硼酸鹽形式存在，也不是以硼酸和硼的氧化物形式存在，而是以硼的間隙化合物FexB形式存在；這種間隙化合物能溶解游離態(tài)的硼，進(jìn)而形成固溶體，從而在摩擦表面形成復(fù)雜的滲透層，起到減摩抗磨作用。有專家研究了硼酸鹽潤(rùn)滑油添加劑的極壓抗磨作用機(jī)理，認(rèn)為摩擦副接觸表面在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生電荷，使添加劑膠體的帶電微粒向摩擦表面移動(dòng)并沉積于表面，形成沉積膜。研究多種有機(jī)及無(wú)機(jī)硼酸鹽潤(rùn)滑油添加劑的摩擦學(xué)特性后，發(fā)現(xiàn)含硼添加劑具有優(yōu)良的極壓、抗磨和減摩性能；硼酸酯潤(rùn)滑油添加劑在酸性介質(zhì)中可轉(zhuǎn)變?yōu)榕鹚幔笳咴谀Σ吝^(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿埸c(diǎn)的B2O3，從而起到抗磨減摩作用?？傮w而言，硼酸鹽潤(rùn)滑油添加劑在摩擦表面通過(guò)沉積成膜而起承載、抗磨和減摩作用。迄今關(guān)于含硼化物添加劑同摩擦表面相互作用及其抗磨機(jī)制的認(rèn)識(shí)尚存在爭(zhēng)議。

此外，雜環(huán)化合物具有緊湊的分子結(jié)構(gòu)、良好的熱穩(wěn)定性，分子結(jié)構(gòu)中兼具不同官能團(tuán)和不同活性元素，作為潤(rùn)滑油添加劑具有廣闊的應(yīng)用前景。與此相適應(yīng)，各種雜環(huán)類添加劑的研制開發(fā)及其摩擦學(xué)性能研究受到了廣泛關(guān)注，并取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。而各種稀土類添加劑、有機(jī)鉬添加劑的摩擦學(xué)研究亦引起了潤(rùn)滑科技工作者的注意。

4.含氯添加劑

最常用的含氯添加劑為氯化石蠟。氯化石蠟反應(yīng)活性高、極壓性能好、價(jià)格低廉，因此在設(shè)備潤(rùn)滑和切削加工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。按碳鏈的長(zhǎng)短可以將氯化石蠟劃分為短鏈（10～13個(gè)碳）、中鏈（10～17個(gè)碳）和長(zhǎng)鏈（18～30個(gè)碳）等3大類。應(yīng)當(dāng)注意的是，氯化物易水解而生成氯化氫，在高溫和潮濕環(huán)境下分解失效，并可導(dǎo)致金屬腐蝕，故在高濕度或水環(huán)境條件下不宜使用氯化石蠟作為添加劑。氯化石蠟之所以具有極壓抗磨作用，原因在于C－CL鍵在載荷和摩擦力作用下發(fā)生斷裂，分解放出的氯與金屬反應(yīng)形成具有減摩抗磨作用的氯化鐵保護(hù)膜：RCLn+Fe→FeCL2+RCLn-2。氯化鐵具有類似石墨和二硫化鉬的層狀結(jié)構(gòu)，剪切強(qiáng)度低，具有減摩作用。但氯化鐵熔點(diǎn)較低，在350℃下失效，因此含氯添加劑不宜在高溫條件下使用。

近年來(lái)，由于人們對(duì)健康和環(huán)保的日益重視，氯化石蠟對(duì)健康和環(huán)保的危害受到了高度關(guān)注。研究表明，短鏈氯化石蠟具有致癌作用，并可導(dǎo)致水生生物中毒。1985年國(guó)際病毒組織針對(duì)含12個(gè)碳、氯含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）為60%以及含23個(gè)碳、氯含量為43%的氯化石蠟進(jìn)行了毒性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)C12氯化石蠟具有明顯的致癌作用，而C23氯化石蠟無(wú)致癌作用。此后，短鏈氯化石蠟作為極壓抗磨劑的使用受到了嚴(yán)格限制。

5.磷-氮型極壓抗磨劑

雖然酸性磷酸酯具有很好的極壓抗磨性能，但其活性較高，磷消耗較快，易導(dǎo)致腐蝕磨損。為了揚(yáng)長(zhǎng)避短，采用胺中和酸性磷酸酯可以得到活性相對(duì)較低的磷-氮型復(fù)合添加劑；磷-氮型復(fù)合極壓抗磨劑具有較高的承載能力，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，工業(yè)3廢少，是一種很有發(fā)展前途的復(fù)合型極壓抗磨添加劑；其主要代表為酸性磷酸酯胺鹽及磷酸酯胺鹽。該類復(fù)合添加劑一般具有良好的極壓、抗磨、防腐蝕、防銹及抗氧化性能；其中烷基鏈較長(zhǎng)的胺中和酸性磷酸酯形成的復(fù)合添加劑具有很好的油溶性。而伯胺中和酸性磷酸酯得到的復(fù)合添加劑具有優(yōu)良的極壓抗磨性能，伯胺的空間位阻較小，容易競(jìng)爭(zhēng)吸附于摩擦副接觸表面。

6.硫-磷-氮型極壓抗磨劑

硫-磷-氮（S-P-N）及磷-氮（P-N）型復(fù)合極壓抗磨劑的性能均優(yōu)于P型單劑。由于引入胺可以降低磷酸酯的酸值，抑制銅腐蝕，因此S-P-N型極壓抗磨劑具有較好的抗磨、抗氧化和防銹性能，同時(shí)具有良好的協(xié)同減摩、抗磨和極壓承載作用。

為提高含磷添加劑的配伍性、多效性和承載能力，研制出二烷基二硫代磷酸復(fù)酯胺鹽、二烷基二硫代磷酸胺鹽等硫代磷酸酯的含氮衍生物。具有優(yōu)良的極壓抗磨性能、良好的熱安定性及抗腐蝕性能，在極壓工業(yè)齒輪油中得到廣泛應(yīng)用。

二烷基二硫代氨基甲酸的衍生物作為抗氧劑、金屬鈍化劑、極壓和抗磨劑的研究和應(yīng)用歷史超過(guò)40年。其中，二烷基二硫代氨基甲酸鉬（MoDTC）作為潤(rùn)滑油脂添加劑具有優(yōu)良的減摩、抗磨、抗擦傷、抗氧化和抗極壓性能。原因在于，在摩擦過(guò)程中MoDTC可在金屬表面形成含MoS2、MoO3、FeS及摩擦聚合物的復(fù)合保護(hù)膜。

7.硫-磷型極壓抗磨劑

硫-磷型極壓抗磨添加劑的典型代表為二烷基二硫代磷酸鋅鹽（ZDDP）。原料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低，具有優(yōu)良的抗氧化、抗腐蝕和抗磨性能，并具有中等極壓性能、較好的熱穩(wěn)定型、低毒性，是發(fā)動(dòng)機(jī)油的主要添加劑之一。

影響二烷基二代磷酸金屬鹽極壓抗磨性能的因素很多，如取代基的結(jié)構(gòu)、金屬離子的半徑、摩擦副接觸表面應(yīng)力水平、摩擦副運(yùn)動(dòng)方式、滑動(dòng)速度、溫度、表面粗糙度、測(cè)量方法、基礎(chǔ)油、添加劑濃度、摩擦副材料特性以及二烷基二硫代磷酸金屬鹽同其他添加劑的配伍性等。正因?yàn)槿绱耍煌芯空哚槍?duì)其減摩抗磨作用機(jī)理所得到的研究結(jié)果不盡相同，甚至完全相反。

研究表明，ZDDP類添加劑及其基礎(chǔ)油對(duì)機(jī)件表面鈍化膜的還原中和效應(yīng)具有差異；基礎(chǔ)油可加速鈍化膜的還原，而ZDDP調(diào)配的潤(rùn)滑劑的摩擦學(xué)性能存在差異。就ZDDP的抗磨作用機(jī)理而言，一般認(rèn)為二烷基二硫代磷酸鋅在邊界摩擦（發(fā)熱）過(guò)程中發(fā)生熱分解和聚合，生成的聚合物狀沉淀，并沉積于金屬磨損表面形成潤(rùn)滑膜，從而起到減摩抗磨作用。反應(yīng)順序?yàn)榉肿游健Σ翢岱纸狻酆喜⑸删酆衔锍恋怼饘俦砻娣磻?yīng)形成極壓化學(xué)潤(rùn)滑膜。反應(yīng)過(guò)程在摩擦和表面金屬活化及電子激發(fā)作用下，可在幾千分之一秒內(nèi)迅速完成。

8.硼-磷-氮型極壓抗磨劑

研究表明，在抗磨劑分子中引入硼元素可以顯著改善添加劑的油溶性、抗腐蝕性及極壓抗磨性能。其中硼化磷酸酯胺鹽作為優(yōu)良的極壓劑在金屬切削液中得到了廣泛應(yīng)用，而S-P-N-B復(fù)合劑具有良好的極壓抗磨性能、熱氧化安定性，是性能較全面的一種國(guó)產(chǎn)含磷劑。利用復(fù)合劑與其他多種添加劑復(fù)配研制的LAN4202復(fù)合劑在GL-5型重負(fù)荷車輛齒輪油中得到了應(yīng)用，相應(yīng)的重負(fù)荷車輛齒輪油的性能相當(dāng)于或略優(yōu)于進(jìn)口同類產(chǎn)油品。

9.油性劑

油性劑只能在較低的載荷、溫度和滑動(dòng)速度條件下起減摩抗磨作用。一般認(rèn)為油性劑是含極性基團(tuán)（-COOH、-OH、-OR、-NH2）的長(zhǎng)鏈有機(jī)化合物，主要包括脂肪酸類、脂肪酸酯類和高級(jí)脂肪醇類等。油性劑通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附而在金屬表面形成厚約30 nm的定向吸附層，從而阻止金屬間的直接接觸，起減摩抗磨作用。

添加劑是化學(xué)復(fù)合物質(zhì)，可以改善很多潤(rùn)滑油的性能，加強(qiáng)已有的、抑制不想要的性能，產(chǎn)生變化的發(fā)生速率，同時(shí)可以加入基礎(chǔ)油新的有用的性能。添加劑最初在19世紀(jì)20年代開始使用后，由于顯現(xiàn)出許多優(yōu)異性能，使用量迅速的增加?，F(xiàn)今每一種潤(rùn)滑油幾乎都至少含一種添加劑在內(nèi)，有些含多種不同種類的添加劑，其含量可由幾百分之一至30%。添加劑雖然對(duì)油的性能表現(xiàn)有所助益，但如用量過(guò)多或添加劑間會(huì)彼此反應(yīng)，也是有害的。所以均衡的添加劑配方并經(jīng)測(cè)試，確認(rèn)無(wú)不良的副作用是很重要的，一旦達(dá)成有效的均衡配方后，使用者額外添加外來(lái)補(bǔ)充品通常是不需要的。

二、添加劑的作用及分類

1.潤(rùn)滑油添加劑的主要作用

改善潤(rùn)滑材料的性能，降低油的凝固點(diǎn)，迅速消除油中的泡味、改善黏溫、黏滑特性、增加油膜強(qiáng)度等。保護(hù)油脂不氧化變質(zhì)，延長(zhǎng)油脂的使用壽命，提高抗氧化能力，提高抗腐能力，提高抗乳化性能。保護(hù)金屬不受腐蝕，提高油的防腐性，鈍化金屬提高防銹能力。增強(qiáng)潤(rùn)滑油脂在惡劣工作條件下的工作能力，增強(qiáng)極壓抗磨性，提高機(jī)件的抗擦能力，提高機(jī)件的磨損自修復(fù)能力。

2.潤(rùn)滑油添加劑分類

添加劑可以按功能分成2大類，一是按影響基礎(chǔ)油的物理與化學(xué)性能分，物理性能如黏溫特性、解乳化性、低溫特性等化學(xué)性能如氧化穩(wěn)定性。二是按影響與金屬表面的物理化學(xué)性分，如減少摩擦、增加極壓表現(xiàn)、防磨損與抗腐蝕等。添加劑雖然對(duì)於潤(rùn)滑油有很大的影響，但有些性能是不受影響的，如揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性、熱傳導(dǎo)性、消泡性、被壓縮性與沸點(diǎn)等，優(yōu)良品質(zhì)的基礎(chǔ)油加上均衡與極佳化的添加劑組合，才能調(diào)配出高性能的潤(rùn)滑油。也因此，現(xiàn)今有使用氫裂解與高度氫處理的高精煉基礎(chǔ)油，及酯類與PAO的合成基礎(chǔ)油越來(lái)越多。按作用可分得更細(xì)。

（1）清凈分散劑，吸附氧化產(chǎn)物，將其分散在油中。由浮游性組分抗氧化、抗腐蝕、組合、合成。主要產(chǎn)品有：低堿值合成烷基苯磺酸鈣、高堿值線型烷基苯合成磺酸鈣、長(zhǎng)鏈線型烷基苯高堿值合成磺酸鈣、高堿值合成二烷基苯磺酸鈣、長(zhǎng)鏈線型烷基苯高堿值合成磺酸鎂、高堿值硫化烷基酚鈣、聚異丁烯基丁二酰亞胺、硼化聚異丁烯基丁二酰亞胺、高分子量聚異丁烯基丁二酰亞胺、硼化高分子量聚異丁烯基丁二酰亞胺。

（2）抗氧抗腐劑。提高油品氧化安定性--防止金屬氧化、催化陳舊延緩油品氧化速度隔絕酸性物與金屬接觸生成保護(hù)膜具有抗磨性。主要產(chǎn)品有：硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、堿式硫磷雙辛伯烷基鋅鹽、硫磷丙辛仲伯烷基鋅鹽、硫磷伯仲烷基鋅鹽。

（3）極壓抗磨劑。在摩擦面的高溫部分能與金屬反應(yīng)生成融點(diǎn)低的物質(zhì)，節(jié)省油耗和振動(dòng)噪聲。極壓劑：大部分都是硫化物、氯化物、磷化物，在高溫下能與金屬反應(yīng)生成潤(rùn)滑性的物質(zhì)，在苛刻條件下提供潤(rùn)滑。主要產(chǎn)品有：硫化異丁烯,噻二唑衍生物（TH561）

（4）油性劑都是帶有極性分子的活性物質(zhì)，能在金屬表面形成牢固的吸附膜，在邊界潤(rùn)滑的條件下，可以防止金屬摩擦面的直接接觸。

（5）抗氧防膠劑。用作汽油、潤(rùn)滑油。石蠟等產(chǎn)品抗氧、防膠劑，橡膠塑料的防老劑。

（6）增黏劑。又稱增稠劑，主要是聚俁型有極高分子化合物，增粘劑不僅可以增加油品的粘度，并可改善油品的粘溫性能。

（7）防銹劑是一些極性化合物，對(duì)金屬有很強(qiáng)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(zhì)的侵蝕；防銹劑還能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，從而起到防銹的作用。

（8）降凝劑降低油品的凝固點(diǎn)，改善油品低溫流動(dòng)性。

（9）抗泡劑，使氣泡能迅速地溢出油面，失去穩(wěn)定性并易于破裂，從而縮短了氣泡存在的時(shí)間。

（10）破乳劑，對(duì)油品有很高的降解性能及水萃取性。

三、潤(rùn)滑油添加劑工作機(jī)理與主要品牌

1.潤(rùn)滑油添加劑工作機(jī)理

由于潤(rùn)滑油中加入了高效添加劑，而絕大多數(shù)添加劑是極性物質(zhì)，這些極性物質(zhì)與金屬表面發(fā)生反應(yīng)，形成化學(xué)吸附膜，代替了后來(lái)潤(rùn)滑膜，使膜更加牢靠，潤(rùn)滑性能更好。另外，摩擦副在局部高溫度壓下，添加劑分解出硫、磷等極性物質(zhì)，這些極性物質(zhì)與金屬反應(yīng)，也會(huì)生成反應(yīng)物，防止了膠合的發(fā)生。同時(shí)，由于添加劑的存在增加了接觸面積，降低了接觸應(yīng)力；使表面逐漸趨于光滑，從而大大地改善了潤(rùn)滑狀態(tài)。

2.潤(rùn)滑油主要品牌

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)潤(rùn)滑油的廠家比較多，就生產(chǎn)潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油來(lái)說(shuō)，全亞洲最好的基礎(chǔ)油要屬大慶油田產(chǎn)的加氫異構(gòu)脫臘基礎(chǔ)油，由其生產(chǎn)出的潤(rùn)滑油質(zhì)量也是最上乘，再配以復(fù)合添加劑，生產(chǎn)出的潤(rùn)滑油就是首選。比較有實(shí)力的一線品牌：杜邦、老鷹、長(zhǎng)城、昆侖、統(tǒng)一等廠家；大慶油田的主要品牌：大慶產(chǎn)的昆侖、大慶潤(rùn)源等。國(guó)外生產(chǎn)潤(rùn)滑油的一線品牌：美孚、BP、三和、嘉實(shí)多、勝牌、德國(guó)FUOKO等。相比之下國(guó)外品牌的產(chǎn)品質(zhì)量占有一定優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)品牌的產(chǎn)品價(jià)格占有優(yōu)勢(shì)，但近年來(lái)隨著高科技的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)一些知名品牌的產(chǎn)品創(chuàng)新和自主研發(fā)，已經(jīng)逐漸縮小了與國(guó)際品牌的差距，不少品牌已經(jīng)打入國(guó)際市場(chǎng)。

3.潤(rùn)滑油添加劑生產(chǎn)商

目前美國(guó)是世界上添加劑工業(yè)發(fā)展較快且水平較高的國(guó)家，Vanderbilt、Exxon、chevron、Lubrzol、Elco、Dover和 Shell等公司是主要的潤(rùn)滑油添加劑生產(chǎn)商。

目前以工業(yè)為主的潤(rùn)滑油添加劑在國(guó)內(nèi)較有名氣企業(yè)有：中國(guó)石化國(guó)際事業(yè)錦州公司，遼寧天合精細(xì)化工股份有限公司，無(wú)錫南方添加劑廠，錦州石化添加劑，錦州德億燃油石化有限責(zé)任公司，淄博惠華化工有限公司，四介國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司，深圳市超美化工科技有限公司等。

4.潤(rùn)滑油添加劑作用

清凈分散性添加劑重要意義，一是指潤(rùn)滑油能將其氧化后生成的膠狀物、積炭等不溶物或懸浮在油中，形成穩(wěn)定的膠體狀態(tài)而不易沉積在部件上。二是指將已沉積在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的膠狀物、積炭等，通過(guò)潤(rùn)滑油洗滌作用于洗滌下來(lái)。清凈分散劑是一種具有表面活性的物質(zhì)，能吸附油中的固體顆粒污染物，并使污染物懸浮于油的表面，以確保參加潤(rùn)滑循環(huán)的 油是清凈的，以減少高溫與漆膜的形成。分散劑則能將低溫油泥分散于油中，以便在潤(rùn)滑油循環(huán)中將其濾掉。清凈分散添加劑是它們的總稱，它同時(shí)還具有洗滌、抗氧化 及防腐等功能。因此，也稱其為多效添加劑。從一定意義上說(shuō)，潤(rùn)滑油質(zhì)量的高低，主要區(qū)別在抵抗高、低溫沉積物和漆膜形成的性能上，也可以說(shuō)表現(xiàn)在潤(rùn)滑油內(nèi)清凈分散劑的性能及加入量上，可見清凈分散劑對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)量具有重要影響。

加入抗氧劑和抗氧抗腐劑的原因，用燃料油、煤油、汽油、天然氣或人造氣體、液化氣等作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用潤(rùn)滑劑（如石蠟基潤(rùn)滑油）來(lái)潤(rùn)滑其運(yùn)動(dòng)部件。潤(rùn)滑油在使用中要與空氣接觸，各種機(jī)械設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生熱量，使運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦部位溫度升高，另外，設(shè)備中的各種金屬材料，如銅、鐵等均會(huì)起催化作用加速油品的氧化變質(zhì)，最終是潤(rùn)滑油粘度增加，生成酸性物質(zhì)腐蝕金屬材料，也會(huì)生成各種炭狀或?yàn)r青狀沉淀物質(zhì)如漆膜等堵塞管路。所有這些變化均對(duì)油品的繼續(xù)使用和設(shè)備正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響。因此要求油品有較好的抗氧和抗腐作用。在油品中加入抗氧和抗腐添加劑，目的是抑制油品的氧化過(guò)程，鈍化金屬對(duì)氧化的催化作用，起到延長(zhǎng)油品使用和保護(hù)機(jī)器的目的。

經(jīng)過(guò)一定精致的基礎(chǔ)油，有一定的抗氧化作用，但是不能滿足近代及其的跟中苛刻要求，必須加入抗氧抗腐添加劑。添加量?jī)H次于清凈分散劑和黏度指數(shù)改進(jìn)劑，居第三位。

降凝劑機(jī)理，降凝劑是一種化學(xué)合成的聚合物或縮合物，在其分子中一般含有極性基團(tuán)（或芳香核）和與石蠟烴結(jié)構(gòu)類似的烷基鏈。降凝劑不能阻止石蠟在低溫下結(jié)晶析出，即油品的濁點(diǎn)不變，它是通過(guò)在蠟結(jié)晶表面的吸附或與蠟共晶來(lái)改變蠟晶的形狀和尺寸，防止蠟形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之仍然保持油在低溫下的流動(dòng)能力。要強(qiáng)調(diào)的是，降凝劑只在含有少量蠟的油品中才能起降凝作用，油品中不含蠟或含蠟太多都無(wú)降凝效果。最常用的降凝劑有二甲基丙烯酸甲酯

防銹防腐劑機(jī)理，防銹劑是一種極性很強(qiáng)的化合物，其極性基團(tuán)對(duì)金屬表面有很強(qiáng)的吸附力，在金屬表面形成緊密的單分子或多分子保護(hù)層，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬接觸，起到防銹作用。另外，溶解防銹劑的基礎(chǔ)油，可在防銹劑吸附少的地方進(jìn)行吸附，深入到防銹添加劑分子之間，借助范德華力與添加劑分子共同作用，使吸附膜更加牢固；另外，由于基礎(chǔ)油的作用，使添加劑對(duì)金屬表面的吸附更加牢固不易脫離，油還可以與添加劑形成濃縮物，從而使吸附膜更加緊密?？傊?，基礎(chǔ)油的這些作用，有利于保護(hù)吸附分子，保持油膜厚度，起到一定的防銹作用。最常用的防腐蝕劑如：磺酸鋇、磺酸鈣、改性磺酸鈣、硼酸胺、羧酸胺。

油性劑，主要是指潤(rùn)滑劑減少摩擦的性能。以提高這種性能的目的而使用的添加劑稱為油性劑（Oilness agents），有時(shí)也稱為減摩劑（Friction reducer）或摩擦改進(jìn)劑，用作油性劑的是某些表面活性物質(zhì)，如動(dòng)植物油脂、脂肪酸、酯、胺等。

抗磨劑，是指潤(rùn)滑劑在輕負(fù)荷和中等負(fù)荷條件下能在摩擦表面形成薄膜，防止磨損的能力。如：硫化油脂、磷酸酯、二硫代磷酸金屬鹽。

極壓劑，是指潤(rùn)滑劑在低速高負(fù)荷或高速?zèng)_擊負(fù)荷摩擦條件下，即在所謂的極壓條件下防止摩擦面發(fā)生燒結(jié)、擦傷的能力。極壓劑多含有硫 磷 氯等活性物質(zhì)，極壓劑在摩擦面上和金屬起化學(xué)反應(yīng)，生成剪切力和熔點(diǎn)都比原金屬低的化合物，構(gòu)成極壓固體潤(rùn)滑膜，防止燒結(jié)。最常用的極壓劑如：硫化豬油、磷酸酯、氮化物、氯化石蠟。

抗泡劑，潤(rùn)滑油使用中，常會(huì)受到震蕩、攪動(dòng)等影響，使空氣進(jìn)入潤(rùn)滑油中，以至于形成氣泡，則將影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，加速氧化速度，導(dǎo)致油品損失，而且會(huì)阻礙油品的傳送，使供油中斷，妨礙潤(rùn)滑，對(duì)液壓油影響其壓力的傳遞。抗泡劑作用主要是抑制泡沫的產(chǎn)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，從而達(dá)到破壞泡沫的目的。最常用的抗泡劑是甲基硅油抗泡劑

抗氧劑，防止油品老化的重要添加劑，能夠有效提高油品的使用壽命。

5.市場(chǎng)上常用的固體添加劑

市場(chǎng)中有眾多宣稱能提高機(jī)油保護(hù)功能的添加劑，而且不同品牌以不同的作用機(jī)理進(jìn)行宣傳。

（1）石墨、二硫化鉬類固體懸浮型 主要起減摩抗磨作用，但只能應(yīng)用于固體潤(rùn)滑和低速大負(fù)荷設(shè)備，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)超過(guò)1000 r/min時(shí)，沒有任何作用。另外，它在潤(rùn)滑油中的狀態(tài)不穩(wěn)定，在一定的時(shí)間及溫度條件下會(huì)發(fā)生析出現(xiàn)象。析出物會(huì)造成油路的堵塞，并加速油泥的形成。

（2）特氟龍樹脂微粒型作為抗磨劑曾在美國(guó)應(yīng)用廣泛，但由于其在低溫下會(huì)沉積在油道、油泵集濾器上造成堵塞，以及沉積在活塞環(huán)槽內(nèi)使其失去活性，并加速油泥的形成，在美國(guó)很少推薦使用。

（3）含銅、鉛等重金屬微粒的鍍膜類 能在摩擦表面形成一層金屬膜，起抗磨及抗極壓作用，但是必須使用濾芯孔徑略大的機(jī)油濾清器，否則會(huì)被被過(guò)濾出來(lái)，堵塞機(jī)油泵及油路。再有，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)在活塞及缸體表面形成膜狀物，造成兩者粘結(jié)，易出現(xiàn)粘環(huán)等現(xiàn)象。

（4）磁性油精類是一種表面金屬磁化劑，主要起減摩、抗磨作用。該類產(chǎn)品有效作用時(shí)間太短，需不斷添加，費(fèi)用較高，而且會(huì)干擾汽車上的電子元件的正常工作。

（5）無(wú)鉛、無(wú)氟、無(wú)氯的化學(xué)成膜劑類能同時(shí)表現(xiàn)出抗極壓性、抗氧化性及一定的抗磨性。由于它在金屬表面形成的化學(xué)反應(yīng)膜作用持久，因而能有效延長(zhǎng)潤(rùn)滑油和金屬機(jī)件壽命。

6.用途

潤(rùn)滑油添加劑是指按一定比例及調(diào)合技術(shù)進(jìn)行混合并能滿足一定質(zhì)量等級(jí)要求的幾種單劑的混合物。20世紀(jì)80年代以前，我國(guó)調(diào)合潤(rùn)滑油的添加劑原料基本上都是單劑，即根據(jù)所調(diào)油品的質(zhì)量要求，選擇一定性質(zhì)的基礎(chǔ)油并加入一些可以改進(jìn)某一油品特性的添加劑單劑。由于潤(rùn)滑油質(zhì)量檔次較低，油品性能評(píng)定要求也比較簡(jiǎn)單，所以廣泛使用了單劑原料的調(diào)合技術(shù)。但近十幾年來(lái)，進(jìn)口汽車及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的汽車大幅度增加，對(duì)內(nèi)燃機(jī)油的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，采用單劑原料技術(shù)調(diào)合油品不僅在工藝上麻煩，而且在配方評(píng)定方面的困難也很大，大多數(shù)潤(rùn)滑油調(diào)合廠難以做到。所以，一些廠家在臺(tái)架評(píng)定的基礎(chǔ)上生產(chǎn)復(fù)合添加劑，這種復(fù)合劑具有成品油要求的多種功能，只要在指定性質(zhì)的基礎(chǔ)油中加入適當(dāng)?shù)膭┝?，就可以生產(chǎn)某一質(zhì)量級(jí)別的油品。以復(fù)合劑為原料調(diào)合潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)周期短，經(jīng)濟(jì)性好。